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Ditel: Bohrwerkzeug für Bohrungen in Hetallvoll-
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material von Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug
für Bohrungen in lletallvollmaterial von Werkstücken mit einem Schaft und mindestens
zwei an der Stirnseite des Schaftes in einer Aussparung angeordneten # jeweils mehrere
gleich lange Schnei dkant en aufweisenden, auswechselbaren Schneideinsätzen, von
denen die Schneidkante zumindest eines Schneideinsatzes unmittelbar an die Bohrerachse
angrenzt bzw. dieselbe gerin#;-fügig überschreitet.
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Derartige Bohrwerkzeuge sind beispielsweise aus der DE-OS 26 10 292
und der US-PS 3 540 323 bekannt. Die dort beschriebenen Bohrwerkzeuge mit einsetzbaren
Schneidsätzen sind so ausgelegt, daßach Bohrungsdurchmesser entweder eine, zwei
oder auch mehrere Schneideinsätze verwendet werden.
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Bei Bohrern mit nur einem Schneideinsatz erstreckt sich der Spanabtragungsbereich
von einer am weitesten außen liegenden Schneidecke, wo auch die Schnittgeschwindigkeit
am größten ist, bis zur Ilittelachse, wo die Schnittgeschwindigkeit zu Null wird.
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Bei größeren bekannten Bohrwerkzeugen der eingangs genannten Art sind
zwei Schneideinsätze in der Regel so angeordnet, daß der eine auf einem größeren
Radius liegt und mit einer am weitesten außenliegenden Schneidecke den Bohrungsdurchmesser
bearbeitet, wobei sich aber die anschließende Schneidkante nicht bis zur Mittelachse
erstreckt. Vielmehr wird die Mittelachse durch die Schneidkante des zweiten gleich
großen Schneideinsatzes erreicht oder aber überschritten, welche somit gegenüber
dem ersten Schneideinsatz auf kleinerem Radius angeordnet ist.
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Der zweite Schneideinsatz erreicht andererseits mit seiner außen liegenden
Schneidecke nicht mehr den Bohrungsaußendurchmesser. Auch bei diesen zweifach bestückten
Bohrwerkzeugen ist die Schnittgeschwindigkeit an der am weitesten ausladenden Schneidecke
des ersten Schneideinsatzes am größten und dort gleich Null, wo der zweite Schneideinsatz
mit seiner Schneidkante die Mittelachse überschreitet. Entsprechend ist bei beiden
Bohrerarten in der Regel der Verschleiß der am weitesten außen befindlichen Schneidecke
am größten und damit die Standzeiten dieser Schneidecke am geringsten. Diese ungleichmäßige
Schneidenabnützung fahrt zu einer eingeschränkten Wirtschaftlichkeit, da man den
außenliegenden Schneideinsatz öfter wenden oder ersetzen muß als den innenliegenden
Schneideinsatz. Werden die Schneideinsätze gleichzeitig ausgetauscht, so sind sie
oft noch nicht restlos aufgebraucht. Tauscht man sie aber nicht gleichzeitig aus,
so ergeben sich zusätzliche Stillstandszeiten und verringerte Wirtschaftlichkeit.
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Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, das eingangs
genannte Bohrwerkzeug derart auszugestalten, daß die 5 chneidenabnut zung vergleichmäßigt
und damit die Wirtschaftlichkeit des Bohrens wesentlich verbessert wird.
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Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß mindestens zwei unterschiedlich
große Schneideinsätze derart am Schaft angeordnet sind, daß deren äußere Schneidecken
auf gleichem Abstand von der Mittelachae angeordnet sind.
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Das erfindungsgemäße Bohrwerkseug weist somit den besonderen Vorteil
auf, daß eine gemeinsame Bobrbearbeitung von gleichzeitig zwei #iL(3enIinienschneiden
stattfindet wobei mindestens im Teilbereich der Seitenlänge des kleineren Schneideinsatzes
auch eine gemeinsame Bohrungsrundbearbeitung stattfindet, so daß auch dieser, noch
mit einer verhältnism#LBig großen Schnittgeschwindigkeit versehene Bereich mit einer
geteilten Beanspruchung
versehen ist. Der dann sich anschließende
Bereich bis zur Mittelachse wird zwar nur noch von der Teilschneidkante des größeren
Schneideinsatzes bearbeitet, aber es ist dies auch der Bereich, in welchem die Schnittgeschwindigkeibt
und damit der Grad der Abnützung wesentlich geringer ist.
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Durch die gleichzeitige Bearbeitung der Bohrung durch zwei sich diametral
gegenüberliegende Schneidecken wird auch die seitliche Abdrängung des Bohrers gegenüber
den bisher bekannten Anordnungen wesentlich verringert. Es ist bereits bei Bohrbeginn
eine gewisse Richtungsführung gegeben und der Bohrer erhält durch die kombination
der wirksamen Schneidkantenabschnitte eine verhältnismäßig gleichmäßigen Schnittdruck&usgleich,
insbesondere dann wenn man die Spanquerschnittbeteili gung der einzelnen Schneidkantenabschnitte
durch geringfügige axiale Verschiebung der beiden Schneideinsätze zueinander so
auslegt, daß eine verhältnismäßig gute Schnittkrafts#numetrie entsteht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung anhand der Zeichnungen. In den Figuren zeigen: Fig. 1 einen längs schnitt
durch ein Werkstück, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuges
oSfenlegt, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Bohrwerkzeug nach Fig. 1 und Fig. 3 eine
Seitenansicht in Richtung des Pfeiles B des Bohrwerkzeugs nach Fig. 1 und 2 im Schnitt,
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung der Bohrstelle eines bekannten Bohrwerkzeuges
und Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung der Bohrstelle bei Verwendung eines
Bohrwerkzeuges gemäß den Fig 1 bis 3.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Schaft
1 des Bohrwerkzeuges Aussparungen 2 und 12 zur Aufnahme je eines sechseckförmigen
Schneideinsatzes 3 bzw.
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13 aus Hartmetall auf. tber eine bekannte nicht gezeigte Kühlmittelbohrung
kann der Stirnseite Kühlmittel zugeführt werden. Das Bohrwerkzeug kann ruhend angeordnet
sein und das Werkstück W drehend oder umgekehrt.
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Gemäß der Erfindung werden nun zwei unterschiedlich große Schneideinsätze
3 bzw. 13 verwendet, die in ihre Aussparungen 2 bzw. 12 passen.
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Obwohl auch mehr als zwei Schneideinsätze verwendet werden können,
sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei sich gegenüberliegende Schneideinsätze
vorgesehen. Der größere Schneideinsatz 3 erstreckt sich vom Außenrand der Bohrung
bis zur Bohrungsmittelachse oder vorzugseise etwas darüberhinaus.
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Seine beiden jeweiligen Stirnschnitikanten 3a und 3b sind wie die
Schneidecke 3c in Eingriff mit dem Material des Werkstückes.
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Die beiden stirnseitigen Schneidkanten 3a und 3b schließen mit einer
Parallelen P 1 zur Bohrachse hin jeweils einen Winkel CL /2 ein? der zwischen 60
und 850 liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel Ob1560 mit möglichen
Abweichungen von Plus oder Minus 100.
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Die Schneideinsätze können in bekannter Weise beispielsweise mittels
einer Schraube 6 in der Aussparung 2 befestigt sein.
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Nach Lösen der Schraube 6 kann der Schneideinsatz herausgenommen und
um 1200 weitergedreht werden, so daß dann zwei neue Schneidkanten zum Einsatz gelangen.
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Der Schneideinsatz 13 ist vorzugsweise geometrisch ähnlich dem Schneideinsatz
3, jedoch kleiner in seinen Abmessungen.
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Auch befindet sich sein Befestigungspunkt ( z. B. Schraube a er auf
der Parallelen P2 zur Bohrachse M liegt, weiter von dieser Achse entfernt als der
Befestigungspuzdrt des Schneideinsatzes 3. Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht,
hat die Schneidecke 13c den gleichen Abstand von der Bohrachse M wie die Schneidecke
3c. Von dem Schneideinsatz 13 ist jedoch
nur die Schneidkante 13b
in Eingriff mit dem Material, während die Schneidkante 13a freiläuft.
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Wie aus Fig. 4 hervorgeht, die die Bohrwirlcung der bekannten Bohrwerkzeuge
zeigt, greift nur eine Schneidecke 23c am Außendurchmesser der Bohrung an. Auch
wird der äußere Teil der Bohrung lediglich durch die Schneidkante 23b und zum Teil
durch die Schneidkante 23a bearbeitet. Es hat sich herausgestellt, daß gerade die
Schneidecke 23c und die Schneidkante 23b aufgrund der hohen Schnittgeschwindigkeit
besonderen Belastungen und damit auch einer besonderen Abnützung ausgesetzt sind.
Die Schneidkante 23a reicht nicht bis zur Bohrung mittellinie. Dieser Bereich wird
vielmehr von dem zweiten Schneideinsatz bearbeitet, der die gleiche Größe wie der
erste Schneideinsatz 23 besitzt, der jedoch näher an der Bohrachse H angebracht
ist und dessen SchneidLan-te 33a über die Bohrachse hinausragt. Die Schneidkanten
33a und 33b bearbeiten somit den Innenbereich der sich als 33a, 33b, 33a' und 33b'
ergibt, während die Schneidkanten 23a und 23b den Außenbereich 2nb, 23a, 23in' und
23a' bearbeiten. Neben der nachteiligen ungleichmäßigen Abnützung der Schneideinsätze
ergibt sich auch eine gewisse Richtungsabdrängung aufgrund der einseitig wirkenden
Kräfte.
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Fig. 5 zeigt deutlich die Vorteile der Erfindung mit dem größeren
Schneideinsatz 3 und dem kleineren Schneideinsatz 13. Die Schneidecken 3c und 13c
sowie die Schneidkanten 3b und 13b unterstützen sich, während die Schneidkante 3a
den Innenbereich abhebt. Die Schneidkanten 3b und 13b bilden in ihrer Verlängerung
einen gemeinsamen Flachkegel mit einem Eegelwinkel CC ' von vorzugsweise 1560 mit
möglichen Abweichungen um + 100.
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Von besonderem Vorteil bei der Erfindung ist weiter, wie durch die
unterschiedliche Stärke der Linien der Schneidkanten sb bzw. 13b in Fig. 5 angezeigt,
daß der Spanabhebungsquerschnitt für die Schneidkante 3b gleich demJenigen der Schneidkantc
1 gemacht wird und zwar dadurch, daß die beiden Schneidsätzc
gegeneinander
in Bohrachsenrichtung etwas verschoben Silld.
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Dies bedeutet, daß die Schneidkante 3b auf ihre ganze Länge genauso
belastet wird, wie die kürzere Schneidkante 13b.
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Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßigere Abnutzung der Schneideinsätze
und ein gleichmäßigeres Bohren.
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