DE19901660A1 - Spanabhebendes Werkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein spanabhebendes Werkzeug, gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1. Ein spanabheben­ des Werkzeug, insbesondere in Form eines Zylinderkopf­ bohrers, ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 71 13 083.1 her vorbekannt. Bei diesem Werkzeug trägt ein Einspannende einen Werkzeugkopf, welcher stirnseitig zwei in Drehrichtung aufeinanderfolgende, sich in Radi­ alrichtung erstreckende Hauptschneiden ausbildet, wel­ che axial vorstehende Hauptschneidenbereiche ausbilden, zwischen denen axial zurückliegende Bereiche liegen, wobei die axial vorstehenden Bereiche aufeinanderfolgen­ der Hauptschneiden zueinander versetzt liegen. Dort sind die axial vorstehenden Hauptschneidenbereiche als Zähne ausgebildet, zwischen welchen sich zurückliegen­ den Zahnlücken erstrecken. Im Bereich dieser Lücken erfolgt kein Spanabtrag. Die Zähne der beiden in 180°-Ge­ genüberlage liegenden Hauptschneiden sind in Radialrich­ tung derart zueinander versetzt, daß die Zähne auf Lücken angeordnet sind. Das zwischen den Lücken der vorgeordneten Schneide in voller Höhe stehengebliebende Material wird erst durch die nachfolgende Schneide abgetragen. Aus der DE 41 15 030 C1 ist ein Zylinder­ kopfbohrer bekannt, der mit zwei den Hauptschneiden zugeordneten Spankanälen versehen ist, die zur Umfangs­ fläche und zur rückwärtigen Stirnfläche des Bohrkopfes hin offen sind, wobei zur Begünstigung der Spanabfuhr in tiefen Bohrungen eine glattwandige und gerundete Ausgestaltung der Spanfläche, sowie ein stufenloser Abfall von eben ausgebildeten Freiflächen der Haupt­ schneiden bis zur Innenwandung der in Drehrichtung jeweils nachfolgenden Umfangsschneide vorgeschlagen ist.

Aus der DE 41 02 794 ist ein Bohrwerkzeug für Bohrhäm­ mer zur Herstellung von Durchbrüchen in Beton oder Mauerwerk bekannt. Zwei sich radial erstreckende Schneidflügel sind mit Hartmetallstiften bestückt. Um zu verhindern, daß sich Bohrklein auf den Schneidflü­ geln absetzt und dadurch eine Dämpfung der Schlagbewe­ gung erfolgt, wird vorgeschlagen, die Stirnseite jedes Schneidflügels in einer zickzack- oder wellenförmigen Gestalt auszuführen, wobei die Hartmetallstifte auf den jeweils nach außen gerichteten Seitenflanken angeordnet sind. Aus der DE-PS 19 34 021 ist ein mehrgängiger Wälzfräser zur Herstellung von Zahnrädern bekannt, mit einem der fertigen Verzahnung entsprechenden Zahnprofil des letzten Ganges, wobei die Zähne aller weiteren Fräsergänge das gleiche mit Spanstufen versehene Profil in einer von Gang zu Gang jedoch unterschiedlichen Anordnung aufweisen.

Aus der OS 19 11 594 ist ein Rohrwerkzeug in Form eines Metallbohrers bekannt, bei dem zwei Hauptschneiden in 180°-Gegenüberlage liegen. Eine der beiden Hauptschnei­ den bildet Zähne aus.

Aus dem Gebrauchsmuster 94 07 575 ist ein Bohrwerkzeug bekannt mit Schneidplatten, die eine dreieckförmige Grundgestalt besitzen, wobei jede Hauptschneide in einem Eckbereich endet, der eine Rundung und eine sich daran anschließende, im Verhältnis zur Hauptschneide kurze gerade Kante aufweist. Die Eckwinkel zwischen der jeweiligen Hauptschneide und kürzeren Gerade soll Grö­ ßer als 90° sein.

Aus dem Gebrauchsmuster 92 09 093.1 ist ebenfalls ein Bohrwerkzeug bekannt, dessen Hauptschneiden von Wende­ platten ausgebildet werden.

Ausgehend von dem eingangs genannten gattungsbildenden Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein gattungsgemäßes spanabhebendes Werkzeug derart weiterzubilden, daß beim Anbohren einer Oberflä­ che, die bis zum Zerspaneingriff an der Werkzeugaufnah­ me erforderliche axiale Zustellungskraft verringert ist und ein schnellerer Zerspaneingriff ermöglicht wird, ohne daß dabei die Spanbildung während des Bohrens nachteilhaft beeinflußt wird.

Gelöst wird die Aufgabe zunächst und im wesentlichen durch den im Anspruch 1 angegebenen Gegenstand, wobei darauf abgestellt ist, daß die axial zurückliegenden Bereiche ebenfalls Schneiden ausbilden. Anders als beim gattungsbildenden Stand der Technik bildet das spanabhe­ bendes Werkzeug jetzt Hauptschneiden mit sich kontinu­ ierlich erstreckender Hauptschneide aus. Es sind also nicht nur die vorstehenden Bereiche die zum Spanabhub beitragen, sondern auch die zurückliegenden Schneidbe­ reiche. Es gibt keine die Spanbildung beeinflussende Lücken in der Schneide. Der Spanabtrag erfolgt über die gesamte Länge der Schneide im wesentlichen gleichmäßig. Die Axialhöhe zwischen den vorstehenden und zurücklie­ genden Hauptschneidenbereichen ist deshalb vorzugsweise kleiner als die Spandicke, so daß sich die variierende Axialhöhe im wesentlichen nur beim Anbohren relevant bemerkbar macht. Zufolge des Versatzes der Bereiche unterschiedlicher Höhe an zwei aufeinanderfolgenden Hauptschneiden kann das Bohren jederzeit unterbrochen werden.

Auch beim nochmaligen Anbohren treten zunächst die axial vorstehenden Bereiche in spanabhebende Wirkung und unmittelbar darauffolgend die axial zurückliegenden Bereiche. Insofern reicht es aus, wenn die Axialhöhe etwa 1 mm beträgt. Vorzugsweise liegt die Axialhöhe zwischen 0,1 und 0,3 mm. Es reicht aber aus, wenn die Axialhöhe nur 0,15, mm beträgt, sie ist also wesentlich kleiner als die radiale Länge der Hauptschneiden. Es reicht insbesondere aus, wenn eine Hauptschneide ledig­ lich einen einzigen vorstehenden Bereich und einen einzigen zurückliegenden Bereich aufwest. Bevorzugt ist der Schneidenverlauf in Radialrichtung so geschliffen, daß die Schneiden wellenförmig oder zickzackförmig verlaufen. Dann sind die maximal vorstehenden Bereiche sehr klein und im wesentlichen punktförmig, so daß hohe Flächendrücke beim Anbohren hier erzielt werden. Gegen­ über bekannten Zylinderkopfbohrern mit geradlinigen Schneidkanten erfordert das Anbohren mit dem erfindungs­ gemäßen spanabhebenden Werkzeug demgemäß eine geringere über den Einspannschaft einzuleitende axiale Andruck­ kraft. Entsprechend wird bei einer vorgegebenen axialen Andruckkraft durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hauptschneiden ein schnellerer Zerspaneingriff mit dem Werkstück erreicht. Nachdem nämlich beim Anbohren einer Oberfläche unter einem verringerten axialen An­ preßdruck des Werkzeugs gegen die Oberfläche ein Zer­ spaneingriff der Hauptschneidenabschnitte mit in Axial­ richtung des Werkzeugkopfes am weitesten vorstehenden Hauptschneidenbereichen erfolgt ist, wirkt an den be­ reits im Zerspanungseingriff stehenden Hauptschneidenbe­ reichen bereits eine Reaktionskraft des gebildeten Spans auf die Spanfläche. Diese Reaktionskraft wirkt im wesentlichen als Normalkraft auf die Spanfläche und besitzt aufgrund des gewählten positiven Spanwinkels einen Kraftanteil, der in normaler Richtung auf die Werkstückoberfläche hingerichtet ist. Als positiver Spanwinkel wird dabei im Sinne der Erfindung ein Winkel verstanden, unter dem zwischen der dem Span zugewandten Spanfläche des Werkzeuges und einem durch die Haupt­ schneide auf die Werkstückoberfläche gefällten Lot ein keilförmiger, außerhalb des Schneidenkörpers liegender Zwischenraum gebildet wird. Bereits durch den bereichs­ weisen Zerspanungseingriff der in Axialrichtung vorste­ henden Hauptschneidenbereiche wird somit die axiale Andruckkraft des Werkzeuges auf das Werkstück erhöht, so daß auch die für den Zerspaneingriff der in Axial­ richtung zurückliegenden Hauptschneidenbereiche über den Einspannschaft auf das Werkzeug zu übertragende Andruckkraft beträchtlich verringert wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Hauptschnei­ den, der zufolge die Hauptschneidenbereiche in Haupt­ schneidenrichtung verschiedene Axialhöhe aufweisen, wird somit vorteilhaft die axiale Anpreßkraft redu­ ziert, die während des gesamten Anbohrvorganges von Oberflächen über den Einspannschaft des Werkzeugs über­ tragen werden muß. Dies betrifft nach dem Vorhergesag­ ten sowohl den Zerspaneingriff der in Axialrichtung des Werkzeugkopfes am weitesten vorstehenden Hauptschneiden­ bereiche, als auch den sich daran anschließenden Zer­ spaneingriff der demgegenüber zurückliegenden Haupt­ schneidenbereiche.

In einer möglichen Ausgestaltung des Werkzeuges ist stirnseitig eine einzelne Hauptschneide ausgebildet, die sich vorzugsweise vom Bereich der Stirnflächenmitte bevorzugt etwa in Radialrichtung (Hauptschneidenrich­ tung) bis in den Randbereich der Stirnseite erstreckt. In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung sind zwei in Dreharbeitsrichtung einander folgende Hauptschneiden vorgesehen. Dabei ist beispielsweise an eine um 180-Grad entlang des, Umfanges versetzte Anordnung der Haupt­ schneiden gedacht. Ebenso besteht auch die Möglichkeit, stirnseitig eine andere Anzahl von einander in Drehar­ beitsrichtung folgenden Hauptschneiden und/oder abwei­ chende Winkel zwischen in Dreharbeitsrichtung benachbar­ ten Hauptschneiden vorzusehen.

Der Erfindung zufolge kann an den Hauptschneiden vorge­ sehen sein, daß in Hauptschneidenrichtung Abschnitte mit in Axialrichtung des Werkzeugkopfes vorstehenden Hauptschneidenbereichen und Abschnitte mit in Axialrich­ tung zurückliegenden Hauptschneidenbereichen miteinan­ der abwechseln. Auf diese Weise wird eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung zwischen Werkzeug und Werkstück ermöglicht. In Weiterbildung der Erfindung können an in Drehrichtung einander folgenden Haupt­ schneiden Bereiche mit verschiedener Axialhöhe in Haupt­ schneidenrichtung versetzt zueinander liegen. Dies bedeutet beispielsweise, daß an einer ersten Haupt­ schneide in einem ersten Radienabstand von der Mittel­ achse des Werkzeuges ein in Axialrichtung des Werkzeug­ kopfes vorstehender Hauptschneidenbereich vorgesehen ist und daß an der in Drehrichtung folgenden oder auch an einer oder mehreren weiteren folgenden Hauptschnei­ den im gleichen ersten Radienabstand ein in Axialrich­ tung zurückliegender Hauptschneidenbereich vorgesehen ist. Weiterhin kann dabei in einem zweiten Radienab­ stand von der Mittelachse des Werkzeuges an der ersten Hauptschneide ein Abschnitt mit in Axialrichtung zurück­ liegenden Hauptschneidenbereichen vorgesehen sein, während an der in Drehrichtung des Werkzeuges folgenden oder einer bzw. mehreren weiteren in Drehrichtung fol­ genden Hauptschneiden ebenfalls in zweitem Radienab­ stand ein Abschnitt mit in Axialrichtung vorstehenden Hauptschneidenbereichen vorgesehen ist. Neben einer Verringerung der axialen Anbohrkraft an der Werkzeugein­ spannung besteht ein Vorteil einer in Hauptschneiden­ richtung zueinander versetzten Anordnung von Haupt­ schneidenbereichen mit verschiedener Axialhöhe an in Drehrichtung einander folgenden Hauptschneiden, insbe­ sondere in Verbindung mit der zuvor beschriebenen ab­ wechselnden Anordnung von Abschnitten mit in Axialrich­ tung vorstehenden und mit in Axialrichtung zurückliegen­ den Hauptschneidenbereichen, darin, eine gleichmäßige Verteilung der Zerspanungsleistung der in Drehrichtung einander folgenden Hauptschneiden zu bewerkstelligen. So wird das während einer Werkzeugumdrehung von den in Axialrichtung zurückliegenden Hauptschneidenbereichen nicht zerspante Werkstückvolumen bevorzugt von der oder den in Axialrichtung vorstehenden Hauptschneidenberei­ chen einer oder mehrerer in Drehrichtung folgender Hauptschneiden zerspant. Als weiterer Vorteil einer derart abwechselnden und versetzten Anordnung von Haupt­ schneidenbereichen verschiedener Axialhöhe ist festzu­ stellen, daß damit in bezug auf den Schneidenradius, das heißt in bezug auf die Länge einer einzelnen Haupt­ schneide in Hauptschneidenrichtung, gegenüber der tat­ sächlichen Anzahl von Hauptschneidenabschnitten pro Hauptschneide innerhalb einer vollständigen Werkzeugum­ drehung je nach Anzahl von Hauptschneiden eine vielfa­ che Anzahl von Zerspanungseingriffen unterschiedlicher Radienabstände von der Werkzeugmittelachse ermöglicht wird. Durch eine geeignete Abstimmung zwischen der Anzahl von Hauptschneiden, der Anzahl von Hauptschnei­ denabschnitten an einzelnen Hauptschneiden, der Anord­ nung bzw. Verteilung von Hauptschneidenabschnitten mit in Axialrichtung vorstehenden und zurückliegenden Haupt­ schneidenbereichen entlang einzelner Hauptschneiden und über in Drehrichtung folgende Hauptschneiden hinweg und schließlich der Axialhöhenverläufe innerhalb einzelner Hauptschneidenabschnitte wird somit über die als Aufga­ be gestellte Reduzierung der Anbohrkraft hinaus auch eine flächenbogen-gleichmäßige Zerspanung der Werkstück­ oberfläche bei zugleich möglicher stabiler Ausführung der Hauptschneidenabschnitte erreicht.

Die Hauptschneidenabschnitte mit in Axialrichtung vor­ stehenden und mit in Axialrichtung zurückliegenden Hauptschneidenbereichen können zur Lösung der gestell­ ten Aufgabe entsprechend einer Vielzahl von unterschied­ lich geformten Axialhöhenverläufen und/oder Axialhöhen­ stufen ausgebildet sein, wobei innerhalb und zwischen den dabei unterschiedenen Abschnitten kontinuierliche und/oder diskontinuierliche Veränderungen der Axialhöhe in Hauptschneidenrichtung denkbar sind. Unter Axialhöhe wird dabei im Sinne der Erfindung die axiale Erstrec­ kung gegenüber einer zur Werkzeugmittelachse senkrechten Ebene in Richtung auf das Werkstück verstanden. Unter der Vielzahl möglicher Axialhöhenverläufe in Haupt­ schneidenrichtung wird beispielsweise bevorzugt, daß die Hauptschneidenabschnitte in Hauptschneidenrichtung bezüglich der Axialhöhe wellenförmig ausgebildet sind, so daß die in Axialrichtung vorstehenden und zurücklie­ genden Bereiche die Form von abgerundeten Kuppen besit­ zen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Hauptschneidenabschnitte in Haupt­ schneidenrichtung bezüglich der Axialhöhe stufenförmig ausgebildet sind, so daß an der Hauptschneide benachbar­ te Bereiche unterschiedlicher, dabei innerhalb einzel­ ner Bereiche konstanter Axialhöhe ausgebildet sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird darin gesehen, daß die Hauptschneidenabschnitte in Haupt­ schneidenrichtung bezüglich der Axialhöhe verschiedene Steigungen aufweisen, wobei in Weiterführung dieses Lösungsvorschlages die Hauptschneidenabschnitte in Hauptschneidenrichtung bezüglich der Axialhöhe abwech­ selnd Steigungen entgegengesetzter Vorzeichen aufweisen können. Sofern dabei die Steigungen benachbarter Haupt­ schneidehabschnitte in Teilbereichen betragsmäßig über­ einstimmen, schließt die Kontur der Hauptschneide mit einer auf Höhe der in Axialrichtung zurückliegenden Grenzpunkte liegenden, waagrechten Bezugslinie eine Folge von gleichschenkligen Dreiecken ein. Ebenso be­ steht auch die Möglichkeit, daß benachbarte Hauptschnei­ denabschnitte Steigungen mit bereichsweise entgegenge­ setzten Vorzeichen und unterschiedlichen Beträgen besit­ zen.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Werkzeuges ist vorgesehen, daß die Haupt­ schneiden an Freiflächen angrenzen, die in Hauptschnei­ denrichtung benachbart Flächenbereiche verschiedener Höhe in Normalenrichtung der jeweiligen Freiflächen aufweisen. Dabei ist weiter bevorzugt, daß sich die vorgenannten Flächenbereiche in Breitenrichtung der Freiflächen, d. h. im wesentlichen senkrecht zur Haupt­ schneidenrichtung, über die gesamte Breite der Freiflä­ chen erstrecken. Bei der Herstellung bzw. Bearbeitung der Freiflächen kann zweckmäßigerweise so vorgegangen werden, daß einzelne Flächenbereiche jeweils in Breiten­ richtung gleiche Höhe in Normalenrichtung über einer Bezugsebene erhalten, die unter dem Freiwinkel gegen­ über einer senkrecht zur Werkzeugachse orientierten Grundebene geneigt ist, und daß sich dabei weiterhin die vorgenannten Höhenunterschiede der Flächenbereiche in Hauptschneidenrichtung ergeben. Bei einer entspre­ chenden Bearbeitung der Freiflächen wird auf vorteilhaf­ te Weise erreicht, daß an dem in Dreharbeitsrichtung jeweils vorderen Rand der Freiflächen eine Hauptschnei­ de mit den in der vorangehenden Beschreibung erläuter­ ten erfindungsgemäßen Merkmalen, insbesondere mit in Hauptschneidenrichtung benachbarten Bereichen verschie­ dener Axialhöhe, gebildet wird.

Die Hauptschneidenrichtung verläuft bevorzugt etwa in Radialrichtung zur Rotations- bzw. Mittelachse des erfindungsgemäßen Werkzeuges, wobei je nach Ausbildung der Freiflächen, beispielsweise auf einem einstückig hergestellten Werkzeugkopf oder auf in diesen eingesetz­ ten Schneidblättchen bzw. Schneidenkörpern, auch eine Parallelverschiebung und/oder Neigung der Hauptschnei­ den gegenüber beliebigen, Radialrichtungen zweckmäßig erscheinen kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, daß das erfindungsgemäße Werkzeug weitere von Zylinderkopf­ bohrern und Stirnfräsern bereits bekannte Merkmale aufweist. Insbesondere kann der Werkzeugkopf stirnsei­ tig eine Zentrierspitze und/oder Umfangsschneiden und/oder Spankanäle besitzen, wie diese beispielsweise in der DE 41 15 030 C1 oder im Katalog "Bohr- und Fräs­ werkzeug", 1990, der Firma FAMAG Werkzeugfabrik, Friedr. Aug. Mühlhoff, Remscheid, beschrieben sind. Ebenso können stirnseitig Vorschneider vorgesehen sein, wozu ebenfalls auf den obengenannten Katalog "Bohr- und Fräswerkzeuge" verwiesen wird.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnungen, die jedoch lediglich Ausfüh­ rungsbeispiele darstellen, erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes spanabhebendes Werkzeug mit zwei im wesentli­ chen diametralen Schneidenkörpern mit Haupt­ schneiden und zwei versetzt angeordneten Vor­ schneidern;

Fig. 2 eine Stirnansicht auf das spanabhebende Werk­ zeug in Blickrichtung II gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Schneidenkörper mit Freiflächen gemäß einem ersten Ausführungsbei­ spiel entlang Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht der Schneidenkörper mit Freiflächen gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel entlang Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Schneidenkörper mit Freiflächen gemäß einem dritten Ausführungsbei­ spiel entlang Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein spanabhebendes Werkzeug 1, das im Beispiel in Form eines Zylinderkopfbohrers ausgebildet ist. Es setzt sich im wesentlichen aus einem zentralen Einspann­ schaft 2 und einem von diesem getragenen Werkzeugkopf 3 zusammen. Wie sich besonders in Verbindung mit Fig. 2 ergibt, ist der Werkzeugkopf 3 im wesentlichen in Form eines im Querschnitt kreisförmigen Zylinders ausgebil­ det, wobei durch diametral gegenüberliegende Freischnit­ te 4 Zylindermantelabschnitte 5 gebildet sind. Weiter besitzt der Werkzeugkopf 3 eine durch die Diametrale verlaufende Nut 6 zur Aufnahme von Schneidenkörpern 7 und eine im Zentrum liegende Zentrierspitze 8. Im ge­ zeigten Beispiel handelt es sich bei den Schneidenkör­ pern um gehärtete Metallplättchen, die in die Nut 6 eingesetzt und darin mit geeignetem Befestigungsmittel beispielsweise mit Silberlot, in bekannter Weise befe­ stigt sind. Alternativ besteht jedoch auch die Möglich­ keit, die Schneidenkörper 7 einstückig mit dem Werkzeug­ kopf 3, das heißt darin integriert, auszubilden. Das in den Fig. 1 und 2 beschriebene Werkzeug weist weiter­ hin zwei unter jeweils 90° am Umfang des Werkzeugkopfes zu den Schneidenkörpern versetzte Vorschneider 9 auf. Im vorliegenden Fall handelt es sich dabei ebenfalls um Hartmetallplättchen, die in in Axialrichtung verlaufen­ den Nuten 10 in den Zylindermantelabschnitten 5 einge­ setzt und darin in bekannter Weise befestigt sind. Die Zylindermantelabschnitte 5 erstrecken sich im darge­ stellten Beispiel, bezogen auf die Werkzeugmittelachse x-x über einen Winkel von ca. 90°, wobei auch andere Erstreckungswinkel denkbar sind. Die in der Nut 6 fi­ xierten Schneidenkörper 7 weisen an ihren den eingesetz­ ten Enden gegenüberliegenden Enden Freiflächen 11 auf, die unter einem positiven Freiwinkel Alpha gegenüber einer zur Achse x-x senkrecht orientierten Ebene ge­ neigt sind. Jede Freifläche 11 bildet mit ihrer bezüg­ lich der Dreharbeitsrichtung R vorderen Kante eine Hauptschneide 12. Diese stellt zugleich die Schnittli­ nie zwischen der Freifläche 11 und der Spanfläche 13 dar, welche unter einem Spanwinkel Beta gegenüber einer aus der Werkzeugmittelachse x-x und ihrem Radiusvektor gebildeten Ebene geneigtverläuft. Fig. 2 ist weiter zu entnehmen, daß die Schneidenkörper 7 im gezeigten Beispiel radial über die Zylindermantelabschnitte 5 hinausragen.

Als weiteres, für die Ausführungsbeispiele wesentliches Merkmal zeigen die Fig. 2 bis 5, daß die Freiflächen 11 in der jeweiligen Hauptschneidenrichtung S benachbar­ te Flächenbereiche 14, 14', 15, 15', 16, 16' mit unter­ schiedlicher Axialhöhe aufweisen. Die unterschiedlichen axialen Höhen resultieren dabei in Verbindung mit dem Freiwinkel Alpha aus verschiedenen Höhen der Flächenbe­ reiche in Normalenrichtung zu einer unter dem Freiwin­ kel Alpha gegenüber einer Grundebene geneigten in sich ebenen Bezugsebene, wobei die Grundebene senkrecht zur Werkzeugmittelachse x-x gerichtet ist. Bezüglich der vorgenannten, unter dem Winkel Alpha geneigten Bezugs­ ebene weisen die Freiflächen 11 im gezeigten Beispiel jeweils in Hauptschneidenrichtung S unterschiedliche Höhenverläufe auf, während in der zur Hauptschneiden­ richtung S und der Werkzeugmittelachse x-x senkrechten Breitenrichtung hinsichtlich der geneigten Bezugsebene keine erfindungswesentlichen Höhenunterschiede in Norma­ lenrichtung vorgesehen sind. Aus dieser Ausgestaltung geht unmittelbar hervor, daß auch die jeweiligen Haupt­ schneiden 12 in der jeweiligen Hauptscheidenrichtung S Hauptschneidenbereiche mit verschiedener Axialhöhe bezüglich der Werkzeugmittelachse x-x besitzen, wobei die Axialhöhenunterschiede in Richtung der Achse x-x mit den Normalhöhenunterschieden der Freiflächen über den Freiflächenwinkel Alpha in unmittelbarer geometri­ scher Beziehung zueinander stehen.

Die einzelnen, sich somit in Breitenrichtung B der Freiflächen 11 erstreckenden Flächenbereiche können definitionsgemäß mit den zeichnerisch angegebenen Radi­ enabständen a, b, c voneinander abgegrenzt werden, wobei diese Einteilung je nach Anzahl vorhandener Flä­ chenbereich entsprechend fortgesetzt werden kann.

Mit Bezug auf die Fig. 3 wird zunächst ein Ausführungs­ beispiel beschrieben, bei dem die Höhenunterschiede innerhalb der Flächenbereiche und angrenzend in Haupt­ schneidenrichtung S wellenförmig ausgebildet sind. Bezüglich der Hauptschneiden 12 ergeben sich diesbezüg­ lich abwechselnd Abschnitte mit in Richtung der Werk­ zeugmittelachse x-x, das heißt in Axialrichtung des Werkzeugkopfes vorstehenden Hauptschneidenbereichen und Abschnitte mit in Axialrichtung zurückliegenden Haupt­ schneidenbereichen, wobei der wellenförmige Verlauf der Flächenbereiche durch die Winkelprojektion um den Frei­ winkel Alpha an den Hauptschneiden erhalten bleibt. Weiterhin ist dargestellt, daß an in Drehrichtung einan­ der folgenden Schneidenkörpern 7, und somit an, deren Freiflächen 11 bzw. Schneidkanten 12, Bereiche mit verschiedener Normal- bzw. Axialhöhe bezüglich der Hauptschneidenrichtung S versetzt zueinander liegen. Zur Vereinfachung wurden dabei die einzelnen Schneiden­ körper 7, deren Freiflächen 11 und deren Hauptschneiden 12 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Mit Bezug auf die rechte Bildhälfte in Fig. 3 ist ein Schneidenkörper 7 gezeigt, bei dem zwischen den Radien a und b ein Ab­ schnitt 20 eingeschlossen ist, in dem ein zurückliegen­ der Flächenbereich 14' der Freifläche 11 und ein zuge­ ordneter, in Axialrichtung zurückliegender Hauptschnei­ denbereich 17' (vgl. Fig. 2) gelegen sind. In dem benach­ barten Abschnitt 21, der von den Radien b und c beran­ det wird, befinden sich ein vorstehender Flächenbereich 14 der Freifläche 11 und ein zugeordneter, in Axialrich­ tung vorstehender Hauptschneidenbereich 17. Der Über­ gang zwischen den vorstehenden und zurückliegenden Bereichen ist wellenförmig ausgeführt, wobei im vorlie­ genden Beispiel in Hauptschneidenrichtung S vier Ab­ schnitte vorgesehen sind. Bei dem in der linken Hälfte von Fig. 3 gezeigten Schneidenkörper 7 weist dagegen die Freifläche in dem von den gleichen Radien a und b berandeten Abschnitt 20 einen in Normalenrichtung der Freifläche hervorstehenden Flächenbereich 14 auf, dem ein in Axialrichtung ebenfalls hervorstehender Haupt­ schneidenbereich 17 zugeordnet ist. Entsprechend befin­ det sich im linken Abschnitt 21 ein zurückliegender Flächenbereich 14', dem ein ebenfalls zurückliegender Hauptschneidenbereich 17' zugeordnet ist.

In den Fig. 4 und 5 werden weitere bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der Freiflächen 11 bzw. unter Berücksichti­ gung des Freiwinkels Alpha der Schneidkanten 12 angege­ ben, bei denen anstelle eines wellenförmigen Überganges zwischen den vorstehenden und zurückliegenden Bereichen stufenförmige Bereiche (Fig. 4) und Teilbereiche mit je­ weils verschiedener Steigung (Fig. 5) vorgeschlagen sind.

Den dargestellten sowie weiteren möglichen Ausführungs­ beispielen ist gemeinsam, daß der in Axialrichtung gemessene maximale Höhenunterschied H zwischen den vorstehenden und zurückliegenden Flächen- bzw. Haupt­ schneidenbereichen in der gleichen Größenordnung wie die Spandicke liegt. In Verbindung mit einer in den Fig. 3 bis 5 exemplarisch dargestellten, in Haupt­ schneidenrichtung S versetzten Anordnung von Haupt­ schneidenbereichen verschiedener Axialhöhe an in Dreh­ richtung folgenden Hauptschneiden, wird damit eine optimale Spanaufteilung und Vergleichmäßigung der Kraft­ einleitung vom Werkzeug auf das Werkstück erreicht.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich im wesentlichen um einen erfindungsgemä­ ßen Bohrer gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5. Die Hauptschneide 12 wird ausgebildet von einem Hartme­ tallschneidenkörper 7, der in einem Winkel Beta vom Werkzeugkopf 3 getragen wird. Die Hauptschneide 12 ist mit einem positiven Spanwinkel Alpha in die Stirnkante des Schneidenkörpers 7 eingeschliffen. Sie ist so einge­ schliffen, daß sie axial vorstehende Bereiche 17 und axial zurückliegende Bereiche 17' ausbildet, wobei jede der beiden um 180° gegenüberliegenden Hauptschneiden 12 nur jeweils einen axial vorstehenden Hauptschneidenbe­ reich 17 und einen axial zurückliegenden Hauptschneiden­ bereich 17' ausbildet. Der Durchmesser des in Fig. 6 dargestellten Werkzeuges beträgt 30 mm. Auf der in der Fig. 6 rechts dargestellten Hauptschneide 12 ist der punktförmige axial vorstehende Hauptschneidenbereich 17' etwa 5 mm beabstandet vom Umfangsrand. Bei der in der Fig. 6 links dargestellten Hauptschneide 12 ist der axial zurückliegende Hauptschneidenbereich 17' etwa 5 mm vom Rand entfernt. Auf der rechten Seite ist der axial zurückliegende Bereich 17' 9 mm vom Rand ent­ fernt. Entsprechend ist auf der linken Seite der axial vorstehende Bereich 17 9 mm vom Rand entfernt. Hier bildet jede Hauptschneide 12 jeweils nur einen axial vorstehenden Hauptschneidenbereich 17 bzw. nur einen axial zurückliegenden Hauptschneidenbereich 17' aus. In Achsrichtung beträgt der Abstand zwischen axial vorste­ hendem Hauptschneidenbereich 17 und axial zurückliegen­ dem Hauptschneidenbereich 17' (Axialhöhe H) 0,15 mm. Die Axialhöhe H ist demzufolge kleiner als die Spanstär­ ke. Nach dem Anbohren, bei dem lediglich die punktförmi­ gen axialen Vorsprünge 17 in Wirkung treten, arbeitet der Bohrer wie ein Bohrer mit im wesentlichen gerader Hauptschneide, dem die Hauptschneide 12 auf ihrer gesam­ ten Länge zum Spanabtrag beiträgt.

Bei Bohrern mit anderen Durchmessern liegen die vorste­ henden und zurückliegenden Hauptschneidenbereiche auf einem proportional größeren oder kleineren Radialabstand. Die Axialhöhe H bleibt aber unverändert.

Beim Betrieb des Werkzeuges zeigt sich folgende Wir­ kung: Die Form der ununterbrochen, eine Schnittkante ausbildende Hauptschneide ist so gewählt, daß beim Anbohren zunächst nur Teilbereiche der Schneide in spanenden Eingriff treten zum Werkstück und unmittelbar nach dem Eintritt der Teilabschnitte die Hauptschneide mit ihrer gesamten Länge spanabhebend wirkt.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (11)

1. Spanabhebendes Werkzeug (1), insbesondere in Form eines Zylinderkopfbohrers oder Stirnfräsers, mit einem von einem Einspannende (2) getragenen Werkzeugkopf (3), welcher stirnseitig mindestens zwei in Drehrichtung aufeinanderfolgende sich in Radialrichtung erstreckende Hauptschneiden (12) ausbildet, welche axial vorstehende Hauptschneidenbereiche (15, 16, 17) ausbilden, zwischen denen axial zurückliegende Bereiche (14', 15', 16', 17') liegen, wobei die axial vorstehenden Bereiche aufeinanderfolgender Hauptschneiden zueinander versetzt liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die axial zurücklie­ genden Bereiche (14', 15', 16', 17') ebenfalls Schnei­ den ausbilden.

2. Werkzeug (1) nach Anspruch 1 oder insbesondere da­ nach, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialhöhe (H) zwischen den vorstehenden und zurückliegenden Haupt­ schneidenbereichen kleiner ist, als die Spandicke.

3. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialhöhe kleiner als 1 mm ist und bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 mm liegt.

4. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorstehenden Hauptschnei­ denbereiche eine punktförmige maximale Axialhöhe besit­ zen.

5. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die axial zurückliegenden Haupt­ schneidenbereiche eine punktförmige minimale Axialhöhe besitzen.

6. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die axial vorstehenden Hauptschnei­ denbereiche gleichgestaltet sind zu den axial zurücklie­ genden Hauptschneidenbereichen.

7. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeich­ net durch einen wellenförmigen Radialverlauf der Haupt­ schneiden (12).

8. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeich­ net durch einen stufenförmige Radialverlauf der Haupt­ schneiden (12).

9. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeich­ net durch einen stumpfwinkligen Zickzackverlauf der Hauptschneiden (12).

10. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das die Hauptschneiden (12) an Freiflächen (11) angrenzen, wobei die Freiflächen (11) in Hauptschneidenrichtung (S) benachbart Flächenberei­ che (14, 14') verschiedener Höhe in Axialrichtung aufweisen.

11. Werkzeug (1) nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hauptschneiden (12) angren­ zend Spanflächen (13) mit positivem Spanwinkel (Beta) ausgebildet sind.