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Die Erfindung betrifft ein Vollbohrwerkzeug, das ähnlich wie die bekannten
Spiralbohrer mit mindestens zwei im wesentlichen nach Erzeugenden einer Kegelfläche
verlaufenden, quer zur Werkzeugachse angeordneten Hauptschneiden versehen ist, die
zur Werkzeugachse hin in durch eine geschlitzte Querschneide gebildete Innenschneiden
übergehen. Ein solches Werkzeug ermöglicht es, ohne Vorbohren Löcher in Stahl, Bunt-
oder Leichtmetall mit extrem großen Durchmessern zu bohren. Das Werkzeug ist dabei
auf die bisher für Spiralbohrmesser üblichen normalen Halter sowie auf Spezialhalter
mit Innenkühlung aufsteckbar und läßt die gleichen Verwendungsmöglichkeiten zu wie
die normalen Spiralbohrer, d.h., es kann an Horizontal- und Vertikalbohrwerken,
normalen Einständerbohrmaschinen, Spitzendrehbänken, Revolverdrehbänken od. dgl.
eingesetzt werden, wobei sowohl das Werkzeug als auch das Werkstück rotieren kann.
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Bei den bisher bekannten Vollbohrwerkzeugen wurden für die Zerspanung
im Bereich der Werkzeugachse entweder, wie bei den normalen Spiralbohrern, die inneren
Enden der Hauptschneiden durch eine senkrecht zur Werkzeugachse verlaufende, diese
Achse schneidende Querschneide verbunden, oder es wurde bis zu den inneren Enden
der Hauptschneiden die Querschneide weggeschliffen. In beiden Fällen ergibt sich
eine hohe Belastung der im Bereich der Werkzeugachse arbeitenden Schneidenzonen,
die nicht nur sehr hohe Drücke und -damit auch einen entsprechend hohen Kraftaufwand
bedingt, sondern auch eine starke Abnutzung dieser Schneidenzonen zur Folge hat.
Außerdem neigen diese Werkzeuge zum Verlaufen aus der Achse.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, an die im wesentlichen nach Erzeugenden
einer Kegelfläche verlaufenden Hauptschneiden an ihren der Werkzeugachse zugekehrten
Enden Innenschneiden anzuschließen, wobei sich diese Innenschneiden selbst über
die Mitte erstrecken bzw. durch eine über die Mitte verlaufende neue Schneide verbunden
sind. Bei dieser Ausbildung, die den Zweck verfolgt, in der Mitte des Bohrlochgrundes
ständig einen Führungsvorsprung gleichbleibender Form zu schaffen, der durch diese
Innenschneide bzw. Querschneide in bestimmter Länge gehalten wird, sind die im vorstehenden
erwähnten Nachteile bezüglich extremer Belastung der im Zentrum arbeitenden Schneidenteile
nicht beseitigt.
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Insbesondere auch der durch die »Technische Rundschau«, Nr. 50, vom
5. 12. 1958, S. 18, bekanntgewordene Shirowanschnitt arbeitet mit einer Schneide
am Grund einer Nut. Durch einen zu den Hauptschneiden um 45° versetzten Einstich
entsteht ein rechteckiger Querschnitt, wodurch eine kleine Verlängerung der positiven
Hauptschneiden erzielt wird.
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Diese anfangs positiv verlaufenden Schneiden werden im weiteren Verlauf
leicht negativ, sind jedoch keine Innenschneiden im Sinne vorliegender Erfindung.
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Diese Nut fällt nach zwei Seiten um einen be-
stimmten Winkel
ab, so daß in der Mitte eine dachartige Kante entsteht. Die Querschneide ist jedoch
dadurch nur in diese Versenkung versetzt worden und verursacht wie beim normalen
Spiralbohrer sehr hohe axiale Schnittdrücke. Der durch diesen Einstich beim Bohren
im Umfang der Nut verhältnismäßig groß entstehende Zapfen wird durch die versenkte
negative Querschneide nur abgeschabt, .und es verbleiben im Bereich der Werkzeugachse
die gleichen schlechten Schnittverhältnisse wie beim normalen Spiralbohrer.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Belastung der Schneiden bei einem
Vollbohrwerkzeug im Bereich der Werkzeugachse zu verringern.
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Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Vollbohrwerkzeug
dadurch gelöst, daß die Innenschneiden zu den Hauptschneiden im wesentlichen umgekehrt
kegelig verlaufen und durch einen sich nach beiden Seiten der Werkzeugachse erstreckenden,
jedoch gegenüber dieser seitlich versetzten Querschlitz getrennt sind. Die Breite
des Querschlitzes ist größer als der doppelte Abstand zwischen der der Werkzeugachse
näherliegenden Schlitzwand und der Werkzeugachse. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen
der der Werkzeugachse näherliegenden Schlitzwand und der Werkzeugachse entsprechend
dem Bohrerdurchmesser etwa 0,1 bis 1,0 mm.
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Das erfindungsgemäße Vollbohrwerkzeug arbeitet demnach mit zwei positiven
Haupt- und zwei positiven kegeligen Innenschneiden und überläßt dem aus der Mitte
versetzten, nur nach einer Seite um 45° geneigt verlaufenden, jedoch nicht schneidenden
Schlitz an der kegeligen Ausnehmung das Abwürgen des ständig wiederentstehenden
Zapfens. Es gibt demnach beim erfindungsgemäßen Vollbohrwerkzeug keinen Einstich
wie bei der Ausführung nach S h i r o w. Dies ist beim Vollbohren und besonders
bei großen Bohrungen bis über 125 mm Durchmesser entscheidend, da der Kraftverbrauch
um etwa 40 bis 50'/o absinkt, die Leistung der Werkzeugmaschine wesentlich erhöht
bzw. den Gebrauch auf schwächeren Maschinen für größere Bohrungen ermöglicht.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung an Hand der ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt F i g.
1 eine Draufsicht auf die die Schneiden enthaltende Stirnseite des Werkzeuges, F
i g. 2 eine Seitenansicht hierzu, F i g. 3 den in F i g. 1 durch einen strichpunktierten
Kreis umrissenen Mittelteil in vergrößertem Maßstab, F i g. 4 eine Seitenansicht
hierzu in Richtung des Pfeiles A in F i g. 3.
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In der Zeichnung sind die an der Stirnseite des Werkzeugkörpers 1
vorgesehenen, im wesentlichen nach Erzeugenden einer Kegelfläche angeordneten Hauptschneiden
mit 2 und 3 bezeichnet. Die Rückenflächen 2 a, 3 a der Hauptschneiden sind
zur Schaffung des erforderlichen Freiwinkels entsprechend hinterschnitten, während
ihre Brustflächen 2 b, 3 b in die Spanableitungskanäle 4 und 5 übergehen. In den
Hauptschneiden 2, 3 bzw. den Rückenflächen 2 a, 3 a derselben sind, wie an sich
bekannt, Spanbrechernuten 6 angebracht, wobei die Nuten der einen Schneide gegenüber
den Nuten der anderen Schneiden radial versetzt sind.
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An die inneren der Werkzeugachse M zugekehrten Enden der Hauptschneiden
2, 3 schließen bei 7 und 8 die Innenschneiden 9 und 10 an, die im wesentlichen in
einer kegel- oder kuppelförmigen Fläche liegen, mit zu der für die Lage der Hauptschneiden
maßgebenden Kegelfläche umgekehrtem Öffnungswinkel, wie man dies besonders deutlich
aus F i g. 4 erkennt. Diese beiden Innenschneiden, die ebenfalls nach den
Rückenflächen
9 a, 10a hinterschnitten sind und deren Brustflächen gleichfalls in die Spanableitungskanäle
4, 5 übergehen, sind durch den Schlitz 11 getrennt, der im wesentlichen quer zu
den Innenschneiden 9, 10 verläuft und sich in seiner Breite B nach beiden Seiten
der Werkzeugachse M erstreckt, jedoch gegenüber dieser seitlich versetzt ist (F
i g. 3). Die Breite B des Querschlitzes 11 ist dabei so bemessen, daß sie etwas
größer ist als der doppelte Abstand a der der Achse M näherliegenden Schlitzwand
11 a von der Achse, also B > 2 a. Wie man sich aus den F i g. 3 und
4 ohne weiteres vorstellen kann, wird beim Bohren (das Werkzeug dreht sich dabei,
wie üblich, im Uhrzeigersinn, also in der Zeichnung im Sinne des Pfeiles P) durch
die näher an die Achse heranreichende Innenschneide immer wieder ein zylindrischer
Zapfen Z (in den F i g. 3 und 4 strichliert angedeutet) freigeschnitten, der jedoch
stets spätestens bei einem Auftreffen auf dem Grund 11 b des Trennschlitzes 11 wieder
abgewürgt und mit den Bohrspänen abgeführt wird. Dieser Zapfen Z, der die Zentrierung
des Werkzeuges unterstützt, besitzt jeweils einen Durchmesser in der Größe 2a. Die
Schlitzbreite B ist deshalb größer als 2 a zu
bemessen, um ein Festklemmen
des Zapfens im Schlitz zu vermeiden. Je nach Größe des Werkzeuges (Bohrdurchmesser)
beträgt der Abstand a etwa 0,1 bis 1 mm und daher die Schlitzbreite B etwa 0,5 bis
2,5 mm.
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Es wird hier also das Werkstück im Bereich der Werkzeugachse nicht
zerspant, sondern in Form des immer wieder entstehenden Zapfens Z abgewürgt, was
bei der gewählten Zapfengröße (0,5 bis 2,5 mm) keinen besonderen Kraftaufwand erfordert,
dabei dennoch eine weitgehende Schonung der Innenschneiden und Herabsetzung des
Leistungsaufwandes für das Bohren zur Folge hat.
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Die Zentrierung des Werkzeuges beim Bohren wird auch dadurch gewährleistet,
daß in bekannter Weise die Umfangsfläche des Werkzeugkörpers 1 in axialer Richtung
von den äußeren Enden der Hauptschneiden 2, 3 mindestens über den Bereich der Verschneidungslinien
der Rückenflächen 2 a 3 a bzw. 9 a, 10 a
der Haupt- und Innenschneiden
2, 3 bzw. 9, 10, also gemäß F i g. 2 in der Zone A, zylindrisch und anschließend
an diese Zone in an sich bekannter Weise. schwach konisch ausgebildet ist.
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Der Werkzeugkörper 1 kann in beliebiger Weise an einem entsprechenden
Halter befestigt werden, der seinerseits z. B. mit einem Steckkonus zur Verbindung
mit der Bohrspindel od. dgl. ausgestattet ist.