DE2136271A1

DE2136271A1 - Verfahren zur Herstellung spanabhebender Werkzeuge aus Verbundwerkstoff

Info

Publication number: DE2136271A1
Application number: DE19712136271
Authority: DE
Inventors: Robert J Turners Falls Mass. Bostley (V St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-07-20
Filing date: 1971-07-20
Publication date: 1972-01-27
Also published as: GB1360221A; FR2101782A5; AU3133671A; AU449037B2

Description

PnfentcnwEM· Dr. Ing. H. Negencbnk

Dipl. Ing. H. Hauck Dip!. Phys. W. Schmitz

8Min«hen15,Morertetr.23

TeL 5380586

The Bendix Corporation

Executive Offices
Bendix Center

Southfield, Michigan 48o75

USA 19. Juli 1971

Anwaltsakte M-I692

Verfahren zur Herstellung spanabhebender Werkzeuge aus Verbundwerkstoff

Bei der Herstellung von spanabhebenden Hochleistungswerkzeugen, insbesondere von Spiralbohrern, bemüht man sich, den Anteil teurer Werkzeugstähle herabzusetzen. Der normale Weg hierzu besteht in der Verwendung von gering legierten oder völlig unlegierten Stahlschäften, die mit den Werkzeugteilen verschweißt oder hart verlötet werden, an welchen die Schneidkanten ausgeformt sind. Obwohl es mit diesem Verfahren gelingt, die Werkstoff kosten einigermaßen herabzusetzen, ergibt es sich im Falle von Bohrern, daß ein Nachschleifen der Schneidkanten nur über einen Bruchteil der Länge des genuteten Werkzeugkörpers und im Falle von Gewindebohrern und Reibahlen zwei bis fünf Mal längs der Nutfläche und des Anschnitts durchgeführt wird, worauf Einkerbungen, Riefen, Verschließ usw. im Rest des genuteten Teils das Werkzeug für eine weitere Verwendung unbrauchbar machen. Daher wird für diesen Rest des genuteten Teils kein teurer Werkstoff gebraucht.

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Die früheren Versuche der weiteren Herabsetzung der Materialkosten unter Ausnützung dieser Tatsache konzentrierten sich auf austauschbare Auflagen oder Aufschweißplättchen, die mit dem genuteten Körperteil mechanisch verbunden sind, jedoch die Art dieser mechanischen Verbindung und die durch die Notwendigkeit zur genauen Fluchtung des Auflageteils mit dem Rest des Werkzeugs geschaffenen Probleme machen die Gewinne an Werkstoffkosten wieder zunichte. Bei diesen Werkzeugen ist der wiederholte Einsatz des genuteten Körperteils zur Kompensation dieser Kosten- h fragen eine Grundvoraussetzung.

Andere Werkzeuge dieser Art aus Verbundmetall wurden für die Leistungsoptimierung und nicht für die Kostenherabsetzung ausgelegt, und die gewählten Werkstoffverbindungen gestatten keine Kostenverringerung.

Um diese Nachteile zu überwinden, wird erfindungsgemäß ein Werkzeug aus Verbundmetall geschaffen, bei welchem der Schaft und der Hauptteil des genuteten Körpers aus billigem gering legiertem oder unlegiertem Kohlenstoffstahl bestehen, und die Auflage oder Bestückung aus Werkzeugstahl, Kobaltstahl oder anderen Schnellstählen wird mit dem Schaft verschweißt und bildet somit ein einheitliches Teil. Nach dem Aufschweißen der Auflagen auf den Rest des Werkzeug-Rohlings werden die Werkzeugkonturen ausgeformt, um die Schwierigkeiten der Fluchtung zwischen Auflage und Werkzeugschaft weitgehend herabzusetzen.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfin-

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- 3 dungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 der Aufriß eines erfindungsgemäß gefertigten Spiralbohrers;

Fig. 2 ein Arbeitsablauf-Diagramm mit den allgemeinen Schritten bei der Herstellung des Bohrers der Fig. 1;

Fign. 3 und t eine erfindungsgemäß gefertigte Reibahle und ein erfindungsgemäß hergestellter Gewindebohrer.

In den Fign. 1 und 2 ist das spanabhebende Werkzeug aus Verbundmetall Io gezeigt, das in diesem Falle einen Spiralbohrer darstellt.

Das spanabhebende Werkzeug Io besitzt den üblichen Schaft Io und den genuteten Körperteil 12. Erfindungsgemäß wird jedoch der aus billigem niederlegiertem oder unlegiertem Stahl bestehende Schaft des Werkzeugs, dessen Oberfläche gegen Abrieb auf mindestens 5o Rockwell gehärtet ist, bis zur angegebenen Länge L in den genuteten Körperteil hinein verlängert, was im Falle von Spiralbohrern etwa der Länge des Schaftes plus zwei Dritteln des ge-¹ nuteten Körperteils entsprechen würde. Die Auflage oder Bestückung 14 mit der Länge L₁₁ _ _ , und ihre Länge entspricht etwa einem

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Drittel der Länge des genuteten Körperteils L_f. Die Bestückung besteht aus einem geeigneten Werkstoff für Schneidwerkzeuge, wie z.B. aus Schnellstahl, vorzugsweise jedoch aus Widia- oder ' Kobaltstählen, oder Karbidstählen, um ein Hochleistungs-Schneidwerkzeug zu ergeben.

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Wie vorstehend erwähnt, ergab es sich, daß der typische Industrieanwender Spiralbohrer nach dem Nachschärfen um etwa ein Drittel des Körperteils ausrangiert, da nun der Rest des Körperteils gewöhnlich nicht mehr gebrauchsfähig ist. Somit kann der genutete Körperteil in diesem Abschnitt aus billigem niederIegiertem Stahl bestehen, der voll gehärtet, oberflächengehärtet oder eine Kombination beider Härtungsarten sein kann, da er der Abriebwirkung bei der Berührung mit den Aufnahmebuchsen bzw. dem Werkstück widerstehen muß und die physikalischen Eigenschaften zur Führung der Auflage bzw. Bestückung besitzen muß. Die erfindungsgemäße Ausführung besitzt die gleichen Hochleistungseigenschaften, d.h. starke Stege, einen schneller arbeitenden Drall, breite Schneidenrücken usw.

Das Herstellungsverfahren des aus Verbundmetall bestehenden Werkzeugs besteht aus der Stufe 1, in welcher die richtigen Längen des Schaft- und des Bestückungsrohlings 16 und 18 ausgebildet werden, die dann in Stufe 2 durch Verschweißen, vorzugsweise durch Haftschweißen, der getemperten Rohlinge vereinigt werden, um den Werkzeugrohling 2o aus Verbundmetall zu schaffen. Infolge der relativ geringen Länge des Auflage- oder Bestückungsrohlings 18 läßt sich der normalerweise benutzte Widerstandsschweißapparat wegen der hohen Stromdichten nur mit großen Schwierigkeiten anwenden, wogegen Haftschweißen für diesen Zweck viel besser geeignet ist.

In Stufe 3 wird der Schweißgrat entfernt und die Schweißung zum Abbau von. Restspannungen geglüht.

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Anschließend werden in Stufe M- die Werkzeuge in der üblichen Weise hergestellt, wie z.B. durch Auf rasen der Nuten, Ausrichten, das Abschleifen kugelgestrahlter Oberflächen, Wärmebehandlung usw., alles Arbeitsgänge, die allgemein bekannt sind und daher nicht weiter beschrieben zu werden brauchen.

Es ergab sich, daß die Kostenverringerung durch die stark herabgesetzten Werkstoffkosten des niederIegierten genuteten Körperteils zusammen mit der relativ leichten Bearbeitungs- und Schleifmöglichkeiten für dieses Teil die erhöhten Herstellungskosten eines Verbundaufbaus mehr als ausgleichen.

Somit gewinnt der Verbraucher alle Vorteile eines Hochleistungs-Schneidwerkzeugs, wie z.B. Wärme- und Verschleißfestigkeit, die eine verlängerte Gebrauchs-Lebensdauer des Werkzeugs und höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten ergeben, während er nur wenig mehr als für herkömmliche spanabhebende Werkzeuge zu zahlen braucht.

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Die erfindungsgemäß hergestellte Reibahle/der Fig. 3 ist mit dem Schaft 24 und dem genuteten Körperteil 26 ausgestattet. Die Bestückung 2 8 dieser Reibahle . besteht aus Schnellstahl oder Widiastahl wie die des Spiralbohrers der Fig. 1. Es ergab sich jedoch, daß die Länge L, _e „ dieses Teils etwa die Hälfte

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der Länge L_f des genuteten Teils betragen sollte, um in der Praxis den Nachschleifgewohnheiten gerecht zu werden.

Fig. 4 zeigt den erfindungsgemäßen Verbundgewindebohrer 3o mit dem Bestückungsteil 32, dessen Länge U, „ „ ebenfalls etwa

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- 6 gleich ist der halben Länge des genuteten Teils L_f.

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Claims

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Tel. 5380586

Executive Offices
Bendix Center

Southfield, Mich. 48o75/USA 19. Juli 1971

Anwaltsakte M-1692

Patentansprüche

f 1.JVerfahren zur Herstellung eines billigen spanabhebenden Verbundwerkzeugs, bestehend aus der Verbindung eines niederlegierten ersten Stahlteils mit einem zweiten Bestückungsteil aus hochwertigem Wi^ia- oder Kobaltstahl, wobei aus dem Rohling Nuten und Schneidkanten ausgeformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teil durch Haftschweißung mit einander verbunden sind, und dadurch, daß die Nuten sich bei ihrer Ausformung über die volle Länge des zweiten Teils und über eine Teilstrecke des ersten Teils erstrecken.
2. Nach dem Verfahren des Anspruchs 1 hergestellter Spiralbohrer, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bestückungstexl (Lu _ „ »

Fig. 1) fast ein Drittel der gesamten Länge des genuteten Teils (12) einnimmt.
3. Nach dem Verfahren des Anspruchs 1 hergestellter Gewindebohrer, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bestückungsteil (L₁, __, Fig. 4) die halbe Länge der Gesamtlänge des genuteten Teils

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(L^) einnimmt.
4. Nach dem Verfahren des Anspruchs 1 hergestellte Reibahle, dadurch gekennzeichnet, daß der 'zweite Bestückungsteil {L„ „ _ ,

Fig. 3) sich über die Hälfte der Gesamtlänge des genuteten Teils (L„) erstreckt.
5. Verfahren und nach dem Verfahren hergestelltes spanabhebendes fe Werkzeug, gekennzeichnet durch die vorstehende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

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