DE2523201A1

DE2523201A1 - Bohrwerkzeug

Info

Publication number: DE2523201A1
Application number: DE19752523201
Authority: DE
Inventors: Heinrich Krueger
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-05-26
Filing date: 1975-05-26
Publication date: 1976-12-16
Also published as: GB1504066A; DE2523201C2; FR2312323B1; JPS51143970A; US4047830A; JPS5946723B2; FR2312323A1

Description

KRUPP GESELLSGHAPT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG in Essen

Bohrwerkz eug

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, insbesondere für Metallbearbeitung, bei dem ein Werkzeughalter an seiner Stirnseite einen dreiseitig offenen Aufnahmeschlitz aufweist, in dem eine auswechselbare Bohrplatte befestigt ist.

Zum Vollbohren von metallischen Werkstoffen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, werden neben einteiligen Spiralbohrern auch Bohrwerkzeuge eingesetzt, die aus einer Bohrstange und eingesetzter Bohrplatte bestehen. Bei diesen zusammengesetzten Bohrwerkzeugen werden sowohl an die Stabilität als auch an die Verschleißfestigkeit der Bohrplatte besondere Anforderungen gestellt.

I¹Ur das Tieflochbohren, bei dem das Verhältnis des Bohrlochdurchmessers zur Bohrlochtiefe z.B. 1 zu 100 betragen kann, sind Tieflochbohrer bekannt, bei denen eine Hartmetallbohrplatte in einer Ausnehmung des Bohrkopfes eingelötet ist.

Tieflochbohrer sind einschneidig und weisen eine unsymmetrische Ausbildung der Schneiden mit exzentrisch liegender Schneidspitze auf. Die exzentrisch angeordnete Bohrplatte schließt im wesentlichen mit dem Randbereich des Bohrkopfes ab.

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Wegen der exzentrischen Ausbildung der Schneiden ist es insbesondere beim Anbohren notwendig, den Bohrkopf über eine Bohrbuchse zu führen. Außerdem sind I¹Uhrungsleisten vorgesehen, um ein seitliches Ausweichen des Bohrkopfes zu verhindern.

Für die Herstellung von Bohrlöchern geringerer liefe kommen solche Tieflochbohrer nicht infrage, weil die zusätzlichen Einrichtungen für das Anbohren, z.B. Bohrbüchsen und Führungsleisten, und die Zu- und Abführung des Bohröles für diesen Zweck zu aufwendig sind. Bei Wechsel des Bohrlochdurchmessers müssen jeweils komplette Bohrköpfe einschließlich der dazugehörigen Zusatzeinrichtungen mit ausgewechselt werden.

Zur Herstellung von Bohrlöchern geringerer !Tiefe wurden Bohrwerkzeuge vorgeschlagen, bei denen in einen Aufnahmeschlitz eines Bohrerschaftes eine Bohrplatte aus Schnellarbeitsstahl eingesetzt und durch eine Schraube befestigt ist. Hierbei wird im allgemeinen mit Bohrwasser gearbeitet, einer Emulsion aus Wasser und öl, um die Schneide zu kühlen und die Späne aus dem Bohrloch zu transportieren. Beim führungsfreien Bohren von solchen Bohrlöchern kommt es auf eine stabile Lage der Bohrplatte an. Die Bohrplatte hat zur Sicherung und Zentrierung am Bohrerschaft eine Außenzentrierung derart, daß die Bohrplatte in ihrem äußeren Bereich zwei Zentriervorsprünge aufweist, die um den Bohrerschaft herumgreifen. Dadurch erhält die Bohrplatte eine gewisse Länge. Diese Bohrwerkzeuge finden insbesondere für Bohrungen über 20 mm Durchmesser Verwendung, so daß die gesamte Bohrplatte damit eine gewisse Größe aufweist. Diese Ausführungsform weist u„a. den Nachteil auf, daß die Außenzentrierung keine stabile axiale Anlage erlaubt.

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Die Torschublcraft heim Bohren -wird, insbesondere wenn die Bohrplatte wesentlich "breiter als der Bohrerschaft ist, nur von einer Anlage in der Größenordnung des Durchmessers des Bohrerschaftes aufgenommen. Hinzu kommt, daß wegen der Größe der Bohrplatten mit Außenzentrierung erhebliche Biegebeanspruchungen bei der Bohrplatte gegeben sind. Die hohen Schnittkräfte beim Yollbohren, beim Bohrdurchmesser von 40 mm beträgt z.B. die Yorschubkraft etwa 11000 N, müssen von der Bohrplatte in den Werkzeugschaft übertragen werden können, so daß es auf eine optimale Auf- und Anlage der Bohrplatte ankommt. Schließlich wird bei einer großen Bohrplatte relativ viel Material an Schnellarbeitsstahl benötigt, der sich zwar durch seine Zähigkeit auszeichnet, jedoch für die Verwendung als Hochleistungsbohrwerkzeug noch nicht verschleißfest genug ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Bohrwerkzeuges für das Bohren von Bohrlöchern geringerer Tiefe, das die genannten Nachteile vermeidet, das insbesondere eine stabile axiale Anlage der Bohrplat— te, eine verminderte Plattengröße und damit verbundener höherer Widerstandsfähigkeit gegen Biegebeanspruchung und eine schnelle Umrüstung eines Werkzeughalters auf Bohrplatten verschiedener Breite erlaubt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Bohrwerkzeuges mit zusätzlich wesentlich erhöhter Yerschleißfestigkeit und damit verbundener erheblicher Verbesserung der Standzeit.

Diese Aufgabe wird bei einem Bohrwerkzeug, insbesondere für Metallbearbeitung, bei dem ein Werkzeughalter an seiner Stirnseite einen dreiseitig offenen

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Aufnahmeschlitz aufweist, in dem eine auswechselbare Bohrplatte befestigt ist, dadurch, gelöst, daß in den Aufnahmeschlitz zentrisch ein Adapter mit seitlich über den Werkzeughalter hinausragenden Anlageflächen für die Anlage der Bohrplatte eingesetzt ist, der auf seiner der Bohrplatte zugekehrten Seite eine Ausnehmung aufweist.

Der Adapter wird zentrisch in den Aufnähmeschlitz eingeführt und liegt mit seiner einen Seite am Schlitzgrund an. Auf seiner anderen Seite weist der Adapter eine Ausnehmung auf, die in ihrer Größe einem Vorsprung der Bohrplatte angepaßt ist, wodurch eine paßgenaue Führung der Bohrplatte in der Ausnehmung des Adapters ermöglicht ist. Angrenzend an die Ausrichtflächen weist die Bohrplatte in ihrem Handbereich senkrecht zur "V/erkzeugach.se axiale Anlageflächen auf, mit denen die Bohrplatte auf den entsprechenden Anlageflächen des Adapters abgestützt wird. Dadurch wird die Bohrplatte auf einer über den Durchmesser des Werkzeughalters hinausgehenden Fläche axial stabil unterstützt.

Die Klemmung der in einer schlitzförmigen Ausnehmung des Werkzeughalters eingebauten Bohrplatte erfolgt durch Yerschrauben der beiden Spannlappen. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft für eine gute Plattenklemmung, daß die Tiefe der Ausnehmung größer ist als die Spanntiefe der Bohrplatte. Die beiden Spannlappen des Werkzeughalters lassen sich gut zusammenschrauben und gewähren eine gleichmäßige Klemmung der Bohrplatte.

Der Adapter wird nicht gemeinsam mit der Bohrplatte gespannt, was z.B₃ durch eine gegenüber der Bohrplatte etwas gez'ingere Dicke erreicht wird.

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Einem Werkzeughalter können Bohrplatten verschiedener Durchmesser zugeordnet werden, um die unterschiedlich großen Bohrplatten axial optimal abzustützen, sind den Bohrplatten in einer geeigneten Stufung jeweils Adapter mit gleichen Arisclilußmai3en zugeordnet.

Bei Änderung des Bohrdurchmessers kann der werkzeughalter weiter verwendet werden, es wird lediglich die Bohrplatte mit passendem Adapter ausgetauscht. Darüber hinaus ergibt sich als "vorteil, wenn für den Adapter ein gegen Verschleiß und Axialdruck widerstandsfälliger V/erkstofx eingesetzt wird und dadurch eine Beschädigung des UerkL,jug !alters durcn Späne oder übermäßige Belastung weitgehend vermieden wird.

Zweckmäßig weist der Adapter auf seiner dem Schlitzgrund des Aufnahmeschlitzes zugekehrten Seite zur genauen Zentrierung einen Zentrierzapfen auf. Der Adapter kann aber nach einer bevorzugten Ausführungsform auch in der Weise zentriert v/erden, daß auf seiner dem Schlitzgrund des Aufnahmeschlitzes zugekehrten Seite im äußeren Bereich zwei Außenzentriervorsprünge angebracht sind, jtfach einer v/eiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird der Adapter durch ein zusätzliches Befestigungsmittel, z.B. einen in einer kegelförmigen Ansenkung des Adapters eingreifenden Gewindestift, fixiert.

Nach einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Bohrplatte auf ihrer der Schneidenspitze gegenüber liegenden Seite einen rechteckigen Zentriervorsprung auf. Dieser Zentriervorsprung weist eine derartige Größe auf, daß er genau in die Ausnehmung des Adapters hineinpaßt.

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Auf diese Weise wird eine erheblich reduzierte Plattengröße erreicht, die sonst üblichen für die Außenzentrierung notwendigen VorsxDrünge am Rand der Bohrplatte entfallen. Die verminderte Plattengröße führt wegen der kürzeren Einspannung zu einer geringeren Biegebeanspruchung der Bohrplatte. Das Befestigungsloch für die Einführung der Befestigungsschraube der Bohrplatte ist im Bereich des Vorsprunges angebracht.

Es kann zweckmäßig sein, wenn die Bohrplatte in der Mitte des Zentriervorsprunges eine in Richtung des Zentriervorsprunges offene Ausnehmung aufweist.

Fach einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Bohrplatte aus Hartmetall hergestellt. Durch die Ausgestaltung der Bohrplatte nach der Erfindung ist die G-röße der Bohrplatte stark reduziert, so daß die Kosten für das Schneidmaterial in erheblichem Maße gesenkt werden können. Zugleich weist ein Bohrwerkzeug mit einer Bohrplatte aus Hartmetall wegen der hohen Verschleißfestigkeit des Hartmetalls eine erheblich höhere Standzeit auf. Da Außen- und Innenbearbeitung von Werkstücken, z.B. auf Mehrspindelautomaten oder numerisch gesteuerten Drehmaschinen häufig gleichzeitig erfolgen, lassen sich die Arbeitsbedingungen dann optimieren, wenn als Schneidwerkstoff sowohl bei der Innen- als auch bei der Außenbearbeitung Hartmetall verwendet wird. Mach dieser Ausführungsform ist die Standzeit des Werkzeuges in doppelter Weise verbessert, nämlich sowohl durch verbesserte und stabilere Einspannung und Abstützung der Bohrplatte als auch durch die erhöhte Verschleißfestigkeit des Werkstoffes Hartmetall.

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In der Zeichnung ist ein Ausfülirungsbeispiel des der Erfindung zugrunde liegenden Bohrwerkzeuges dargestellt, ohne daß sich die Erfindung auf dieses Beispiel "beschränkt. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht des Bohrwerkzeuges,

Pig. 2 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Bohrwerkzeuges,

Pig. 3 eine Seitenansicht des Bohrwerkzeuges

im Schnitt, bestehend aus Werkzeughalter und Adapter,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die dem Werkzeughalter

zugekehrte Seite des Adapters,

Pig. 5 eine Seitenansicht des Bohrwerkzeuges im

Schnitt mit kegelförmiger Ausnehmung im Adapter,

Pig. 6 eine Draufsicht auf Pig. 5, teilweise im

Schnitt,

Pig. 7 eine Seitenansicht im Schnitt auf das Bohrwerkzeug, bestehend aus Adapter und Werkzeughalter mit Außenzentrierung,

Pig. 8 eine Bohrplatte mit B&xestigungsloch im

Bereich des Vorsprunges,

Pig. 9 eine Draufsicht auf die dem Adapter

zugekehrte Seite der Bohrplatte mit gerundeten Bezugsflächen,

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Pig. 10 eine Seitenansicht der Bohrplatte mit halboffener Ausnehmung im Bereich des VorSprungs.

Nach den Pig. 1 und 2 besteht das Bohrwerkzeug aus einem Werkzeughalter 1, einem Adapter 2, einer Bohrplatte 3, die mit der Schraube 4 in. der Mut 5 des Werkzeughalters 1 durch Verschrauben der beiden Spannlappen 6 und 6¹ gespannt wird.

Die Bohrplatte 3 wird axial mit der Anlagefläche 7 durch den Adapter 2 abgestützt, der seinerseits über die Anlagefläche 8 am Werkzeughalter 1 abgestützt ist. In den Aufnahmeschlitz 5 des Werkzeughalters 1 können Bohrplatten 3 für unterschiedlich große Bohrlochdurchmesser eingebaut werden. Um die axiale Unterstützung der Bohrplatte 3 durch den Adapter 2 wirksam zu gestalten, wird der Bohrplatte 3 ein jeweils auf den Bohrlochdurchmesser abgestimmter Adapter 2 zugeordnet.

Aus den Fig. 3 und 4 ist die Ausführungsform des Adapters 2 mit Zentrierung über den Zentrierzapfen 9 im Werkzeughalter 1 zu erkennen. Der Adapter 2 hat zur radialen Fixierung der Bohrplatte 3 eine Ausnehmung (10, 1O⁸, 19). Der Adapter 2 ragt über den Werkzeughalter 1 hinaus und unterstützt die Bohrplatte 3 mit seinen Anlageflächen 7 und 7' in axialer Richtung.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere zweckmäßige Ausführungsform des Adapters 2, bei der der Adapter 2 durch einen Gewindestift 11 über eine Zentrierung 12 fixiert ist. Fig. 7 zeigt eine weitere zweckmäßige Ausführungsform des Adapters 2, bei der sich der Adapter 2 mit den beiden Bezugsflächen 13 und 13' über eine Außenzentrierung des Werkzeughalters 1 zentrisch ausrichtet.

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Die Figo 8 zeigt die Bohrplatte 3, die zur radialen Ausrichtung einen Vorsprung 14 mit den beiden planparallelen Ausrichtflächen 15 und 15' aufweist. Die Bohrplatte 3 v/eist ein Befestigungsloch 16 auf, das im Bereich des Zentriervorsprunges 14 liegt. Die an den Zentriervorsprung 14 anschließenden Flächen 17 und 17^! dienen der axialen Anlage der Bohrplatte 3 und erstrecken sich bis zum äußersten Rand der Bohrplatte 3. Fig. 9 zeigt eine zweckmäßige Ausführungsform der Bohrplatte 3 mit konvex gerundeten Bezugsflächen 15 und 15'. Außendurchmesser der Bohrplatte und die beiden Bezugsflächen 15 und 15¹ lassen sich bei dieser Form in einer Einspannung schleifen.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform des Befestigungsloches in Form einer halboffenen Ausnehmung zeigt Fig. 10. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß zum Wechseln der Bohrplatte 3 die Befestigungsschraube 4 nur gelöst und nicht herausgedreht zu werden braucht.

Der Gegenstand der Anmeldung beschränkt sich nicht nur auf eine Spitzbohrplatte nach den Fig. 8 und 10, sondern schließt weitere Schneidenformen, wie Stufenbohrplatten oder Aufsenkbohrplatten ein.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche :

M.!Bohrwerkzeug, insbesondere für Metallbearbeitung, bei dem ein Werkzeughalter an seiner Stirnseite einen dreiseitig offenen Aufnahmeschlitz aufweist, in dem eine auswechselbare Bohrplatte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Aufnahmeschlitz (5) zentrisch ein Adapter (2) mit seitlich über den "Werkzeughalter (1) hinausragenden Anlageflächen (7, 7¹) für die Anlage der Bohrplatte (3) eingesetzt ist, der auf seiner der Bohrplatte zugekehrten Seite eine Ausnehmung (10, 10^!, 19) aufweist.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (2) auf seiner dem Schlitzgrund des Aufnahmeschlitzes (5) zugekehrten Seite einen Zentrierzapfen (9) aufweist.
3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (2) auf seiner dem Schlitzgrund des Aufnahmeschlitzes (5) zugekehrten Seite im äußeren Bereich zwei Zentriervorsprünge (13,13') aufweist.
4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (2) durch ein zusätzliches Befestigungsmittel (11) gesichert ist.
5. Bohrwerkzeug nach einem da? Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrplatte (3) auf ihrer der Schneidenspitze gegenüber liegenden Seite einen Zentriervorsprung (14) aufweist.

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6. Bohrwerkzeug nach, einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrplatte (5) in der Mitte des ZentriervorSprunges (14) eine in Richtung des Zentriervorsprunges (14) offene Ausnehmung (18) aufweist.
7. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtfläche (15, 15¹) am Zentriervorsprung (14) der Bohrplatte (3) konvex gerundet ist.
8. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrplatte (3) aus Hartmetall ist.'·

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