DE2631138A1

DE2631138A1 - Werkzeug, insbesondere kernlochbohrwerkzeug

Info

Publication number: DE2631138A1
Application number: DE19762631138
Authority: DE
Inventors: Tiberius Wozar
Original assignee: Benz GmbH Werzeug und Maschinenbau KG
Current assignee: Benz GmbH Werzeug und Maschinenbau KG
Priority date: 1976-07-10
Filing date: 1976-07-10
Publication date: 1978-01-19
Also published as: IT1117523B; FR2357324A1

Description

D 5326 - fualho

Benz GmbH Werkzeug- und Maschinenbau KG, Haslach (Kinzigtal)

Werkzeug, insbesondere Kernlochbohrwerkzeug

(Zusatz zur Patentanmeldung P 25 53 035.2)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug, insbesondere Kernlochbohrwerkzeug mit einem zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildeten Schaft und einem mit eingesetzten Schneidelementen versehenen Bohrkopf, nach Patentanmeldung 25 53 035.2

Werkzeuge dieser Art, also insbesondere Kernlochbohrwerkzeuge, aber auch Spiralbohrer, Drehmeißel, Fräser oder andere zur spanabhebenden Bearbeitung verwendbaren Werkzeuge sind für bestimmte Verwendungsarten mit vorzugsweise aus

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Hartmetall gefertigten Schneide!ementen bestückt. Bei den bekannten Werkzeugen und bei dem Kernlochbohrwerkzeug nach der Hauptanmeldung sind derartige Schneidelemente im Querschnitt etwa rechteckförmig und sind in eine entsprechende Ausnehmung am vorderen Ende des Werkzeugs mittels Klemmen, Löten, Kleben od.dgl. befestigt.

Nachteilig hieran ist, daß die Ausnehmung im Werkzeug relativ schwierig und umständlich herauszuarbeiten ist, wobei bei mehreren vorgesehenen Schneidelementen über den Umfang des Werkzeugs jede Ausnehmung gesondert bzw. eine nach der anderen hergestellt werden muß. Derartige Ausnehmungen werden im allgemeinen durch Fräsen hergestellt, wobei man bei Werkzeugen, bei denen die Platten gelötet oder geklebt werden, in nachteiliger Weise am Werkzeug einen Auslauf, also eine später vom Schneidelement nicht eingenommene Arbeitsfläche benötigt. Um einen solchen Auslauf zu verhindern, hat man auch versucht, die Ausnehmungen mit einem !Fingerfräser herzustellen, was jedoch weitaus schwieriger ist und langsamer vor sich geht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die spätere Anordnung des rechteckförmigen Schneidelementes, insbesondere die winklige Anordnung der Hauptschneide zu einer zugeordneten Langsebene des Werkzeugs bei der Herstellung der Ausnehmung bei jedem Werkzeug genau festgelegt sein muß, da die Lage der Schneidelemente von der genauen Lage der Ausnehmung abhängig ist.

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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug, insbesondere ein Kernloclibolirwerkzeug der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Ausnehmungen bzw. der Sitz für den oder die Schneidelemente in einfacherer und schnellerer Weise herstellbar sind und die Lage der Hauptschneide erst bei der Montage festgelegt werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schneidelemente eine kreisrunde Querschnittsgrundform besitzen und Jeweils in eine entsprechende Stirnbohrung am Bohrkopf eingesetzt und gehalten sind.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Werkzeugs besteht darin, daß die Ausnehmung bzw. der Sitz für die Schneidelemente am vorderen Ende des Werkzeugs bzw. bei Bohrern am Bohrkopf statt durch Fräsen in einfacher Weise durch Bohren sehr genau hergestellt werden kann. Insbesondere ist es dabei möglich, bei Werkzeugen mit mehreren über den Stirnumfang angeordneten Schneidelementen deren Ausnehmungen bzw. Sitze gleichzeitig mit einem Mehrspindelbohrkopf bzw. einer Mehrspindelbohrmaschine herzustellen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Sitz ohne Mehraufwand in beliebigen Eichtungen relativ zur Achse beispielsweise des Bohrkopfes gebohrt werden kann, so daß man die gewünschte Lage der Schneidelemente ohne weiteres bestimmen kann. Während bei den bekannten rechteckförmigen Schneidelementen die Lage in bezug auf eine Längemittelebene des Werkzeugs mit der Herstellung des Sitzes definiert ist und nicht mehr geändert werden kann,

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mäßen Werkzeug nach Herstellen der Sitzbohrung ohne weiteres möglich, das eingesetzte Schneidelement in die eine oder andere Richtung zu verdrehen, so daß die Hauptschneide in bezug auf beispielsweise einen Radiusstrahl einen positiven oder negativen, vorzugsweise spitzen Neigungswinkel einnehmen kann. Dies bedeutet, daß eine Vielzahl von Werkzeugen in gleicher Weise gebohrt werden kann, da erst nach Einsetzen bzw. mit dem Befestigen der Schneidelemente im Werkzeug entschieden werden muß, welche Einsatzbedingungen das Werkzeug erfüllen soll. Dies bedeutet, daß je nach Lage und Größe des Neigungswinkels der Hauptschneide das Werkzeug entweder zum Schruppen oder zum Schichten o.dgl. verwendet werden kann und daß die Spänne entweder nach aussen oder nach inen abgeführt werden. Dies bedeutet auch, daß eine wesentlich geringere Vielfalt an Grundwerkzeugen hergestellt werden muß, was sich in einer wesentlichen Reduzierung der Kosten niederschlägt. Bei mehreren Schneidelementen werden die Hauptschneiden im allgemeinen mit dem gleichen Neigungswinkel versehen} für bestimmte Anwendungsgebiete ist es jedoch auch denkbar, die Neigungswinkel der Hauptschneiden der in Drehrichtung aufeinanderfolgenden Schneidelemente in bestimmter Weise unterschiedlich groß zu machen und/oder in unterschiedliche Richtungen zu stellen. Die Schneidelemente werden nach der betreffenden Einstellung des Neigungswinkels der Hauptschneid· in der Sitibohrung bevorzugt festgelötet oder geklebt. Es ist aber auch möglich, die Schneidelemente in der Sitzbohrung

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einstellbar festzusetzen, so daß das Werkzeug in einfacher Weise auch nachträglich an unterschiedliche Anwendungsfälle angepaßt werden kann. In diesem Falle müßten die Schneidelemente in geeigneter Weise geklemmt werden.

Ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen Werkzeugs besteht darin, daß die mit einer im Querschnitt kreisrunden Grundform versehenen Schneidelemente wesentlich stabiler als die genannten rechteckförmigen Schneidelemente sind, da sie in Schneidrichtung ein wesentlich höheres Widerstandsmoment besitzen, das der gewählten Querschnittsform eigen ist. In entsprechender Weise ist auch der Stirnbereich des Werkzeugs, in den die Schneidelemente eingesetzt sind, robuster. Sind die Schneidelemente in die Sitzbohrung eingelötet, so wird über diese umfangsseitigen Lötflächen die Stabilität des gesamten Werkzeugs in diesem Bereich weiter erhöht. Darüber hinaus entfällt bei der runden Ausnehmung im Körper die bei Vorhandensein von scharfen Kanten auftretende Kerbwirkung.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, mit der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Bohrkopf eines Kernlochbohrwerkzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung in Teildarstellung,

Fig. 2 eine Stirnansicht gemäß Pfeil II der Fig. 1 und

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Pig. 3 eine perspektivische Aasicht eines "bei dem Kernlochbohrwerkzeug verwendeten Schneidelementes.

Das erfindungsgemäße Werkzeug 11 zum Bohren von Kernlöchern besitzt einen fferkzeugkopf in Form eines Bohrkopfes 12, der einstückig mit einer zylindrischen Verlängerung 13 ist, die in nicht dargestellter Weise gegebenenfalls über eine zweite Verlängerung mit einem in ein Bohrfutter einer Werkzeugmaschine einspannbaren Schaft drehfest verbindbar ist. Es versteht sich, daß auch der Bohrkopf 12 derart ausgebildet sein kann, daß er mit der Verlängerung 13 nicht einstückig, sondern drehfest verbindbar ist. Die Verlängerung 13 bzw. die nicht dargestellte zusätzliche Verlängerung kann unterschiedlich lang sein, je nachdem welche Tiefe bzw. Länge das zu schaffende Bohrloch im betreffenden Werkstück besitzen soll. Der Bohrkopf 12 kann auch durch einen anderen Werkzeugkopf, beispielsweise durch einen Ausdrehkopf, Reibkopf, Rollkopf od.dgl. ausgetauscht werden, so daß die Güte der Bohrungsinnenwandung in gewünschter Weise fertig bearbeitet werden kann.

Wie insbesondere aus Pig. 2 ersichtlich, besitzt der Bohrkopf 12 über seine ringförmige Stirnfläche 14 vier identische Schneidelemente 16, die eine im Querschnitt gesehen kreisrunde Grundfläche besitzen und die in entsprechende vorzugsweise mit der Längsmittelachse 17 des Bohrkopfes 12 achsparallele

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Bonrungen 18 eingelassen sind, die den Sitz für die Schneidelemente 16 im Bohrkopf 12 bilden. Jedes der Schneidelemente 16 ist über seine Länge mit einem im Querschnitt gesehen kreissektorartigen Ausschnitt 21 versehen, der bis zur die ßpanflächie bildenden Längsmittelebene 22 reicht und andererseits durch eine Fläche 25 begrenzt ist, die im Querschnitt gesehen unter einem Winkel von vorzugsweise größer als 90° zur Längsmittelebene 22 verläuft. Im Bereich der ^auptschneide des Schneidelementes 16 erstreckt sich der Ausschnitt 21 über die gesamte Breite der Längsmittelebene 22, während er sich in dieser Ebene zum hinteren Ende des Schneidelementes hin dadurch verjüngt, daß die Fläche 23 etwa über den größten Teil der Länge des Schneidelementes 16 konisch nach innen und dann in geringem Abstand parallel zur Längsmittelachse 26 des Schneidelementes 16 verläuft. Die -^auptschneide 2A-, die sich bezüglich der kreisrunden Grundfläche sekantenförmig in der Längsmittelebene 22 erstreckt, verläuft unter einem Winkel k von vorzugsweise 15° zur normalen Ebene auf die Längsmittelachse 26 der Schneidelemente 16 nach innen geneigt und geht im Bereich seiner in Einbaulage äußeren Kante in eine kurze entgegengesetzt nach aussen geneigte Nebenschneide 27 über.

Die Breite der Stirnfläche 14 des Bohrkopfes 12 ist etwas geringer als der Durchmesser der Schneidelemente 16 und die Sitzbohrungen 18 sind derart in die Stirnfläche 14 des Bohrkopfes 12 eingebohrt, daß die Schneidelemente 16

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sowohl die Innenwand 28 als auch die Aussenwand 29 des Bohrkopfes 12 überragen. Dabei sind die Schneidelemente 16 derart angeordnet, daß die Aussenwand 29 etwa mit dem Scheitel 31 zwischen Hauptschneide 24 und Kebenschneide 27 fluchtet, während die Innenvrand 28 mit dem Grund einer Kreissehnenfläche 32 am Schneidelemente 16 fluchtet. Dem inneren Ende des Schneidelementes 16 benachbart ist die Innenwand 28 des Bohrkopfes 12 mit einer Hingkehle 33 versehen (vgl. die Hauptanmeldung). Die Innenwand 28 des Bohrkopfes 12 fluchtet mit der Innenwandung der Verlängerung 13» während die Aussenwand 29 des Bohrkopfes 12 gegenüber der der Verlängerung 13 einen größeren Durchmesser besitzt. Wie der !"ig. 2 zu entnehmen ist, ist der Spanfläche 22 jedes Schneidelementes 16 eine Spankammer 3²^ im Bohrkopf 12 benachbart.

Wie erwähnt, sind beim Ausführungsbeispiel die Sitzbohrungen 18 achsparallel zur Längsmittelachse 17 cLes Bohrkopfes 12 bzw. der Verlängerung 13» es ist jedoch auch möglich, diese Sitzbohrungen 18 gegenüber der Achse 17 in beliebigen Richtungen schräg in die Stirnfläche 14 einzubohren. Beim Ausführungsbeispiel sind vier über den Umfang der Stirnfläche verteilt angeordnete Sitzbohrungen 18 vorgesehen, deren Mittelpunkte abwechselnd einen Teilungswinkel von 95° und 85° miteinander einschließen. Die Schneidelemente 16 sind beim Ausführungsbeispiel so eingesetzt bzw. in den Bohrungen

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18 verdreht, daß die Hauptschneide 24 mit dem durch ihre Außenkante gehenden Radiusstrahl zum Bohrungsmittelpunkt einen positiven Winkel von 5° einschließt. Ein positiver Neigungswinkel "bedeutet hierein Winkel, der in Drehrichtung des Werkzeugs 11 gesehen nacheilt. Die ochneidelemente 16 sind dabei so angeordnet, daß abwechselnd entweder die Innenkante der Hauptschneide 24 oder die kan-f-e der Hebenschneide 27, also die Aussenkante der Hauptschneide 24, in einer der Längsmittelebenen des Bohrkopfes 12 liegt, Es versteht sich, daß der Neigungswinkel der Hauptschneide 24 auch negativ, also gegenüber der Drehrichtung des Bohrkopfes 12 voreilen kann und daß der positive oder negative Neigungswinkel auch größer oder kleiner als 5° sein kann, je nach Anwendungsgebiet des Werkzeugs 11. Je nach dem, ob der Neigungswinkel positiv oder negativ ist, werden die Späne entweder nach aussen oder nach innen über die Spanfläche 22 abgeleitet. Es versteht sich ferner, daß auch weniger oder mehr als vier üchneidelemente 16 über die Bohrkopfstirnfläche 14 verteilt angeordnet sein können und daß auch je nach Anwendungsfall die Winkelteilung zwischen den ochneidelementen 16 bzw. den Sitzbohrungen 18 anders sein kann.

Die ochneidelemente 16 sind in den Sitzbohrungen 18 an ihren bei 36 und 37 angedeuteten Umfangsbereichen eingelötet, welche Lötflächen zu einer Erhöhung der Stabilität des Werkzeugs 11 beitragen, ^ie einzelnen Schneidelemente 16 sind

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derart ausgebildet, daß sie einen Freiwinkel^von vorzugsweise 4-° oder 5° und einen Spanwinkel ^f von vorzugsweise etwa 0° "besitzen. Sofern zerspanungstechnisch notwendig, können Spanleitstufen in bekannter Weise auch so angebracht werden, daß ein entsprechend größerer Spanwinkel entsteht.

Da die Schneidelemente 16 sowohl nach innen als auch nach aussen die Wandungen 28 bzw. 29 des Bohrkopfes 12 überragen, liegen die beiden Kanten 38, 39 im wesentlichen frei, so daß nur noch geringfügig nachgeschliffen wei'den muß. Es versteht sich, daß bei entsprechend anderen Anwendungsgebieten der bzw. die Freiwinkel und der Spanwinkel auch eine andere Größe besitzen können.

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Claims

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Ansprüche

1. J Werkzeug, insbesondere Kernlochbohrwerkzeug mit einem zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildeten Schaft und einem mit eingesetzten Schneidelementen versehenen Bohrkopf, nach Patentanmeldung P 25 53 o35f2 . dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (16) eine kreisrunde Querschnittsgrundform besitzen und jeweils in eine entsprechende Stirnbohrung (18) am Bohrkopf (12) eingesetzt und gehalten sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsohneide (24) eine Sekante, vorzugsweise die durch den Mittelpunkt gehende Sekante, bezüglich der kreisrunden Querschnittsform ist.

3· Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schneidelement (16) mit einem im Querschnitt gesehen sektorförmigen Ausschnitt (21) versehen ist, der sich von der Hauptschneide (24) aus, in deren Bereich er nahezu die gesamte Längsschnittflache (22) einnimmt, zum anderen Ende des Schneidelementes hin einseitig verjüngt.

4. Werkzeug nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß

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ORiGlNAL INSPECTED

die Längs s chni ttflache (22) die Spanfläche ist, zu der eine in Längsrichtung zumindest über eine Teillänge etwa konisch verlaufende Begrenzungsfläche (23) angeordnet ist.

5· Werkzeug nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche (23) bis in den Bereich der Längsmittelachse (26) verläuft.

6. Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsfläche (23) im Querschnitt gesehen unter einem Winkel von 90° oder größer als 90° zur Span fläche (22) angeordnet ist.

7· Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ereiwinkel im Bereich von etwa 4° + 2° liegt.

8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanwinkel im Bereich von etwa 0° liegt.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Spanfläche (22) eine Spanleitstufe eingearbeitet ist.

10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (26) des

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Schneidelementes (16) etwa parallel zur Achse (17) des Bohrkopfes (12) verläuft.

11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschneide (24·) zur Normalen der Längsmittelachse (26) hin von aussen nach innen geneigt ist.

12. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (18) für die Schneidelemente (16) "bzw. für Schneidelemente (1$) selbst einen größeren Durchmesser besitzen als der Breite der ringförmigen Stirnfläche (14) des Bohrkopfes (12) entspricht.

13· Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (16) eine äußere Nebenschneide (27) besitzen.

Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (16) in die Bohrungen (18) des Bohrkopfes (12) eingelötet sind.

15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (16) in den Bohrungen (18) des Bohrkopfes (12) verdrehbar geklemmt sind.

16. Werkzeug nach einem der Torhergehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschneide (24) gegenüber dem betreffenden, ihn schneidenden Badiusstrahl einen negativen oder positxven Winkel von vorzugsweise etwa 5° einnimmt.

17· Werkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Schneidelementen (16) die Hauptschneiden (24) aller Schneidelemente gleichgerichtet sind.

18. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daS die winklige Teilung der Schneidelemente (16) über die Bohrkopfstirnfläche (14) unterschiedlich, bei vier Schneidelementen (16) vorzugsweise abwechselnd 95° und 85° ist.

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