DE202010018633U1

DE202010018633U1 - Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer

Info

Publication number: DE202010018633U1
Application number: DE202010018633.1U
Authority: DE
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2020-06-16
Also published as: JP2011020256A; KR20130100206A; WO2010146839A1; EP2444185B1; EP2444185A1; JP2011020254A; US9216460B2; KR101340668B1; KR101369613B1; CN102802853B; CN103962609A; EP2444185A4; CN103962609B; JP5447130B2; JP2011020255A; JP5447129B2; CN102802853A; US20120082524A1; JP5526967B2; KR20120023779A

Abstract

Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer, aufweisend:einen Bohrer-Hauptkörper (11), der eingerichtet ist, sich um eine Achslinie (O1) zu drehen und aus einem zementierten Carbid gebildet ist;einen Schneidkantenabschnitt (13), der eine Spitzenflanke (15) aufweist, die an einer Spitzenseite des Bohrerhauptkörpers gebildet ist;eine Spanausleitungsnut (14), die in der Spitzenflanke eines Außenumfangs des Schneidkantenabschnitts mündet, um sich hin zum Basisende der Bohrerhauptkörpers zu erstrecken, während sie um die Achslinie verdreht ist und mit einer vorderen Nutwandfläche (16A), die in einer Drehrichtung (T1) des Bohrerhauptkörpers nach vorne weist, und einer hinteren Nutwandfläche (16B), die in Drehrichtung nach hinten weist, versehen ist;eine Schneidkante (19), die an einem Kammlinienabschnitt gebildet ist, an dem die vordere Nutwandfläche der Spanausleitungsnut und die Spitzenflanke des Schneidkantenabschnitts einander schneiden;einen Rückenabschnitt (17), der an dem Schneidkantenabschnitt zwischen den in der Drehrichtung aneinander angrenzenden Spanausleitungsnuten gebildet ist; undein Kühlmittelloch (110), das an dem Rückenabschnitt gebohrt ist, so dass es in der Spitzenflanke mündet und das sich zu dem Basisende des Bohrerhauptkörpers erstreckt,während es um die Achslinie verdreht ist und parallel zu der Spanausleitungsnut verdreht ist, undwobei das Kühlmittelloch aufweist:eine vordere Lochwandfläche (110A), die in Drehrichtung vorwärts positioniert undbezüglich eines Abstands zur vorderen Nutwandfläche der Spanausleitungsnut konstant ist;eine hintere Lochwandfläche (110B), die in Drehrichtung rückwärts positioniert undbezüglich eines Abstands zur hinteren Nutwandfläche der Spanausleitungsnut konstant ist; undeine Außenumfangslochwandfläche (110C), die an der Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers positioniert und bezüglich eines Abstands zu der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts konstant ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer, in dem ein Kühlmittelloch zum Zuführen von Kühlmittel wie etwa Schneidöl an einem Schneidkantenabschnitt an einem Spitzenabschnitt eines Bohrerhauptkörpers für Bohrarbeiten ausgebildet ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bei einem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer ist ein Kühlmittelloch allgemein derart ausgebildet, dass es einen kreisförmigen Querschnitt hat. Um Kühlmittel im erhöhten Umfang und auf effektive Weise zuzuführen, schlägt die veröffentlichte, japanische, nicht geprüfte Gebrauchsmusteranmeldung Sho 64-42816 beispielsweise einen mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer vor, bei dem ein axialer Querschnitt des Kühlmittellochs in einer Tropfenform derart ausgebildet ist, dass der Abstand zwischen den Innenwandflächen von der ungefähren Mitte des Kühlmittellochs hin zum Drehmittelpunkt schrittweise abnimmt. Die veröffentlichte, nicht geprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2004-154883 offenbart einen Bohrer, bei dem der axiale Querschnitt des Kühlmittellochs in ovaler Form ausgebildet ist. Die veröffentlichte, nicht geprüfte, japanische Patentanmeldung Nr. 2005-52940 offenbart einen Bohrer, bei dem zumindest ein Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs in Wesentlichen dreieckig ausgebildet ist.
Bei den oben beschriebenen, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrern haben beispielsweise die veröffentlichte, ungeprüfte japanische Gebrauchsmusteranmeldung Sho 59-171010 , die veröffentlichte, nicht geprüfte japanische Gebrauchsmusteranmeldung Hei 2-117811 und die veröffentlichte, nicht geprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2005-177891 Bohrer vorgeschlagen, bei denen drei Fasenabschnitte, die aus einem ersten Fasenabschnitt bis einem dritten Fasenabschnitt bestehen, an einer Außenumfangsoberfläche eines Rückenabschnitts zwischen einem Paar von Spanausleitnuten an einer Außenumfangsoberfläche eines Schneidkantenabschnitts gebildet sind. Bei den Bohrern vom Drei-Schneiden-Typ führen die drei Fasenabschnitte den Schneidkantenabschnitt stabil zu dem bohrenden Bohrloch, wodurch es möglich wird, hochgenaue Bohrarbeiten auszuführen.
Die DE 202 19 824 U1 betrifft einen Bohrer mit Kühlmittellöchern, wobei der Hauptkörper aus einem zementierten Karbid gebildet sein kann. Jedoch ist die Außenumfangslochwandfläche nicht regelmäßig.
Die BE453513 A und die US 2 405 298 A betreffen Bohrer, die aus einem Rohr hergestellt sind.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben]
Tatsächlich ist es so, dass bei den oben beschriebenen, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrern durch Vergrößerung der Querschnittsfläche des Kühlmittellochs Kühlmittel in erhöhtem Umfang zugeführt werden kann. Dort, wo die Querschnittsfläche unnötig aufgeweitet wird, kann jedoch die Festigkeit des Bohrerhauptkörpers verringert sein, so dass ein Brechen verursacht wird. Beispielsweise ist der in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 64-42816 offenbarte Bohrer derart ausgebildet, dass der Querschnitt des Kühlmittellochs eine Tröpfchenform hat. Das bedeutet, das Kühlmittelloch aus einem Primärloch und einem Sekundärloch gebildet wird. Das Primärloch ist ausgebildet, so dass es einen kreisförmigen Querschnitt hat. Das Sekundärloch berührt einen Kreisbogen des Primärochs und ist mit zwei flachen Innenwandflächen versehen, die einander an der Seite näher am Drehmittelpunkt schneiden. Im Hinblick auf das Kühlmittelloch, wo das Primärloch die gleiche Querschnittsfläche hat, verringert sich ein Abstand zwischen den beiden Innenwandflächen des Sekundärlochs schrittweise hin zum Drehmittelpunkt, und wenn ein prozentualer Anteil zur Verringerung des Abstands verkleinert wird, wird ein spitzer Winkel, der zwischen zwei flachen Oberflächen einschließlich der Innenwandflächen gebildet ist, kleiner. Dann ist die Querschnittsfläche des Kühlmittellochs vergrößert. Ein Abstand zwischen der Innenwandfläche und der Wandfläche der Spanausleitungsnut ist jedoch verkleinert, um die Dicke des Bohrerhauptkörpers zu verkleinern, was zu einer Abnahme der Festigkeit des Bohrerhauptkörpers führt.
Gleiches gilt für den mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer, der in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-154883 offenbart wird, bei dem das Kühlmittelloch derart ausgebildet ist, dass es einen ovalen Querschnitt hat. Das bedeutet, dass in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-154883 ein Verhältnis von langer Achse zu kurzer Achse bei der ovalen Form 1,2:1,0 oder mehr bis 4,0 : 10,0 oder weniger beträgt. In der Druckschrift ist auch beschrieben, dass die Richtung der langen Achse der Ovalform in einem Bereich von im Wesentlichen parallel zur Schneidkante bis 45° oder weniger in Drehrichtung rückwärts gehalten ist. Beispielsweise wird dort, wo die lange Achse gleich lang ist, das Verhältnis von langer Achse zu kurzer Achse (Verhältnis lange Achse/kurze Achse) in dem Versuch, die Querschnittsfläche des Kühlmittellochs zu vergrößern, verringert. Dann verkleinern sich die Innenwandfläche des Kühlmittellochs und die Wandfläche der Spanausleitungsnut in ihrer Dicke in Richtung der kurzen Achse, was leicht zu einem Bruch führen kann. Wenn hingegen das Verhältnis von langer Achse zu kurzer Achse vergrößert ist, wird die Position des Kühlmittellochs in Umfangsrichtung (der Drehrichtung des Bohrerhauptkörpers) an der Spitzenflanke auf den Bereich des obigen Winkels eingeschränkt. Im Ergebnis besteht ebenfalls ein Problem dahingehend, dass Kühlmittel einseitig zur Seite der Schnittkante oder der Seite des Absatzes strömt.
Ferner hat bei dem in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-52940 offenbarten Bohrer, bei dem das Kühlmittelloch im Wesentlichen in Dreiecksform ausgebildet ist, das Dreieck hin zur Absatzseite eine gewisse Höhe, wobei die Seite der Schnittkante als Grundseite dient. Das Dreieck ist von flacher Form, wobei ein Verhältnis von Höhe zu Grundseite 0,4 oder mehr bis 0,6 oder weniger beträgt. Hinzu kommt, dass die Grundseite derart bereitgestellt ist, dass sie im Wesentlichen parallel zur Schnittkante oder mit 45° von der Schnittkante in Drehrichtung rückwärts angeordnet ist. Daher strömt Kühlmittel unvermeidbar auf einseitige Weise. Zudem ist es erforderlich, dass die Grundseite länger ist, um die Querschnittsfläche des Kühlmittellochs zu vergrößern. Ein Versuch, das Kühlmittel in erhöhtem Umfang zuzuführen, ist daher selbstbeschränkend. Wenn beispielsweise ein schwer zu schneidender Werkstoff, der eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, wie etwa rostfreier Stahl, gebohrt wird, kann es nicht ausreichend geschmiert und eine Schneidstelle und die Schneidkante nicht ausreichend gekühlt werden. Im Ergebnis ist es bei diesen herkömmlichen, mit Kühlmittellöchern versehenen Bohrern erforderlich, die Zufuhr zu beschränken, und sie sind bei effizienten Bohrarbeiten schwierig in der Verwendung.
Die vorliegende Erfindung erfolgte vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Umstände, und es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer anzugeben, der in der Lage ist, Kühlmittel in erhöhtem Umfang ohne Verringerung der Festigkeit eines Bohrerhauptkörpers zuzuführen, und der ebenfalls in der Lage ist, einen schwer zu schneidenden Werkstoff, wie etwa Edelstahl, zu effizient und stabil zu bohren.
Wie oben beschrieben kann bei dem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer das Kühlmittelloch bezüglich seiner Querschnittsfläche vergrößert sein, um Kühlmittel in erhöhtem Umfang zuzuführen. Das bloße Vergrößern der Querschnittsfläche wird jedoch keine effiziente Zufuhr des Kühlmittels, dessen Zufuhrmenge erhöht wurde, erlauben. Insbesondere ist es schwierig, das Kühlmittel effizient an eine Schnittkante an einer Außenumfangsseite, die einen großen Drehradius von einer Achslinie und ebenfalls eine große Spanerzeugungsmenge, hohe Schneidlasten und hohe Wärmeerzeugung während der Schneidarbeiten hat, und auch an eine Stelle eines Werkstücks zuzuführen, das durch die Schnittkante an der Außenumfangsseite geschnitten wird.
Das bedeutet, dass wie oben beschrieben der in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 64-42816 offenbarte Bohrer, bei dem das Kühlmittelloch ausgebildet ist, um im Querschnitt eine Tröpfchenform zu haben, ein Abstand zwischen zwei Wandflächen des Sekundärlochs in Umfangsrichtung (der Drehrichtung des Bohrerhauptkörpers) schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt. Ein Zunahme-Anteil davon (eine Zunahmerate) ist jedoch hin zu der Außenumfangsseite konstant. Daher kann Kühlmittel nicht effizient an die Außenumfangsseite zugeführt werden. Im Ergebnis kann es keine ausreichende Kühlwirkung für ein Werkstück erreichen, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, wie z.B. rostfreier Stahl.
Dies gilt auch für den in der veröffentlichen, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-52940 offenbarten Bohrer, bei dem ein Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs derart ausgebildet ist, um eine im Querschnitt im Wesentlichen dreieckige Form zu haben. Bei dem Bohrer aus der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-154883 ist die Grundseite des Dreiecks im Wesentlichen parallel zu einer Schneidkante der Spitze oder mit 45° von der Schneidkante der Spitze in Drehrichtung rückwärts angeordnet. Bei dem in Patentschrift 2 offenbarten Bohrer ist die Richtung der langen Achse des in Ovalform gebildeten Kühlmittellochs zu einer Bohrerschnittkante in einem Bereich von im Wesentlichen parallel bis hin zu 45° oder weniger von der Bohrerschnittkante in Drehrichtung rückwärts gehalten. Dann wird der Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs bezüglich seiner Breite in Umfangsrichtung (Drehrichtung des Bohrerhauptkörpers) an der Außenumfangsseite schrittweise kleiner. Im Ergebnis ist eine effiziente Zufuhr des Kühlmittels schwieriger.
Die vorliegende Erfindung erfolgte unter diesen Umständen. Es ist eine zweite Aufgabe der Erfindung, einen mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer anzugeben, der in der Lage ist, Kühlmittel effizienter und in größerer Menge an eine Außenumfangsstelle einer Schnittkante, die während des Spanens eine große Spanerzeugungsmenge, große Schneidlast und hohe Wärmeerzeugung erzeugt, und ebenfalls an eine Außenumfangsschnittstelle eines zu bohrenden Lochs an einem durch einen Außenumfangsabschnitt der Schneidkante geschnittenen Werkstück zuzuführen.
Ferner kühlt und schmiert bei dem obigen, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer Kühlmittel wie etwa Schneidöl, das durch das Kühlmittelloch zugeführt wird, die Schnittkante an der Spitze des Schnittkantenabschnitts sowie eine Schnittstelle an einem durch die Schnittkante zu bohrenden Loch, woraufhin es in eine Spanausleitungsnut strömt. Das Kühlmittel, das in die Spanausleitungsnut geströmt ist, drückt Späne innerhalb der Spanausleitungsnut zur Basisendseite des Bohrerhauptkörpers durch das zu bohrende Loch nach draußen. Ferner strömt das Kühlmittel, das in die Spanausleitungsnut geströmt ist, auch von der Spitzenflanke zwischen jedem Körperfreiraum unter dem ersten bis dritten Fasenabschnitt an einer Außenumfangsseite des Rückenabschnitts an der Außenumfangsseite und einer Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs. Dann kühlt und schmiert das Kühlmittel jeden der Fasenabschnitte und die Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs, an dem diese Fasenabschnitte in Gleitkontakt mit diesem stehen.
Jedoch erfolgt für die in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 59-171010 und der in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-177891 offenbarten Löcher unter den veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 59-171010, der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Hei 2-117811, und der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-177891 ein Dünnen an dem Innenumfangsabschnitt der Schnittkante. Dann ist ein Teil der Oberfläche der Spitze des Schnittkantenabschnitts in Bohrerdrehrichtung rückwärts durch eine sich verdünnende Fläche, die aus der Dünnung von der Mitte der Bohrerdrehung zum Absatz des Rückenabschnitts resultiert, eingekerbt. Somit ist der Teil der Oberfläche der Spitze des Schnittkantenabschnitts in Bohrerdrehrichtung rückwärts geneigt, so dass er sich hin zur Basisendseite des Bohrerhauptkörpers bezüglich der Spitzenflanke nach hinten bewegt. Dann setzt sich unter dem ersten, dem zweiten und dem dritten Fasenabschnitt der dritte Fasenabschnitt, der sich an der am weitesten hinten liegenden Stelle in Bohrerdrehrichtung an der Außenumfangsseite des Rückenabschnitts befindet, derart fort, dass die Spitze desselben die Dünnungsfläche schneidet, die geneigt ist, um sich nach hinten zu bewegen.
Daher strömt Kühlmittel, das ausgestoßen und durch das Kühlmittelloch zugeführt wurde, zum Großteil aus einem Raum zwischen der Unterseite des Lochs des zu bohrenden Lochs und der Dünnungsfläche, die derart geneigt ist, um sich nach hinten zu bewegen, in die Spanausleitungsnut, bevor das Kühlmittel zwischen den Körper-Freiraum zwischen dem zweiten Fasenabschnitt und dem dritten Fasenabschnitt und der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs strömt. Deshalb kann das Kühlmittel nicht ausreichend zwischen dem Körperfreiraum zwischen dem zweiten Fasenabschnitt und dem dritten Fasenabschnitt und der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs zugeführt werden. Dadurch verschleißt insbesondere der dritte Fasenabschnitt in erheblich beschleunigter Weise. Im Ergebnis können sich Bohrarbeiten bezüglich ihrer Genauigkeit verschlechtern, beispielsweise kann der Schneidkantenabschnitt bezüglich seiner Leitfähigkeit verringert werden, so dass eine Veränderung der Vergrößerungstoleranz des zu bohrenden Lochs verursacht wird. Ferner ist die Spitze des dritten Fasenabschnitts an der Dünnungsfläche positioniert, die derart geneigt ist, dass sie sich hin zur Basisendseite des Bohrer-Hauptkörpers nach hinten bewegt. In diesem Fall kann keine ausreichende Führeigenschaft erreicht werden, bis die Spitze des dritten Fasenabschnitts, die geneigt ist, um sich somit nach hinten zu bewegen, in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs gelangt. Daher ist es auch schwierig, eine Vibration des Schneidkantenabschnitts beim In-Kontakt-Kommen zu verhindern.
Anderseits hat die veröffentlichte, nicht geprüfte japanische Gebrauchsmusteranmeldung Hei 2-117811 den Bohrer offenbart, bei dem eine zementierte Karbidspitze an einem Spitzenabschnitt eines Stahlschafts verbaut ist, um eine Schneidkante zu bilden. An dem Stahlschaft ist entlang der Mittelachsenlinie des Bohrers ein Kühlmittelloch gebildet. Ferner zweigt das Kühlmittelloch an der zementierten Karbidspitze ab und mündet in der Spitzenflanke hiervon. Daher bestehen insbesondere bei einem verdrehten Bohrer, bei dem eine Spanausleitungsnut spiralförmig verdreht ist, Beschränkungen hinsichtlich der Position, an der das Kühlmittelloch in der Spitzenflanke mündet.
Es gibt einen Fall, dass bezüglich der beschränkten Position, an der das Kühlmittelloch in der Spitze der Flanke mündet, der zweite Fasenabschnitt zwischen dem ersten Fasenabschnitt auf der Seite der Scheidkante und dem dritten Fasenabschnitt auf der Seite des Absatzes einseitig in Umfangsrichtung (der Drehrichtung des Bohrerhauptkörpers) positioniert ist. In diesem Fall wird Kühlmittel, das aus dem Kühlmittelloch ausgestoßen wurde, einseitig zwischen dem Körper-Freiraum zwischen dem ersten Fasenabschnitt und dem zweiten Fasenabschnitt unter den ersten bis dritten Fasenabschnitten und einer Innenumfangsfläche eines zu bohrenden Lochs zugeführt. Alternativ wird das Kühlmittel einseitig zwischen dem Körper-Freiraum zwischen dem zweiten Fasenabschnitt und dem dritten Fasenabschnitt und der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs zugeführt. Es besteht daher die Möglichkeit, dass das Kühlmittel nicht ausreichend zwischen einen der Körper-Freiräume und der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs zugeführt wird. An einem Fasenabschnitt an einem Körperfreiraum, der in Bohrdrehrichtung rückwärts positioniert ist, beschleunigt sich der Verschleiß an einem Körperabschnitt, an den nicht ausreichend Kühlmittel zugeführt wird, was zu einer verringerten Genauigkeit der Bohrarbeiten führt.
Die vorliegende Erfindung erfolgte unter diesen Umständen, und es ist eine dritte Aufgabe derselben, wie oben beschrieben einen mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer anzugeben, der in der Lage ist, auf Grundlage der nachstehenden Punkte (1) bis (3) die stabile Leiteigenschaft eines Schneidkantenabschnitts sicherzustellen, um eine Veränderung der zulässigen Aufweitung zu verhindern, und dadurch hochgenaue Bohrarbeiten in dem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer durchzuführen.

(1) Dort, wo der erste bis dritte Fasenabschnitt gebildet sind, wird Vibration des Schneidkantenabschnitts beim In-Kontakt-Kommen unterbunden.
(2) Es wird während der Bohrarbeiten eine ausreichende Menge Kühlmittel gleichmäßig und verlässlich zwischen den Körper-Freiraum zwischen den ersten Fasenabschnitt und den zweiten Fasenabschnitt und eine Innenumfangsfläche eines zu bohrenden Lochs sowie zwischen den Körper-Freiraum zwischen dem zweiten Fasenabschnitt und den dritten Fasenabschnitt und die Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs zugeführt.
(3) Verschleiß wird nicht nur an dem ersten Fasenabschnitt, sondern auch an dem zweiten und dritten Fasenabschnitt unterbunden.

[Mittel zur Lösung der Aufgabe]
Um die erste Aufgabe zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung einen Bohrer mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere mit einem Schneidkantenabschnitt an einer Seite einer Spitze eines Bohrerhauptkörpers bereit, der sich um eine Achslinie dreht. An einem Außenumfang des Schneidkantenabschnitts ist eine Spanausleitungsnut gebildet, die in einer Spitzenflanke des Bohrerhauptkörpers mündet, um sich hin zur Basisendseite in Richtung der Achslinie zu erstrecken, während sie um die Achslinie verdreht wird. An einem Kammlinien-Überschneidungsabschnitt zwischen einer vorderen Nutwandfläche, die nach vorne in die Spanausleitungsnut in Bohrerdrehrichtung und der Spitzenflanke weist, ist eine Schneidkante gebildet. Ein Kühlmittelloch, das in der Spitzenflanke mündet, während es parallel zur Spanausleitungsnut verdreht ist, ist an einem Rückenabschnitt gebohrt, der an dem Schneidkantenabschnitt zwischen den in Umfangsrichtung aneinander angrenzenden Spanausleitungsnuten gebildet ist. Das Kühlmittelloch ist an einem Querschnitt orthogonal zur Achslinie mit einer vorderen Lochwandfläche versehen, die in Bohrerdrehrichtung vorne positioniert ist und bezüglich des Abstands mit der vorderen Nutwandfläche konstant ist, eine hinteren Lochwandfläche, die in Bohrerdrehrichtung hinten positioniert ist und bezüglich des Abstands mit der hinteren Nutwandfläche der Spanausleitungsnut, die in Bohrerdrehrichtung nach hinten weist, konstant ist, und einer Außenumfangsloch-Wandfläche, die an der Außenumfangsseite des Bohrerhauptkörpers positioniert ist, und bezüglich des Abstands mit der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts konstant ist.
In dem somit ausgebildeten, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer haben die vordere Lochwandfläche, die hintere Lochwandfläche und die Außenumfangswandlochfläche, die das Kühlmittelloch bilden, konstante Abstände zur vorderen Nutwandfläche und der hinteren Nutwandfläche der Spanausleitungsnut, die den Rückenabschnitt bilden, und der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts. Daher sind die Wandabschnitte, die zwischen den Wandflächen gebildet sind, bezüglich der Dicke entsprechend konstant gehalten, um die Bildung eines Teils zu verhindern, der eine dünne Wandstärke hat, was es somit möglich macht, die Festigkeit des Bohrerhauptkörpers an dem Schneidkantenabschnitt sicherzustellen. Im Ergebnis ist es möglich, eine Brechen des Bohrerhauptkörpers zu verhindern und stabile Bohrarbeiten zu fördern.
Dann erstreckt sich jede der Lochwandflächen unter Beibehaltung der Festigkeit des Bohrerhauptkörpers entlang jeder der Nutwandflächen und der Außenumfangswandfläche. Es ist daher möglich, Kühlmittel in einer erhöhtem Umfang durch Vergrößerung der Querschnittsfläche des Kühlmittellochs zuzuführen. Ferner werden ein Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche des Kühlmittellochs und der Schneidkante an der Spitzenflanke, ein Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche und der hinteren Nutwandfläche auf der Seite des Absatzes und ein Abstand zwischen der Außenumfangslochwandfläche und der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts jeweils konstant gemacht. Daher kann das Kühlmittel ungehindert und gleichmäßig zugeführt werden. Im Ergebnis ist es möglich, das Kühlmittel ungehindert und in größerer Menge zwischen die Bodenfläche eines zu bohrenden Lochs und die Spitzenflanke zuzuführen. Es ist ebenfalls möglich, eine Schnittstelle und die Schnittkante wirksam zu schmieren und zu kühlen sowie ebenfalls Späne ungehindert auszuleiten.
Ferner wird bei dem somit ausgestalteten, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der Abstand zwischen der Außenumfangslochwandfläche und der Außenumfangswandfläche größer gestaltet als der Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche und der vorderen Nutwandfläche und der Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche und der hinteren Nutwandfläche. Dadurch ist es möglich, den Rückenabschnitt an der Außenumfangsseite dicker zu machen und die Festigkeit des Bohrerhauptkörpers weiter zu verbessern. Der Abstand zwischen der Außenumfangslochwandfläche und der Außenumfangswandfläche liegt bevorzugt in einem Bereich von 5% oder mehr und 20 % oder weniger bezüglich eines Außenumfangs der Schneidkante. Dort, wo der Abstand kleiner ist als der Bereich wird ein Teil zwischen der Außenumfangslochwandfläche und der Außenumfangswandfläche dünner gemacht, was zu einem Fehler beim Sicherstellen einer ausreichenden Festigkeit führt. Dort wo der Abstand hingegen größer ist als der Bereich, besteht die Möglichkeit, das es unmöglich ist, die Querschnittsfläche des Kühlmittellochs ausreichend groß zu gestalten.
Ferner wird ein Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche und der vorderen Nutwandfläche gleich einem Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche und der hinteren Nutwandfläche gemacht. Dadurch wird ein Wandabschnitt des Rückenabschnitts, der in Bohrerdrehrichtung vorne liegt, bezüglich der Dicke eines Wandabschnitts desselben angeglichen, der in Bohrerdrehrichtung hinten liegt, um die Festigkeit ausgeglichen zu halten, was es ermöglicht, einen Bruch und dergleichen ebenfalls zu verhindern. Ferner kann Kühlmittel an die Seite der Schneidkante und die Seite des Absatzes an der Spitze der Flanke im Wesentlichen gleichmäßig feinverteilt werden, wodurch das Kühlmittel ungehindert zugeführt werden kann. Um die Querschnittsfläche des Kühlmittels zu vergrößern, während die Wandabschnitte der Rückenabschnitte in Bohrerdrehrichtung vorn und hinten ausreichend fest beibehalten werden, ist es bevorzugt, dass der Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche und der vorderen Nutwandfläche und der Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche und der hinteren Nutwandfläche bezüglich des Außendurchmessers der Schneidkante in einem Bereich von 3% oder mehr und 15 % oder weniger liegen.
Ferner erstrecken sich die vorderen Lochwandflächen des Kühlmittellochs, die bezüglich ihrer Abstände zur vorderen und hinteren Wandfläche der Spanausleitungsnut konstant sind, auch zur Achslinienseite des Bohrerhauptkörpers, also zur Innenumfangsseite, um entlang der vorderen und hinteren Wandflächen zu verlaufen. Beispielsweise gibt es einen Fall, bei dem eine Vielzahl von Kühlmittellöchern an dem Schneidkantenabschnitt gebildet ist. In diesem Fall, wenn die Innenumfangsenden der Kühlmittellöcher zu nahe an die Achslinie kommen, werden Abstände zwischen den Innenumfangsenden der Kühlmittellöcher zu klein gemacht, was in der Möglichkeit resultiert, es schwierig zu machen, die Festigkeit sicherzustellen. Hingegen besteht dort, wo die Abstände zu groß wurden, ferner eine Möglichkeit, dass das Kühlmittelloch bezüglich seiner Querschnittsfläche nicht zunehmen kann. Daher liegt der Abstand zwischen der Achslinie und dem Kühlmittelloch bevorzugt in einem Bereich von 5 % oder mehr und 25 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers der Schneidkante als ein Abstand zwischen den Innenumfangsenden des Kühlmittellochs im Querschnitt orthogonal zur Achslinie.
Hingegen besteht selbst dann, wenn die vordere Lochwandfläche, die hintere Lochwandfläche und die Außenumfangswandfläche des Kühlmittellochs jeweils bezüglich der Abstände zu der vorderen Nutwandfläche, der hinteren Nutwandfläche und der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts konstant sind, die Möglichkeit, dass es schwierig sein kann, die Kühlmittelversorgung in ausreichender Menge sicherzustellen, wenn das Kühlmittelloch zu klein ist. Hingegen besteht die Möglichkeit, dass man nicht in der Lage ist, die Festigkeit des Bohrerhauptkörpers beizubehalten, wenn das Kühlmittelloch zu groß ist. Daher ist es bevorzugt, dass das Kühlmittelloch die Breite hat, die in einem Bereich von 5 % oder mehr und 35 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers der Schneidkante in der Radialrichtung bezüglich der Achslinie liegt (der Radialrichtung eines Kreises, bei dem ein Punkt als Mittelpunkt auf der Achslinie im Querschnitt orthogonal zur Achslinie gesetzt ist). Ferner liegt in Umfangsrichtung (der Umfangsrichtung eines Kreises, der einen Punkt als Mittelpunkt an der Achslinie im Querschnitt orthogonal zur Achslinie, der Umfangsrichtung des Bohrerhauptkörpers oder der Drehrichtung des Bohrerhauptkörpers, oder der Drehrichtung des Bohrerhauptkörpers gesetzt hat) ein eingeschlossener Winkel, der von der vorderen Lochwandfläche und der hinteren Lochwandfläche gebildet wird (ein spitzer Winkel zwischen diesen Flächen) im Querschnitt orthogonal zur Achslinie bevorzugt in einem Bereich von 50 % oder mehr oder 80 % oder weniger bezüglich eines eingeschlossenen Winkels, der von einer Geraden gebildet wird, die einen Schnittpunkt der vorderen Nutwandfläche und der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts mit der Achslinie verbindet, und einer Geraden, die einen Schnittpunkt der hinteren Nutwandfläche und der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts mit der Achslinie verbindet.
Um die zweite Aufgabe zu erreichen, wird bei der vorliegenden Erfindung ein Kühlmittelloch, das in der Spitze der Flanke eines Schneidkantenabschnitts mündet, an dem Schneidkantenabschnitt gebohrt, der an einer Seite einer Spitze eines Bohrerhauptkörpers gebildet ist, der sich um die Achslinie dreht. Das Kühlmittelloch ist im Querschnitt orthogonal zur Achslinie mit einer vorderen Wandfläche, die in Bohrerdrehrichtung vorne positioniert ist, einer hinteren Wandfläche, die in Bohrerdrehrichtung hinten positioniert ist, und einer Außenumfangswandfläche versehen, die an einer Außenumfangsseite des Bohrerhauptkörpers positioniert ist. Von diesen Wandflächen sind die vordere Lochwandfläche und die hintere Lochwandfläche derart ausgebildet, dass ein Spalt (ein Abstand) zwischen der vorderen Lochwandfläche und der hinteren Lochwandfläche in der Umfangsrichtung schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt und ein prozentualer Anteil zum Vergrößern des Spalts ebenfalls schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt.
Bei dem so ausgestalteten, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer nimmt auch ein Spalt zwischen der vorderen Lochwandfläche des Kühlmittellochs und der hinteren Lochwandfläche desselben schrittweise hin zur Außenumfangsseite zu. Ferner nimmt ein prozentualer Anteil zum Vergrößern des Spalts ebenfalls hin zur Außenumfangsseite zu. Dort, wo sich beispielsweise zwei flache Wandoberflächen des Sekundärlochs zur Außenumfangsseite in dem in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 64-42816 offenbarten Bohrer erstrecken, wird ein Spalt zwischen den Innenwandflächen mit konstantem Prozentsatz zur Außenumfangsseite vergrößert. Hingegen ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Spalt zwischen den Wandflächen des vorderen und des hinteren Lochs an der Außenumfangsseite weiter zu vergrößern.
Daher ist es auch möglich, eine größere Menge Kühlmittel zuzuführen, das durch den Spalt zwischen der vorderen und der hinteren Wandfläche an der Außenumfangsseite gelangt. Bei dem Bohrer, der hin zur Seite der Spitze in Richtung der Achslinie zugeführt wird, wobei der Hauptkörper um die Achslinie gedreht wird, wirkt, um ein Werkstück zu bohren, eine Zentrifugalkraft auch auf ein Kühlmittel, das durch das Kühlmittelloch hin zur Außenumfangsseite zugeführt wird. Daher kann das Kühlmittel, das in erhöhtem Umfang an die Außenumfangsseite zugeführt werden kann, beschleunigt und mit höheren Geschwindigkeiten aus einem Mündungsabschnitt an der Spitzenflanke ausgeleitet werden. Im Ergebnis ist es möglich, das Kühlmittel effizient und breit an die Schnittkante an der Außenumfangsseite und eine Schneidseite eines zu bohrenden Lochs zuzuführen.
Dabei wird ein Spalt zwischen der vorderen und der hinteren Lochwandfläche des Kühlmittellochs schrittweise hin zur Außenumfangsseite vergrößert, und ein Prozentsatz zum Vergrößern des Spalts wird ebenfalls schrittweise hin zur Außenumfangsseite erhöht. Aus diesem Grund können im Querschnitt orthogonal zur Achslinie des Bohrerhauptkörpers die vordere und/oder hintere Lochwandfläche in einer erhöhten Krümmung gebildet sein, die innerhalb des Kühlmittellochs konvex ist. Die andere dieser kann im gleichen Querschnitt in einer geraden Linie gebildet sein oder kann in einer vertieften Krümmung gebildet sein, die außerhalb des Kühlmittellochs in einem Bereich, in dem sich der prozentuale Anteil des Spalts hin zur Außenumfangsseite schrittweise vergrößert, konkav ist. Die vordere Lochwandfläche und die hintere Lochwandfläche sind beide derart ausgebildet, dass sie einen erhöhten Krümmungsquerschnitt zeigen, der innerhalb des Kühlmittellochs konvex ist, wodurch es möglich ist, Kühlmittel in einem breiteren Bereich in Bohrerdrehrichtung vorn und in Bohrerdrehrichtung hinten an der Außenumfangsseite des Bohrerhauptkörpers großflächig zuzuführen.
Ferner kann die Außenumfangslochwandfläche des Kühlmittellochs beispielsweise in einer geraden Linie im Querschnitt orthogonal zur Achslinie gebildet sein, wenn der Spalt zwischen der vorderen und der hinteren Lochwandfläche, der an der Außenumfangsseite zugenommen hat, nicht verschmälert ist. Die Außenumfangslochwandfläche ist in einer vertieften Krümmung gebildet, die außerhalb des Kühlmittellochs im Querschnitt orthogonal zur Achslinie konkav ist, was es möglich macht, das Kühlmittel, das in einer größeren Menge zugeführt wird, gleichmäßig und großflächig, insbesondere auf der Außenumfangsseite an eine Schneidstelle eines zu bohrenden Lochs an der Außenumfangsseite zuzuführen. Es ist bevorzugt, dass zum Zwecke des Verhinderns des Auftretens von Rissen und dergleichen ein Kammlinienabschnitt, bei dem die Außenumfangslochwandfläche und die vordere oder die hintere Lochwandfläche einander schneiden (einem Kammlinien-Überschneidungsabschnitt) und einem Teil, bei dem die vordere Lochwandfläche und die hintere Lochwandfläche einander schneiden (einem Kammlinien-Überschneidungsabschnitt), glatt durch einen vertieften Krümmungsabschnitt verbunden sind, der mit einer vertieften Krümmung mit kleinem Krümmungsradius in einem Querschnitt desselben gebildet ist.
Im Querschnitt orthogonal zur Achslinie wird der prozentuale Anteil (die Zunahmerate) zum Vergrößern des Spalts (des Abstands) zwischen der vorderen Lochwandfläche und der hinteren Lochwandfläche in Umfangsrichtung hingegen die gleiche sein wie in einem Fall, bei dem sich die beiden flachen Wandflächen des Sekundärlochs in dem in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen offenbarten Gebrauchsmusteranmeldung Sho 6442816 Bohrer zur Außenumfangsseite erstrecken, wenn der prozentuale Anteil zu klein ist. Dann besteht die Möglichkeit, dass es nicht möglich ist, das Kühlmittel in ausreichend gesteigerter Menge an der Außenumfangsseite zuzuführen. Ist jedoch der prozentuale Anteil (die Zunahmerate) zu groß, wird die Innenwandoberfläche des Kühlmittellochs bezüglich ihrer Umfangslänge im Querschnitt orthogonal zur Achslinie länger, was zu einem großen Druckverlust führt. Dabei besteht die Möglichkeit, dass sich der Druck des Ausstoßens des Kühlmittels aus einem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs an der Spitzenflanke verringert, was darin resultiert, dass das Kühlmittel nicht effizient zugeführt werden kann. Es ist daher bevorzugt, dass der prozentuale Anteil zum Vergrößern des Spalts zwischen der vorderen Lochwandfläche und der hinteren Lochwandfläche in Umfangsrichtung um 130% oder mehr und 190% oder weniger mit jeder Zunahme von 1 mm hin zur Außenumfangsseite in Radialrichtung bezüglich der Achslinie zunimmt.
Um die dritte Aufgabe zu lösen, sind eine Vielzahl von Spanausleitungsnuten an einem Außenumfang eines Schneidkantenabschnitts an einem Bohrerhauptkörper gebildet, der sich um die Achslinie dreht. Dann wird eine Schneidkante, die an einem Innenumfangsabschnitt desselben einer Dünnung unterzogen wird, an einem Kammlinien-Überschneidungsabschnitt zwischen einer vorderen Nutwandfläche der in Bohrerdrehrichtung nach vorne weisenden Spanausleitungsnut und einer Spitzenflanke des Schneidkantenabschnitts gebildet. Eine Dünnungsfläche, die aus der Dünnung resultiert, wird an dem Spitzenflankenabschnitt in Bohrerdrehrichtung nach hinten gebildet, um sich bezüglich der Spitzenflanke rückwärts zur Basisendseite des Bohrerhauptkörpers zu bewegen. Dann wird an dem Schneidkantenabschnitt ein Kühlmittelloch gebohrt, das in der Spitzenflanke münden soll. Ferner werden ein erster Fasenabschnitt an der Seite der Schneidkante, ein zweiter Fasenabschnitt in Bohrerdrehrichtung rückwärts des ersten Fasenabschnitts und ein dritter Fasenabschnitt auf der Seite des Absatzes, der in Bohrerdrehrichtung des zweiten Fasenabschnitts weiter hinten liegt, gebildet, wobei in Umfangsrichtung ein Abstand eingehalten wird. Von diesen Fasenabschnitten schneidet der zweiten Fasenabschnitt die Spitzenflanke zwischen zwei Geraden, die durch die Achslinie verlaufen und einen Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs umschreiben, um, von der Seite der Spitze in Richtung der Achslinie betrachtet, den Mündungsabschnitt in Umfangsrichtung zu halten. Ferner überschneidet sich in dem dritten Fasenabschnitt zumindest ein Teil desselben in Bohrerdrehrichtung mit der Spitzenflanke, die in Bohrerdrehrichtung vor der Dünnungsfläche liegt.
In dem somit ausgebildeten, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer wird die Schneidkante einer Dünnung unterzogen, bei der die aus der Dünnung resultierende Dünnungsfläche an der Spitzenflanke in Bohrerdrehrichtung rückwärts gebildet ist. Selbst in einem solchen Fall schneidet in dem dritten Fasenabschnitt zumindest ein Teil dessen in Bohrerdrehrichtung vorwärts die Spitzenflanke, mit der sich der zweite Fasenabschnitt, der von der Dünnungsfläche in Bohrerdrehrichtung vorne liegt, überschneidet. Daher kann Kühlmittel, das durch das in der Spitzenflanke mündende Kühlmittelloch zugeführt wird, auch dazu gebracht werden, zuverlässig und ausreichend zwischen dem Körper-Freiraum zwischen dem zweiten und dem dritten Fasenabschnitt und einer Innenumfangsfläche eines zu bohrenden Lochs zu strömen, bevor das Kühlmittel aus der Dünnungsfläche, die sich nach hinten bewegt hat, in die Spanausleitungsnuten strömt. Infolgedessen strömt das Kühlmittel auch zwischen den Körper-Freiraum zwischen dem ersten und dem zweiten Fasenabschnitt in der Bohrerdrehrichtung und der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs.
Ferner schneidet der dritte Fasenabschnitt die Spitzenflanke, bevor die Spitzenflanke sich durch die Dünnungsfläche rückwärts zur Basisendseite des Bohrerhauptkörpers bewegt. Es ist dadurch möglich, den Abstand von einer Stelle, an der der Schneidkantenabschnitt in Kontakt mit einem Werkstück kommt, zu einer Stelle, an der der dritte Fasenabschnitt in Kontakt mit der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs kommt, zu verkürzen. Somit ist es ebenfalls möglich, Vibrationen zu unterdrücken, die auftreten, wenn der Schneidkantenabschnitt in Kontakt mit dem Werkstück kommt.
Dann schneidet sich der zweite Fasenabschnitt ferner mir der Spitzenflanke zwischen zwei Geraden, die durch die Achslinie verlaufen und den Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs in Umfangsrichtung umschreiben, um den Mündungsabschnitt in Umfangsrichtung zu halten, von der Seite der Spitze des Bohrerhauptkörpers in der Richtung der Achslinie aus gesehen. Daher kann Kühlmittel, das aus dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs ausgestoßen wird, um entlang der Außenumfangsseite zu strömen, gleichmäßig verteilt werden und es kann ermöglicht werden, dass es zwischen dem ersten und dem zweiten Fasenabschnitt und dem zweiten und dem dritten Fasenabschnitt strömt, wobei der zweite Fasenabschnitt zwischengeschaltet ist.
Daher ist es dem Kühlmittel gemäß dem so ausgestalteten, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer möglich, wie oben beschrieben verlässlich und ausreichend zwischen den Körper-Freiraum zwischen dem zweiten und dem dritten Fasenabschnitt und der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs zu strömen. Ferner wird das Kühlmittel, sobald es zwischen den zweiten und den dritten Fasenabschnitt und die Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs zugeführt wird, gleichmäßig zwischen den Körper-Freiraum zwischen dem ersten und dem zweiten Fasenabschnitt und der Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs zugeführt. Daher ist es möglich, den Verschleiß des ersten, des zweiten und des dritten Fasenabschnitts zu unterbinden und ebenfalls die Führeigenschaft des Schneidkantenabschnitts über eine längere Lebensdauer zuverlässig sicherzustellen. Somit ist es möglich, eine Veränderung bei der zulässigen Aufweitung des zu bohrenden Loches zu verhindern (einen Unterschied zwischen einem Werkzeugdurchmesser und einem Durchmesser eines bei Bohrarbeiten gebohrten Lochs), und auf stabile Weise hochgenaue Bohrarbeiten durchzuführen.
Dabei ist es im Hinblick auf die Breite des ersten, des zweiten und des dritten Fasenabschnitts in Umfangsrichtung (der Umfangsrichtung des Werkzeug-Hauptkörpers, der Drehrichtung des Werkzeug-Hauptkörpers) bevorzugt, dass der dritte Fasenabschnitt derart gefertigt wird, dass er die größte Breite hat. Dadurch kann selbst dann, wenn sich ein Teil des dritten Fasenabschnitts in Bohrerdrehrichtung rückwärts mit der Dünnungsfläche überschneidet, zumindest ein Teil derselben in Bohrerdrehrichtung vorwärts derart gebildet sein, dass er sich verlässlich mit der Spitzenflanke schneidet, die dieselbe ist wie der zweite Fasenabschnitt.
Ferner kann der zweite Fasenabschnitt derart gefertigt sein, dass er unter dem ersten, dem zweiten und dem dritten Fasenabschnitt in Umfangsrichtung die kleinste Breite hat, solange die Breite in der Lage ist, die nötige Leitungseigenschaft sicherzustellen. Dort, wo der zweite Fasenabschnitt zu breit ist, wird auch die Breite eines Kammlinienabschnitts, an dem sich der zweite Fasenabschnitt und die Spitzenflanke schneiden, groß. Dann blockiert der Kammlinienabschnitt das Kühlmittel, das aus dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs an die Außenumfangsseite der Spitzenflanke geflossen ist. Es besteht dann die Möglichkeit, dass es schwierig wird, das Kühlmittel ungehindert an den Körper-Freiraum zwischen dem zweiten Fasenabschnitt und dem ersten Fasenabschnitt und dem Körper-Freiraum zwischen dem zweiten Fasenabschnitt und dem dritten Fasenabschnitt zuzuführen.
Hingegen kann das Kühlmittelloch in einer gewöhnlichen Rundlochform gebildet sein, die im Querschnitt orthogonal zu der Achslinie des Bohrer-Hauptkörpers ein Kreis ist, wie in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 64-42816, der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-154883 , und der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-52940 offenbart. Im Querschnitt orthogonal zur Achslinie kann das Kühlmittelloch mit einer vorderen Lochwandfläche, die in Bohrerdrehrichtung vorwärts positioniert ist, einer hinteren Lochwandfläche, die in Bohrerdrehrichtung rückwärts positioniert ist, und einem Außenumfangs-Lochwandfläche versehen sein, die an der Außenumfangsfläche des Bohrer-Hauptkörpers positioniert ist. Ferner können die vordere Lochwandfläche und die hintere Lochwandfläche derart ausgebildet sein, dass ein Spalt zwischen ihnen in Umfangsrichtung schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt, und ein Prozentsatz der Vergrößerung des Spalts ebenfalls hin zur Außenumfangsseite zunimmt. Dadurch ist es möglich, die Strömungsrate von Kühlmittel zu erhöhen und ebenfalls den Verschleiß der Fasenabschnitte zuverlässiger zu unterbinden.
Das Kühlmittelloch kann ferner die vordere Lochwandfläche, die hintere Lochwandfläche und die Außenumfangs-Lochwandfläche im Querschnitt orthogonal zur Achslinie aufweisen. Dabei ist die vordere Lochwandfläche in Bohrerdrehrichtung vorwärts positioniert und bezüglich eines Abstands zur vorderen Nutwandfläche der Spanausleitungsnut konstant. Ferner ist die hintere Lochwandfläche in Bohrerdrehrichtung rückwärts positioniert und bezüglich eines Abstands zur hinteren Nutwandfläche, die der Spanausleitungsnut in Bohrerdrehrichtung zugewandt ist, konstant. Hinzu kommt, dass die Außenumfangs-Lochwandfläche an der Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers positioniert ist und bezüglich eines Abstands zur Außenumfangswandfläche (Körper-Freiräume) bis auf den ersten, den zweiten und den dritten Fasenabschnitt des Rückenabschnitts konstant ist. Es ist dadurch möglich, eine Verformung eines dünnen Teils zwischen jeder der Lochwandflächen des Kühlmittellochs, der Spanausleitungsnut und dem Körper-Freiraum zu verhindern. Es ist dann möglich, die Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers an dem Schneidkantenabschnitt sicherzustellen und ebenfalls möglich, stabile Bohrarbeiten dadurch zu fördern, dass ein Bruch des Bohrer-Hauptkörpers und dergleichen verhindert wird.
Die vordere Lochwandfläche des Kühlmittellochs und die hintere Lochwandfläche desselben sollen bezüglich eines Abstands zwischen der vorderen Nutwandfläche der Spanausleitungsnut und der hinteren Nutwandfläche derselben konstant sein. In diesem Fall soll der Körper-Freiraum im Querschnitt orthogonal zur Achslinie eine erhöhte Krümmung haben, um auf der Außenumfangsseite konvex zu sein, und die vordere und die hintere Nutwandflächen der Spanausleitungsnut sollen eine vertiefte Krümmung haben, um in Bohrerdrehrichtung rückwärts und in Bohrerdrehrichtung vorwärts konkav zu sein. Wenn dem so ist, ist ein Spalt (Abstand) zwischen ihnen in Umfangsrichtung schrittweise vergrößert, während sich die vordere Lochwandfläche und die hintere Lochwandfläche wie oben beschrieben zur Außenumfangsseite bewegen. Hinzu kommt, dass die vordere Lochwandfläche und die hintere Lochwandfläche derart ausgebildet sind, dass ein Prozentsatz der Vergrößerung des Spalts (eine Zunahmerate) schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt. Daher ist es möglich, derartige Wirkungen zu erzielen, die die Strömungsrate des Kühlmittels erhöhen und gleichzeitig ebenfalls die Festigkeit des Bohrers an dem Schneidkantenabschnitt sicherstellen.
[Wirkungen der Erfindung]
Wie bislang beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verbreitern der Querschnittsfläche des Kühlmittellochs möglich, eine ausreichende Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers sicherzustellen, während Kühlmittel in erhöhter Menge zugeführt wird. Dabei ist es beispielsweise möglich, wenn ein schwer zu schneidender Werkstoff, der eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat, z.B. rostfreier Stahl, gebohrt wird, eine Schneidstelle eines zu bohrenden Lochs und die Schnittkante ausreichend zu schmieren und zu kühlen, indem ein Auftreten eines Bruchs während der Bohrarbeiten zuverlässig verhindert wird, und dergleichen. Auch ist es möglich, stabile und effiziente Bohrarbeiten durchzuführen, indem Späne reibungslos ausgeleitet werden. Dadurch kann die erste Aufgabe gelöst werden.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, bei den Bohrarbeiten eine größere Menge Kühlmittel an die Außenumfangsstelle der Schnittkante, die während des Schneidens eine große Menge Späne, hohe Schneidlast und Wärmeentwicklung erzeugt, und ebenfalls an eine Außenumfangsschneidstelle eines an einem Werkstück zu bohrenden Lochs, das von der Außenumfangsseite der Schnittkante geschnitten wird, zuzuführen. Daher kann beispielsweise ein schwer zu schneidender Werkstoff mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, wie etwa rostfreier Stahl, stabil und effizient durch effizientes Kühlen und Schmieren des Werkstoffs und auch durch reibungsloses Ausleiten der Späne gebohrt werden. Dadurch kann die zweite Aufgabe gelöst werden.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Vibrieren des Schneidkantenabschnitts beim In-Kontakt-Kommen zu verhindern und auch die stabile Führeigenschaft durch Unterbinden des Verschleißes der Fasenabschnitte sicherzustellen. Es ist dadurch möglich, die Genauigkeit der Bohrarbeiten zu verbessern und folglich die dritte Aufgabe zu lösen.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die die Ausführungsform aus 1 zeigt.
3 ist eine erhöhte Vorderansicht, die die Ausführungsform aus 1 zeigt.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Spitzenabschnitt der Ausführungsform aus 1 zeigt.
5 ist eine Querschnittsansicht der Ausführungsform aus 1, die orthogonal zu einer Achslinie O1 ist.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Kühlmittellochs 110, im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 der Ausführungsform aus 1.
7 ist eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine vergrößerte Seitenansicht, die eine Spitzenseite eines Schneidkantenabschnitts 23 der Ausführungsform aus 7 zeigt.
9 ist eine vergrößerte Vorderansicht der Ausführungsform aus 7 von der Spitzenseite in Richtung einer Achslinie O2 betrachtet.
10 ist eine Querschnittsansicht der Ausführungsform aus 7, die orthogonal ist zu Achslinie O2.
11 ist eine erhöhte Vorderansicht, die ein Modifizierungsbeispiel der Ausführungsform aus 7 zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht des Modifizierungsbeispiels aus 11, die orthogonal ist zu Achslinie O2.
13 ist ein Schaubild, das das Vergleichsergebnis der relativen Steifigkeit gegenüber einem Drehmoment durch CAE-Analyse zeigt, wenn ein Prozentsatz eines Abstands C1 zwischen einer Außenumfangs-Lochwandfläche eines Kühlmittellochs und einer Außenumfangswandfläche (einer Außenumfangsflanke) bezüglich eines Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
14 ist ein Schaubild, das das relative Vergleichsergebnis einer Auslassströmungsrate an dem Kühlmittelloch zeigt, wenn ein Prozentsatz des Abstands C1 zwischen der Außenumfangs-Lochwandfläche des Kühlmittellochs und der Außenumfangswandfläche (der Außenumfangsflanke) bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
15 ist ein Schaubild, das das Vergleichsergebnis einer relativen Steifigkeit gegenüber einem Drehmoment durch CAE (computergestützter Maschinenbau)-Analyse zeigt, wenn ein Prozentsatz eines Abstands A1 zwischen einer vorderen Lochwandfläche des Kühlmittellochs und einer vorderen Nutwandfläche einer Spanausleitungsnut bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante und ein Prozentsatz eines Abstands B1 zwischen einer hinteren Lochwandfläche des Kühlmittellochs und einer hinteren Nutwandfläche der Spanausleitungsnut bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
16 ist ein Schaubild, das das relative Vergleichsergebnis einer Auslassströmungsrate an dem Kühlmittelloch zeigt, wenn der Prozentsatz des Abstands A1 zwischen der vorderen Lochwandfläche des Kühlmittellochs und der vorderen Nutwandfläche der Spanausleitungsnut bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante und der Prozentsatz des Abstands B1 zwischen der hinteren Lochwandfläche des Kühlmittellochs und der hinteren Nutwandfläche der Spanausleitungsnut bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
17 ist ein Schaubild, das das Vergleichsergebnis der relativen Steifigkeit gegenüber einem Drehmoment durch CAE-Analyse zeigt, wenn ein Prozentsatz eines Abstands E1 zwischen der Achslinie O1 des Bohrerhauptkörpers und dem Kühlmittelloch bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
18 ist ein Schaubild, das das relative Vergleichsergebnis der Auslassflussrate an dem Kühlmittelloch zeigt, wenn der Prozentsatz des Abstands E1 zwischen der Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers und dem Kühlmittelloch bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
19 ist ein Schaubild, das das Vergleichsergebnis der relativen Steifigkeit gegenüber einem Drehmoment durch CAE-Analyse zeigt, wenn ein Prozentsatz F1 des Kühlmittellochs bezüglich der Achslinie O1 in Radialrichtung bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
20 ist ein Schaubild, das das relative Vergleichsergebnis der Auslassflussrate an dem Kühlmittelloch zeigt, wenn der Prozentsatz F1 der Breite des Kühlmittellochs bezüglich der Achslinie O1 in Radialrichtung bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante verändert wird.
21 ist ein Schaubild, das das Vergleichsergebnis der relativen Steifigkeit gegenüber einem Drehmoment durch CAE-Analyse zeigt, wenn im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers, und einem Prozentsatz eines eingeschlossenen Winkels α1, der von der vorderen Lochwandfläche des Kühlmittellochs und der hinteren Lochwandfläche desselben bezüglich eines eingeschlossenen Winkels β1 gebildet wird, der von einer Geraden gebildet wird, die einen Schnittpunkt der vorderen Nutwandfläche der Spanausleitungsnut und der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts mit der Achslinie O1 und einer Geraden verbindet, die einen Schnittpunkt der hinteren Nutwandfläche und der Außenumfangs-Wandfläche des Rückenabschnitts zeigt, wobei die Achslinie O1 verändert wird.
22 ist ein Schaubild, das das relative Vergleichsergebnis von Auslassströmungsrate an dem Kühlmittelloch zeigt, wenn im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers der Prozentsatz des eingeschlossenen Winkels α1, der von der vorderen Lochwandfläche des Kühlmittellochs und der hinteren Lochwandfläche desselben bezüglich des eingeschlossenen Winkels β1 gebildet wird, der von der Geraden gebildet wird, die den Schnittpunkt der vorderen Nutwandfläche der Spanausleitungsnut und der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts mit der Achslinie O1 und der Geraden, die den Schnittpunkt der hinteren Nutwandfläche und der Außenumfangs-Wandfläche des Rückenabschnitts verbindet, zeigt, wobei die Achslinie O1 verändert wird.
23 ist ein Schaubild, das ein Verhältnis der Querschnittsfläche des Kühlmittellochs in jedem der Beispiele der vorliegenden Erfindung und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 zeigt.
24 ist ein Schaubild, das einen relativen Vergleich zwischen einer Strömungsrate an dem Kühlmittelloch in jedem der Beispiele der vorliegenden Erfindung und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 aufzeigt.
25 ist ein Schaubild, das einen relativen Vergleich zwischen dem Druckverlust von Kühlmittel in jedem der Beispiele der vorliegenden Erfindung und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 aufzeigt.

BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform des mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrers der vorliegenden Erfindung ist in 1 bis 6 dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Bohrer-Hauptkörper 11 einstückig mit einem harten Material, wie etwa zementiertem Karbid gebildet. Der Bohrer-Hauptkörper 11 ist derart gebildet, dass er eine im Wesentlichen säulenförmige Form verleiht, dessen Mitte die Achslinie O1 ist. Der Bohrer-Hauptkörper 11 ist an einem Teil der Basisendseite desselben (einem Teil auf der rechten Seite in den 1 und 2) mit einem säulenförmigen Schaftabschnitt 12 versehen. Ein Schneidkantenabschnitt 13 ist an einer Spitzenendseite des Bohrer-Hauptkörpers 11 (einem Teil auf der linken Seite in den Figure 1 und 2) gebildet. Bei dem so ausgestalteten, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer wird der Schaftabschnitt 12 von einem Maschinenwerkzeug gegriffen. Das Maschinenwerkzeug führt den mit dem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der Spitzenseite des Bohrerhauptkörpers in Richtung der Achslinie O1 zu, wobei der Bohrer sich in Bohrerdrehrichtung T1 um die Achslinie O1 dreht, und dadurch ein Werkstück bohrt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind an einem Außenumfang des Schneidkantenabschnitts 13 ein Paar von Spanausleitungsnuten 14 gebildet. Die Spanausleitungsnuten 14 sind vorgesehen, um zueinander bezüglich der Achslinie O symmetrisch zu sein. Die Spanausleitungsnuten 14 münden in einer Spitzenflanke 15 des Bohrer-Hauptkörpers 11. Die Spanausleitungsnuten 14 erstrecken sich derart, dass sie in Bohrerdrehrichtung T1 rückwärts verdreht werden, beispielsweise bei einem Verdrehwinkel von 40° oder weniger um die Achslinie O1 hin zur Basisendseite in Richtung der Achslinie O1. Die Spanausleitungsnuten 14 sind derart gebildet, dass sie hin zur Außenumfangsfläche vor dem Schaftabschnitt 12 geschnitten werden. Die Spanausleitungsnuten 14 sind im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 derart gebildet, dass der Querschnitt einer Nutwandfläche 16 desselben in einer im Wesentlichen leicht vertieften Krümmung gebildet ist, wie in 5 gezeigt. Im Hinblick auf die Nutwandfläche 16 ist der Querschnitt eines Teils einer vorderen Nutwandfläche 16A an der Außenumfangsseite, die in Drehrichtung T1 des Bohrers nach vorne weist, in einer ansteigenden Kurve gebildet, die in reibungslosem Kontakt mit der vertieften Krümmung ist. Hingegen ist ein abgefaster Abschnitt 16C an einem Teil (einem Teil eines Absatzes) einer hinteren Nutwandfläche 16B an der Außenumfangsseite, die in Drehrichtung T1 des Bohrers rückwärts zeigt, gebildet.
Wie oben beschrieben ist das Paar von Spanausleitungsnuten 14 gebildet, bei dem ein Paar von Rückenabschnitten 17 zwischen den Spanausleitungsnuten 14, die in Umfangsrichtung (der Drehrichtung des Bohrer-Hauptkörpers 11) angrenzen, an dem Schneidkantenabschnitt 13 gebildet wird. Der Rückenabschnitt 17 ist um die Achslinie O1 in Drehrichtung T1 des Bohrers rückwärts verdreht, wie bei den Spanausleitungsnuten 17. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Außenumfangswandfläche 18 des Rückenabschnitts 17 einen Fasenabschnitt 18A kleiner Breite und eine Außenumfangsflanke (einen Körper-Freiraum) 18C, der einen Großteil der Außenumfangsandfläche 18 einnimmt. Der Fasenabschnitt 18A ist in Drehrichtung T1 des Bohrers vorne positioniert und erstreckt sich, um eine zylindrische Oberfläche zu bilden, deren Mittelpunkt die Achslinie O1 ist, die die vordere Nutwandfläche 16A schneidet, um eine Vorderkante zu bilden. Die Außenumfangsflanke 18C führt weiter zum Fasenabschnitt 18A in Drehrichtung T1 des Bohrers rückwärts, über einen Stufenabschnitt 18B, der die Oberfläche einer vertieften Krümmung hat. Die Außenumfangsflanke 19C bildet eine zylindrische Oberfläche, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist, deren Mitte die Achslinie O1 ist, von dem Fasenabschnitt 18A, und schneidet den gefasten Abschnitt 16C.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Spitzenflanke 15 drei Flankenabschnitte auf, also einen ersten Flankenabschnitt 15A, einen zweiten Flankenabschnitt 15B und einen dritten Flankenabschnitt 15C, bei denen ein Freiwinkel stufenartig in Drehrichtung T1 des Bohrers nach hinten zunimmt. An einem KammlinienAbschnitt, an dem die Spitzenflanke und die Spanausleitungsnut 14 einander schneiden, ist eine Schneidkante 19 gebildet. Konkret ist die Schneidkante 19 an einem Kammlinienabschnitt (einem Kammlinien-Überschneidungsabschnitt) gebildet, wo sich der erste Flankenabschnitt 15A der Spitzenflanke 15 in Drehrichtung T1 des Bohrers vorwärts mit einem Teil der Seite der Spitze der vorderen Nutwandfläche 16A der Spanausleitungsnut 14 schneidet. An einem Innenumfangsabschnitt, bei dem es sich um einen Teil der Seite der Spitze der vorderen Nutwandfläche 16A handelt, ist eine Dünnungsfläche 16D gebildet. Die Dünnungsfläche 16D schneidet den dritten Flankenabschnitt 15C der Spitzenflanke 15 in Drehrichtung T1 des Bohrers nach hinten, um eine Form eines vertieften Vs zu bilden. Die Schneidkante 19 wird einer Dünnung unterzogen, um eine Dünnungsschneide 19A zu bilden. Die Dünnungsschneide 19A ist an einem Kammlinienabschnitt gebildet, wo die Dünnungsfläche 16 und der erste Flankenabschnitt 15A einander schneiden, um die Achslinie O1 an der Innenumfangsseite der Schneidkante 19A nach vorne zu bewegen.
An dem Bohrer-Hauptkörper 11 ist ein Paar von Kühlmittellöchern 110 vorgesehen, indem sie symmetrisch bezüglich der Achslinie O1 gebohrt werden. Die Kühlmittellöcher 110 bewegen sich zur Seite der Spitze von der Basisendfläche des Schaftabschnitts 12, während sie um die Achslinie O1 verdreht werden, wobei bezüglich der Verdrehung der Spanausleitungsnuten 14 eine gleiche Führung beibehalten wird. Diese Kühlmittellöcher 110 erstrecken sich parallel zu den Spanausleitungsnuten 14 innerhalb des Rückenabschnitts 17 an dem Schneidkantenabschnitt 13. Dabei können sich Kühlmittellöcher 110 spiralförmig erstrecken. Beide des Paars von Kühlmittellöchern 110 münden in dem zweiten Flankenabschnitt 15A der Spitzenflanke 15.
Das Kühlmittelloch 110 hat eine konstante Form und Abmessung im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 über die gesamte Länge des Bohrer-Hauptkörpers 11. Das Kühlmittelloch 110 ist mit einer Wandfläche gebildet, die eine vordere Lochwandfläche 110A, eine hintere Lochwandfläche 110B und eine Außenumfangslochwandfläche 110C aufweist. Im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 ist die vordere Lochwandfläche in Drehrichtung T1 des Bohrers vorwärts positioniert und bezüglich eines Abstands A1 zur vorderen Nutwandfläche 16A der Spanausleitungsnut 14 konstant. Ferner ist die hintere Lochwandfläche 110B in Drehrichtung T1 des Bohrers rückwärts positioniert und bezüglich eines Abstands B1 mit der hinteren Nutwandfläche 16B der Spanausleitungsnut im Wesentlichen konstant. Hinzu kommt, dass die Außenumfangslochwandfläche 110C an der Außenumfangsseite in dem Bohrer-Hauptkörper 11 positioniert und bezüglich eines Abstands C1 zur Außenumfangsflanke 18C der Außenumfangswandfläche 18 an dem Rückenabschnitt 17 im Wesentlichen konstant ist.
Ein Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B in der Umfangsrichtung (der Drehrichtung T1 des Bohrers des Bohrer-Hauptkörpers 11) wird schrittweise hin zur Außenumfangsseite des Bohrerhauptkörpers 11 vergrößert. Ein prozentualer Anteil zum Vergrößern des Abstands (eine Zunahmerate des Abstands) wird schrittweise hin zur Außenumfangsseite vergrößert.
Bei dem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der vorliegenden Ausführungsform wird wie oben beschrieben die Nutwandfläche 16 der Spanausleitungsnut derart gebildet, dass der Querschnitt derselben in einer vertieften Krümmung gebildet ist. Daher sind der Querschnitt der vorderen Lochwandfläche 110A und der der hinteren Lochwandfläche 110B in einer erhöhten Krümmung gebildet, um an der Innenumfangsseite des Kühlmittellochs 110 konvex zu sein. Ferner ist der Querschnitt der Außenumfangslochwandfläche 110C in einer vertieften Krümmung gebildet, die an der Außenumfangsseite des Kühlmittellochs 110 konkav ist. Dadurch ist der Querschnitt des Kühlmittellochs 110 in einer Ventilator-artigen Form im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 gebildet.
Dadurch werden wie in 6 gezeigt, die Abstände W11, W12, W13 zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B in Umfangsrichtung schrittweise um jede Längeneinheit L1 hin zur Außenumfangsseite in Radialrichtung vergrößert. Das bedeutet, dass eine Beziehung W11<W12<W13 entsteht. Ein zunehmender Prozentsatz dessen (eine Zunahmerate) nimmt ebenfalls hin zur Außenumfangsseite zu. Das bedeutet, dass sich eine Beziehung W12 - W11 < W13 - W12 ergibt.
Teile, an denen die vordere Lochwandfläche 110A, die hintere Lochwandfläche 110B und die Außenumfangswandfläche 110C einander schneiden (drei Kammlinien-Überschneidungsabschnitte) sind reibungslos durch vertiefte Krümmungsabschnitte 110D verbunden. Jeder der vertieften Krümmungsabschnitte 110D hat einen kleineren Krümmungsradius als die vordere Lochwandfläche 110A, die hintere Lochwandfläche 110B und die Außenumfangswandfläche 110C. Ferner hat der vertiefte Krümmungsabschnitt 110D einen kleineren Krümmungsradius als die Nutwandfläche 16 der Spanausleitungsnut 14, sowie die vertiefte Krümmung und die erhöhte Krümmung im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O des Außenumfangsflanke 18C. Der Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B nimmt schrittweise hin zur Außenumfangsseite an Teilen ausgenommen der vertieften Krümmungsabschnitte 110D zu, und der zunehmende prozentuale Anteile dieser (die Zunahmerate) nimmt ebenfalls schrittweise zu.
Dabei ist der Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der vorderen Nutwandfläche 16A als A1 gegeben. Ferner ist der Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche 110B und der hinteren Nutwandfläche 16B als B1 gegeben. Ferner ist der Abstand zwischen der Außenumfangswandfläche 110C und der Außenumfangswandfläche 18 (einer Außenumfangsflanke 18C) als C1 gegeben. Wenn die Abstände A1, B1 und C1 bezüglich ihrer Abmessungen verglichen werden, ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Abstand C1 das größte. Ferner sind der Abstand A1 und der Abstand B1 abmessungstechnisch einander gleich.
Dass die Abstände A1, B1, C1 konstant oder im Wesentlichen konstant sind, bedeutet, dass größenmäßige Unterschiede zwischen den Abständen A1, B1, C1 und den jeweiligen vorgegebenen Abmessungen innerhalb einer Spanne von ± 10% in den jeweiligen konkreten Abmessungen liegen.
Dass ferner der Abstand A1 und der Abstand B1 größenmäßig gleich sind, bedeutet, dass auf Grundlage eines Abschnitts, wo der Abstand A1 gleich dem Abstand B1 ist, das Kühlmittelloch 110 innerhalb einer Spanne von ± 5% mit der Achslinie O als Mittelpunkt gebildet ist.
Zudem liegt jeder der Abstände A1, B1 in einer Spanne von 3 % oder mehr und 15 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers der Schneidkante 19 (einem Durchmesser eines Kreises, der von einem Außenumfangsende der Schneidkante 19 um die Achslinie O1 gebildet wird) D1. Der Abstand C1 liegt in einer Spanne von 5 % oder mehr und 20 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1. Der Krümmungsradius des vertieften Krümmungsabschnitts 110D beträgt 15 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1.
Ferner liegt ein Abstand E1 zwischen der Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers 11 und dem Kühlmittelloch in einer Spanne von 5 % oder mehr und 25 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19. Das bedeutet, dass es sich bei dem Abstand E1 um einen Radius eines Kreises handelt, dessen Mittelpunkt die Achslinie O in Kontakt mit dem vertieften Krümmungsabschnitt 110D ist. Der vertiefte Krümmungsabschnitt 110D ist an einem Teil gebildet, bei dem die vordere Lochwandfläche 110A des Kühlmittellochs 110 die hintere Lochwandfläche 110B desselben schneidet. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Abstand E1 größer als der Radius eines Rückendickenkreises in Kontakt mit der Nutwandfläche 16 der Spanausleitungsnut 14, mit der Mitte der Achslinie O1 als dessen Mittelpunkt. Ferner liegt die Breite des Kühlmittellochs 110 in der Radialrichtung bezüglich der Achslinie O1 (der Breite des Bohrer-Hauptkörpers 11 in Radialrichtung, oder die Breite eines Kreises, dessen Mitte die Achslinie O1 in Radialrichtung im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1) F1 in einer Spanne von 10 % oder mehr und 30 % oder weniger bezüglich dem Außendurchmesser D1 der Schneidkante 19. Die größte Breite G1 des Kühlmittellochs 110 in Umfangsrichtung liegt ebenfalls in einer Spanne von 10 % oder mehr und 30 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19.
Die Lochwandflächen 110A, 110B und 110C, die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B erstrecken sich hingegen derart, dass sie hin zur Innenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers 11 näher aneinander gelangen. Ein Winkel (ein erster Winkel) α1 ist zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 gebildet. Der Winkel α der vorliegenden Ausführungsform ist ein spitzer Winkel. Dabei ist eine Gerade (eine erste Gerade), die einen Schnittpunkt der vorderen Nutwandfläche 16A der Spanausleitungsnut 24 und die Außenumfangswandfläche 18 des Rückenabschnitts 17 (einen Schnittpunkt mit dem Fasenabschnitt 18A) P1 mit der Achslinie O1 verbindet, als M1 gegeben. Ferner ist eine Gerade (eine zweite Gerade), die einen Schnittpunkt der hinteren Nutwandfläche 16B und die Außenumfangswandfläche 18 (einen Schnittpunkt des gefasten Abschnitts 16C und der Außenumfangsflanke 18C) Q1 mit der Achslinie O1 verbindet, als N1 gegeben. Ferner ist ein zwischen der Geraden M1 und der Geraden N1 gehaltener Winkel als β1 (ein zweiter Winkel) gegeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Winkel β1 ein spitzer Winkel. Dabei ist der Winkel α1 bezüglich des Winkels β1 in einem Bereich von 50 % oder mehr und 80% oder weniger.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B jeweils in einer gewölbten Form derart gebildet, dass der Querschnitt dieser an der Innenumfangsseite des Kühlmittelochs 110 konvex ist, wie oben beschrieben. Ferner sind die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B derart verbunden, um sich reibungslos zum vertieften Krümmungsabschnitt 110D fortzusetzen, der an einem Teil gebildet ist, wo sie sich miteinander am Ende näher an der Achslinie O1 schneiden. Ferner sind die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B derart verbunden, dass sie sich reibungslos zu den vertieften Krümmungsabschnitten 110D fortsetzen, die an Teilen gebildet sind, wo sie sich mit der Außenumfangs-Lochwandfläche 110C an den von der Achslinie O1 entfernt liegenden Enden miteinander schneiden. Das bedeutet, dass wie in 5 gezeigt, der Winkel α1 ein Schnittwinkel ist, der von einer Tangenten, die in Kontakt mit beiden Enden der vorderen Lochwandfläche 110A ist, und einer Tangenten, die in Kontakt mit beiden Enden der hinteren Lochwandfläche 110B ist, gebildet wird.
Bei dem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der vorliegenden Ausführungsform werden, wie oben beschrieben, die Abstände W11, W12, W13 zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B des Kühlmittellochs 110 in Umfangsrichtung schrittweise um jede Einheitslänge von L1 hin zur Außenumfangsseite vergrößert, um eine Beziehung von W11<W12<W13 anzugeben. Ein prozentualer Anteil (eine Zunahmerate) der Vergrößerung des Abstands ist ebenfalls hin zur Außenumfangsseite vergrößert, um eine Beziehung von W12-W11 <W13- W12 anzugeben. Daher ist verglichen mit dem Fall, bei dem die Abstände zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B mit einem konstanten Prozentsatz hin zur Außenumfangsseite vergrößert sind, um eine Beziehung W12-W11 = W13-W12 anzugeben, ein Abstand an der Außenumfangsseite vergrößert. Dementsprechend wird Kühlmittel in einer größeren Menge an die Außenumfangsseite des Kühlmittellochs 110 zugeführt.
Der Bohrer-Hauptkörper 11 dreht sich bei Bohrarbeiten mit hohen Drehzahlen um die Achslinie O1, wodurch Fliehkräfte an dem durch das Kühlmittelloch 110 zugeführten Kühlmittel hin zur Außenumfangsseite wirken. Daher kann das Kühlmittel, das in einer entsprechend größeren Menge an der Außenumfangsseite zugeführt wird, durch die Fliehkraft beschleunigt und mit höheren Drehzahlen aus dem Mündungsabschnitt der Spitzenflanke 15 ausgestoßen werden. Insbesondere hat eine Stelle der Schneidkante an der Außenumfangsseite einen großen Drehdurchmesser von der Achslinie O1. Somit werden in der Umgebung derselben eine Spanerzeugungsmenge, Schneidlast und Wärmeentwicklung während des Schneidens erhöht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine größere Menge des Kühlmittels an die Außenumfangsseite der Schneidkante und eine Stelle eines zu bohrenden Loches an der Außenumfangsseite an ein Werkstück zuzuführen, das durch die Außenumfangsseite der Schneidkante geschnitten wird. Im Ergebnis ist der obige, mit einem Kühlmittelloch versehene Bohrer in der Lage, einen schwer zu schneidenden Werkstoff, der eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, z.B. rostfreier Stahl, wirksam zu kühlen und zu schmieren, und auch stabile und effiziente Bohrarbeiten durchzuführen, indem Späne ungehindert ausgeleitet werden.
Ferner nehmen bei der vorliegenden Ausführungsform die Abstände zwischen der vorderen Wandfläche 110A des Kühlmittellochs 110 und der hinteren Wandfläche 110B desselben in Umfangsrichtung schnittweise hin zur Außenumfangsseite zu. Auch nimmt ein prozentualer Anteil zur Vergrößerung der Abstände (eine Anstiegsrate) schrittweise hin zur Außenumfangsseite zu. Konkret sind die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B derart gebildet, dass beide Querschnitte in einer gewölbten Form gebildet sind, die innerhalb des Kühlmittellochs 110 im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 konvex sind. Dadurch ist es möglich, Kühlmittel großflächig an die Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers 11 in Drehrichtung T1 des Bohrers nach vorne und in Drehrichtung T1 des Bohrers nach hinten zuzuführen.
Das bedeutet, dass dafür, dass die Abstände zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A des Kühlmittellochs 110 und der hinteren Lochwandfläche 110B desselben schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunehmen und ein prozentualer Anteil zum Vergrößern der Abstände (eine Zunahmerate) ebenfalls schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt, die nachfolgenden Vorgehensweisen durchgeführt werden: Im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers 11 sind die vordere Lochwandfläche 110A und/oder die hintere Lochwandfläche 110B in einer gewölbten Form derart gebildet, dass der Querschnitt dieser innerhalb des Kühlmittellochs 110 konvex ist. Die jeweils andere der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B können derart gebildet sein, dass der Querschnitt dieser in einer geraden Linie im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 ist. Ferner können die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B in einer gewölbten Form derart gebildet sein, dass der Querschnitt dieser außerhalb des Kühlmittellochs 110 konkav ist, solange der Prozentsatz zum Vergrößern der Abstände (die Zunahmerate) schrittweise hin zu Außenumfangsseite zunimmt.
In diesen Fällen wird Kühlmittel jedoch auf einfache Weise einseitig zu der vorderen Lochwandfläche 110A und/oder der hinteren Lochwandfläche 110B zugeführt, deren Querschnitt in Form einer erhöhten Krümmung gebildet ist, um innerhalb des Kühlmittellochs 110 konvex zu sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist hingegen, wie oben beschrieben, die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B in einer gewölbten Form derart gebildet, dass der Querschnitt derselben innerhalb des Kühlmittellochs 110 konvex ist. Dadurch ist es möglich, eine solche einseitige Zufuhr des Kühlmittels zu verhindern und das Kühlmittel großflächig in der Umfangsrichtung zuzuführen, also in Drehrichtung T1 des Bohrers vorwärts und rückwärts. Der Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 des Kühlmittellochs 110 kann in Umfangsrichtung asymmetrisch sein, wie oben beschrieben. Um die obigen Wirkungen jedoch verlässlicher zu erreichen, ist es bevorzugt, dass der Querschnitt bezüglich der Mittellinie in Umfangsrichtung symmetrisch ist.
Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Außenumfangslochwandfläche 110C des Kühlmittellochs 110 in einer gewölbten Form derart gebildet, dass der Querschnitt desselben außerhalb des Kühlmittellochs 110 im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 konkav ist. Jedoch kann die Außenumfangslochwandfläche 110C nicht in der oben beschriebenen Form gebildet sein, es sei denn, die steht bis zu einem Spaltteil zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B, um den Abstand zu verschmälern. Die Außenumfangslochwandfläche 110C kann beispielsweise in Form einer erhöhten Krümmung gebildet sein, so dass der Querschnitt derselben innerhalb des Kühlmittellochs konvex ist, wie bei der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B, oder als Gerade gebildet sein kann. Der Querschnitt ist jedoch als vertiefte Krümmung gebildet, wie oben beschrieben, wodurch es möglich ist, einen Abstand zwischen der Außenumfangs-Lochwandfläche 110C und einer Schneidstelle an einer Außenumfangsseite eines Lochbodens eines zu bohrenden Lochs an einem Werkstück und einen Abstand zwischen der Außenumfangslochwandfläche 110C und einer Innenwandfläche des zu bohrenden Lochs an dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 110 an der Spitzenflanke 15 zu verkleinern. Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Kühlmittel, das effizient an die Außenumfangsseite des Kühlmittellochs 110 an die Schneidstelle an der Außenumfangsseite des zu bohrenden Lochs an dem Werkstück zugeführt wird, gleichmäßig und großflächig an die Schneidstelle an der Außenumfangsseite des an dem Werkstück zu bohrenden Lochs zuzuführen.
Wie oben beschrieben wird der Prozentsatz, mit dem die Abstände W11, W12, W13 zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B um jede Längeneinheit L1 hin zur Außenumfangsseite zunehmen, durch eine Beziehung von (W13 - W12) / (W12 - W11) ausgedrückt. Dort, wo der Prozentsatz zu klein ist, und der Prozentsatz beispielsweise nahe bei 1 (100%) liegt, liegt ein Fall von W13-W12 ≈ W12-W11 vor. In diesem Fall besteht, wie oben beschrieben, die Möglichkeit, dass Kühlmittel nicht in ausreichender erhöhter Menge an die Außenumfangsseite zugeführt werden kann. Hingegen wird dort, wo das Kühlmittel in ausreichend erhöhter Menge zugeführt wird, das Kühlmittelloch 110 jedoch in der gesamten Umfangslänge im Querschnitt (der Umfangslänge der gesamten Lochwandfläche) länger gemacht. Dadurch gibt es einen Fall, bei dem ein Druckverlust erhöht werden kann. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass das Kühlmittel mit einem verringerten Druck durch den Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 110 an der Spitzenflanke 15 ausgeleitet wird, was zu einer Abnahme der Effizienz der Zufuhr des Kühlmittels führt. Somit liegt der Prozentsatz zur Vergrößerung der Abstände zwischen der vorderen Wandfläche 110A und der hinteren Wandfläche 110B (eine Zunahmerate) bevorzugt im folgenden Bereich, wie durch ein später zu beschreibendes Beispiel dargestellt werden wird. Das bedeutet, dass dort, wo die Längeneinheit L1 zur Außenumfangsseite als 1 mm in Radialrichtung bezüglich der Achslinie O1 angegeben wird, der Prozentsatz zur Vergrößerung der Abstände (die Zunahmerate) bevorzugt in einem Bereich von 1,3 Mal oder mehr und 1,9 Mal oder weniger bezüglich jeder Längeneinheit L1 liegt, also in einem Bereich von 130% oder mehr und 190% oder weniger.
Ferner beinhaltet in dem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der vorliegenden Ausführungsform das Kühlmittelloch 110 die vordere Lochwandfläche 110A, die hintere Lochwandfläche 110B und die Außenumfangs-Lochwandfläche 110C. Dabei behält die vordere Lochwandfläche 110 den konstanten Abstand A1 bezüglich der vorderen Nutwandfläche 16A der Spanausleitungsnut 14, die den Rückenabschnitt 17 bildet. Die hintere Lochwandfläche 110B behält den konstanten Abstand B1 bezüglich der hinteren Nutwandfläche 16B bei. Die Außenumfangs-Lochwandfläche 110C behält den konstanten Abstand Clbezüglich der Außenumfangsflanke 18C der Außenumfangswandfläche 18 bei. Die Wandabschnitte des Bohrer-Hauptkörpers 11, die zwischen diesen Lochwandflächen 110A, 110B, 110C verbleiben, und die Nutwandflächen 16A, 16B und die Außenumfangswandfläche 18 sind jeweils gleich und bezüglich ihrer Dicke gleichbleibend mit den Abständen A1, B1, C1. Daher ist es möglich, die Bildung dünner Teile an diesen Wandabschnitten zu verhindern und die Festigkeit des Schneidkantenabschnitts 13 des Bohrer-Hauptkörpers 11 sicherzustellen. Es ist dann möglich, ein Brechen des Bohrer-Hauptkörpers 11 während der Bohrarbeiten zu verhindern.
Die Lochwandflächen 110A, 110B, 110C können wie oben beschrieben unter Einhaltung eines bestimmten Abstands gebildet werden, um sich jeweils entlang der Nutwandflächen 16A, 16B und der Außenumfangswandfläche 19 zu erstrecken, während die Festigkeit des Wandabschnitts sichergestellt wird. Dadurch kann das Kühlmittelloch bezüglich seiner Querschnittsfläche vergrößert werden, um Kühlmittel in ausreichender Menge zuzuführen. Ferner wird, wie oben beschrieben, der Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B hin zur Außenumfangsseite vergrößert und der zunehmende prozentuale Anteil desselben (die Zunahmerate) wird ebenfalls erhöht, wodurch das Kühlmittel in einer weiter erhöhten Menge zugeführt werden kann. Das Kühlmittel wird dann durch den Synergieeffekt in einer größeren Menge zugeführt, wodurch der Bohrer-Hauptkörper 11 bezüglich der Schmier- und Kühlkapazität erheblich verbessert wird. Somit, selbst wenn der Bohrer-Hauptkörper 11 während der Bohrarbeiten stark versorgt wird, ist es möglich, die Schneidkante 19 und eine Schneidseite eines Werkstücks (die Bodenseite eines zu bohrenden Lochs) effektiv zu schmieren und zu kühlen. Auch ist es möglich, erzeugte Späne durch die Spanausleitungsnut 14 reibungslos abzuleiten.
Ferner, da die Abstände A1, B1, C1 jeweils konstant sind, ist auch ein Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der Schneidkante 19 im Wesentlichen konstant entlang der Schneidkante 19 an dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs an der Spitzenflanke 15. Dadurch ist es möglich, Kühlmittel wirksam und gleichmäßig über die gesamte Länge, nicht nur an der Außenumfangsseite der Schneidkante 19, sondern auch an der Innenumfangsseite derselben zuzuführen. Es ist daher möglich, eine einseitige Schmierung und Kühlwirkung an der Schneidkante 19 und einer Schneidseite zu verhindern. Somit, wenn ein schwer zu schneidender Werkstoff, der eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, wie etwa rostfreier Stahl, gebohrt werden soll, ist es möglich, das Auftreten einer Teileanhaftung an der Schneidkante 19 zu verhindern und stabile Bohrarbeiten durchzuführen. Es ist auch möglich, ähnliche Wirkungen bei Nebelbearbeitung, bei der eine Schneidtemperatur erhöht ist, zu erzielen.
Das gilt auch für einen Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche 110B des Mündungsabschnitts des Kühlmittellochs 110 an der Spitzenflanke 15 und der hinteren Nutwandfläche 16B der Spanausleitungsnut 14 und einem Abstand zwischen der Außenumfangslochwandfläche 110C und der Außenumfangsflanke 18C. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen der Außenumfangslochwandfläche 110C und der Außenumfangsflanke 18C konstant ist, kann Kühlmittel gleichmäßig zwischen der Außenumfangsflanke 18C und einer Innenumfangsfläche eines zu bohrenden Lochs zugeführt werden. Dadurch ist es möglich, die Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs, an dem Reibungswärme durch Abrieb des Fasenabschnitts 18A erzeugt wird, wirksam zu kühlen. Es ist ebenfalls möglich, den Fasenabschnitt 18A und die Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs effizient zu kühlen.
Ferner, da der Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche 110B des Kühlmittellochs 110 und der hinteren Nutwandfläche 16B der Spanausleitungsnut 14 konstant ist, ist auch der Strom von Kühlmittel, der von der Seite der hinteren Nutwandfläche 16B in die Spanausleitungsnut 14 strömt, um Späne rauszudrücken, ebenfalls innerhalb der Spanausleitungsnut 14 im Wesentlichen konstant. Dadurch ist es möglich, Späne, die von der Schneidkante 19 erzeugt werden, ohne Rückhaltung der Späne auszuleiten.
Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Querschnitt des Kühlmittellochs 110 in einer wie oben beschriebenen Ventilatorform gebildet, und der Mündungsabschnitt der Spitzenflanke 15, in die das Kühlmittelloch 110 mündet, ist im Wesentlichen in einer ähnlichen Form gebildet. Außer dem vertieften Krümmungsabschnitt 110D überschneiden sich die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B mit der Spitzenflanke 15, wodurch offene Kanten in Bohrer-Drehrichtung vorwärts und rückwärts gebildet werden. Die offenen Kanten sind in Form einer erhöhten Krümmung gebildet, um an der Innenumfangsseite des Kühlmittellochs konvex zu sein und vergrößern sich schrittweise in gegenseitigen Abständen in der Umfangsrichtung hin zur Außenumfangsseite. Ferner sind die offenen Kanten derart gebildet, dass ein Prozentsatz zum Vergrößern ihrer Abstände (eine Zunahmerate) schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt. Ferner schneidet sich die Außenumfangslochwandfläche 110C mit der Spitzenflanke 15, um eine offene Kante an der Außenumfangsseite zu bilden. Die offene Kante an der Außenumfangsseite ist in Form einer vertieften Krümmung gebildet, bei der ein Abstand zum Außenumfangsflansch 18C konstant ist und die an der Außenumfangsseite des Kühlmittellochs 110 konkav ist. Mit anderen Worten ist die offene Kante an der Außenumfangsseite in einer vertieften Krümmung gebildet, die an einer zylindrischen Fläche positioniert ist, deren Mitte die Achslinie O1 ist.
Daher ist der Abstand an dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 110 in der Umfangsrichtung dementsprechend vergrößert, wobei der Prozentsatz zum Vergrößern des Abstands hin zur Außenumfangsseite erhöht ist, wo die Fliehkraft durch Rotation des Bohrer-Hauptkörpers 11 wirkt. Dadurch kann wie oben beschrieben das Kühlmittel, das in ansteigender Menge zugeführt wird, beschleunigt werden und mit hohen Geschwindigkeiten aus dem Mündungsabschnitt ausgestoßen werden, wodurch das Kühlmittel großflächig an die Schneidkante 19, eine Schneidstelle, und dergleichen zugeführt werden kann. Ferner wird der Abstand an dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 110 in der Umfangsrichtung im Wesentlichen an einer Öffnungskante, die von der Außenumfangslochwandfläche 110C an dem an weitesten außenliegenden Umfang, der die Spitzenflanke 15 schneidet, am größten. Wie beschrieben kann das ausgestoßene Kühlmittel, das mit höheren Geschwindigkeiten ausgestoßen wird, großflächiger feinverteilt werden. Daher ist es möglich, die einseitige Schmierung und den einseitigen Kühleffekt zuverlässiger zu verhindern.
Ferner wird ein Vergleich vorgenommen zwischen dem Abstand C1 zwischen der Außenumfangslochwandfläche 110C des Kühlmittellochs 110 und der Außenumfangslochwandfläche 18 (der Außenumfangsflanke 18C), dem Abstand A1 zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der vorderen Nutwandfläche 16A, und dem Abstand B1 zwischen der hinteren Lochwandfläche 110B und der hinteren Nutwandfläche 16B. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand C1 größer als der Abstand A1 und der Abstand B1. Dadurch wird der Bohrer-Hauptkörper 11, der an Teilen der Abstände A1, B1, C1 verbleibt, größtenteils bezüglich seiner Dicke an der Außenumfangsseite sichergestellt. Daher ist es möglich, die Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers 11 an dem Schneidkantenabschnitt 13 wirksamer sicherzustellen oder zu verbessern, selbst wenn das Kühlmittelloch 110 bezüglich seiner Querschnittsfläche vergrößert ist, um Kühlmittel in erhöhter Menge zuzuführen.
Ist der Abstand C1 jedoch zu klein, ist die Dicke ebenfalls verringert, was zu einem Fehler beim Sicherstellen der Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers 11 führt. Ist der Abstand C1 hingegen zu groß, ist das Kühlmittelloch bezüglich seiner Querschnittsfläche verkleinert. Daher besteht die Möglichkeit, dass das Kühlmittel nicht in erhöhter Menge zugeführt werden kann. Somit liegt der Abstand C1 bevorzugt in einem Bereich von 5 % oder mehr und 20 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19, wie bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Hingegen sind bei der vorliegenden Ausführungsform der Abstand A1 zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der vorderen Nutwandfläche 16A und der Abstand B1 zwischen der hinteren Lochwandfläche 110B und der hinteren Nutwandfläche 16B, die beide kleiner sind als der Abstand C1, größenmäßig einander gleich. Dann befinden sich wie oben beschrieben beide Enden eines Wandabschnitts in der Umfangsrichtung, die ein Teil des Abstands C1 ist, wo die Dicke ausreichend sichergestellt ist, in einem Zustand, in dem die von Wandabschnitten gelagert werden, die Teile der Abstände A1, B1 sind, die größenmäßig gleich sind. Es ist daher möglich, die Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers 11 an dem Rückenabschnitt 17 in Drehrichtung T1 des Bohrers nach vorne und nach hinten beizubehalten. Daher ist es beispielsweise verglichen mit einem Fall, bei einer der Wandabschnitte dünn gemacht wird, möglich, das Auftretens eines Bruchs und dergleichen zuverlässiger zu verhindern.
Da der Abstand A1 gleich dem Abstand B1 ist, ist es ebenfalls möglich, einen Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der Schneidkante 19 an der Spitzenflanke 15 und einen Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche 110B und der hinteren Nutwandfläche 16B gleich zu machen. Daher kann Kühlmittel gleichmäßiger an die Schneidkante 19 und an die Seite des Absatzes verteilt werden.
Dort wo die Abstände A1, B1, die einander größenmäßig gleich sind, zu klein sind, werden auch die verbleibenden Teile der Abstände A1, B1 bezüglich ihrer Dicke verringert. Dann besteht die Möglichkeit, dass es nicht möglich ist, eine ausreichende Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers 11 sicherzustellen.
Dort wo hingegen die Abstände A1, B1 zu groß sind, ist das Kühlmittelloch 110 bezüglich seiner Querschnittsfläche 110 verkleinert. Dann besteht die Möglichkeit, dass das Kühlmittel nicht in erhöhter Menge zugeführt werden kann. Somit liegen die Abstände A1, B1, C1 bevorzugt in einem Bereich von 3 % oder mehr und 15 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19, wie bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Abstand E1 zwischen der Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers 11 und dem Kühlmittelloch 110 in einer Spanne von 5 % oder mehr und 25 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19. Das bedeutet, dass ein Abstand zwischen der Achslinie O1 im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 und dem vertieften Krümmungsabschnitt 110D, der zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A des Kühlmittellochs 110 und der hinteren Lochwandfläche 110B desselben gebildet ist, in der obigen Spanne liegt.
Daher ist an einem Rückenteil in einem Umfang der Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers 11 kein Kühlmittelloch ausgebildet. Somit kann an dem Rückenteil eine ausreichende Dicke sichergestellt werden, was es ermöglicht, die Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers 11 und die Verdrehsteifigkeit sicherzustellen. Dort, wo jedoch der Abstand E1 größer ist als die obige Spanne, ist das Kühlmittelloch 110 an der Außenumfangsseite von einem Abschnitt deutlich beabstandet von der Achslinie O1 gebildet. In diesem Fall, wenn die Abstände A1, B1 derart gesteuert werden, dass sie bezüglich des Kühlmittellochs 110 konstant sind, nimmt unvermeidbar das Kühlmittelloch 110 bezüglich seiner Querschnittsfläche ab.
Hingegen wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Kühlmittelloch 110 für die Abmessungen so geregelt, nämlich dass die Breite F1 des Kühlmittellochs 110 in der Radialrichtung bezüglich der Achslinie O1 in einem Bereich von 10 % oder mehr und 30 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 liegt, dass die Breite G1 in Umfangsrichtung ebenfalls in einem Bereich von 10% oder mehr und 30 % oder weniger bezogen auf den Außendurchmesser D1 liegt, dass der Winkel α1, der von der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B in einem Bereich von 50 % oder mehr und 80% oder weniger bezüglich des Winkels β1 ist, der von der Geraden M1 und der Geraden N1 gebildet wurde. Dabei ist die Gerade M1 eine Gerade, die einen Schnittpunkt (einen Schnittpunkt mit dem Fasenabschnitt 18A) P1 der vorderen Nutwandfläche 16A der Spanausleitungsnut 14 und der Außenumfangswandfläche 18 des Rückenabschnitts 17 mit der Achslinie O1 verbindet. Bei der Geraden N1 handelt es sich um eine Gerade, die einen Schnittpunkt (einen Schnittpunkt des abgefasten Abschnitts 16C und des Außenumfangsflanschs 18C) Q1 der hinteren Nutwandfläche 16B und der Außenumfangswandfläche 18 mit der Achslinie O1 verbindet. Das Kühlmittelloch 110 wird wie oben beschrieben für die Abmessungen geregelt, um die das Kühlmittelloch 110 für eine ausreichende Querschnittsfläche sichergestellt wird, um die Verringerung der Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers 11 zu verhindern.
Das bedeutet, dass dort, wo die Breite F1, die Breite G1 und der Winkel α1 sehr viel größer sind als die oben beschriebenen jeweiligen Spannen, das Kühlmittelloch 110 zu groß ist. Dann ist es nicht in der Lage, die Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers 11 aufrechtzuerhalten, selbst wenn die Abstände A1, B1, C1 konstant sind. Hingegen kann dort, wo die Breite F1, die Breite G1 und der Winkel α1 kleiner sind als die zuvor beschrieben Spannen das Kühlmittelloch bezüglich seiner Querschnittsfläche bezogen auf den Außendurchmesser D1 der Schneidkante 19 nicht größer gemacht werden. Es besteht daher die Möglichkeit, dass eine ausreichende Schmierung oder ein ausreichender Kühleffekt nicht erhalten werden. Ferner besteht dort, wo der Winkel α1 größer oder kleiner als die zuvor beschriebene Spanne ist, die Möglichkeit, dass die Abstände A1, B1 nicht konstant gemacht werden können. Somit ist es bevorzugt, dass die Breite F1, die Breite G1 und der Winkel α1 ebenfalls in der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Spanne gehalten werden.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung einer anderen Ausführungsform des mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrers der vorliegenden Erfindung.
Ein mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer der vorliegenden Ausführungsform ist in den 7 bis 12 dargestellt. Der mit einem Kühlmittelloch versehene Bohrer der vorliegenden Ausführungsform ist ähnlich ausgestaltet wie jener mit einem Kühlmittelloch versehene Bohrer der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
Das bedeutet, dass der mit einem Kühlmittelloch versehene Bohrer der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit dem Bohrer-Hauptkörper 11, dem Schaftabschnitt 12, dem Schneidkantenabschnitt 13, der Spanausleitungsnut 14, der Spitzenflanke 15, der Nutwandfläche 16, dem Rückenabschnitt 17, der Außenumfangswandfläche 18, der Schneidkante 19 und dem Kühlmittelloch 110 versehen ist. Auf ähnliche Weise ist der mit einem Kühlmittelloch versehene Bohrer der vorliegenden Ausführungsform mit einem Bohrer-Hauptkörper 21, einem Schaftabschnitt 22, einem Schneidkantenabschnitt 23, einer Spanausleitungsnut 24, einer Spitzenflanke 25, einer Nutwandfläche 26, einem Rückenabschnitt 27, einer Außenumfangswandfläche 28, einer Schneidkante 29 und einem Kühlmittelloch 210 versehen.
Nachfolgend erfolgt hauptsächlich eine Beschreibung von Unterschieden zwischen dem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der zuvor beschriebenen Ausführungsform und dem mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der vorliegenden Ausführungsform. Der mit einem Kühlmittelloch versehene Bohrer der vorliegenden Ausführungsform ist ähnlich jenem der zuvor beschriebenen Ausführungsform, abgesehen von den nachfolgend beschriebenen Unterschieden.
Die Außenumfangs-Lochwandfläche 28 des Rückenabschnitts 27 weist einen ersten Fasenabschnitt 28A, einen zweiten Fasenabschnitt 28B und einen dritten Fasenabschnitt 28C auf. Der erste Fasenabschnitt 28A ist in Bohrer-Drehrichtung T2 vorwärts vorgesehen, wobei sich die Außenumfangsfläche an einer zylindrischen Fläche erstreckt, deren Mitte eine Achslinie O2 ist. Ferner schneidet der erste Fasenabschnitt 28 die vordere Nutwandfläche 26A, um eine Vorderkante zu bilden.
Der zweite Fasenabschnitt 28B ist in Bohrer-Drehrichtung T2hinter dem ersten Fasenabschnitt 28 vorgesehen, wobei ein Abstand beibehalten wird. Die Außenumfangsfläche des zweiten Fasenabschnitts 28B erstreckt an der gleichen zylindrischen Oberfläche des ersten Fasenabschnitts 28A.
Der dritte Fasenabschnitt 28C ist weiter hinter dem zweiten Fasenabschnitt 28B in Bohrer-Drehrichtung T2 vorgesehen, wobei ein Abstand beibehalten wird. Die Außenumfangsfläche des dritten Fasenabschnitts 28C erstreckt an der gleichen zylindrischen Oberfläche wie die ersten und zweiten Fasenabschnitte 28A, 28B.
Dabei werden der erste, der zweite und der dritte Fasenabschnitt 28A, 28B, 28C bezüglich ihrer Breite in Umfangsrichtung miteinander verglichen. Von diesen Fasenabschnitten ist der dritte Fasenabschnitt 28C derjenige mit der größten Breite in Umfangsrichtung. Als nächstes ist der erste Fasenabschnitt 28A größer hinsichtlich der Breite in Umfangsrichtung. Der zweite Fasenabschnitt 28B ist derjenige mit der kleinsten Breite in Umfangsrichtung.
Ferner ist ein erster Körper-Freiraum 28D an einem Teil zwischen dem ersten Fasenabschnitt 28A und dem zweiten Fasenabschnitt 28B gebildet. Ein zweiter Körper-Freiraum 28E ist an einem Teil zwischen dem zweiten Fasenabschnitt 28B und dem dritten Fasenabschnitt 28C gebildet. Der erste und der zweite Körper-Freiraum 28D, 28E erstrecken sich an einer zylindrischen Oberfläche, die einen geringfügig kleineren Durchmesser hat als die zylindrische Oberfläche, an der sich die Außenumfangsoberflächen des ersten, zweiten und dritten Fasenabschnitts 28A, 28B, 28C erstrecken.
Die Teile von den Außenumfangsoberflächen des ersten, des zweiten und des dritten Fasenabschnitts 28A, 28B, 28C zu den ersten und zweiten Körper-Freiräumen 28D, 28E sind in der Form einer Oberfläche einer vertieften Krümmung gebildet, die in reibungslosem Kontakt mit dem ersten und dem zweiten Körper-Freiraum 28D, 28E steht.
Hingegen sind an der Spitzenoberfläche 25 des Schneidkantenabschnitts 23 zwei Flanschabschnitte, also ein erster Flanschabschnitt 25A und ein zweiter Flanschabschnitt 25B ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten Flanschabschnitte 25A, 25B bezüglich ihres Freiwinkels schrittweise in Bohrer-Drehrichtung T2 rückwärts vergrößert. Die ersten und zweiten Flanschabschnitte 25A, 25B sind in Bohrer-Drehrichtung T2 vorne gebildet.
Die Schneidkante 29 ist an einem Kammlinienabschnitt (einem Kammlinien-Überschneidungsabschnitt) zwischen dem ersten Flanschabschnitt 25A in Bohrer-Drehrichtung T2 vorwärts und einem Spitzen-Seitenteil der vorderen Nutwandfläche 26A der Spanausleitungsnut 24 gebildet. Ferner ist eine Dünnungsschneide 29, die einer Dünnung unterzogen wird und sich zur Achslinie O2 hin zur Innenumfangsseite bewegt, an dem Innenumfangsabschnitt der Schneidkante 29 ausgebildet.
Durch das Dünnen wird an einem Innenumfangsabschnitt an dem Spitzen-Seitenteil der vorderen Nutwandfläche 26A eine erste Dünnungsfläche 26D gebildet, und an der Spitzenoberfläche 25 wird eine zweite Dünnungsfläche gebildet.
Die Dünnungsschneide 29A ist an einem Kammlinienabschnitt zwischen der ersten Dünnungsfläche 26D und dem ersten Flankenabschnitt 25A ausgebildet.
Die zweite Dünnungsfläche 25C ist an dem zweiten Flanschabschnitt 25B in Bohrer-Drehrichtung T2 rückwärts ausgebildet. Die zweite Dünnungsfläche 25C schneidet die erste Dünnungsfläche 26D, um eine Form eines vertieften Vs zu bilden. Die zweite Dünnungsfläche 25C ist hin zu dem zweiten Flankenabschnitt 25B geneigt, um sich in Richtung der Achslinie O2 unter einem Neigungswinkel, der größer als der Freiwinkel des zweiten Flankenabschnitts 25B ist, in Bohrer-Drehrichtung T2 rückwärts zur Basisendseite zu bewegen.
Wie durch die gestrichelte Linie in 7 gezeigt, ist der Bohrer-Hauptkörper 21 mit einem Paar von Kühlmittellöchern 210 versehen, die derart gebohrt sind, dass sie bezüglich der Achslinie O2 symmetrisch sind. Jedes der Kühlmittellöcher 210 bewegt sich von der Basisendfläche des Schaftabschnitts 22 zur Spitzenseite desselben, während es um die Achslinie O2 verdreht wird, wobei bezüglich der Spanausleitungsnuten 14 eine gleiche Führung beibehalten wird. Diese Kühlmittellöcher 210 erstrecken sich parallel zu den Spanausleitungsnuten 24 innerhalb des Rückenabschnitts 27 an dem Schneidkantenabschnitt 23. Beide des Paars von Kühlmittellöchern 110 münden in dem zweiten Flankenabschnitt 25A der Spitzenoberfläche 15.
Der zweite Fasenabschnitt 28B schneidet sich mit dem zweiten Flankenabschnitt 25B an der Spitzenseite 25 des Schneidkantenabschnitts 23. Dabei ist der Fahrzeug-Hauptkörper 21 von der Spitzenseite desselben betrachtet in Richtung der Achslinie O2. Zu diesem Zeitpunkt sind wie in 9 gezeigt zwei Geraden, die durch die Achslinie O2 verlaufen und den Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 210 in Umfangsrichtung halten, jeweils als S2 angegeben. Der Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 210 wird von diesen Geraden S2 umschrieben. Zu diesem Zeitpunkt schneidet sich der zweite Fasenabschnitt 28B mit dem zweiten Flankenabschnitt 25B zwischen zwei Geraden S2. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Fasenabschnitt 28B im Wesentlichen in der Mitte der beiden Geraden S2 in Umfangsrichtung positioniert.
Hingegen schneidet im Hinblick auf den dritten Fasenabschnitt 28C, der bezüglich der Breite in Umfangsrichtung der größte ist, zumindest ein Teil in Bohrer-Drehrichtung T2 vorwärts den zweiten Flanschabschnitt 25B. Dann wird zwischen dem dritten Fasenabschnitt 28C und dem zweiten Flanschabschnitt 25B ein erster Kammlinienabschnitt ausgebildet.
Ferner schneidet im Hinblick auf den dritten Fasenabschnitt 28C ein Teil in Bohrer-Drehrichtung T2 rückwärts die zweite Dünnungsfläche 25C. Dann wird zwischen dem dritten Fasenabschnitt 28C und der zweiten Dünnungsfläche 25C ein erster Kammlinienabschnitt ausgebildet.
Das bedeutet, dass bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, die Spitze des dritten Fasenabschnitts 28C die Spitzenoberfläche 25 gleichauf mit dem ersten Kammlinienabschnitt 25B und dem zweiten Kammlinienabschnitt mit der zweiten Dünnungsfläche 25C.
Ferner ist im Hinblick auf den dritten Fasenabschnitt 28C der zweite Kammlinienabschnitt bezüglich seiner Breite größer als der erste Kammlinienabschnitt. Mit anderen Worten ist im Hinblick auf den dritten Fasenabschnitt 28C, von der Breite in Umfangsrichtung, der Teil, der die zweite Dünnungsfläche 25C schneidet, bezüglich seiner Breite größer als der Teil, der den zweiten Flankenabschnitt 25B schneidet. Somit ist der dritte Fasenabschnitt 28C an der Seite des Absatzes, der sich mit der Spitzenfläche 25 schneidet, in Bohrer-Drehrichtung T2 um etwa 90° um die Achslinie O2 bezüglich des ersten Fasenabschnitts 28A der Seite der Schneidkante 29 rückwärts positioniert.
Wie bislang beschrieben schneiden sich der erste, der zweite und der dritte Fasenabschnitt 28A, 28B, 28C, die an der Außenumfangswandfläche 28 des Rückenabschnitts ausgebildet sind, jeweils mit den Spitzenflanken (dem ersten und dem zweiten Flankenabschnitt 25A, 25B) der Schneidkante 29. Ferner sind die Spitzen des ersten, des zweiten und des dritten Fasenabschnitts 28A, 28B, 28C in einem Bereich näher an der Basisendseite in Richtung der Achslinie O2 von der Schneidkante 29 positioniert.
Es ist daher möglich, den Abstand von einer Stelle, an der die Schneidkante 29 an Werkstück berührt, zu einer Stelle, an der der erste, der zweite und der dritte Fasenabschnitt 28A, 28B, 28C alle in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche eines zu bohrenden Lochs sind, zu verkürzen. Somit kann der Schneidkantenabschnitt 23 schnell durch den ersten, den zweiten und den dritten Fasenabschnitt 28A, 28B, 28C geführt werden. Im Ergebnis ist es möglich, ein Schwingen des Schneidkantenabschnitte 23 beim In-Kontakt-Kommen zu verhindern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform schneidet sich der dritte Fasenabschnitt 28C an der Absatzseite, der in Bohrer-Drehrichtung T2 rückwärts liegt, mit der Spitzenflanke (dem zweiten Flankenabschnitt 25B). Dabei wird, wie oben beschrieben, die Schneidkante 29 einer Dünnung unterzogen. Dann wird eine Dünnungsfläche (eine zweite Dünnungsfläche 25C) durch die Dünnung hinter der Spitzenflanke an der Spitzenoberfläche 25 des Schneidkantenabschnitts 23 in Bohrer-Drehrichtung T2 gebildet. Die zweite Dünnungsfläche 25C ist derart ausgebildet, um sich rückwärts zur Basisendseite des Bohrer-Hauptkörpers 21 in Richtung der Achslinie O2 zu bewegen. Selbst in einem solchen Fall ist es möglich, Kühlmittel, das aus dem Kühlmittelloch 210, das an dem zweiten Flankenabschnitt 25B einmündet, ausgestoßen wurde, verlässlich an die Außenumfangs-Wandfläche 28 des Rückenabschnitts 27 zuzuführen.
Das bedeutet, dass die zweite Dünnungsfläche 25C hin zu dem zweiten Flankenabschnitt 25 geneigt ist, um sich rückwärts zur Basisendseite des Bohrer-Hauptkörpers 21 zu bewegen. Bevor der Großteil des Kühlmittels aus der somit geneigten zweiten Dünnungsfläche 25C in die Spanausleitungsnut 24 strömt, strömt das Kühlmittel in größerer Menge an den zweiten Flankenabschnitt 25B, der eine geringere Neigung (einen Freiwinkel) hat als die zweite Dünnungsfläche 25C. Dann wird Kühlmittel an den ersten und den zweiten Körper-Freiraum 28D, 28E an der Außenumfangswandfläche 28 zugeführt. Das Kühlmittel, das an den ersten und den zweiten Körper-Freiraum 28D, 28E zugeführt wurde, strömt durch einen Raum mit der Innenumfangsfläche eines zu bohrenden Lochs, das gebildet werden soll.
Es ist dadurch möglich, den ersten, den zweiten und den dritten Fasenabschnitt 28A, 28B und 28C sowie die Innenumfangsfläche des zu bohrenden Lochs effektiv zu kühlen und zu schmieren, und einen Verschleiß des ersten, des zweiten und des dritten Fasenabschnitts 28A, 28B und 28C zu verhindern. Es ist dadurch möglich, die stabile Führeigenschaft über einen längeren Zeitraum sicherzustellen und ebenfalls, die Genauigkeit der Bohrarbeiten durch Verhinderung einer Änderung der zulässigen Aufweitung des zu bohrenden Lochs zu verbessern.
Ferner ist bei dem so ausgestalteten, mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer der zweite Fasenabschnitt 28B zwischen dem ersten Fasenabschnitt 28A und dem dritten Fasenabschnitt 28C zwischen den beiden Geraden S2 positioniert, die durch die Achslinie O2 verlaufen und den Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 210 umschreiben, um den Mündungsabschnitt in Umfangsrichtung zu halten, von der Seite der Spitze desselben in Richtung der Achslinie O2 gesehen.
Aus diesem Grund wird Kühlmittel, das aus dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 210 ausgestoßen wird, im Wesentlichen gleichmäßig von dem zweiten Fasenabschnitt 28B geteilt und an den ersten bzw. zweiten Körper-Freiraum 28D, 28E zugeführt.
Es ist daher möglich, zu verhindern, dass das Kühlmittel auf einseitige Weise an einen der Körper-Freiräume 28D, 28E zugeführt wird. Es ist dadurch möglich, eine unzureichende Kühlung und Schmierung entweder an dem Körper-Freiraum 28D oder dem Körper-Freiraum 28E zu verhindern. Somit ist es möglich, einen Verschleiß des ersten, zweiten und dritten Fasenabschnitts 28A, 28B, 28C zuverlässiger zu verhindern.
Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Fasenabschnitt 28A, 28B, 28C der dritte Fasenabschnitt 28C der mit der größten Breite in Umfangsrichtung. Um die Führungseigenschaft durch den ersten, den zweiten und den dritten Fasenabschnitt 28A, 28B, 28C, wie oben beschrieben, auszugleichen, gibt es einen Fall, bei dem der dritte Fasenabschnitt 28C um etwa 90° um die Achslinie O2 bezüglich dem ersten Fasenabschnitt 28A in Bohrerdrehrichtung T2 rückwärts positioniert ist. Auch in diesem Fall wird es dem dritten Fasenabschnitt 28C zuverlässig ermöglicht, die Spitzenflanke (den zweiten Flankenabschnitt 25B) zu schneiden, was es möglich macht, den Verschleiß des ersten, des zweiten und des dritten Fasenabschnitts 28A, 28B, 28C zu verhindern.
Hingegen ist bei der vorliegenden Ausführungsform von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Fasenabschnitt 28A, 28B, 28C der zweite Fasenabschnitt 28B bezüglich der Breite in Umfangsrichtung der kleinste. Wie oben beschrieben steuert der zweite Fasenabschnitt 28B Kühlmittel, das auf der Spitzenflanke (dem zweiten Flankenabschnitt 25B) geflossen ist, um das Kühlmittel im Wesentlichen gleichmäßig an den ersten 28D bzw. den zweiten Körper-Freiraum 28E zuzuführen. Somit besteht dort, wo der zweite Fasenabschnitt 28B eine zu große Breite hat, eine Möglichkeit, dass die oben beschriebene Steuerung des Kühlmittels gehemmt wird. Wie jedoch bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, ist der zweite Fasenabschnitt 28B bezüglich seiner Breite verkleinert, wodurch es möglich ist, das Kühlmittel zuverlässiger im Wesentlichen gleichmäßig und nicht auf einseitige Weise an den ersten und den zweiten Körper-Freiraum 28D, 28E zuzuführen.
Dann strömt, wie oben beschrieben, eine große Menge Kühlmittel, das an der Außenumfangsseite (der Seite der Außenumfangswandfläche 210C) beschleunigt wurde, an dem Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 210 hin zu Außenumfangsseite, an dem zweiten Flankenabschnitt 25B und wird gleichmäßig an den ersten und den zweiten Körper-Freiraum 28D, 28E zugeführt. Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Verschleiß des ersten, des zweiten und des dritten Fasenabschnitts 28A, 28B, 28C zuverlässiger zu verhindern und die Genauigkeit und Stabilität der Bohrarbeiten zu verbessern.
Jedoch hat das Kühlmittelloch 210 bei der vorliegenden Ausführungsform die vorliegenden Flächen: nämlich die vordere Lochwandfläche 210A, die in Bohrer-Drehrichtung T2 des Bohrer-Hauptkörpers 21 vorwärts positioniert ist und bezüglich des Abstands A2 mit der vorderen Nutwandfläche 26A der Spanausleitungsnut 24 konstant ist; die hintere Lochwandfläche 210B, die in Bohrer-Drehrichtung T2 rückwärts positioniert ist und bezüglich des Abstands B2 mit der hinteren Nutwandfläche 26B konstant ist; und die Außenumfangs-Lochwandfläche 210C, die an der Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers 21 positioniert ist und bezüglich des Abstands C2 mit der Außenumfangswandfläche 28 (dem ersten und dem zweiten Körper-Freiraum 28D, 28E) konstant ist, ausgenommen den Fasenabschnitt 28D des Rückenabschnitts 27.
Ferner sind die vordere Lochwandfläche 210A des Kühlmittellochs 210 und die hintere Lochwandfläche 210B davon derart ausgebildet, dass ein Abstand zwischen ihnen in Umfangsrichtung hin zur Außenumfangsseite zunimmt und ein Prozentsatz der Vergrößerung des Abstands (eine Zunahmerate) ebenfalls schrittweise hin zur Außenumfangsseite zunimmt. Dann ist, wie oben beschrieben, der Querschnitt orthogonal zur Achslinie O2 in einer Ventilator-artigen Form gebildet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch, wie beispielsweise in 1 gezeigt, auch auf den mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer angewendet werden, der in der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 59-171010, der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Hei 2-117811, und der veröffentlichten, nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-177891 offenbart wurde, von denen jeder das Kühlmittelloch 220 aufweist, dessen Querschnitt orthogonal zur Achslinie kreisförmig ist. Bei den in 11 und 12 gezeigten Modifizierungsbeispielen werden Teile, die eine Gemeinsamkeit mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen haben abgesehen von dem Kühlmittelloch 220 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei eine Beschreibung an dieser Stelle entfällt.
[Beispiel 1]
Nachfolgend werden Beispiele unter Bezugnahme auf einzelne Beispiele angegeben, wobei die Abstände A1, B1, C1, E1, die Breite F1 und der Prozentsatz des Winkels α1 zu dem Winkel β1 bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform bevorzugt innerhalb der beschriebenen Spannen liegen.
Dabei wird jenes angegeben, bei dem die Abstände A1, B1, C1, E1, die Breite F1 und der Prozentsatz des Winkels α1 zum Winkel β1 in den Bereichen liegt, als Beispiel angegeben (Referenzgröße: BM, benchmark). Hingegen werden jene, bei denen die Werte die jeweiligen Ober- und Untergrenzen bei den zuvor beschriebenen Spannen der Ausführungsform überschreiten, als Vergleichsbeispiele angegeben. Dann werden die Beispiele und die Vergleichsbeispiele einer CAE-Analyse unterzogen. Auf Grundlage der erhaltenen Ergebnisse wird die Drehmomentfestigkeit analysiert, durch relative Auswertung, wenn das Beispiel 100% beträgt. Ferner wird die Strömungsrate von Kühlmittel, die durch das Kühlmittelloch strömt, einer Fluidanalyse unterzogen.
Dabei erfolgt die Analyse der Drehmomentsteifigkeit unter den folgenden Bedingungen:

Der Außendurchmesser D1 der Schneidkante 19 in der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird mit 6 mm angegeben. Dann wird ein 46 mm langer, zylindrischer Schaft aus zementiertem Karbid, dessen Außendurchmesser 5,892 mm der Außenumfangsflanke 18C beträgt, verwendet. Ein Paar von Spanausleitungsnuten 14, die einem dem Beispiel und den Vergleichsbeispielen gleichenden Querschnitt haben, ist spiralförmig an dem Außenumfang gebildet. Ferner ist in dem Beispiel bzw. den Vergleichsbeispielen das Kühlmittelloch 110 an dem Rückenabschnitt 17 zwischen den Spanausleitungsnuten 14 gebildet.

Das erste Ende der zylindrischen Welle ist fest, und an dem zweiten Ende derselben wird ein Drehmoment von 5 Nm aufgebracht. An einer Stelle, die 15 mm vom ersten Ende zum zweiten Ende ist, wird die Drehmomentsteifigkeit gemessen.
Ferner wird die Strömungsrate von Kühlmittel, das durch das Kühlmittelloch fließt, einer Analyse unter den folgenden Bedingungen unterzogen:

Es ist nur ein Kühlmittelloch 110 mit der Länge von 85 mm in Richtung der Achslinie O1 als Modell gegeben. Dann wird Wasser als Kühlmittel verwendet, das Kühlmittel bei einem Druck von 2 MPa zugeführt, und der Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 110 wird auf einem atmosphärischen Druck gehalten, unter dem die Strömungsrate analysiert wird.

Ferner werden die Abstände A1, B1 der beispielhaften Referenzgröße (BM) beide als 10% bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben. Der Abstand C1 wird als 13 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben. Der Abstand E1 wird als 16 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben. Die Breite F1 wird als 18% bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben. Ein Prozentsatz des Winkels α1 zum Winkel β1 wird mit 70% angegeben.
[Beispiel 1.1]
Wie oben beschrieben wird der Abstand C1 zwischen der Außenumfangs-Lochwandfläche 110C des Kühlmittellochs 110 und der Außenumfangs-Wandfläche (der Außenumfangsflanke 18C) als 13 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben. Die beispielhafte Referenzgröße (BM) beträgt 100%. In diesem Fall ist in einem ersten Vergleichsbeispiel der Abstand C1 als 23%, was größer ist als 20 %, bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben. Bei einem zweiten Vergleichsbeispiel ist der Abstand C1 als 3 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben, was weniger ist als 5 %. Die Beispiele und Vergleichsbeispiele werden einer CAE-Analyse unterzogen, um die relative Drehmomentsteifigkeit zu erhalten, deren Ergebnisse in 13 gezeigt sind. Ferner werden die Beispiele und die Vergleichsbeispiele relativ für Auslassströmungsrate an dem Kühlmittelloch verglichen, deren Ergebnisse in 14 gezeigt sind.
Auf Grundlage der Ergebnisse ist in dem ersten Vergleichsbeispiel, bei dem der Abstand C1 zwischen der Außenumfangs-Lochwandfläche 110C und der Außenumfangswandfläche mit 23 % angegeben ist, was größer ist als die zuvor beschriebene Spanne, die Steifigkeit verglichen mit dem Beispiel nur um 3 % vergrößert. Die Strömungsrate des Kühlmittels ist jedoch verglichen mit dem Beispiel um 76% oder mehr erhöht. In diesem Fall kann es keine Schmierung und keine Kühlwirkung erzielen. Bei dem zweiten Vergleichsbeispiel, bei dem der Abstand C1 mit 3 % angegeben ist, was kleiner ist als die zuvor beschriebene Spanne, ist die Strömungsrate des Kühlmittels verglichen mit dem Vergleichsbeispiel um 173 % erhöht. Die Steifigkeit ist jedoch verglichen mit dem Beispiel um etwa 30 % verringert. In diesem Fall besteht aufgrund einer mangelnden Steifigkeit die Möglichkeit eines Bruchs während der Bohrarbeiten.
[Beispiel 1.2]
Der Abstand A1 ist ein Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A des Kühlmittellochs 110 und der vorderen Nutwandfläche 16A der Spanausleitungsnut 14. Der Abstand B1 ist ein Abstand zwischen einer hinteren Lochwandfläche 110B des Kühlmittellochs 110 und der hinteren Nutwandfläche 16B der Spanausleitungsnut 14. Eine beispielhafte Referenzgröße (BM) beträgt mehr als 100 %, wenn der Abstand A1 und der Abstand B1 beide, wie oben beschrieben, als 10 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 gegeben sind. In diesem Fall sind in einem ersten Vergleichsbeispiel der Abstand A1 und der Abstand B1 als 17 %, was mehr ist als 15 %, bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 gegeben.
Bei einem zweiten Vergleichsbeispiel sind der Abstand A1 und der Abstand B1 als 2 % gegeben, was weniger ist als 3 %. Die Beispiele und Vergleichsbeispiele werden einer CAE-Analyse unterzogen, um die relative Drehmomentsteifigkeit zu erhalten, deren Ergebnisse in 15 gezeigt sind. Ferner werden die Beispiele und die Vergleichsbeispiele relativ für Auslassströmungsrate an dem Kühlmittelloch verglichen, deren Ergebnisse in 16 gezeigt sind.
Auf Grundlage der obigen Ergebnisse ist in dem ersten Vergleichsbeispiel, bei dem die Abstände A1, B1 beide mit 17 % gegeben sind, was größer ist als die zuvor beschriebene Spanne, die Steifigkeit verglichen mit dem Beispiel nur um weniger als 3 % vergrößert. Die Strömungsrate des Kühlmittels ist hingegen verglichen mit dem Beispiel um etwa 84 % verringert. In diesem Fall kann es keine ausreichende Schmierung und Kühlwirkung erzielen. Bei dem zweiten Vergleichsbeispiel, bei dem die Abstände A1, B1 als 2 % kleiner als die oben beschriebene Spanne gegeben sind, ist die Strömungsrate des Kühlmittels jedoch verglichen mit dem Beispiel um das Dreifache erhöht. Die Steifigkeit ist jedoch verglichen mit dem Beispiel um 45 % oder mehr verringert. In diesem Fall besteht eine Möglichkeit eines Bruchs während der Bohrarbeiten aufgrund der mangelnden Steifigkeit.
[Beispiel 1.3]
Eine beispielhafte Referenzgröße (BM) beträgt 100 %, wenn der Abstand E1 zwischen der Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers 11 und des Kühlmittellochs 110, wie oben beschrieben, mit 16 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben ist. In diesem Fall wird in einem ersten Vergleichsbeispiel der Abstand E1 mit 26 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben, was größer ist als 25 %. Bei einem zweiten Vergleichsbeispiel ist der Abstand als 4 % gegeben, was weniger ist als 5 %, bezüglich der Schneidkante 19. Das Beispiel und die Vergleichsbeispiele werden einer CAE-Analyse unterzogen, um eine relative Drehmomentsteifigkeit zu erreichen, deren Ergebnisse sind in 17 gezeigt. Ferner werden das Beispiel und die Vergleichsbeispiele relativ auf Auslassflussrate an dem Kühlmittelloch verglichen, deren Ergebnisse sind in 18 gezeigt.
Auf Grundlage der obenstehenden Ergebnisse ist bei dem ersten Vergleichsbeispiel, wo der Abstand E1 zwischen der Achslinie O1 und dem Kühlmittelloch als 26 % gegeben ist, was größer ist als die zuvor beschriebene Spanne, die Steifigkeit verglichen mit dem Beispiel im Wesentlichen die gleiche. Die Strömungsrate des Kühlmittels ist jedoch um 67 % oder mehr verglichen mit dem Beispiel verringert. In diesem Fall kann es keine ausreichende Schmierung und Kühlwirkung erreichen. Jedoch ist bei dem zweiten Vergleichsbeispiel, wo der Abstand E1 mit 14 % angegeben ist, was kleiner ist als die zuvor beschriebene Spanne, die Steifigkeit geringfügig verringert und die Strömungsrate des Kühlmittels verglichen mit dem Beispiel geringfügig erhöht. Es besteht jedoch die Möglichkeit der Rissbildung zwischen den Kühlmittellöchern an einem Rücken-Dickenabschnitt.
[Beispiel 1.4]
Eine beispielhafte Referenzgröße (BM) beträgt 100%, wenn die Breite F1 des Kühlmittellochs 110 bezüglich der Achslinie O1 in Radialrichtung, wie oben beschrieben, bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 mit 18 % gegeben ist. In diesem Fall ist bei einem ersten Vergleichsbeispiel, dessen Breite F1 35% des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 beträgt, was größer als 30 % hiervon ist. Ferner beträgt bei einem zweiten Vergleichsbeispiel die Breite F1 5% des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19, was weniger als 10% hiervon ist. Das Beispiel und die Vergleichsbeispiele werden einer CAE-Analyse unterzogen, um die relative Drehmomentsteifigkeit zu untersuchen, deren Ergebnisse in 19 gezeigt sind. Ferner werden das Beispiel und die Vergleichsbeispiele relativ auf Auslassflussrate an dem Kühlmittelloch verglichen, deren Ergebnisse in 20 gezeigt sind.
Auf Grundlage der obenstehenden Ergebnisse ist bei dem ersten Vergleichsbeispiel, wo die Breite F1 des Kühlmittellochs 110 35 % des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 beträgt, was größer ist als die zuvor beschriebene Spanne, die Strömungsrate des Kühlmittels verglichen mit dem Beispiel um 135% erhöht. Die Steifigkeit ist jedoch verglichen mit dem Beispiel um 18% oder mehr verringert. In diesem Fall besteht die Möglichkeit eines Brechens während der Bohrarbeiten aufgrund der mangelnden Steifigkeit. Beim zweiten Vergleichsbeispiel hingegen, wo die Breite F1 des Kühlmittellochs 110 in der Radialrichtung 5 % des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 beträgt, was kleiner ist als die zuvor beschriebene Spanne, ist die Steifigkeit verglichen mit dem Beispiel im Wesentlichen die gleiche. Die Strömungsrate des Kühlmittels ist jedoch um 85% verringert. In diesem Fall kann es keine ausreichende Schmierung und Kühlwirkung erzielen.
[Beispiel 1.5]
Im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 des Bohrer-Hauptkörpers 11 wird ein Winkel, der von der vorderen Lochwandfläche 110A des Kühlmittellochs 110 und der hinteren Lochwandfläche 110B gebildet wird, als α1 angegeben. Ferner ist eine Gerade, die einen Schnittpunkt P1 der vorderen Nutwandfläche 16A der Spanausleitungsnut 14 und die Außenumfangswandfläche 18 des Rückenabschnitts 17 mit der Achslinie O1 verbindet, als M1 angegeben. Ferner ist eine Gerade, die einen Schnittpunkt Q1 der hinteren Nutwandfläche 16B und die Außenumfangswandfläche 18 des Rückenabschnitts 17 mit der Achslinie O1 verbindet, als N1 angegeben. Ferner ist ein von der Geraden M1 und der Geraden N1 gebildeter Winkel β1. Dabei beträgt eine beispielhafte Referenzgröße (BM) 100 %, wenn der Winkel α1 bezüglich des Winkels β1 70% beträgt. In diesem Fall ist bei einem ersten Vergleichsbeispiel ein Prozentsatz des Winkels α1 zu β1, also α1/β1 mit 83 % angegeben, was größer ist als 80%. Bei einem zweiten Vergleichsbeispiel ist der Prozentsatz von α1/β1 mit 48 % angegeben, was weniger ist als 50 %. Das Beispiel und die Vergleichsbeispiele werden einer CAE-Analyse unterzogen, um die relative Drehmomentsteifigkeit zu erreichen, deren Ergebnisse sind in 21 gezeigt. Ferner werden das Beispiel und die Vergleichsbeispiele relativ auf Auslassflussrate an dem Kühlmittelloch verglichen, deren Ergebnisse sind in 22 gezeigt.
Auf Grundlage der obenstehenden Ergebnisse ist bei dem ersten Vergleichsbeispiel, wo der Prozentsatz des Winkel α1 zu β1, also α1/β1, mit 83 % angegeben ist, was größer ist als die zuvor beschriebene Spanne, die Strömungsrate des Kühlmittels verglichen mit dem Beispiel um 65 % erhöht. Verglichen mit dem Beispiel ist die Steifigkeit jedoch um 8% oder mehr verringert. In diesem Fall besteht die Möglichkeit eines Brechens während der Bohrarbeiten aufgrund der mangelnden Steifigkeit. Beim zweiten Vergleichsbeispiel hingegen, bei dem der Prozentsatz des Winkels α1 zu β1, also α1/β1, mit 48 % angegeben ist, was kleiner ist als die zuvor beschriebene Spanne, ist die Steifigkeit verglichen mit dem Beispiel im Wesentlichen die gleiche. Die Strömungsrate des Kühlmittels ist jedoch verglichen mit dem Beispiel um 64% oder mehr verringert. In diesem Fall kann es keine ausreichende Schmierung und Kühlwirkung erzielen.
[Beispiel 2]
Nachfolgend werden Beispiele unter Bezugnahme auf Beispiele angegeben, dass der Prozentsatz zum Vergrößern des Abstands zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A des Kühlmittellochs 110 und der hinteren Lochwandfläche 110B desselben hin zur Außenumfangsseite in der zuvor beschriebenen Ausführungsform bevorzugt in der in der Ausführungsform beschriebenen Spanne liegt. Bei einem Beispiel ist der Prozentsatz zum Vergrößern des Abstands mit 160 % angegeben, was innerhalb der Spanne der zuvor beschriebenen Ausführungsform liegt. Ein Vergleichsbeispiel 1 ist mit einem kreisförmigen Kühlmittelloch versehen, dessen Querschnitt ein Rundloch ist, das in dem Kühlmittelloch 110 des Beispiels eingraviert ist. Bei einem Vergleichsbeispiel 2 ist der Prozentsatz zum Vergrößern des Abstands mit 116 % angegeben, was weniger ist als eine Untergrenze der Spanne der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Bei einem Vergleichsbeispiel 3 ist der Prozentsatz zum Vergrößern des Abstands mit 197% angegeben, was größer ist als eine Obergrenze der Spanne der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Das Beispiel und die Vergleichsbeispiele werden einer CAE-Fluidanalyse unterzogen, um die Strömungsrate und den Druckverlust des Kühlmittels zu analysieren. In diesem Fall werden die Analyseergebnisse des Kühlmittellochs mit dem Rundloch in dem Vergleichsbeispiel 1 als 100 % angegeben, wodurch das Beispiel mit den Vergleichsbeispielen verglichen wird.
Die Fluidanalyse wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Nur das Kühlmittelloch 110 mit der Länge von 85 mm in Richtung der Achslinie O1 wird in dem Fall des Bohrers, der 6 mm Außendurchmesser D1 der Schneidkante 19 beträgt, analysiert. Als Kühlmittel wird Wasser verwendet. Das Kühlmittel wird bei einem Druck von 3 MPa zugeführt, und der Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs wird bei atmosphärischem Druck gehalten. Unter den obigen Umständen wird die Fluidanalyse durchgeführt, um die Strömungsrate und den Druckverlust zu analysieren. Dabei wird die Breite F1 des Kühlmittellochs 110 in dem Beispiel mit 18 % bezüglich des Außendurchmessers D1 der Schneidkante 19 angegeben. Ferner beträgt der Prozentsatz des Winkels α1 zum Winkel β1 70 %.

Ferner finden in den Vergleichsbeispielen 2 und 3, wo die Prozentsätze zum Vergrößern der Abstände jeweils größer sind als die Untergrenze bzw. die Obergrenze der Spanne der zuvor beschriebenen Ausführungsform, die folgenden Bedingungen Anwendung:

Der Abstand zwischen beiden Enden des vertieften Krümmungsabschnitts 110D an einem Teil, wo die vordere Lochwandfläche 110A und die hintere Lochwandfläche 110B einander schneiden (der Abstand W1 in 6), und die Breite F1 des Kühlmittellochs 110 werden gleich jenen des Beispiels eingestellt. Ferner ist der Prozentsatz zum Vergrößern des Abstands zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B mit jeder Zunahme von L1 = 1 mm als 116 % in Vergleichsbeispiel 2 und mit 197 % in Vergleichsbeispiel 3 gegeben.

Tabelle 1 deckt die folgenden Elemente aus dem Beispiel und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 ab: nämlich ein äußeres Erscheinungsbild einer Querschnittsform des Kühlmittellochs 110; einen Prozentsatz der Vergrößerung des Abstands zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B hin zur Außenumfangsseite (ausgenommen das Vergleichsbeispiel 1); eine Querschnittsfläche des Kühlmittellochs 110; eine Umfangslänge des Kühlmittellochs 110; und ein Querschnittsflächen-Verhältnis des Kühlmittellochs 110, wenn das Vergleichsbeispiel 1 als 100 % angegeben wird.

Das Querschnittsflächen-Verhältnis, die Kühlmittel-Strömungsrate und der Druckverlust in dem Beispiel und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 sind auch in den 23 bis 25 angegeben. [Tabelle 1]

	VERGLEICHSBEISPIEL 1 RUNDLOCH (GRAVIERTER KREIS DES VERGLEICHSBEISPIELS)	VERGLEICHSBEISPIEL 2	BEISPIEL	VERGLEICHSBEISPIEL 3
ÄUSSERES ERSCHEINUNGSBILD DES KÜHLMITTELLOCHS
PROZENTSATZ DER VERGRÖSSERUNG DES INTERVALLS	-	116 %	160 %	197 %
QUERSCHNITTSFLÄCHE DES KÜHLMITTELLOCHS	3,801 mm²	3,902 mm²	5,328 mm²	6,083 mm²
UMFANGSLÄNGE DES KÜHLMITTELLOCHS	6,912 mm	7,365 mm	8,615 mm	9.284 mm
QUERSCHNITTSFLÄCHEN-VERHÄLTNIS	100 %	103 %	140 %	160 %
KÜHLMITTEL-STRÖMUNGSVERHÄLTNIS	100 %	113 %	150%	160 %

Auf Grundlage der obigen Ergebnisse ist nicht nur in dem Vergleichsbeispiel 1, sondern auch in dem Vergleichsbeispiel 2, wo der Prozentsatz der Vergrößerung des Abstands zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Öpchwandfläche 110B kleiner ist als die zuvor beschriebene Spanne, der Druckverlust des Kühlmittels gering. Eine Gesamtquerschnittsfläche des Kühlmittellochs 100 ist jedoch klein. Daher ist die Strömungsrate des Kühlmittels entsprechend klein. Im Ergebnis kann eine ausreichende Kühlung und Schmierung an der Schneidkante 19 und an einer Schnittstelle des Werkstücks verhindert werden, oder es kann eine günstige Ausleitung von Spänen gehemmt werden. In Vergleichsbeispiel 3 hingegen, wo der Prozentsatz der Vergrößerung des Abstands zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B jedoch größer ist als die zuvor beschriebene Spanne, sind die Querschnittsfläche des Kühlmittellochs 110 und die Strömungsrate größer als jene des Beispiels. Wie jedoch in 25 gezeigt ist ein Inkrement des Druckverlustes größer als ein Inkrement der Strömungsrate, verglichen mit dem Beispiel. In diesem Fall ist der Druck zum Ausstoßen von Kühlmittel aus dem Mündungsabschnitt unzureichend, wodurch die effiziente Zufuhr von Kühlmittel verhindert wird.
Bei dem Beispiel sind die Querschnittsfläche des Kühlmittellochs 110 und die Strömungsrate des Kühlmittels größer als die Vergleichsbeispiele 1, 2. Der Druckverlust hingegen ist verglichen mit Vergleichsbeispiel 3 nicht so groß. Daher ist es möglich, die Strömungsrate des Kühlmittels wirksam zu steigern und ausreichend Kühlmittel an die Schneidkante und eine Schnittstelle des Werkstücks zuzuführen. Im Ergebnis ist es möglich, diese wirksam zu kühlen und zu schmieren und ebenfalls Späne ungehindert auszuleiten.
Bisher erfolgte eine Beschreibung für bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, auf die die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt werden soll. Die vorliegende Erfindung kann Ergänzungen, Weglassungen, Ersetzungen und andere Modifikationen der Ausgestaltung erfahren, die innerhalb eines Umfangs liegen, der nicht vom Geist der vorliegenden Erfindung abweicht. Die vorliegende Erfindung soll nicht auf die obige Beschreibung beschränkt sein, sondern ausschließlich durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer, bei dem ein Loch zum Zuführen von Kühlmittel, wie etwa ein Schneidöl, an einem Schneidkantenabschnitt eines Spitzenabschnitts eines Bohrer-Hauptkörpers für Bohrarbeiten ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung soll einen mit einem Kühlmittelloch versehenen Bohrer bereitstellen, der in der Lage ist, Kühlmittel in erhöhter Menge und ohne Verringerung der Festigkeit des Bohrer-Hauptkörpers zuzuführen, und der ebenfalls zum effizienten und stabilen Bohren eines schwer zu schneidenden Werkstoffs, wie etwa rostfreiem Stahl, in der Lage ist.
Bezugszeichenliste

11:: Bohrer-Hauptkörper
13:: Schneidkantenabschnitt
14:: Spanausleitungsnut
15:: Spitzenflanke
16:: Nutwandfläche von Spanausleitungsnut 14
16A:: vordere Nutwandfläche
16B:: hintere Nutwandfläche
17:: Rückenabschnitt
18:: Außenumfangswandfläche
18A:: Fasenabschnitt
18C:: Außenumfangsflanke
19:: Schneidkante
110:: Kühlmittelloch
110A:: vordere Lochwandfläche
110B:: hintere Lochwandfläche
110C:: Außenumfangslochwandfläche
O1:: Achslinie des Bohrer-Hauptkörpers 11
T1:: Bohrerdrehrichtung
A1:: Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der vorderen Nutwandfläche 16A
B1:: Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche 110B und der hinteren Nutwandfläche 16B
C1:: Abstand zwischen der Außenumfangs-Lochwandfläche 110C und der Außenumfangswandfläche 18 (Außenumfangsflanke 18C)
D1:: Außendurchmesser der Schneidkante 19
E1:: Abstand zwischen der Achslinie O1 und dem Kühlmittelloch 110
F1:: Breite des Kühlmittellochs 110 bezüglich einer Achslinie O1 in Radialrichtung
G1:: größte Breite des Kühlmittellochs 110 in Umfangsrichtung
W11-W13:: Abstände zwischen der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B des Kühlmittellochs 110 in Umfangsrichtung
α1:: Winkel, der von der vorderen Lochwandfläche 110A und der hinteren Lochwandfläche 110B im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 gebildet wird
β1:: Winkel, der von der Geraden M1 gebildet wird, die den Schnittpunkt P1 der vorderen Nutwandfläche 16A und der Außenumfangswandfläche 18 mit der Achslinie
O1: und der Geraden N1, die den Schnittpunkt Q1 der hinteren Nutwandfläche 16B und der Außenumfangs-Wandfläche 18 mit der Achslinie O1 auf dem Querschnitt orthogonal zur Achslinie O1 verbindet,
21:: Bohrer-Hauptkörper
23:: Schneidkantenabschnitt
24:: Spanausleitungsnut
25:: Oberfläche der Spitze
25A, 25B:: erster und zweiter Flankenabschnitt
25C:: Dünnungsfläche
26:: Nutwandfläche der Spanausleitungsnut
26A:: vordere Nutwandfläche
26B:: hintere Nutwandfläche
26D:: erste Dünnungsfläche
27:: Rückenabschnitt
28:: Außenumfangswandfläche
28A-28C:: erster bis dritter Fasenabschnitt
28D, 28E:: erster und zweiter Körper-Freiraum
29:: Schneidkante
29A:: Dünnungsschneide
210:: Kühlmittelloch
210A:: vordere Lochwandfläche
210B:: hintere Lochwandfläche
210C:: Außenumfangslochwandfläche
O2:: Achslinie des Bohrer-Hauptkörpers 21
T2:: Bohrer-Drehrichtung
A2:: Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche 210A und der vorderen Nutwandfläche 26A
B2:: Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche 210B und der hinteren Nutwandfläche 26B
C2:: Abstand zwischen einer Außenumfangs-Lochwandfläche 210C und der Außenumfangswandfläche 28 (erste und zweite Körperleerräume 28D, 28E)
D2:: Außendurchmesser der Schneidkante 29
E2:: Abstand zwischen der Achslinie O2 und dem Kühlmittelloch 210
F2:: Breite des Kühlmittels 210 bezüglich einer Achslinie O2 in Radialrichtung
G2:: größte Breite des Kühlmittellochs 210 in Umfangsrichtung
S2:: zwei Geraden, die durch die Achslinie O2 verlaufen und einen Mündungsabschnitt des Kühlmittellochs 210 umschreiben, um den Mündungsabschnitt in Umfangsrichtung zu halten, von der Seite der Spitze in Richtung der Achslinie O2 betrachtet
W21-W23:: Abstände zwischen der vorderen Lochwandfläche 210A des Kühlmittellochs 210 und einer hinteren Lochwandfläche 210 derselben in Umfangsrichtung
α2:: Winkel, der von der vorderen Lochwandfläche 210A und der hinteren Lochwandfläche 210B im Querschnitt orthogonal zur Achslinie O2 gebildet wird
β2:: Winkel, der von der Geraden M2 gebildet wird, die den Schnittpunkt P2 der vorderen Nutwandfläche 26a und der Außenumfangswandfläche 28 mit der Achslinie
O2: und der Geraden N2, die den Schnittpunkt Q2 der hinteren Nutwandfläche 26B und der Außenumfangswandfläche 28 mit der Achslinie O2 auf dem Querschnitt orthogonal zur Achslinie O2 verbindet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004154883 [0002, 0007, 0012, 0040]
JP 2005052940 [0002, 0008, 0012, 0040]
JP 59171010 [0003]
JP 2117811 [0003]
JP 2005177891 [0003, 0015, 0120]
DE 20219824 U1 [0004]
BE 453513 A [0005]
US 2405298 A [0005]

Claims

Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer, aufweisend: einen Bohrer-Hauptkörper (11), der eingerichtet ist, sich um eine Achslinie (O1) zu drehen und aus einem zementierten Carbid gebildet ist; einen Schneidkantenabschnitt (13), der eine Spitzenflanke (15) aufweist, die an einer Spitzenseite des Bohrerhauptkörpers gebildet ist; eine Spanausleitungsnut (14), die in der Spitzenflanke eines Außenumfangs des Schneidkantenabschnitts mündet, um sich hin zum Basisende der Bohrerhauptkörpers zu erstrecken, während sie um die Achslinie verdreht ist und mit einer vorderen Nutwandfläche (16A), die in einer Drehrichtung (T1) des Bohrerhauptkörpers nach vorne weist, und einer hinteren Nutwandfläche (16B), die in Drehrichtung nach hinten weist, versehen ist; eine Schneidkante (19), die an einem Kammlinienabschnitt gebildet ist, an dem die vordere Nutwandfläche der Spanausleitungsnut und die Spitzenflanke des Schneidkantenabschnitts einander schneiden; einen Rückenabschnitt (17), der an dem Schneidkantenabschnitt zwischen den in der Drehrichtung aneinander angrenzenden Spanausleitungsnuten gebildet ist; und ein Kühlmittelloch (110), das an dem Rückenabschnitt gebohrt ist, so dass es in der Spitzenflanke mündet und das sich zu dem Basisende des Bohrerhauptkörpers erstreckt, während es um die Achslinie verdreht ist und parallel zu der Spanausleitungsnut verdreht ist, und wobei das Kühlmittelloch aufweist: eine vordere Lochwandfläche (110A), die in Drehrichtung vorwärts positioniert und bezüglich eines Abstands zur vorderen Nutwandfläche der Spanausleitungsnut konstant ist; eine hintere Lochwandfläche (110B), die in Drehrichtung rückwärts positioniert und bezüglich eines Abstands zur hinteren Nutwandfläche der Spanausleitungsnut konstant ist; und eine Außenumfangslochwandfläche (110C), die an der Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers positioniert und bezüglich eines Abstands zu der Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts konstant ist.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 1, wobei ein Abstand (C1) zwischen der Außenumfangslochwandfläche und der Außenumfangswandfläche größer ist als ein Abstand (A1) zwischen der vorderen Lochwandfläche und der vorderen Nutwandfläche und ein Abstand (B1) zwischen der hinteren Lochwandfläche und der hinteren Nutwandfläche.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen der Außenumfangslochwandfläche und der Außenumfangswandfläche bezüglich eines Außendurchmessers der Schneidkante größenmäßig in einem Bereich von 5 % oder mehr und 20 % oder weniger liegt.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche und der vorderen Nutwandfläche gleich dem Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche und der hinteren Nutwandfläche ist.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen der vorderen Lochwandfläche und der vorderen Nutwandfläche und der Abstand zwischen der hinteren Lochwandfläche und der hinteren Nutwandfläche größenmäßig in einem Bereich von 3 % der mehr und 15 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers der Schneidkante liegt.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 1, wobei ein Abstand (E1) zwischen der Achslinie des Bohrer-Hauptkörpers und dem Kühlmittelloch größenmäßig in einem Bereich von 5 % oder mehr und 25 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers der Schneidkante liegt.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 1, wobei eine Breite (F1) des Kühlmittellochs in Radialrichtung des Bohrer-Hauptkörpers größenmäßig in einem Bereich von 10 % oder mehr und 30 % oder weniger bezüglich des Außendurchmessers der Schneidkante liegt.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 1, wobei in einem Querschnitt orthogonal zur Achslinie des Bohrer-Hauptkörpers, wenn ein von der vorderen Lochwandfläche und der hinteren Lochwandfläche gebildeter Winkel als erster Winkel (α1) vorliegt, eine Gerade, die einen Schnittpunkt der vorderen Nutwandfläche (16A) und einer Außenumfangswandfläche (18) des Rückenabschnitts (17) mit der Achslinie verbindet, als erste Gerade (M1) vorliegt, eine Gerade, die einen Schnittpunkt der hinteren Nutwandfläche und einer Außenumfangswandfläche des Rückenabschnitts mit der Achslinie verbindet, als zweite Gerade (N1) vorliegt, und ein Winkel, der von der ersten Geraden und der zweiten Geraden gebildet wird, als zweiter Winkel (β1) vorliegt, der erste Winkel bezüglich des zweiten Winkels in einem Bereich von 50 % oder mehr und 80 % oder weniger liegt.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer, aufweisend: einen Bohrer-Hauptkörper (11), der eingerichtet ist, sich um eine Achslinie (O1) zu drehen und der aus zementiertem Carbid gebildet ist; einen Schneidkantenabschnitt (13), der eine Spitzenflanke (15) aufweist, die an einer Spitzenseite des Bohrerhauptkörpers gebildet ist; und ein Kühlmittelloch (110), das derart gebohrt ist, dass es in der Spitzenflanke mündet, wobei das Kühlmittelloch aufweist: eine vordere Lochwandfläche (110A), die in einer Drehrichtung (T1) des Bohrer-Hauptkörpers vorwärts positioniert ist; eine hintere Lochwandfläche (110B), die in Drehrichtung des Bohrer-Hauptkörpers rückwärts positioniert ist; und eine Außenumfangslochwandfläche (110C), die an der Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers positioniert ist, und ein Abstand (W11, W12, W13) zwischen der vorderen Lochwandfläche (110A) und der hinteren Lochwandfläche (110B) in Drehrichtung schrittweise hin zur Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers zunimmt, und eine Zunahmerate des Abstands ebenfalls schrittweise hin zur Außenumfangsseite des Bohrer-Hauptkörpers zunimmt.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 9, wobei im Querschnitt orthogonal zur Achslinie des Bohrer-Hauptkörpers die vordere Lochwandfläche (110A) und die hintere Lochwandfläche (110B) in einer erhöhten Krümmung gebildet sind, die innerhalb des Kühlmittellochs (110) konvex ist.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 9, wobei im Querschnitt orthogonal zur Achslinie des Bohrerhauptkörpers die Außenumfangs-Lochwandfläche (110C) in einer vertieften Krümmung gebildet ist, die innerhalb des Kühlmittellochs (110) konkav ist.
Mit einem Kühlmittelloch versehener Bohrer nach Anspruch 9, wobei die Zunahmerate 130 % oder mehr und 190% oder weniger bei jeder Zunahme von 1 mm hin zur Außenumfangsseite in einer Radialrichtung des Bohrer-Hauptkörpers beträgt.