DE2404029C3 - Verfahren und Bohrkopf zum Kernoder Vollbohren eines Werkstückes aus einem zerspanbaren Werkstoffabsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kern- oder Vollbohren eines Werkstückes aus einem zerspanbaren Werkstoff, insbesondere von tiefen Bohrlöchern mit f* 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 Bohrrichtung tiefer als der am wenigsten tiefe Bereich der von dem '"> anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche ist.

Mit einem bekannten Bohrkopf zur Durchführung dieses Verfahrens wird aus dem Vollmaterial ein Kreisring ausgeschnitten, der breiter ist als die Breit' der einzelnen Schneide. Dazu sind die die Schneidei tragenden Schneidkörper radial zueinander versetz und überlappen sich. Die Schneidkörper sind plattenför mig und haben die Grundform eines gleichseitige! Dreiecks, dessen Seiten als Schneiden ausgebildet sine Aufgrund dieser Form ist es möglich, daß nacl Verschleiß der einen Schneide der plattenförmigi Schneidkörper gewendet wird, so daß die nächsti Schneide zum Einsatz gebracht werden kann. Nachteilij ist bei diesem bekannten Bohrkopf aber die speziell· Form der Schneiden. Um nämlich wegen der besseret Abführung der Späne durch das Schmier- bzw Spülmedium Späne zu erhalten, die schmaler als dii Ringbreite und Schneidenbreite sind, weist die ersti Schneide etwa im mittleren Bereich einen Sprung auf, s< daß im Einsatz nur der vorspringende Bereicl schneidend wirksam werden kann. Der übrige Bereicl wird von der nachfolgenden Schneide überlappt. Dii abgestufte Schneide des in Schneidrichtung erstei Schneidkörpers bringt Schwierigkeiten bei der Herstel lung und beim Nachschliff mit sich. Mit zwe Schneidkörpern und einer abgestuften ersten Schneid» läßt sich die Ringbreite nur zweiteilen. Da mai möglichst schmale Späne erhalten will, strebt man ein< mehrfache Unterteilung an. Eine mehrfache Untertei lung erfordert aber eine mchnache Abstufung dei Schneide und damit noch größere Schwierigkeiten ir der Herstellung und beim Nachschliff (DT-05 18 12 669).

Das eingangs genannte Verfahren kann auch mi einem Bohrkopf ausgeführt werden, der im wesentli chen dem beschriebenen bekannten Bohrkopf ent spricht. Bei diesem Bohrkopf sind lediglich di( plattenförmigen Schneidkörper anders gestaltet. Diese tragen dachförmige Schneiden, die sich teilweise derar überlappen, daß von der in Schneidrichtung zweitei Schneide ein Schnitt erzeugt wird, der in Bohrrichtunj tiefer als der am wenigsten tiefe Bereich liegt, der vor der ersten Schneide erzeugt wird. Auch bei dieserr 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, eir Verfahren zum Kern- oder Vcllbohren zu schaffen, be dem mit einfach gestalteten Schneiden schmale Späne erhalten werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren dei eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schniti für die in Bohrrichtung tiefer liegende Schnittfläche irr mittleren Bereich der anderen Schnittfläche geführi wird.

Bei diesem Verfahren durchdringen sich die Schnittflächen gegenseitig, so daß mit einfach gestalteter Schneiden eine drei- und mehrfache Unterteilung mii einfach, z. B. geraden oder leicht gekrümmten Schnei den erreicht werden kann. Eine vierfache Unterteilung mit zwei Schneiden erreicht man bereits dann, wenn mii dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die ir der iti Bolirrichtung gesehenen Projektion außcrhalh der von dein anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche liegt. Vorzugsweise liegt il.ibei die außerhalb liegende Schnittfläche in Bohrrich'.ung weniger tief als der tiefste Bereich der anderen Schnittfläche.

Ein zur Durchführuiu' dieses Verfahrens geeignetei Bohrkopf weist mindestens zwei an seiner Stirnseite angeordnete, ein Schneidsyslcm bildende Schneidkör-

3er auf, deren Schneiden radial und in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind und in der Projektion der ii-hneidrichtung sich kreuzen. Ein solcher Bohrkopf ist irfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Ecke der einen Schneide in cer in Schneidrichtune 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 ι Scnnitibreite 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 ι s Gestaltung nach Verschleiß leicht nachschleifen lassen, ist es doch zweckmäßig, wenn jeder Schneidkörper mehrere Schneiden hat und der Schneidkörper derart verstellbar im Bohrkopf gehalle,, ist, daß jede Schneide in ßetriebssteilung gebracht werden kann. Als Schneid- u; körpe-· eignen sich die bekannten Norm-Wcndeplauen. die drcicckförmig, rechteckig oder trapezförmig sind. Für die Schneidkörper ist dann in dem Bohrkopf eine Aufnahme vorgesehen, in der der Schneidkörper fcstklemmbar ist. ...,

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß mit einfach gestalteten, ohne Schwierigkeit nachzubearbeitender Schneiden eine Mehrfachaufieilung der Schnittbreite möglich ist. Dabei kommt vor allem /um Tragen, daß das Verfahren ,nit einem mit v> herkömmlichen Wendeplalten bestückten Bohrkopf durchführbar ist. Die einfach gestalteten Schneiden gewährleisten eine längere Standzeit als abgestufte Schneiden und höhere Schnittlcistungen.

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

Fig. 1 einen Bohrkopf im Axialschnitt.

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

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

F i g. 4 zwei nebeneinander angeordnete, aus jeweils zwei Schneidkörpern bestehende Schneidsysteme im Einsät/ in schematischcr 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, v>

F i g. 7 eine Kernbohrung im Axialschnitt.

F i g. 8 eine Vollbohrung im Axialschnilt.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Bohrkopf hat eine hohlzylindrische Grundform, deren rückseitiger Abschnitt ein Außengewinde t zum Anschluß an eine « Bohrstange aufweist. An der Stirnseile 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 Schncidkörpi.T ist eine Klemmvorrichiiiiig fi, 7 vm ,'eschen, die <> einer der Form des Schneidkörpers 4. S angep.-.llie Ausnehmung 8, 1 und einen Kiir/klemmeiihaltcr 10, 11 .mfweisl. Sofern .lie Sehnen lk< >i pi r 4. S. v\ie im ■'uisiührungsboispii'l. als 1'1,'Men mn 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 durui 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, /. B. Grauguß, damit der Bohrkopf nicht zum Festklemmen in der Bohrung neigt, wenn Vcrscnleiß an der Außenschneide auftritt, was bei drei Hartmetallstützelcmcnten der Fall wäre.

Gemäß der Erfindung bestehen die Schneidkörper aus sogenannten Norm-Wcndeplatten, vorwiegend aus Hartmetall, das sind Platten, die an ihren Kanten gerade bzw. sietig gekrümmte Schneiden tragen. Im Ausfüh rungsbeispiel haben die Platten die Form eines gleichseitigen Dreiecks (Fig. 1 bis 4), eines Rhombus (F i g. 5) oder eines Quadrates (F i g. b). Wie am besten aus den F ig. 3 bis 6 zu ersehen ist, besteht jedes Schneidsystem aus mindestens zwei in der Projektion der Schneidrichtung hintereinander angeordneten .Schneidkörpern, deren in Betriebsstcllung 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 Bohrrichuing vor dieser Schneide 15 bzw. 14 liegt. Bei dieser Anordnung der Schneidkörper bzw. Schneiden erreicht man mittels zweier gerader Sehneiden eine Aufteilung der Schnittbreite in vier Streifen, wie in F i g. 7 besonders hervorgehoben ist. Von der Schneide 14 werden danach die Streifen 1 und III und von der Schneide 15 die Streifen Ii und IV geschnitten. Der Streifen Il liegt also in der Projektion in Bohrrichtung im mittleren Bereich der von der Schneide 14 erzeugten Schnittfläche I₁ IH und in Bohrrichlung tiefer als die letztgenannte Schnittfläche I₁ 111. Der Streifen IV, der /usammen mit dem Streifen Il von der Schneide 15 erzeugt wird, liegt außerhalb der von der Schneide 14 erzeugten Schnittfläche 1, 111 und in Bohrrichtung weniger tief als der tiefste Bereich III der letztgenannten Schnittfläche I, III.

Sofern der Außendurchmesser der Bohrung nicht ;\|l/u 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 ahgcdicki werden, was bei Vollbohrungen häufig der Fall sein durfte, dann kiiiin man zwei Schneidsysteme iH'beiieuuuider anurdiKii, wie I·' i g. 4 zeigt. Die Schneiden brauchen nicht auf einem Radius angeordnei sein sondern können .inch winklig versetzt /ucinandei

Hierzu 5 Blatt /.eielinun»en

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 Bohrrichtung tiefer ig als der am wenigsten tiefe Bereich der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche ist, d a durch gekennzeichnet, daß der Schnitt für die in Bohrrichtung tiefer liegende Schnittfläche im mittleren Bereich der anderen 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. :s

4. Bohrkopf zum Kern- oder Vollbohrcn eines Werkstückes aus zerspanbarem Werkstoff mit mindestens zwei an seiner Stirnseite angeordneten, ein Schneidsystem bildenden Schneidkörpern, deren Schneiden radial und in Umfangsrichtung zueinan- .(o der 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 wenden 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 Wcndeplatte ausgebildet ist.

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