DE2404029B2 - Verfahren und bohrkopf zum kern- oder vollbohren eines werkstueckes aus einem zerspanbaren werkstoffabsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kern- oder )llbohren eines Werkstückes aus einem zerspanbaren erkstoff, insbesondere von tiefen Bohrlöchern mit indestens zwei kreisförmig hintereinander geführten, :h in einem Teilbereich überlappenden und gegeneinder geneigten Schnitten, wobei von dem einen Schnitt ie Schnittfläche erzeugt wird, die in Bohrrichtung :fer als der am wenigsten tiefe Bereich der von dem deren Schnitt erzeugten Schnittfläche ist.
Mit einem bekannten Bohrkopf zur Durchführung eses Verfahrens wird aus dem Vollmaterial ein Kreisring ausgeschnitten, der breiter ist als die Breite der einzelnen Schneide. Dazu sind die die Schneiden tragenden Schneidkörper radial zueinander versetzt und überlappen sich. Die Schneidkörper sind plattenförmig und haben die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks, dessen Seiten als Schneiden ausgebildet sind. Aufgrund dieser Form ist es möglich, daß nach Verschleiß der einen Schneide der plattenförmige Schneidkörper gewendet wird, so daß die nächste Schneide zum Einsatz gebracht werden kana Nachteilig ist bei diesem bekannten Bohrkopf aber die spezielle Form der Schneiden. Um nämlich wegen der besseren Abführung der Späne durch das Schmier- bzw Spülmedium Späne zu erhalten, die schmaler als die Ringbreite und Schneidenbreite sind, weist die erste Schneide etwa im mittleren Bereich einen Sprung auf, so daß im Einsatz nur der vorspringende Bereich schneidend wirksam werden kann. Der übrige Bereich wird von der nachfolgenden Schneide überlappt. Die abgestufte Schneide des in Schneidrichtung ersten Schneidkörpers bringt Schwierigkeiten bei der Herstellung und beim Nachschliff mit sich. Mit zwei Schneidkörpern und einer abgestuften ersten Schneide läßt sich die Ringbreite nur zweiteilen. Da man möglichst schmale Späne erhalten will, strebt man eine menrfache Unterteilung an. Eine mehrfache Unterteilung erfordert aber eine mehrfache Abstufung dei Schneide und damit noch größere Schwierigkeiten in der Herstellung und beim Nachschliff (DT-OS 18 12 669).

Das eingangs genannte Verfahren kann auch mil einem Bohrkopf ausgeführt werden, der im wesentli chen dem beschriebenen bekannten Bohrkopf ent spricht. Bei diesem Bohrkopf sind lediglich die plattenförmigen Schneidkörper anders gestaltet. Diese tragen dachförmige Schneiden, die sich teilweise derar überlappen, daß von der in Schneidrichtung zweiter Schneide ein Schnitt erzeugt wird, der in Bohrrichtunf tiefer als der am wenigsten tiefe Bereich liegt, der vor der ersten Schneide erzeugt wird. Auch bei diesen Bohrkopf werden keine einfach gestalteten Schneider verwendet Eine Unterteilung der Späne innerhalb dei geraden Abschnitte der dachförmig gestalteten Schnei den ist nicht vorgesehen (US-PS 35 48 687),

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eil Verfahren zum Kern- oder Vollbohren zu schaffen, be dem mit einfach gestalteten Schneiden schmale Span« erhalten werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren de eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schnit für die in Bohrrichtung tiefer liegende Schnittfläche in mittleren Bereich der anderen Schnittfläche geführ wird.

Bei diesem Verfahren durchdringen sich die Schnitt flächen gegenseitig, so daß mit einfach gestaltetei Schneiden eine drei- und mehrfache Unterteilung mi einfach, z. B. geraden oder leicht gekrümmten Schnei den erreicht werden kann. Eine vierfache Unterteilunj mit zwei Schneiden erreicht man bereits dann, wenn mi dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die i der in Bohrrichtung gesehenen Projektion außerhal der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläch liegt. Vorzugsweise liegt dabei die außerhalb liegend Schnittfläche in Bohrrichtung weniger tief als der tiefst Bereich der anderen Schnittfläche.

Ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Bohrkopf weist mindestens zwei an seiner Stirnseit angeordnete, ein Schneidsystem bildende Schneidköi

per auf, deren Schneiden radial und in Umfangsricbtung zueinander versetzt sind und in der Projektion der Schneidrichtung sich kreuzen. Ein solcher Bohrkopf ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Ecke der einen Schneide in der in Schneidrichtung gesehenen Projektion zwischen den Ecken der anderen Schneide und in Bohrrichtung gesehen vor dieser Schneide liegt Vorzugsweise sind hierbei sämtliche Schneiden gerade oder stetig gekrümmt.

Sofern die von einem Schneidsystem abgedeckte Schnittbreite zu schmal ist, was insbesondere beim Vollbohren häufig der Fall sein wird, können mehrere Schneidsysteme radial versetzt zueinander angeordnet sein.

Obgleich sich die Schneiden aufgrund ihrer einfachen Gestaltung nach Verschleiß leicht nachschleifen lassen, ist es doch zweckmäßig, wenn jeder Schneidkörper mehrere Schneiden hat und der Schneidkörper derart verstellbar im Bohrkopf gehalten ist, da3 jede Schneide in Betriebsstellung gebracht werden kann. Als Schneidkörper eignen sich die bekannten Norm-Wendeplatten, die dreieckförmig, rechteckig oder trapezförmig sind. Für die Schneidkörper ist dann in dem Bohrkopf eine Aufnahme vorgesehen, in der der Schneidkörper festklemmbar ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß mit einfach gestalteten, ohne Schwierigkeit nachzubearbeitender Schneiden eine Mehrfadiaufteilung der Schnittbreite möglich ist. Dabei kommt vor allem zum Tragen, daß das Verfahren mit einem mit ~\o herkömmlichen Wendeplatten bestückten Bohrkopf durchfühl bar ist. Die einfach gestalteten Schneiden gewährleisten eine längere Standzeit als abgestufte Schneiden und höhere Schnittleistungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Bohrkopf im Axialschnitt,

F i g. 2 den Bohrkopf gemäß F i g. 1 in Ansicht von der Stirnseite aus,

F i g. 3 ein aus zwei Schneidkörpern bestehendes Schneidsystem im Einsatz in schematischer Darstellung in der Projektion der Schneidrichtung,

F i g. 4 zwei nebeneinander angeordnete, aus jeweils zwei Schneidkörpern bestehende Schneidsysteme im Einsatz in schematischer Darstellung in der Projektion der Schneidrichtung,

F i g. 5 und 6 zwei Schneidsysteme in der Darstellungsart der F i g. 3 mit gegenüber den Schneidkörpern der F i g. 3 anders geformten Schneidkörpern, F i g. 7 eine Kernbohrung im Axialschniü,

F i g. 8 eine Vollbohrung im Axialschnitt.

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Bohrkopf hat eine hohlzylindrische Grundform, deren rückseitiger Abschnitt ein Außengewinde 1 zum Anschluß an eine Bohrstange aufweist An der Stirnseite ist der Bohrkopf an zwei nicht ganz diametral gegenüberliegenden Stellen 2, 3 ausgespart An diesen Stellen 2, 3 sind die Schneidkörper 4, 5 vorgesehen. Für jeden Schneidkörper ist eine Klemmvorrichtung 6, 7 vorgesehen, die ho einer der Form des Schneidkörpers 4, 5 angepaßte Ausnehmung 8, 9 und einen Kurzklemmenhalter 10, 11 aufweist. Sofern die Schneidkörper 4, 5, wie im Ausführungsbeispiel, als Platten mit Schneiden an ihren Kanten ausgebildet sind, stützen sich die plattenförmigen Schneidkörper 4,5 an einer Fläche ab, die in einer Ebene liegt, die geringfügig gegenüber einer durch die Achse des Bohrkopfes gehenden Ebene versetzt ist, so daß die Verlängerung der Schneiden durch die Bohrkopfachse geht Der Spanablauf kann durch die Lage (Schräglage zur Bohrkopfachse) der Schneiden beeinflußt werden.

Der Bohrkopf trägt auf seinem Außenumfang versetzt angeordnete, vorspringende Führungselemente 12, 13 aus vorwiegend Hartmetall, die die aus dem Bohrvorgang resultierenden Schnittkräfte abstützen.

Bei langen Bohrrohren bzw. großen Bohrtiefen ist es erforderlich, ein drittes Stützelement aus verschleißfähigem Material einzusetzen, da sonst das ganze Gewicht des Bohrrohres beim Drehen des Bohrkopfes die Außenschneide gegen die Bohrungswand drückt. Sobald der Bohrkopf wieder Schnitt aufgenommen hat, ist das dritte Stützelement entlastet Es besteht aus schnellverschleißendem Material, z. B. Grauguß, damit der Bohrkopf nicht zum Festklemmen in der Bohrung neigt, wenn Verschleiß an der Außenschneide auftritt, was bei drei Hartmetallstützelementen der Fall wäre.

Gemäß der Erfindung bestehen die Schneidkörper aus sogenannten Norm-Wendeplatten, vorwiegend aus Hartmetall, das sind Platten, die an ihren Kanten gerade bzw. stetig gekrümmte Schneiden tragen. Im Ausführungsbeispiel haben die Platten die Form eines gleichseitigen Dreiecks (Fig. 1 bis 4), eines Rhombus (Fig. 5) oder eines Quadrates (Fig. 6). Wie am besten aus den Fig. 3 bis 6 zu ersehen ist, besteht jedes Schneidsystem aus mindestens zwei in der Projektion der Schneidrichtung hintereinander angeordneten Schneidkörpern, deren in Betriebsstellung sich befindende Schneiden sich derart kreuzen, daß von jeder Schneide 14 bzw. 15 eine Ecke 17 bzw. 16 in der Projektion der Schneidrichtung zwischen den Ecken 16, 18 bzw. 17, 19 der anderen Schneide 15 bzw. 14 und in Bohrrichtung vor dieser Schneide 15 bzw. 14 liegt. Bei dieser Anordnung der Schneidkörper bzw. Schneiden erreicht man mittels zweier gerader Schneiden eine Aufteilung der Schnittbreite in vier Streifen, wie in F i g. 7 besonders hervorgehoben ist. Von der Schneide 14 werden danach die Streifen I und III und von der Schneide 15 die Streifen 11 und IV geschnitten. Der Streifen II liegt also in der Projektion in Bohrrichtung im mittleren Bereich der von der Schneide 14 erzeugten Schnittfläche 1, Hl und in Bohrrichtung tiefer als die letztgenannte Schnittfläche I, III. Der Streifen IV. der zusammen mit dem Streifen Il von der Schneide 15 erzeugt wird, liegt außerhalb der von der Schneide 14 erzeugten Schnittfläche I, III und in Bohrrichtung weniger tief als der tiefste Bereich 111 der letztgenannten Schnittfläche I, III.

Sofern der Außendurchmesser der Bohrung nicht allzu groß ist, kann mit einem Schneidsystem auch eine Vollbohrung hergestellt werden, wie F i g. 8 zeigt. Kann aber die Breite von einem einzigen Schneidsystem nicht mehr abgedeckt werden, was bei Vollbohrungen häufig der Fall sein dürfte, dann kann man zwei Schneidsysteme nebeneinander anordnen, wie Fig.4 zeigt. Die Schneiden brauchen nicht auf einem Radius angeordnet sein, sondern können auch winklig versetzt zueinander

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kern- oder Vollbohren eines Werkstückes aus zerspanbarem Werkstoff, insbesondere von tiefen Bohrlöchern mit mindestens zwei kreisförmig hintereinander geführten, sich in einem Teilbereich überlappenden und gegeneinander geneigten Schnitten, wobei von dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die in Bohrrxhtung tiefer ι ο als der am wenigsten tiefe Bereich der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt für die in Bohrrichtung tiefer liegende Schnittfläche im mittleren Bereich der anderei. Schnittfläche geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die in der in Bohrrichtung gesehenen Projektion außerhalb der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb liegende Schnittfläche in Bohrrichtung gesehen weniger tief als der tiefste Bereich der anderen Schnittfläche liegt.

4. Bohrkopf zum Kern- oder Vollbohren eines Werkstückes aus zerspanbarem Werkstoff mit mindestens zwei an seiner Stirnseite angeordneten, ein Schneidsystem bildenden Schneidkörpern, deren Schneiden radial und in Urrfangsrichtung zueinander versetzt sind und in der Projektion der Schneidrichtung sich kreuzen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ecke (17) der einen Schneide (14) in der in Schneidrichtung gesehenen Projektion zwischen den Ecken (16,18) der anderen Schneide (15) und in Bohrrichtung gesehen vor dieser Schneide (15) liegt.

5. Bohrkopf nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schneiden (14, 15) gerade oder stetig gekrümmt sind.

6. Bohrkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichne:, daß mehrere Schneidsysteme radial zueinander versetzt angeordnet sind (F i g. 4).

7. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schneidkörper (4, 5) mehrere Schneiden (14, 15) hat und jeder Schneidkörper (4,5) derart verstellbar im Bohrkopf gehalten ist, daß jede Schneide (14, 15) in Betriebsstellung gebracht werden kann.

8. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schneidkörper (4, 5) als eine in einer Aufnahme (6, 5) des Bohrkopfes festklemmbare Wendeplatte ausgebildet ist.

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