DE2358048A1 - Bohrer fuer hochfeste werkstoffe - Google Patents

Description

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Nürtingen, den 29. Okt. 1973 TP-GRU/MCH

Bohrer für hochfeste Werkstoffe

Die Erfindung, -betrifft einen mit Schneidplatten versehenen Bohrer für hochfeste Werkstoffe, dessen vorderste Schneidkante sich am oder nahe am Umfang des Bohrers befindet und dessen Hauptschneiden nach innen geneigt sind.

Zum Bohren hochfester Werkstoffe wie z.B. hochfester Eisenbahnschienen mit einer Zugfestigkeit'von Qg = 120-135 kp/mm sind normale HSS-Spiralbohrer ungeeignet. Einerseits werden nur kurze Standzeitenerreicht (ca. 100 mm Bohrungstiefe pro Ans'chliff) andererseits sind nur geringe Schnittgeschwindigkeiten anwendbar, so daß sich lange Bearbeitungszeiten ergeben.

Versuche mit hartmetallbestückten Spiralbohrern brachten ebenfalls keine brauchbaren Ergebnisse. Die Standzeiten·konnten zwar etwas erhöht werden, durch die wesentlich höheren Werkzeugkosten ergaben sich aber insgesamt noch höhere Bearbeitungskosten.

Die Untersuchungen zeigten, daß bei Werkstoffen mit den obengenannten hohen Festigkeiten ein wirtschaftliches Bohren mit Werkzeugen, die mit ihrem Zentrum zuerst in den Werkstoff eindringen - d.h. mit

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einer Schnittgeschwindigkeit von praktisch O - nicht möglich ist.

Es sind nun auch Bohrwerkzeuge bekannt, die mit einer vordersten Schneidenspitze versehen sind, die außerhalb des Bohrerzentrums liegt,'z.B. DT-PS 911 799. Diese Bohrer sind aber speziell für weiche Werkstoffe gestaltet und daher für hochfeste Werkstoffe nicht geeignet.

Es sind auch Langloch-Fräser nach DIN 8027 mit nach innengeneigter Schneide bekannt. Diese Fräser sind für das.Bohren Hochfester Werkstoffe aber ebenfalls nicht geeignet. Zwar dringt bei diesen Werkzeugen die äußere Schneidenkante zuerst in den Werkstoff ein, es ergibt aber eine ungleiche Spanbildung an den verschiedenen Schneiden und der größere Span staucht sich in der Spanlücke. Außerdem sind die Schnittkräfte unsymmetrisch und wirken sich sowohl auf die Bohrerreibung und damit die Standzeit als auch auf die Führungsgenauigkeit und damit auf die zu erzielenden Toleranzen negativ aus. Da ferner die Kühlmittelzufuhr von außen nicht sicher gewährleistet ist, ist mit vorzeitigem Verschleiß und Schneidenausbrüchen infolge Wärmestau zu rechnen.

Gute Zerspanungsergebnisse konnten bislang nur mit den bekannten Tieflochbohrverfahren erreicht werden (z.B. Einlippenbohrer, BTA, IJjektorbohrer). Die hiermit erreichten Standzeiten und Bohrgeschwindigkeiten sind an und für sich zufriedenstellend. Das Tieflochbohr-

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verfahren benötigt aber einen großen zusätzlichen.-Aufwand für den Kühl- und Spülmitteleinsatz und für die Abdichtung am Bohrerein- und austritt. Außerdem eignet sich dieses-Verfahren nicht fnr verstellbare Mehr-Spindelbohrmaschinen..

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Bohrer für hochfeste Werkstoffe, insbesondere für die Bearbeitung von hochfesten Eisenbahnschienen zu schaffen, welcher eine ausreichende hohe Standzeit aufweist und infolge zulässiger hoher Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit eine kurze Bohrzeit ermöglicht. Ferner muß die Verwendung des Bohrers .in Verstellspindelstöcken mit möglichst geringem Achsabstand möglich sein.

Die Aufgabe wurde durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) daß die Gesamtschnittbreite so auf die beiden Schneiden aufgeteilt ist, daß die eine Schneide ungefähr die äußere Hälfte der Schnittbreite und die. Bohrerführung, und die-andere Schneide ungefähr die innere Hälfte der Schnittbreite übernimmt,

b) daß die Spanwinkel der Schneidplattenschneiden sowohl axial als auch radial positiv in einem Bereich zwischen 0 und 5 sind und daß die innere Schneide wenigstens 0,1 - 0,3 mm unter der Mitte der Bohrerachse liegt, ,

c) daß der Bohrer mit innenliegenden an sich bekannten Kiihl- und Schmiermittelbohrungen versehen ist.

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Die Erfindung hat den Vorteil, daß die gestellte Aufgabe einwandfrei gelöst ist. Die Aufteilung der Schneidenbreite auf die Einzelschneiden ermöglicht eine einwandfreie Späneabfuhr durch die Spannuten und bewirkt gleichzeitig eine Symmetrierung der Schnittkräfte. Es kann

damit auf die Verwendung von Führungsleisten oder Bohrbuchsen verzichtet werden und ermöglicht damit ein sogenanntes "fliegendes Arbeiten". Die positiven Spanwinkel garantieren einen einwendfreien Wendelspan, der leicht aus der Spannute austritt.

Dadurch, daß die innere Schneide immer etwas unter der Mitte der Bohrerachse liegt, ist immer eine gewisse Mindestschnittgeschwindigkeit garantiert. Es bleibt zwar theoretisch ein Materialzäpfchen von mindestens 0,2 mm Durchmesser stehen, dieses wird aber vom abrollenden Span laufend abgerissen. Durch die Zuführung des Kühl- und Schmiermittels durch die längs im Bohrer verlaufenden Kühlmittelbohrungen werden die Schneiden immer sicher geschmiert und gekühlt, so daß die Wärmebelastung der Schneiden in tragbaren Grenzen gehalten wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatte der inneren Schneide eine größere Härte als die äußere Schneidplatte aufweist. Diese Ausbildung widerspricht zwar den Aussagen des bislang bekannten Standes der Technik, daß die innere Schneidkante infolge der geringeren Schnittgeschwindigkeit mit einem Werkstoff mit weniger hartem Material ausgebildet sein soll (z.B. DT-AS 1 752 077). Die Untersuchungen haben aber

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gezeigt, daß diese Regel bei der Bearbeitung von hochfesten Werkstoffen nicht gilt und daß mit der vorgeschlagenen Ausbildung der Schneiden überraschenderweise hervorragende Standzeitergebnisse erreicht werden.

In' weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Spannuten am Bohrer mindestens um das halbe Durchmessermaß des Bohrers langer sind, als die zu bohrende Bohrungstiefe.

Diese Mindestspannutenlänge ist unbedingt notwendig, um die Späne, die ohne Vorschubunterbrechung nicht abbrechen, einwandfrei abführen zu können. ■ ·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht des teilweise dargestellten Werkzeuges

Fig. 2 eine Ansicht von links des Werkzeuges nach Fig. 1

Fig. 3 eine Seitenansicht von rechts des Werkzeuges nach Fig. T

Fig. *f eine Ansicht in Richtung X des Werkzeuges nach Fig. 1

Die Figuren 1-4 zeigen einen Bohrer mit einem Schaft 10 , mn dessen Frontseite die Schneidpletten 11, 12 in entsprechend geformten T·-

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sehen 13, I** eingelöst sind. Selbstverständlich kann der Bohrer ab einem gewissen Durchmesser- auch in Wendeplattenausführung hergestellt werden.

Der Schaft 10 hat zur Späneabfuhr zwei Spannuten 15,15'i die mindestens um das halbe Bohrerdurchmessermaß langer sind als die zu bohrende Bohrtiefe.

Die Schneiden 16, 17 des Bohrers sind zur Bohrerachse 18 hin nach innen geneigt, d.h. der Einstellwinkel P ist kleiner als 90 ·

Die Schneidplatten 11, 12 sind so angeordnet, daß jede Schneidplatte ungefähr die Hälfte der zu zerspanenden Schnittbreite s übernimmt (β = 1/2 Bohrerdurchmesser). Bei einem drei- oder mehrschneidigen Bohrer wird die Schnittbreite entsprechend- der Schneidenzahl aufgeteilt.

Die äußere Schneidplatte 11 übernimmt außerdem die Führung des Bohrers in der Bohrung. Beim Bohren dringt die außenliegende Schneidkante der Schneidplatte 11 zuerst in das zu bearbeitende Werkstück ein. Zur Stabilisierung ist diese Schneidkante mit einer Fase 19 versehen.

Die Spanwinkel Jf d«r beiden Schneidplatten - sowohl der radiale Span winkel ff als auch der axiale Spwiwinkel ^i* - sind positiv

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zwischen O und 5 · Die innere Schneidplstte 12 ist"außerdem so .angeordnet, daß ihre innerste Schneidkante 20 wenigstens 0,1 bis 0,3 mm unter der Mitte der Bohrerachse 1--8 liegt. -

Das zum Bohren notwendige Schmier- bzw. Kühlmittel wird in bekannter
Weise durch eine zentrale Bohrung 21 durch den Schaft 10 des Bohrers geführt und im vorderen Teil des Bohrers über zwei weitere kleinere Bohrungen 22, 23 zu den Freiflächen 2k_t 2k¹ zugeleitet.

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Claims (2)

1. Patent - Ansprüche

   Mit Schneidplatten versehener zweischneidiger Bohrer für hochfeste Werkstoffe, dessen vorderste Schneidkante sich an oder nahe am Umfang des Bohrers befindet und dessen Hauptschneiden nach innen geneigt sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale.

   a) daß die Gesamtschnittbreite so auf die beiden Schneiden auf-■ geteilt ist, daß die eine Schneide ungefähr die äußere Hälfte der Schnittbreite und die Bohrerführung, und die andere Schneide ungefähr die innere Hälfte der Schnittbreite übernimmt ,

   b) daß die Spanwinkel ft der Schneidplattenschneiden sowohl axial als auch radial positiv in einem Bereich zwischen 0 und 5 sind und daß die innere Schneide wenigstens 0,1 bis 0,3 mm unter der Mitte der Bohrerachse liegt,

   c) daß der Bohrer mit innenliegenden an sich bekannten Kühl- und Schmiermittelbohrungen versehen ist, welche in der Freifläche nahe der Spannute austreten.

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2. 2. Zweischneidiger Bohrer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Schneidplatte (12) der inneren Schneide eine größere Härte als.die äußere Schneidplatte (11) aufweist.

   3· Zweischneidiger Bohrer gemäß Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, -

   daß die Spannuten (15,15') am Bohrer mindestens um das halbe Durchmessermaß des Bohrers länger sind, als die zu bohrende Bohrungstiefe. -

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   ΛΟ

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