DE1271495B - Verfahren zur Herstellung von Zerspannungswerkzeugen, insbesondere Spiralbohrern, durch Aufbringen einer Verschleissschutzschicht - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Zerspannungswerkzeugen, insbesondere Spiralbohrern, durch Aufbringen einer VerschleissschutzschichtInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Zerspanungswerkzeugen,insbesondere Spiralbohrern, durch Aufbringen einer Verschleißschutzschicht Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Zerspanungswerkzeugen mit rotationssymmetrischen Grundkörpern, insbesondere Spiralbohrern. Solche Werkzeuge bestehen aus gehärtetem Stahl, vorzugsweise Schnellstahl. Sie werden vielfach zusätzlich mit einer hochharten dünnen, hohen Wärmebelastungen widerstehenden Verschleißschutzschicht, wie einer Nitrierschicht, versehen, die insbesondere den Verschleiß an den Führungsflächen vermindern und damit die Maßhaltigkeit auch nach längerem Gebrauch gewährleisten soll. Bisher ist es üblich, solche zusätzlichen hochharten Schutzschichten an dem fertigen Werkzeug zu bilden. Dabei erstreckt sich die hochharte Schicht über die gesamte Oberfläche des Werkzeuges. Beim praktischen Gebrauch von derart behandelten Spiralbohrern u. dgl. hat sich gezeigt, daß insbesondere Werkzeuge mit kleineren Durchmessern leichter brechen als Werkzeuge gleicher Abmessungen, die keine hochharte Schutzschicht, wie Nitrierschicht, aufweisen. Dies kann darauf zurückgeführt werden, daß bei der Herstellung von hochharten Schutzschichten, wie Nitrierschichten, die scharfen Kanten des Werkzeuges, an denen die Schichtbildung von mehreren Seiten her erfolgt, einer gewissen Versprödung unterliegen. Bei Spiralbohrern tritt diese unerwünschte Wirkung insbesondere an den Schnittkanten, die von den Spannuten und den Führungsfasen gebildet werden, und an den Rückenkanten ein. Hier entstehen beim Gebrauch des Werkzeuges auf Grund der hohen Härte durch Drehschwingungen u. dgl. oftmals feine Einrisse, die den Bruch des Werkzeuges einleiten.
- Es ist schon bekannt, zur Verhinderung der Härteannahme an bestimmten Stellen von Werkstücken vor dem Nitrieren Abdeckungen anzuordnen, die den Zutritt des nietrierend wirkenden Mediums zu der Werkstückoberfläche verhindern. Dabei ist vorgesehen, die schützende Abdeckung durch Phosphatschichten zu bilden, wobei davon ausgegangen ist, daß es leicht möglich sei, die Werkstücke zur Erzeugung der Phosphorschicht so in Phosphorsäure einzulegen, daß nur die abzudeckenden Stellen von der Säure benetzt werden. Hier wird also die Schutzschicht beim Aufbringen auf solche Teilbereiche des Werkstückes beschränkt, die beim Nitrieren auszusparen sind. Es ist auch bekannt, beim Nitrieren von Werkstücken aus Werkstoffen, die nicht ohne weiteres durch die üblichen Nitriermittel beeinflußt werden und bei denen eine Härtewirkung nur eintritt, wenn zusätzliche Halogenverbindungen auf den Werkstoff einwirken, in von der Nitrierung auszusparenden Bereichen der Werkstückoberfläche die Wirksamkeit der insgesamt auf das Werkstück gebrachten Halogenverbindungen aufzuheben, indem dort zusätzliche Überzüge aus basischen Stoffen angebracht werden, die die Halogenverbindungen neutralisieren. Auch hier wird demnach das Auftragen des gegen eine Nitrierwirkung schützenden Überzuges auf die von der Nitrierung auszusparenden Bereiche beschränkt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich durchführbares Verfahren zur Herstellung von Zerspanungswerkzeugen der eingangs umschriebenen Art, insbesondere Spiralbohrern, zu entwickeln, bei dem eine maximale Verschleißfestigkeit der Umfangsfläche des Werkzeuges anfällt, ohne damit eine erhöhte Bruchgefahr herbeizuführen. Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß zur Begrenzung einer hochharten, zu bildenden Verschleißschutzschicht auf die Führungsfasen des Werkzeuges der etwa die Fertigform aufweisende Werkzeugkörper zunächst in seinem die Führungsfasen aufweisenden Längenbereich insgesamt mit einer die Bildung der Verschleißschutzschicht ausschließenden Deckschicht, wie einer galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht aus Kupfer oder Messing, versehen und dann an den zu härtenden Oberflächenteilen durch spangebende Bearbeitung von der Deckschicht befreit und durch Eindiffundieren eines Stoffes, wie Stickstoff, gehärtet wird. Hiermit wird unter Zugrundelegung von nur wenigen bequem und schnell durchführbaren Arbeitsgängen die Bildung der hochharten Verschleißschutzschicht auf diejenigen Bereiche des Werkzeuges beschränkt, die des Verschleißschutzes bedürfen. Dabei lassen sich die erforderlichen Arbeitsgänge ohne weiteres derart mechanisieren, daß der Bedarf an teuerer Handarbeit äußerst gering bleibt, denn es ist nicht, wie bei den vorbekannten Verfahren, zur Beschränkung von hochharten Schichten notwendig, die deren Bildung hindernden überzüge beim Aufbringen auf die zu schützenden Bereiche zu beschränken. Die Art der jeweils anzuwendenden Deckschicht richtet sich nach der die hochharte Verschleißschicht bildenden Behandlung, d. h., die Deckschicht muß den an die Temperaturbeständigkeit und die Deckwirkung zu stellenden Anforderungen genügen. Bei Nitrierschichten, die vorzugsweise im Salzbad hergestellt werden, bedarf die Deckschicht z. B. einer Temperaturbeständigkeit bis etwa 550° C, so daß in erster Linie metallische Schichten zu verwenden sein werden, die vorzugsweise galvanisch aufzubringen sind. Bei einer Herstellung der hochharten Verschleißschutzschicht durch Eindiffundieren anderer Stoffe oder Stoffgemische, das fallweise bei geringen Arbeitstemperaturen möglich ist, lassen sich sinngemäß auch Deckschichten mit geringerer Temperaturbeständigkeit verwenden, die dann unter Umständen auch nichtmetallischer Art sein können.
- Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung empfiehlt es sich, die Deckschicht an den Führungsfasen durch die den Fertigdurchmesser des Werkzeuges bestimmende Schleifbearbeitung zu beseitigen. Damit wird der Aufwand an Fertigungszeit und -einrichtungen besonders gering.
- Weiterhin empfiehlt es sich, nach der die hochharte Verschleißschutzschicht bildenden Behandlung die Teilbereiche des Werkzeuges schützende Deckschicht vorzugsweise elektrolytisch zu beseitigen, sofern sie die Gebrauchseigenschaften des fertigen Werkzeuges schmälern könnte. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, denn unter Umständen ergibt die in. Teilbereichen des Werkzeuges verbleibende Deckschicht einen Oberflächenschutz für das Werkzeug und fallweise besonders günstige Eigenschaften in Hinblick auf den Späneabfluß od. dgl.
- In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt F i g.1 einen Spiralbohrer in Ansicht, F i g. 2 bis 6 in größerem Maßstab einen Schnitt II-II nach F i g. 1, wobei die einzelnen Stufen des Fertigungsablaufes dargestellt sind.
- Der dem Ausführungsbeispiel zugrunde liegende, insbesondere in F i g.1 dargestellte Spiralbohrer mag eine an sich bekannte Form haben, d. h. einen Einspanntei110 und einen mit Wendeln versehenen Schaft 11 aufweisen. Ein Querschnitt durch den im wesentlichen fertiggeformten Schaft 11 ist in F i g. 2 dargestellt. Gemäß der ersten Arbeitsstufe des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird, wie F i g. 3 zeigt, der gesamte Schneiderteil 11 vorzugsweise auf galvanischem Wege mit einer Deckschicht 12 aus Kupfer, Messing od. dgl. abgedeckt. Die Deckschicht 12, die in den F i g. 2 bis 6 durch einen Linienzug dargestellt ist, der gegenüber den Konturen des Grundkörpers 11 einen freien Abstand beläßt, liegt selbstverständlich dem Grundkörper unmittelbar an und weist eine derart begrenzte Dicke auf, daß bei der anschließenden Nitrierbehandlung der Stickstoff oder bei einer anderen Behandlung der entsprechende Stoff nicht in dem Grundkörper eindiffundieren kann. Die Deckschicht 12 kann fallweise auch aus nichtmetallischem Werkstoff bestehen. In der nächsten, in F i g. 4 gekennzeichneten Arbeitsstufe wird der Schneidenteil11 des Werkzeuges auf seiner äußeren Umfangsfläche durch Schleifen od. dgl. derart spangebend bearbeitet; daß die Deckschicht 12 auf den Führungsfasen 13 des Werkzeuges wieder beseitigt wird, während die übrigen Bereiche der Deckschicht 12 erhalten bleiben. Die Schleifbearbeitung wird zweckmäßig derart durchgeführt, daß sie an den Führungsfasen 13 auch den Grundkörper erfaßt und diesen auf das Fertigmaß bringt. In der folgenden, der F i g. 5 zugrunde liegenden Arbeitsstufe wird das Werkzeug der die hochharte Verschleißschutzschicht bildenden Behandlung unterworfen. Da hierbei lediglich die Führungsfasen 13 des Grundkörpers frei liegen, während die übrigen Bereiche des Schneidenteils durch die Deckschicht 12 geschützt sind, kann der die Verschleißschutzschicht bildende Stoff nur im Bereich der Führungsfasen 13 in den Grundwerkstoff eindringen und hier hochharte Schichten 14 bilden. Schließlich ist es in der Regel empfehlenswert, gemäß F i g. 6 nach der Herstellung der hochharten Verschleißschutzschichten 14 die Deckschicht 12 irrgesamt von dem Schneidenteil 11 zu entfernen. Bei metallischen Deckschichten ist dies z. B. auf galvanischem Wege ohne weiteres möglich.
- Bei dieser Arbeitsweise lassen sich die Zerspanungsarbeiten unter den jeweils günstigen Umständen durchführen, und die hochharte Verschleißschutzschicht wird zuverlässig auf diejenigen Bereiche des Werkzeuges beschränkt, die eines solchen Schutzes bedürfen. Dabei bleibt der Aufwand an den die hochharte Verschleißschutzschicht bildenden Stoffen gering, und überdies wird die Zahl der spargebenden Arbeitsgänge gegenüber vergleichbaren Werkzeugen, die keine hochharte Verschleißschutzschicht aufweisen, nicht vergrößert. Dies gewährleistet eine hohe Wirtschaftlichkeit der Fertigung.
- Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist nicht auf Spiralbohrer der dargestellten Art beschränkt. In der erfindungsgemäßen Art können außer abweichend gestalteten Spiralbohrern auch Reibahlen, Schaftfräser u. dgl. gefertigt werden.
Claims (3)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Zerspanungswerkzeugen mit rotationssymmetrischen Grundkörpern, insbesondere Spiralbohrern, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zur Begrenzung einer hochharten zu bildenden Verschleißschutzschicht auf die Führungsfaser des Werkzeuges der etwa die Fertigform aufweisende Werkzeugkörper zunächst in seinem die Führungsfaser aufweisenden Längenbereich insgesamt mit einer die Bildung der Verschleißschutzschicht ausschließenden Deckschicht, wie einer galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht aus Kupfer oder Messing, versehen und dann an den zu härtenden Oberflächenteilen durch spargebende Bearbeitung von der Deckschicht befreit und durch Eindiffundieren eines Stoffes, wie Stickstoff, gehärtet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht an den Führungsfaser durch die den Fertigdurchmesser des Werkzeuges bestimmende Schleifbearbeitung beseitigt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der die hochharte Verschleißschutzschicht bildenden Behandlung die Teilbereiche des Werkzeuges schützende Deckschicht vorzugsweise elektrolytisch beseitigt wird.
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DE19601271495 DE1271495B (de) | 1960-10-08 | 1960-10-08 | Verfahren zur Herstellung von Zerspannungswerkzeugen, insbesondere Spiralbohrern, durch Aufbringen einer Verschleissschutzschicht |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1271495B true DE1271495B (de) | 1968-06-27 |
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ID=5661438
Family Applications (1)
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DE19601271495 Pending DE1271495B (de) | 1960-10-08 | 1960-10-08 | Verfahren zur Herstellung von Zerspannungswerkzeugen, insbesondere Spiralbohrern, durch Aufbringen einer Verschleissschutzschicht |
Country Status (1)
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DE (1) | DE1271495B (de) |
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1960
- 1960-10-08 DE DE19601271495 patent/DE1271495B/de active Pending
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