DE2154924B2

DE2154924B2 - Verfahren zum schaerfen von spiralbohrerschneiden

Info

Publication number: DE2154924B2
Application number: DE19712154924
Authority: DE
Inventors: Vitalie Iasi Belousov (Rumänien)
Original assignee: Intreprinderea Mecanica Suceava, lud. Suceava (Rumänien)
Priority date: 1971-11-04
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2154924C3; DE2154924A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schärfen On Spiralbohrerschneiden, deren Freiflächen von je :wei sich in radialer Richtung schneidenden ellipsenzyindrischen Flächen mit je zwei sich radial nach außen inschließenden toroidalellipiischcn Flächen gebildet werden, unter Verwendung einer zylindrischen, rotie- -enden Topfschleifscheibe, die stirnseitig im Bereich des äußeren Schleifscheibenumfangs eine rotationshyperboloidförmige Arbeitsfläche aufweist, wobei der Spiralbohrer eine Längsvorschubbewegung und Spiralbohrer und Topfschleifscheibe relativ zueinander eine Drehbewegung um eine vorbestimmte Achse ausführen.

Es ist ein Schärfverfahren für Spiralbohrer zur Erzeugung von zwei ellipsenzylindrischen Freiflächen mit pyramidenförmiger Querschneide, letztere mit vierfacher ellipsenzylindrischer Begrenzung, bekannt, und zwar mittels einer kegelförmigen Stirnfläche eines Topfschleifsteines von über 250 mm Durchmesser mit einem Verhältnis zwischen Innen- und Außendurchmesser von über zwei, wobei eine Kombination der rotierenden Hauptbewegung des Schleifsteines mit der Vorschub-Längsbewegung erfolgt und hierbei die Achse des Schleifsteines in einer gegen die Vorschub-Längsbewegung um einen gewissen Winkel geneigten Ebene, und in letzterer um einen zweiten Winkel gegen die die Spiralbohrerachse und die Längsvorschubbewegungsrichtung enthaltende Ebene geneigt ist, und der Tiefenvorschub von der konkaven Form der hyperbelförmigen Schnittkurve der Längsvorschubebene mit der kegelförmigen Arbeitsfläche des Schleifsteines übernomnien wird.

Es ist außerdem ein Schärfverfahren für spanabhebende Werkzeuge zur Erzeugung von zwei sich schneidenden ellipsenzylindrischen Freiflächen mittels der hyperboloidförmigen Arbeitsfläche eines Topfschleifsteines bekannt, das auch zum Schärfen von Spiralbohrern mit zwei ellipsenzylindrischen Freiflächen mit selbstzentrierender Querschneide durch Kombination zweier oder dreier Arbeitsbewegungen verwendet werden kann.

Diesen Verfahren haftet hauptsächlich der Nachteil an, daß die Hauptschneidkante praktisch geradlinig wird, und zwar mit einer einzigen Größe des Anlaufwinkels bzw. des Spitzenwinkels.

Um zwei oder drei Größen des Anlaufwinkels zu erzielen, ist zwei- oder dreimaliges Einstellen bzw. Schärfen des Bohrers notwendig, was einer Verringerung der Arbeitsproduktivität entspricht.

Es ist auch ein Verfahren zum Schärfen von. Spiralbohrern mit einer einzigen durch eine toroidalelliptische Fläche an die Spiralfläche anschließende ellipsenzylindrische Fläche durch Kombination dreier Arbeitsbewegungen bekannt, nämlich einer rotierenden Hauptbewegung der Topfschleifscheibe, einer Längsvorschubbewegung des Bohrers gegen die Scheibe und einer Tiefenvorschubbewegung, wobei eine fortlaufende oder zeitweise Bewegung der Bohrerachse in der Längsvorschubebene um einen Festpunkt herum zum Zwecke des Schärfens erfolgt. Wenn dieses Verfahren auch eine Bestform der Hauptschneidkante ergibt, so weist es dennoch einige Nachteile auf, die darin bestehen, daß es einerseits die Verwendung von Topfsteinen verhältnismäßig kleiner Durchmesser von etwa 50 bis 150 mm geringer Produktivität und Lebensdauer erfordert und andererseits die Querschneide als Linie nur zweier ellipsenzylindrischer Flächen entsteht und als solche der selbstzentrierenden Eigenschaft entbehrt.

Schließlich ist aus der DT-OS 19 60 814 ein Verfahrer der eingangs genannten Art bekannt, wobei jedoch dei Bohrer nicht die dort erwähnte spezielle Spitze hat. Be diesem bekannten Verfahren wird eine flache zylindri sehe Schleifscheibe benutzt, der für den Schleifvorganj am Umfang ein kompliziertes Querschnittsprofil aufge prägt werden muß, das aus einem ersten geradlinige) Abschnitt, einem kreisbogenförmigen Abschnitt um einem zweiten geradlinigen Abschnitt zusammenge setzt ist und mittels einer besonderen Diamant-Profi

Ijervorrichtung herausgearbeitet winl. \V\iu-rh»n erfolgt die Erzeugung der Freifläche des liohiers durch erne Zusammensetzung einer relativ großen -\n/al\l \on Arbeitsbewegungen, was eine wesentliche koinpli/ie rung der Schleifmaschine bedingt. Im ein/einen lundeli ·. es sich hierbei um fünf Arbeitsbewegungen, luimlieh der Hauptdrehung der Schleifscheibe um deren eic-ne Achse, einer Horizontalvorlaufbewegung der Schleif scheibe, einer ständigen Drehbewegung des Uohreis sowie einer ersten senkrechten Vorlaufbewegung und einer zweiten Vorlaufbewegung um die senkrechte Achse. Schließlich ergibt sich trotz der komplizierten Vorgänge eine praktisch geradlinige, von zwei schraubenförmigen Flächen begrenzte Quersehneide des Bohrers, die eine für die Zentrierung des »ohrers beim is Bohren unvorteilhafte Form darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß unter Verminderung der Arbeitsbewegungen und dementsprechender Vereinfachung des Schleifvor- -H) gangs eine für die Zentrierung des Bohrers vorteilhafte Form von dessen Spritze bzw. Querschneide erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei diesem Verfahren erfolgt das Schleifen der Freiflächen des Bohrers durch eine Zusammensetzung von nur drei Arbeitsbewegungen, wodurch gleichzeitig in vorteilhafter Weise eine selbstzentrierende Querschneide des Bohrers erzielt wird, die von vier elliptisch-zylindrischen Flächen begrenzt ist, abgesehen davon, daß sich außerdem eine kurvenförmige, der Abnützung gut widerstehende Form der Hauptschneidkante des Bohrers ergibt. Die vorstehend erwähnte Verringerung der Arbeitsbewegung hat auch eine J5 bauliche und funktioneile Vereinfachung der entsprechenden Schleifmaschine zur Folge. Endlich entfällt die Notwendigkeit, eine besonders gestaltete Vorrichtung zum Profilieren der Schleifscheibe zur Verfügung haben zu müssen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 1 — 10 der Zeichnung näher 45· erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Spiralbohrers und einer Topfschleifscheibe in einer zur Längsvorsehubbewegung senkrechten Ebene;

F i g. 2 eine Ansicht in einer zur Längsvorschubbewegung und zur Achse der Topfschleifscheibe parallelen Ebene;

F i g. 3 die Anfangsstellung des Spiralbohrers in bezug auf die Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe bei der Tiefenvorschubbewegung des ersteren;

Fig.4 eine Zwischenstellung des Spiralbohrers in bezug auf die Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe bei der Tiefenvorschubbewegung des ersteren;

Fig.5 eine weitere Zwischenstellung des Spiralbohrers in bezug auf die Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe bei der Tiefenvorschubbewegung des ersteren;

Fig.6 die Schlußstellufig des Spiralbohrers in bezug auf die Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe bei der Tiefenvorschubbewegung des ersteren;

F i g. 7 eine Draufsicht auf den spanabnehmenden Teil des geschärften Spiralbohrers;

F i g. 8 eine Seitenansicht des spanabnehmenden Teils des geschärften Spiralbohrers;

I' 1 g. ^l> eine Ansicht in der Ebene der Tiefenvorschubbewegung der Spiralbohrerachse, aus der sich die l'.n.imeter der Hinstellung des Spiralbohrers bezüglich der Topfschleifscheibe beim Schärfen ergeben, und zwar in einer ersten Variante und

l-'ig. 10 eine Ansicht in der Ebene der Tiefemorscluibbewegung der Spiralbohrerachi·;, aus der sich die l'aranieter der Einstellung des Spiralbohrers bezüglich der Topfschleifscheibe ergeben, und zwar in einer /weiten Variante.

Das Verfahren zum Schärfen von Spiralbohrern besteht in der Verwendung einer rotationshyperbelförmigen Arbeitsfläche α einer Topfschleifscheibe 1, die durch eine geradlinige Bewegung einer Diamantspilze 2, die an der Stelle der Achse des zu schärfenden Spiralbohrers 3 um einen Abstand b gegen die Achse der Topfschleifscheibe 2 exzentrisch angeordnet ist. erzeugt wird.

Die Schleifscheibenachse ist gegen die durch den Pfeil A angedeutete Richtung der Längsvorschubbewegung um einen Winkel λ geneigt.

Während des Schärfvorganges ist der Spiralbohrer 3 gegen die Ebene der Längsvorschubbewegung A um einen konstanten Winkel β und gegen die Richtung dieses Vorschubs um einen veränderlichen Winkel ·■■ geneigt.

Zum Schärfen eines Spiralbohrers 3 wird außer der Längsvorschubbewegung A eine Rotationshauptbewegung öder Topfschleifscheibe 1 um deren eigene Achse angewandt, sowie eine Tiefenvorschubbewegung C, die durch eine langsame Drehung des Spiralbohrers 3 im Sinne einer Zunahme des Winkels >·, ausgehend vom Winkel >·ι bis zum Winkel y_; um eine feste Achse c entsteht, die senkrecht zu einer Ebene liegt, die von der Längsvorschubbewegung A und von der Achse dieses Spiralbohrers gebildet wird.

Wie man aus Fig. 1 ersieht, (siehe insbesondere die gestrichelten Linien), in der die Längsvorschubbewegung A senkrecht zur Zeichenebene verläuft, ergeben die Kanten d und e, welche die Arbeitsfläche J begrenzen, wenn sie auf eine zur Längsvorschubbewegung A senkrechte Ebene projiziert werden, je eine Ellipse, die als Projektionsellipsen bezeichnet seien. Da nun die Topfschleifscheibe 1 in bezug auf den zu schleifenden Spiralbohrer 3 genau eine solche Längsvorschubbewegung .4 ausführt, erzeugen diese Prcjektionsellipsen, d. h. die in der Projektion elliptischen Kanten dund ezwei sich schneidende elliptisch-zylindrische Flächen /und g, und zwar schneiden sich diese in einer geradlinigen Kante bzw. längs einer geraden Linie h, (siehe den Schnittpunkt der beiden teilweise in gestrichelten Linien gezeichneten Ellipsen in F i g. 1).

Durch die Tiefenvorschubbewegung C werden zwei toroidalelliptische Flächen / und j erzielt, die sich in einer Kante schneiden, die die Form eines Kreisbogens besitzt, und zwar mit dem Halbmesser /, der gleich dem Abstand zwischen der Drehachse c und der Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe ist.

Der durch die Flächen /und j gebildete Anschlußbereich erhält eine toroidalelliptische Form, und zwar deswegen, weil die Projektionsellipsen der Kanten d und e, d. h. (wie weiter oben erläutert wurde) die in ihrer Projektion auf eine zur Längsvorschubbewegung A senkrechte Ebene eHipsenfcrrnigcn Kanten d und e. relativ zum Spiralbohrer eine Drehbewegung um die Achse c ausführen (diese relative Drehbewegung ergibt sich durch die Tiefenvorschubbewegung Cdes Bohrers) und diese Achse c, wie weiter oben erwähnt, senkrecht

zur Ebene der Längsvorschubbewegung und der Bohrerachse verläuft. Der Schärfvorgang ist in dem Augenblick abgeschlossen, in welchem bei der Tiefenvorschubbewegung C der Winkel γ den Wert γ₂ der Hälfte des Bohrerspitzenwinkels 2<5 erreicht, mithin dann, wenn er gleich dem Sollwinkel 6 wird. Auf diese Weise ergibt es sich, daß sich jede der zwei auf den beiden Bereichen m und η eines Spiralbohrers 3 liegenden Freiflächen gemäß F i g. 7 und 8 aus vier Flächen zusammensetzen, und zwar aus zwei e'.lipsenzylindrischen Flächen gund /"und zwei toroidalelliptischen Flächen/und/

Um eine Länge odes vor den Spiralbohrerfreiflächen / und j gebildeten Anschlußbereiches zu vergrößern, wird der Anschlußradius / durch Vergrößerung des Abstands der Drehachse c von der Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe 1 vergrößert, oder die Exzentrität ρ der Bohrerquerschneide rin bezug auf die Drehachse c, oder es werden gleichzeitig beide Maßnahmen durchgeführt.

Um die Mindestgröße des an der Schneidecke, d. h. an der seitlichen Spitze s gemessenen, am Umfang des Spiralbohrers 3 gelegenen Winkels 6\ gemäß F i g. 7,8,9 und 10 herabzusetzen, wird der Ausgangswert y, des Winkels γ vermindert, und der Spiralbohrer 3 nähen sich der Topfschleifscheibe 1, wobei die Drehachse C ihre Lage beibehält und die Exzentrität ί der Spiralbohrerachse in bezug auf die Drehachse c gemäß F i g. 9 und 10 abnimmt.

Um eine gewisse Dicke u des von der Auflagefläche des Spiralbohrers 3 abgenommenen Metalls gemäß F i g. 9 und 10 zu erzielen, wird dessen seitliche Spitze s um einen Abstand ν in bezug auf die von der Drehachse c auf die Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe 1 geführten Senkrechten exzentrisch angesetzt, wobei die Dickenzunahme u durch die Vergrößerung der Exzentrität ν infolge der Verschiebung D des Spiralbohrers 3 entlang seiner Achse auf seinem Halter erzielt wird, der

ίο als elastische Büchse, als Prisma oder Stell- und Fixierbacken ausgebildet sein kann, und der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Dadurch wird auch eine Verkleinerung des minimalen Winkels Oi sowie eine Erweiterung des krummlinigen Abschnitts der Schneidkante erzielt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere folgende Vorteile auf:

Es gibt dem Schneidrücken des Spiralbohrers eine komplexe Form, bestehend aus zwei sich schneidenden ellipsenzylindrischen Flächen, die die selbstzentrierende Pyramidenform der Querschneide ergeben, und aus zwei toroidalelliptischen Flächen, die eine krummlinige Form mit einem gegen die seitlichen Spitzen s hin abnehmenden Winkel öi gewährleisten. Dies führt zur verbesserten Wärmeabfuhr und zu einer längeren Lebensdauer des Bohrers, die um das 3- bis 6fache gegenüber den üblichen Bohrerschliffen zunehmen kann, insbesondere bei Bearbeitung von Gußeisen und von Stählen hoher und mittlerer Härte.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schärfen von Spiral! .rschneiden, deren Freiflächen von je zwei . ii in radialer Richtung schneidenden ellipsenzylindrischen Flächen mit je zwei sich radial nach außen anschließenden toroidalelliptischen Flächen gebildet werden, unter Verwendung einer zylindrischen, rotierenden Topfschleifscheibe, die stirnseitig im Bereich des äußeren Schleifscheibenumfangs eine rotationshyperboloidförmige Arbeitsfläche aufweist, wobei der Spiralbohrer eine Längsvonxhubbewegung und Spiralbohrer und Topfschleifscheibe relativ zueinander eine Drehbewegung um eine vorbestimmte Achse ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe rotationshyperboloidförmige Arbeitsfläche (a) der Topfschleifscheibe (1) durch eine geradlinige von einer Schleifscheiben-Abrichtdiamantspitze (2) vorgenommene Längsvorschubbewegung (A) erzeugt wird, die in einer Schleifscheibenebene parallel im Abstand (b) zu einer Schleifscheibenachsebene liegt, und die in der Schleifscheibenebene in einem spitzen Winkel (λ) zur Projektion der Schleifscheibenachse auf die Schleifscheibenebene verläuft, daß anschließend die zu schleifende Spiralbohrerfreifläche (f, g, i, j) mit Schneidkanten in Richtung der Längsvorschubbewegung (A) an der Arbeitsfläche (a) der Topfschleifenscheibe (1) entlang geführt wird, wobei die Bohrerachse mit der durch die Vorschubbewegung (Aj verlaufenden, senkrecht zur Schleifscheibenebene stehenden Ebene einen konstanten spitzen Winkel (ß) bildet und wobei die relative Drehbewegung zwischen Spiralbohrer (3) und Topfschleifscheibe (1) ausgehend von einem spitzen Ausgangswinkel (yi) zwischen Längsvorschubbewegung (a) und Spiralbohrerachse über einen spitzen Winkel um eine Achse (c) ausgeführt wird, die senkrecht zu der aus Spiralbohrerachse und der Längsvorschubbewegung (Abgebildeten Ebene steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Veränderung der sich in radialer Richtung erstreckenden Länge (o) der toroidalelliptischen Spiralbohrerflächen (i, j) die Entfernung der Achse (c) von der Arbeitsfläche (a) und/oder die Projektion des Abstandes zwischen der Bohrerquerschneide (r) und der Achse (c) auf die Bohrerachse verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Veränderung des an der Bohrerschneidecke (^ gemessenen Winkels (δι) der Ausgangswinkel (yi) zwischen der Lär.gsvorschubrichtung (A) und der Spiralbohrerachse vergrößert oder verkleinert wird.