DE1477708A1

DE1477708A1 - Spanabhebend arbeitender Drehbohrer

Info

Publication number: DE1477708A1
Application number: DE19631477708
Authority: DE
Inventors: E Faber Kurt Heinrich A
Original assignee: Sandco Ltd
Current assignee: Sandco Ltd
Priority date: 1962-04-12
Filing date: 1963-04-10
Publication date: 1969-07-24
Also published as: US3274863A; GB1045071A; CH430376A; JPS4833066B1

Description

A 14765 10. April I963

SANDVIKENS JERNVERKS AKTIEBOLAG, Sandviken / Schweden

Spanabhebend arbeitender Drehbohrer

Die Erfindung betrifft einen spanabhebend arbeitenden Drehbohrer mit mindestens zwei Schneidkanten, die in voneinander in Abstand befindlichen Winkelrichtungen um die Bohrachse herum angeordnet sind.

Es ist bei Drehbohrern bereits bekannt, einen einzigen Schneideinsatz mit einer Hauptschneidkante, die sich vom Umfang zur Bohrachse erstreckt, und einer mittigen Nebenschneidkante vorzusehen, die durch die Bohrachse hindurchgeht. Die Lage der Schneidkanten führt zu einer außermittigen Seitenkraft, welche zur Folge hat, daß der Bohrer einen starken Druck an der Innenseite des Bohrlo-

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ches ausübt, wodurch die Wände des Bohrloches verformt werden. Ferner ist bekannt, zwei symmetrische Hauptschneidkanten und eine Nebenschneidkante in der Mitte vorzusehen, jedoch wird der Spanfluß dann oft so gross und werden die Späne so breit, daß deren Wegführung, besonders bei rohrförmigen Bohrwerkzeugen, ein Problem wird. Die Erfindung löst dieses Problem durch die Verwendung kürzerer Schneidkanten und dadurch, daß diese in Abstand voneinander so um den Umfang herum angeordnet werden, daß die Spanabführung erleichtert ist, und gleichzeitig die resultierende Seitenkraft verhältnismässig klein wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Nachschleifen des Bohrers im Vergleich zu den bisher bekannten Bohrern erleichtert ist, bei welchen zum Spalten der Späne die Schneidkanten in gesonderte benachbarte Stufen unterteilt sind.

Das mit der Erfindung angestrebte Ziel wird dadurch erreicht, daß die Schneidkanten in verschiedenen Richtungen nur einen Teil der Drehfläche erzeugen, welche die Grundfläche des Bohrloches bildet. In seiner einfachsten Form hat dieser Bohrer nur zwei Hauptschneiden, die einander vorzugsweise diametral gegenüberliegen

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und gegebenenfalls auch eine Nebenschneide in der Mitte. Die Sohneiden bedecken Je eine Zone der Drehfläche in der Welse, daß sie zusammen die ganze Drehfläche erzeugen. Es können auch drei oder mehr Schneiden außer der mittigen Sohneide vorgesehen sein, welche in zwei ent gegengesetzt liegenden Gruppen angeordnet sind, derart, daß die Zwischenräume zwischen den Zonen, welche durch die Sohneiden in der einen Gruppe erzeugt werden, durch die Schneiden in der anderen Gruppe bearbeitet werden. Manchmal ist eine gesonderte mittige Schneide nicht erforderlich, jedoch ist diese gewöhnlich wünschenswert, um eine zufriaienstellende Schneidfähigkeit in der Mitte zu erzielen. Die Erfindung ist auch für Kernbohrer anwendbar, in welchem Falle natürlich keine Mittelschneide verwendet wird.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß jede Schneide nur eine begrenzte Zone der ganzen durch den Bohrer erzeugten Fläche erzeugt und daß die benachbarten Zonen durch Schneiden erzeugt werden, die in verschiedenen Winkelrichtungen angeordnet sind.

Nachfolgend wird die Erfindung in VerUndung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, und

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zwar zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrers;

Fig. 2 eine Endansicht des in Fig. 1 dargestellten Bohrers;

Fig. 3 eine Ansicht des Schneideinsatzes im

Schnitt nach der Linie 3 - J in Fig. 2 und in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Endansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrers mit vier Schneideinsätzen;

Fig. 5 eine Endansicht einer weiteren Ausführungsform des Bohrers mit drei Schneideinsätzen;

Fig. 6 eine Endansicht ebenfalls einer weiteren Ausführungsform des Bohrers mit vier Schneideinsätzen;

Fig. 7 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Bohrers im Längsschnitt;

W Fig. 8 eine Seitenansicht des in Fig. 7 darge

stellten Bohrers;

Fig. 9 eine Endansicht des in Fig. 7 dargestellten Bohrers;

Fig.10 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht eines der Schneideinsätze des in Fig. J dargestellten Bohrers;

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Pig. 11 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 11 - 11 In Fig. 10.

Der in Fig. 1 dargestellte Bohrer besitzt einen Hülsenteil 10, der mit einem zur Drehung angetriebenen Bohrrohr verbunden werden kann. Gegebenenfalls kann der Bohrer feststehend sein und sich statt dessen das Werkstück drehen. Der Hülsenteil 10 ist hohl, damit die Späne längs seiner Innenseite weggeführt werden können. Am vorderen Teil des Bohrers befinden sich zwei Schneideinsätze 11 und 12, die vorzugsweise aus Sinterhartmetall, z. B. aus Sintercarbid oder Sinteroxyden, hergestellt sind. Zur Führung des Bohrers sind Führungsleisten oder -rippen 13* 14 und 15 vorgesehen, die ebenfalls vorzugsweise aus Sinterhartmetall hergestellt sind. Der Einsatz 11 weist eine Schneide 16 auf, die sich vom Umfang des Bohrers aus in einem Abstand d von der Mitte erstreckt und in einem Abstand e von der Mitte endet. ^

Der Einsatz 12 besitzt eine Schneide I7, die sich nicht bis zum Umfang erstreckt und deren äusseres Ende sich in einem Abstand g befindet, während ihr inneres Ende einen Abstand f von der Mitte hat. Der Abstand e ist gleich oder etwas kleiner als der Abstand g, damit

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die Schneidzone der Schneide I7 eine Fortsetzung der Schneidzone der Schneide 16 bildet, gegebenenfalls mit einer geringen Überschneidung zwischen den beiden Zonen, um sicherzustellen, daß eine ununterbrochene Fläche erzeugt wird. Die Schneiden 16 und 17 sind die Hauptschneiden. Die Mitte des Bohrloches wird durch die mittige Nebenschneide 18 geschnitten, welche an der Mittellinie 19 endet oder durch diese mit einem Abstand h schneidet. Die Schneiden 16 und I7 sind geneigt und längs der gleichen konischen Drehfläche befindlich dargestellt, während die Schneide 18 in einer entgegengesetzten Richtung geneigt ist. Im allgemeinen sollen die Schneiden 16 und 17 längs einer zusammenhängenden Fläche angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, daß sich die Schneide 17 etwas vor der Schneide 16 befindet, sodaß die erzeugte Fläche in zwei Stufen unterteilt wird. Es ist nicht erforderlich, daß die Schneiden gerade durch die Mittellinie 19 gerichtet sind, sondern sie können mit Bezug auf eine Ebene durch die Schneiden, welche die Achse I9 enthält, schräg gerichtet sein. Die Schneiden 16 und I7 können auch zur Bohrachse I9 senkrecht sein, jedoch soll die Schneide 18 vorzugsweise nach rückwärts zur Mitte gerichtet sein, um die bestmögliche Schneidfähigkeit in der

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Mitte sicherzustellen.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Ansicht der Mittelschneide im Schnitt nach der Linie 3 in Fig. 2, Die anderen Schneiden können den gleichen Querschnitt haben. Der Schneideinsatz 12 ist an seiner Vorderfläche 31 mit einer Ausnehmung 32 versehen, welche längs der Schneide 18 vorgesehen ist. Diese Ausnehmung hat die Aufgabe, die Späne umzulenken und zu brechen. Die Ausnehmung weist eine Spanfläche 33 mit einem abgerundeten Teil 35 an ihrem unteren Teil auf. Hinter der Schneide ist eine Freifläche y\ vorgesehen, die mit Bezug auf die Bohrrichtung nach rückwärts geneigt ist.

Es hat sich als wichtig erwiesen, daß die Mittelschneide 18 sich zur Bohrachse 19 erstreckt, um ein wirksames und gründliches Schneiden in der Mitte des Bohrloches zu erzielen. Um dies sicherzustellen, kann die Schneide 18 durch die Bohrachse hindurchgehen und sich über diese mit einem Abstand h hinauserstrecken, wie bereits beschrieben und in Fig. 1 dargestellt. Wenn der Einsatz nachgeschliffen wird, werden die Flächen 3^ und 35 mit Bezug auf die Bohrrichtung nach rückwärts ge-

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schliffen, derart, daß die Schneide immer noch durch die Achse I9 hindurchgeht.

Längs der Mittelschneide 18 soll die Fläche 33 im allgemeinen.parallel zur Bohrrichtung sein und die Achse 19 enthalten, Jedoch kann die Ausnehmung J2 durch Abschrägen längs der gestrichelten Linie ersetzt werden. Die Fläche J1 soll zur Achse prallel sein und sich vor der Achse befinden, wie in Fig. 3 gezeigt, um zu ermöglichen, daß die Schneide nach dem Nachschleifen des Einsatzes in ihrer Lage durch die Achse gehalten wird.

Längs der Schneiden 16 und I7 muß die Vorderfläche 31 des Einsatzes nicht unbedingt parallel zur Bohrrichtung sein,da es keine unerlässliche Bedingung ist, daß die Schneiden durch die Achse gerichtet sind. Die Vorderfläche 3I kann dann geneigt sein und einen negativen oder positiven Spanwinkel bilden.

Die Stirnfläche des Bohrers ist mit öffnungen 40 und 41 versehen, durch welche die Spange längs der Innenseite des Bohrers weggeführt werden können. Die

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Erfindiong ist jedoch nicht auf rohrförmige Bohrer beschränkt, sondern kann auch auf Spiralbohrer angewendet werden, in welchem Falle die Späne längs einer Spiralnut an der Außenseite des Bohrers weggeführt werden.

Wie erwähnt, ist die übliche Form der durch die Hauptschneiden erzeugten Fläche konisch und ist auch die Form der durch die Nebenschneide erzeugten Fläche Λ

vorzugsweise konisch. Ferner kann die erzeugte Fläche gekrümmt, eben, gebrochen oder diskontinuierlich sein. Die Erfindung kann für das Bohren einer Vollbohrung angewendet werden, in welchem Falle die Mittelschneide natürlich notwendig ist, jedoch ist die Erfindung auch auf Bohrer für Kernbohrungen anwendbar, in welchem Falle die Mittelschneide weggelassen werden muß. Beim Kernbohren ist es im allgemeinen vorteilhaft, eine Nebenschneide zu verwenden, die der Schneide 18 ähnlich und nach rückwärts zur Mitte geneigt ist, um eine geeignete Umlenkung der Späne zu erzielen. Die Hauptschneiden können bei Kernbohrern senkrecht zur Achse oder nach rückwärts und aussen in der gleichen Weise wie bei Vollbohrern gerichtet sein.

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Die Führungsrippen oder -leisten 13* 14 und 15 und die Endfläche 42 des Einsatzes 11 stützen den Bohrer in der seitlichen Richtung ab. Es ist wichtig, daß die Länge der Schneiden auf beiden Seiten der Mitte etwa gleich ist, damit die res%ultierende Seitenkraft Null oder so klein als möglich wird. Bei der dargestellten Ausführungsform befinden sich die Schneiden in zwei Richtungen von der Mitte, jedoch können sie, zumindest für große Bohrer, in drei oder mehr Richtungen von der Mitte in Abstand voneinander angeordnet sein.

Fig. 4 zeigt einen Bohrer mit vier Einsätzen 50, 51s 52 und 53· Der Zwischenraum 54 zwischen den Einsätzen 50 und 51 und der Zwischenraum 55 zwischen dem Einsatz 51 und der Mitte lassen zwei Zonen ungeschnitten, jedoch werden diese Zonen durch die Einsätze 53 und 52 geschnitten. Der Einsatz 52 ist mit einer Nebenschneide ähnlich der Schneide 18 versehen. In der gleichen Weise schneiden die Einsätze 50 und 51 Längszonen, die in dem Zwischenraum 56 zwischen den Einsätzen 52 und 53 und in dem Zwischenraum 57 zwischen dem Einsatz 53 und dem Umfang nicht geschnitten werden. Um ein vollständiges Schnei-

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den sicherzustellen, können die benachbarten Schneidzonen einander geringfügig übergreifen, wie vorangehend beschrieben.

Pig. 5 zeigt ein Bohrwerkzeug mit drei Schneiden 60, 61 und 62, welche in der gleichen Weise, wie vorangehend beschrieben, benachbarte Drehzonen der erzeugten Gesamtfläche schneiden.

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Fig. 6 zeigt ein Bohrwerkzeug mit vier Einsätzen, von denen sich zwei zum Umfang erstrecken. In diesem Falle fällt die Schneidzone des Einsatzes 70 voll innerhalb der Schneidzone des Einsatzes 73· In der gleichen Weise wird, wie vorangehend beschrieben, die Drehzone des Zwischenraumes 74 durch den Einsatz 73 bearbeitet, während der Zwischenraum J6 durch den Einsatz 71 bearbeitet wird und der Zwischenraum 75 durch den Einsatz 72. f

Die Schneiden in der einen Richtung von der Mitte aus können sich auf der gleichen Einsatzplatte befinden oder an gesonderten Platten vorgesehen sdn. Wenn gesonderte Einsätze für jede Schneide verwendet werden,

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so ist hiermit der Vorteil verbunden, daß verschiedene Carbidqualitaten entsprechend den verschiedenen Schnittgeschwindigkeiten der Einsätze verwendet werden können. An den Lötverbindungen treten, je schmäler die Verbindung ist, ebenfalls geringere innere Spannungen auf. Andererseits kann es manchmal aus anderen Gründen zweckmässig sein, die Schneiden an dem gleichen Einsatz vorzusehen, was eine starre Bauform und ein leichtes Einsetzen der Einsätze ermöglicht. In Pig. 7 bis 9 ist ein rohrförmiges Bohrwerkzeug 80 mit zwei Einsatzplatten 81 und 82 dargestellt. Die Platte 81 weist zwei Hauptschneiden 84 und 83 auf, die durch eine Nut 86 im Einsatz voneinander getrennt sind, und eine Nebenschneide 85. Die Platte 82 ist ebenfalls mit zwei Schneiden 87 und 88 versehen, die durch eine Nut 89 voneinander getrennt sind. Der radiale Abstand c der Nut 86 ist kleiner als der radiale Abstand m der Nut 89, so daß die Drehungszone der Nut 86 durch die Schneide 88 bearbeitet wird und die Drehungszone der Nut 89 durch die Schneide 83. Die Nuten haben die Aufgabe, die Späne aufzuteilen.

In Fig. 10 ist der Einsatz 81 gesondert gezeigt und in Pig. 11 im Schnitt nach der Linie 11 - 11 in Pig.10.

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Auch das in Fig. 7 bis 9 gezeigte Bohrwerkzeug kann abgeändert werden, und es können die gleichen Einsätze für einen Spiralbohrer statt für das gezeigte rohrförrnige Bohrwerkzeug verwendet werden. Die Zwischenräume zwischen den Hauptschneiden können sogar, wenn die Einsätze für zwei Schneiden gemeinsam sind, wie in Fig. gezeigt, größer sein als in der Zeichnung dargestellt. Die Größe der Zwischenräume wird hinsichtlich der Bohrbedingungen so gewählt, daß ein geeigneter Spanfluß erzielt wird.

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Claims

_ 14 Patentansprüche

1. Spanabhebend arbeitender Drehbohrer mit mindestens zwei Hauptschneiden, die um die Bohrachse herum in voneinander in Abstand befindlichen Winkelrichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hauptschneide nur eine begrenzte Zone der durch das Bohrwerkzeug erzeugten Gesamtfläche erzeugt und daß die diesen Zonen benachbarten Zonen durch diejenigen Hauptschneiden erzeugt werden, die in anderen Winkelrichtungen angeordnet sind.

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Zonen einander überschneiden.

J. Bohrer nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine mittige Nebenschneide, die sich zur Bohrachse erstreckt und diese schneidet und ferner zur Bohrachse geneigt ist.

4. Bohrer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschneide eine zur Bohrachse paralle-

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- 15 le Spanfläche hat.

5. Bohrer nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschneiden in zur Mitte diametral entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind.

6. Bohrer nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sich verschiedene Schneiden, die in der gleichen Winkelrichtung angeordnet sind, auf dem gleichen Einsatz befinden.

7- Bohrung nach den vorangehenden Ansprüchen mit mindestens zwei Hauptschneiden in der gleichen Winkelrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehungszone des Zwischenraumes zwischen den Einsätzen durch einen Einsatz bearbeitet wird, der in einer anderen Winkelrich tung angeordnet ist.

8. Bohrer nach den vorangehenden Ansprüchen mit einer Nebenschneide in der Mitte, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nebenschneide auf dem gleichen Ein-

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satz wie mindestens eine der Hauptschneiden befindet,

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