DE1652160A1

DE1652160A1 - Verfahren zum Schleifen von Spiralbohrern und Maschine zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1652160A1
Application number: DE19671652160
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1966-07-19
Filing date: 1967-07-18
Publication date: 1971-10-07
Also published as: DE1652160C3; FR1493661A; ES342886A1; NL6709990A; JPS5024474B1; US3626436A; US3535831A; YU128867A; CS170123B2; GB1184614A; DE1652160B2; YU31801B

Description

Verfahren zum Schleifen von Spiralbohrern und Maschine zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zum Schleifen von Spiralbohrern und eine Maschine, mit welcher dieses Schleifen durchgeführt werden kann. ■

Das Bohren ist ein in der Industrie sehr häufig angewendeter Arbeitsvorgang, so daß grosses Interesse besteht, diesen so wirtschaftlich wie möglich zu machen. Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines SchleifVerfahrens, welches die Verwendung der Bohrer mit einer höheren Schnittgeschwindigkeit ermöglicht, so daß die für das Bohren aufgewendete Zeit verkürzt werden kann» und durch welches den

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Bäirern eine höhere Schnitthaltigkeit verliehen werden kann, so daß das Nachschleifen in grösseren Zeitabständen erfolgen kann und eine grSssere Zahl von Bohrungen mit dem gleichen Bohrer hergestellt werden kann, wodurch die Nebenzeiten der Arbeitsmaschine verkürzt werden können. Ausserdem werden Bohrungen erhalten, die in einem höheren Grade 1ehrenhaltig und P fertigbearbeitet sind.

Gegenstand der Erfindung ist im wesentlichen ein Verfahren zum Schleifen von Spiralbohrer, das darin besteht, daß jeder der symmetrischen Teile der Bohrerspitze in der Mitte mit einer konischen Fläche geformt wird, die von einer sphärischen oder torischen Fläche begrenzt ist, welche zur vorangehenden tangential ist, indem der erwähnte konische Teil in der her-• kömmlichen Weise gegen eine Schleifebene durch eine Drehbett wegung des Bohrers um eine Achse geschliffen wird, die von seiner geometrischen Achse verschieden ist, und in dem der sphärische bzw· torische Teil in der ITeise geschliffen wird, daß die erwähnte Drehbewegung durch eine erste relative Drehung Schleifscheibe-Bohrer um die Drehachse, itelche der

sphärischen bzw, torischen Fläche entspricht, sowie durch eine zweite Drehung des Bohrers um seine geometrische Achse im ersten Fall ergänzt wird.

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Die Erfindung ist ferner auf eine Maschine gerichtet, mit welcher alle die verschiedenen Schleifarbeiten durchgeführt werden

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können, die zur Dju rollführung" des vorstellend beschriebenen Verfahrens notwendig sind.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich insbesondere aus der nachfolgenden vergleichenden Beschreibung der bekannten Verfahren und des erfindungsgemässen Verfahrens sowie einer beispielsweisen Ausführungsform einer Maschine zur Durchführung des Verfahrens«

In den beiliegenden Zeichnungen zeigeni

Fig. 1 eine Endansicht eines herkömmlichen Bohrers;

Figc 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Schleifverfahrens £ür einen solchen Bohrer;

Figc 3 eine Endansicht eines Bohrers mit einem bekannten Schliff in Form konischer einander überlagerter Mantelflächen;

Fig· 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens zum konischen und sphärischen Schleifen;

Fig. 5 eine scliematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens zum konischen und torischen -

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Schleifen und

Fig. 6 eine Ansicht in. schaubildlicher Barstellung einer Maschine, mit der die vorgenannten Schleifarbeiten durchgeführt werden können.»

In. Fig. 1 ist ein herkömmlicher Bohrer dargestellt* dessenSpitze durch zwei konische Flächen 1 gebildet wird, welche durch zwei spiral ige Nuten 2 getrennt sind, wobei die Schneidkanten mit 3 bezeichnet sind.

Ein Bohrer dieser Art wird in der in Fig, 2 gezeigten Weise geschliffen. Da der scheinbare Spitzenwinkel des Bohrers gleich 0 ist, erhält man die beiden mit Bezug auf die Schneidkanten 3 hinterschliffenen konischen Flächen 1, in dem der Bohrer um eine Achse .A gedreht tiird, welche mit einem Winkel P zur Ebene der Schleifscheibe 4 geneigt ist und durch einen in dieser Ebene befindlichen Punkt S hindurchgeht.

Andererseits befindet sich, wenn die Achse Δ in der waagrechten Ebene der Figur angenommen wird, die Achse XY meistens in einer anderen waagrechten Ebene, die unterhalb der vorgenannten liegt.

Die Spitze S des Schleifkegels und der Winkel 2p dieses Kegels sind gewöhnlich fest und kennzeichnen die Schleifmaschine.

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Die Erfahrung hat gezeigt, daß dieses herkömmliche Schleifen nicht völlig zufriedenstellend ist*

Die Schneidkanten 3 nutzen sich an ihrem dem Umfang des Bohrers benachbarten Teil rasch ab (die in Fig. 1 und 2 schraffierten Zonen 5), da sie unter ungünstigen Bedingungen infolge des Unistandes arbeiten, daß die Schnittgeschwindigkeit von der Mitte des Bohrers zum Umfang zunimmt und auch weil im Gegensatz dazu der tatsächliche Hinterschliff von der Mitte nach aussen abnimmt.

Die rasche Abnutzung des Bohrers in den Zonen 5 verändert sehr rasch die Qualität der erhaltenen Bohrung und führt andererseits zu einer Beschädigung des Bohrers, so daß dieser ausser Betrieb genommen werden muß, wenn seine völlige Zerstörung vermieden werden soll.

Um den angegebenen Fehler zu mildern, ist es bekannt, wie F.ig· zeigt, jeden der symmetrischen Teile der Spitze des Bohrers nicht durch eine einzige konische Fläche, sondern durch mehrere einander überlagerte konische oder kegelstumpfförmige Flächen 1, 6, 7 zu bilden, deren ""Winkel am Scheitel 0, ^₁, 0₂ von der Spitze aus abnehmen« Dieses Verfahren ist nicht voll zufriedenstellend, da ausser dem Umstand, daß die Schleifarbeit viel längere Zeit beansprucht, winkelige Spitzen entstehen, deren Abnutzung immer noch zu rasch ist. ^M^-o 1098 A 1/0293

Das erfindungsgemässe Schleifverfahren ermöglicht die Beseitigung dieses Mangels, indem vor allem jeder der symmetrischen Teile der Spitze des Bohrers in der Mitte mit einer konischen Fläche geformt·wird, welche von einer sphärischen Fläche (Figo 4) oder torischen Fläche (Fig. 5) umgeben ist, die zur konischen Fläche tangential ist.

Im ersteren Fall werden, wie Fig* 4 zeigt, die beiden symmetrischen Teile der Spitze je durch einen konischen Teil 8 gebildet, der von einem sphärischen Teil 9 umgeben ist, wobei die relative Erstrecküng dieser Teile innerhalb weiter Grenzen, schwanken kann·

Der sphärische Teil 9 hat als Mittelpunkt den Punkt M, der sich auf der Achse Ades Schleifkegels befindet, und einen Halbmesser R, so daß die kugelige Fläche mit dem Mittelpunkt

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M- zu dem konischen Teil 8 tangential ist· Der Punkt M projiziert sich bei Μ« auf die Achse XY des Bohrers, welche sich, wie erwähnt, noch in einer horizontalen Ebene befindet, die unterhalb derjenigen der Figur liegt.

Im zweiten Fall (siehe Fig. 5) schließt sich an den vorangehend beschriebenen konischen Teil tangential eine ,torische Fläche Io an, die zu einem Torus mit dem Halbmesser r gehört, welcher kleiner als R ist und in den Schleifkegel eingeschrieben ist.

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Erfindungsgemäß kann längs der Schneidkanten ein Hinterschliff erhalten vrerden, der viel zufriedenstellender als im Falle des herkömmlichen Schliffes ist.

In der Praxis wird, wenn der'konische Teil 8 betrachtet wird, der Hinterschliff wie beim herkömmlichen Schleifen dadurch erhalten, daß der Bohrer um die Achse Λ gedreht wird, welche mit dem Winkel f> mit Bezug auf die Ebene der Schleifscheibe 4 geneigt ist und durch den Punkt S hindurchgehtj der sich in einem bestimmten Abstand OS von der Spitze des Bohrers befindet, jedoch hat der Umstand, daß die Schneidkante, Welche diesem konischen Teil entspricht, bei A aufhört und sich daher auf eine weniger grosse Länge mit Bezug auf den Durchmesser des Bohrers erstreckt, zur Folge, daß sich der reelle Hinterschliff inriterhalb weniger weiten Grenzen verändert und bei A einen annehmbaren Wert behält, Ausserdem sind bei diesem Verfahren die Werte von ρ und von OS nicht unveränderlich und können leicht in Abhängigkeit von den Merkmalen und den Gebrauchsbedingungen des Bohrers gewählt werden (Durchmesser, Winkel am Scheitel, bearbeiteter Werkstoff, Schnittgeschwindigkeit, Vorschub usw,-) _#- so daß dem Hinterschliff der am meisten zufriedenstellende Viert gegeben werden kann.

ilinsiciitlich der Fig. 4 wird, wenn der sphärische Teil 9 betrachtet wird, erfindungsgemäß ein geeigneter Hinterschliff der

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. Schneidkanten AC und BD nicht nur dadurch erhalten, daß der Bohrer in seiner Höhe verschoben wird und ihm eine Drehung um die Achse ^ wie vor mitgeteilt wird, sondern daß ihm gleichzeitig auch eine Drehung um die vertikale Achse M M- und seine Achse XY mitgeteilt wird, so daß über die volle Länge der Schneidkante ein optimaler reeller Hinterschliff unter Berücksichtigung der Arbeitsbedingungen des Bohrers und seiner Eigenschaften hergestellt wird·

Das Verfahren zum Schleifen des Bohrers mit konischer und - torischer Spitze nach Fig, 5 ist dem zum Schleifen des Bohrers mit konischer und sphärischer Spitze nach Fig. 4 mit dem Unterschied ähnlich, daß nun die Schleifscheibe gedreht wird, um die torisclien Elementarflächen zu erzeugen, und daß dem Bohrer keine Drehung um seine Achse mitgeteilt wird.

Die in Fig. 6 dargestellte Maschine ermöglicht die Durchführung aller Schleifarbeiten, die für die Durchführung des vorangehend beschriebenen erfindungsgemässen Verfahrens notwendig sind.

Die dargestellte Maschine besitzt einen abgewinkelten Arm 11, der zur Drehbewegung in einem Gestell 12 um eine Achse gelagert ist, die der vorerwähnten Achse A^ entspricht und der sich mit einem bestimmten Winkel um diese Achse drehen kann. Der Arm 11 trägt mittels eines mit ihm fest verbundenen Elements lla

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einem Bohrerhalter 13, dessen Achse. XY in seiner anfänglichen Höhenstellung die Achse & am Punkt M schneidet und mit dieser den vorerwähnten Winkel Y einschließt*

Der Bohrerhalter 13 weist einen Support 13a auf, der auf dem Element 11a um eine vertikale Achse zur Drehung gelagert ist, die geometrisch hei MP dargestellt ist und die hei M zu der horizontalen Ebene senkrecht is!fc# welche durch die- Achsen /k und XY bestimmt wird« Der Bohrerhalter weist ein Innenbackenfutter 14 auf, welches die Feststellung des Bohrers in einer bestimmten Anfangs stellung ermöglicht«. Das Futter selbst kann mit Hilfe eines mit ihm fest "verbundenen Zahnrades (im Inneren des Gehäuses 15 angeordnet) zur Drehung angetrieben werden, das mit einer Zahnstange 16 in Eingriff steht, welche auf dem Bohrerhalter gleitbar angeordnet ist und deren Bewegung durch das Zusammenwirlcen einer mit der Zahnstange fest, verbundenen Rolle 17 und eines Kurvenelements 18 gesteuert wird, das auf dem Element Ha des Armes 11 angeordnet ist, so daß, wenn dem Bohrerhalter 13 eine Drehung um die Achse MPmitgeteilt wird, gleichzeitig der Bohrer um seine Achse XY gedreht wird. Die Drehung des Bohrerhalters 13 um die Achse MP wird hier mittels einer nicht gezeigten Kraftübertragung bewirkt_Λ welche ihn im Inneren des Armes 11 mit einem Handrad 19 verbindet, das auf dem letzteren in der Nähe seiner der Achse£± entsprechenden Anlenkung angeordnet ist. Die Drehung des Armes 11 um die letztgenannte Achse wird d]*rch ein auf dem Gestell 12 angeprdneles Handrad

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bewirkt", .

Die Maschine besitzt ferner eine Schleifscheibe 4, die auf einem Gestell 22angeordnet ist, welch letzteres gleitbar gelagert und in seiner Höhe mit Bezug auf eine Konsole 23 verstellbar ist, die selbst wieder horizontal in zwei Richtungen gleitbar ist, die zu einem Support 24 senkrecht sind, was durch die Zwischenschaltung einer Platte 25 ermöglicht wird, auf welcher die Konsole in der einen der beiden erwähnten Richtungen gleiten kann und ihrerseits auf dem Support 24 in der anderen zur vorgenannten senkrechten Richtung gleiten kann,

Der Support 24 ist auf einer Platine 26 um eine geometrisch mit TU bezeichnete Achse angelenkte die s|#h anfänglich in der Verlangerung 4er Achse MP befindet und die parallel zu sich selbst infolge einer gleitbaren Lagerung der Platine in zwei senkrechten Richtungen zwischen der Plattine und einer Platte 27 und zwischen der letzteren und einer Unterlagep"latte 28 verschoben Werden kann. Letztere ist selbst wieder um eine geometrische mit SV bezeichnete Achse angele.nktj die sieh eben*· falls in der Verlängerung der Achse MP befindet.

Der Bohrerhalter 13 ist selbst wieder in seiner Höhe mittels seines Supports 13a verstellbar, um die Verschiebung M M-j zu ermöglichen, wie vorangehend hesehriebeji.

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Mit der beschriebenen Maschine kann daher das Schleifen des sphärischen Teils der Bohrer durchgeführt werden, in dem die Achse TU in der Verlängerung der vertikalen Achse MP gehalten wird, worauf diese Achsen, d.h. die Elemente 26 und 28.mit Bezug aufeinander verschoben werden, um das Schleifen eines torischen Teils zu erzielen. Im letzteren Fall ist es die Schleifscheibe, welche fortschreitend um die Achse TU gedreht wird, um die torischen Elementarflächen zu erzeugen» Für diesen

Zweck ist ein Antriebsmechanismus, der nicht dargestellt ist_r da er von beliebiger Art sein kann, zwischen den Elementen 24 und 26 vorgesehen.

Hierbei ist zu erwähnen, daß mit der beschriebenen Maschine ausser Schieitarbeiten für Bohrer, für die sie besonders gedacht ist, besondere Schleifarbeiten durchgeführt werden können und daß sie insbesondere ermöglicht, den vollkommeneη Anschluß der Seitenflächen eines Schneidwerkzeuges (für Drehbänke, Hobelmaschinen usw) mittels konischer Flächen unabhängig von den notwendigen Hinterschliffen zu erzielen*

Patentansprüche;

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Claims

F a t e η t a η s p r ti- c h e :

f 1 «J Verfahren zum Schleifen von SpiralfoGlirern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der symmetrischen Teile der Bohrerspitze in der Mitte mit einer konischen Fl.äclie geformt wird* die von einer sphärischen oder torischen Fläche begrenzt ist,, vrelche zu der vorerwähnten Flache tangential ist, in dem gegen eine Schleifebene der erwähnte konische Teil in der herkömmlichen. Weise durch eine Drehbewegung des Bohrers um eine Achse geschliffen wird, die von seiner geometrischen Achse verschieden ist, und in dem der sphärische oder torisehe Teil dadurch geschliffen wird, daß die erwähnte Drehbewegung durch eine erste relative Drehung Schleifscheibe - Bohrer um die Umdrehungsachse, welche der sphärischen bzw. torischen Fläche entspricht, sowie durch eine gleichzeitige zweite Drehung des Bohrers um seine geometrische Achse im ersten Fall der sphärischen Fläche ergänzt wird.
2. Maschine zum Schleifen von Spiralbohrern gemäß Anspruch 1,

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gekennzeichnet durch eine Schlei fsh. erbe, einen hängend gelagerten abgewinkeltenArm, der einen Bohrerhalter trägt und um eine Anlenlcachse -scliWenkbar ist, welche der von der geometrischen Achse des Bohrers verschiedenen Achse entspricht, !«bei derBohrerhalter um eine Achse drehbar gelagert ist, die zu der vorgenannten senkrecht ist und die Mitte der erwähnten ersten Drehung zum Erzielen der sphärischen Fläche bildet, der Bohrerhalter ein Bohrereinspannorgan aufweist, das um die geometrische Achse des Bohrers drehbar gelagert ist und ein Ritzel trägt, welches mit einer Zahnstange zusammenwirkt, die auf dem Bohrerhält er gleitbar angeordnet ist und mit einem Kurvenelement zusammenwirkt, .-welches mit dem abgewinkelten Arm fest verbunden ist, um die-erwähnte zweite Drehung in Abhängigkeit von der ersten Drehungherbeizuführen.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe im Raum auf einem Support verstellbar gelagert ist, der auf einer Platine um eine Achse winkelig schwenkbar ist, welche mit Bezug auf die erwähnte Drehachse des Bohrerhalters ausgefluchtet "oder verschoben werden-kann, je nachdem, ob eine sphärische oder torische Fläche erzeugt werden soll.

Der/Patentanwalt JW-ZV.-.: C-- 1 09ΒΛ1 /0 293 .L·, _^

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