DE29603475U1 - Drilling tool - Google Patents
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Description
7790/VIII/7790/VIII/
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, bestehend aus einem um seine Längsachse rotierend antreibbaren Schneidenteil und einem sich an diesen in axialer Richtung anschließenden Einspannschaft, wobei der Schneidenteil mindestens eine am Umfang ausgebildete, etwa geradlinig von einer Bohrerspitze in Richtung des Einspannschaftes verlaufenden Span-Nut zur Bildung von Schneidkanten mit unterschiedlichen Bohrdurchmessern aufweist und die im wesentlichen schräg zur Längsachse verlaufenden Schneidkanten im wesentlichen auf einer konusförmigen Mantelfläche liegen.The present invention relates to a drilling tool, consisting of a cutting part that can be driven in rotation about its longitudinal axis and a clamping shaft that adjoins it in the axial direction, wherein the cutting part has at least one chip groove formed on the circumference and running approximately straight from a drill tip in the direction of the clamping shaft to form cutting edges with different drilling diameters and the cutting edges, which run essentially obliquely to the longitudinal axis, lie essentially on a conical surface.
Ein bekanntes, in der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung DE-GM 90 16 504.7 offenbartes Bohrwerkzeug der beschriebenen Art ist zum Aufbohren von Löchern in dünnen Blechmaterialien bestimmt. Die Ausbildung als Stufenbohrer oder als Schälaufbohrer gestattet es, mit einem einzigen Werkzeug Bohrungen verschiedener Durchmesser in ein Werkstück einzubringen, ohne daß für das Aus- und Einspannen eines neuen Werkzeugs unnötig Zeit aufgewendet werden muß. DabeiA known drilling tool of the type described, disclosed in the German utility model application DE-GM 90 16 504.7, is intended for drilling holes in thin sheet materials. The design as a step drill or as a spiral drill allows holes of different diameters to be drilled into a workpiece using a single tool, without unnecessary time having to be spent on removing and clamping a new tool.
kann dadurch, daß der Schneidenteil in mindestens zwei., gleichartigen Span-Nuten identische Markierungen aufweist, die in Rotationsrichtung des Schneidenteils zueinander kongruent sind und sich von der Oberfläche der Span-Nuten kontrastiert abheben, der aktuelle Bohrdurchmesser auch bei Rotation des Bohrwerkzeuges leicht visualisiert werden.Because the cutting part has identical markings in at least two similar chip grooves, which are congruent to one another in the direction of rotation of the cutting part and contrast with the surface of the chip grooves, the current drilling diameter can be easily visualized even when the drilling tool is rotating.
In der Technologie der Fertigungsverfahren besteht seit mehreren Jahren das Bestreben, mehrere unterschiedliche spanende Trennverfahren bei ein und derselben Werkstückaufspannung auszuführen und dadurch den Fertigungsaufwand zu senken. Zu diesem Zweck wurden beispielsweise Fräsvorrichtungen entwickelt, die an eine Werkzeugmaschine, wie an eine Dreh-, Hobel- oder Stoßmaschine, angesetzt werden können. Zur weiteren Senkung des Fertigungsaufwandes wäre es aber erstrebenswert, mehrere unterschiedliche spanende Trennverfahren nicht nur bei ein und derselben Werkstücksondern auch bei ein und derselben Werkzeugaufspannung durchführen zu können.In manufacturing technology, there has been an effort for several years to carry out several different cutting processes with one and the same workpiece clamping and thereby reduce the manufacturing effort. For this purpose, for example, milling devices have been developed that can be attached to a machine tool, such as a lathe, planer or slotting machine. In order to further reduce the manufacturing effort, it would be desirable to be able to carry out several different cutting processes not only with one and the same workpiece but also with one and the same tool clamping.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das sich bei der spanenden Bearbeitung eines aufgespannten Werkstückes durch eine erweiterte Variablität im Einsatzbereich auszeichnet, d.h. mit dem ohne Werkzeugwechsel eine universellere Verwendbarkeit gegeben ist.The invention is based on the object of creating a drilling tool of the type described at the beginning, which is characterized by an increased variability in the area of application when machining a clamped workpiece, i.e. which allows for more universal usability without changing tools.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Bohrwerkzeug erreicht, das aus einem um seine Längsachse rotierend antreibbaren Schneidenteil und einem sich an diesen in axialer Richtung anschließenden Einspannschaft besteht. Der Schneidenteil weist mindestens eine am Umfang ausgebildete, etwa geradlinig von einer Bohrerspitze in Richtung des EinspannschaftesAccording to the invention, this is achieved by a drilling tool that consists of a cutting part that can be driven in rotation about its longitudinal axis and a clamping shaft that is connected to this in the axial direction. The cutting part has at least one groove formed on the circumference that extends approximately straight from a drill tip in the direction of the clamping shaft.
verlaufende Span-Nut zur Bildung von Schneidkanten mit unterschiedlichen Bohrdurchmessern auf. Im wesentlichen schräg zur Längsachse verlaufende Schneidkanten liegen im wesentlichen auf einer konusförmigen Mantelfläche. Der Schneidenteil besitzt mindestens einen Abschnitt mit von der Bohrerspitze in Richtung des Einspannschaftes über eine Stufe verringertem Durchmesser und auf der der Spitze zugewandten Seite des Abschnitts mit verringertem Durchmesser einen Übergangsbereich mit einer im wesentlichen konusförmigen Mantelfläche.running chip groove to form cutting edges with different drill diameters. Cutting edges running essentially at an angle to the longitudinal axis lie essentially on a conical surface. The cutting part has at least one section with a diameter that is reduced from the drill tip in the direction of the clamping shaft over a step and on the side of the section with reduced diameter facing the tip a transition area with an essentially conical surface.
Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug ist ein mehrschneidiges Zerspanungswerkzeug, mit dem es möglich ist, bei ein und derselben Werkstück- und Werkzeugaufspannung in ein Werkstück nicht nur Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers einzubringen, sondern auch vorhandene Bohrungen zu senken und/oder zu entgraten. Dazu ist eine zur Bohrungsmitte exzentrische Kreisbewegung bzw. eine laterale Vorschubbewegung auszuführen. Besonders bei Handbohrungen ist dies in einfacher Weise möglich. Mittels der Schneidkanten, die im wesentlichen schräg zur Längsachse verlaufen und jeweils auf einer sich in Richtung auf den Einspannschaft hin konusförmig aufweitenden Mantelfläche liegen, kann das Werkstück oberseitig gesenkt und/oder entgratet werden. Zum werkstückunterseitigen Senken und/oder Entgraten dient darüber hinaus mindestens ein Übergangsbereich mit von der Bohrerspitze sich in Richtung des Einspannschaftes konisch sich verringerndem Durchmesser. Die konusförmige Mantelfläche, des Übergangsbereiches trägt die im wesentlichen schräg zur Längsachse verlaufenden Schneidkanten.The drilling tool according to the invention is a multi-blade cutting tool with which it is possible, with one and the same workpiece and tool clamping, not only to drill holes of different diameters into a workpiece, but also to countersink and/or deburr existing holes. To do this, a circular movement eccentric to the center of the hole or a lateral feed movement must be carried out. This is particularly easy to do with hand drilling. The workpiece can be countersunk and/or deburred on the top by means of the cutting edges, which run essentially at an angle to the longitudinal axis and each lie on a surface that widens conically in the direction of the clamping shaft. At least one transition area with a diameter that tapers conically from the drill tip in the direction of the clamping shaft is also used for countersinking and/or deburring on the underside of the workpiece. The conical surface of the transition area bears the cutting edges that run essentially at an angle to the longitudinal axis.
Das Bohrwerkzeug kann als Schälaufbohrer oder als Stufenbohrer ausgebildet sein. Im zweiten Fall besitzt es mehrereThe drilling tool can be designed as a spiral drill or as a step drill. In the second case, it has several
etwa zylindrische Abschnitte mit unterschiedlichen,- von der Bohrerspitze in Richtung des Einspannschaftes über Stufen zunehmenden Durchmessern und mit konisch ausgebildeten Übergangsbereichen zwischen den zylindrischen Abschnitten.for example, cylindrical sections with different diameters that increase in steps from the drill tip towards the clamping shaft and with conical transition areas between the cylindrical sections.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht für den Stufenbohrer am Umfang mindestens zwei, etwa geradlinig von einer Bohrerspitze in Richtung des Einspannschaftes verlaufende Span-Nuten zur Bildung von Schneidkanten vor. Außerdem ist mindestens eine Umfangsrille in jedem zylindrischen Abschnitt mit einem vergrößerten Durchmesser gegenüber dem in Richtung auf den Einspannschaft davorliegenden zylindrischen Abschnitt vorgesehen. Die Höhe eines jeden zylindrischen Abschnitts beläuft sich dabei auf einen Betrag, der größer als die Dicke des zu bearbeitenden Materials ist. Entsprechend dieser vorteilhaften Ausgestaltung, können mit dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug gleichzeitig mit der rotierenden Schnittbewegung sowohl eine geradlinige Vorschubbewegung in Richtung der Längsachse des Werkzeugs als auch Vorschubbewegungen in der Ebene durchgeführt werden, zu der die Längsachse des Werkzeugs die Flächennormale bildet. Im ersten Fall, dem Bohren bzw. dem Entgraten oder Senken, stehen dabei die Schneiden des nach der Erfindung ausgebildeten Stufenbohrers stetig im Eingriff mit dem Werkstück, während dies im zweiten Fall, dem Fräsen, nicht gegeben ist. Der Stufenbohrer verfügt über zwei Arten von Hauptschneiden: Bohr-Hauptschneiden, die im wesentlichen schräg zur Umdrehungsachse des Bohrers verlaufen, in den Übergangsbereichen und Fräs-Hauptschneiden, die sich im wesentlichen parallel zur Umdrehungsachse des Bohrers erstrecken, in jedem der etwa zylindrischen Abschnitte. Auf diese Weise ist es möglich, mit ein und demselben Werkzeug entsprechend der vorgesehenen Durchmesserstufung nicht nur BohrungenAn advantageous embodiment of the invention provides for at least two chip grooves on the circumference of the step drill, which run approximately in a straight line from a drill tip in the direction of the clamping shaft to form cutting edges. In addition, at least one circumferential groove is provided in each cylindrical section with an enlarged diameter compared to the cylindrical section in front of it in the direction of the clamping shaft. The height of each cylindrical section is greater than the thickness of the material to be machined. According to this advantageous embodiment, the drilling tool according to the invention can be used to carry out both a straight feed movement in the direction of the longitudinal axis of the tool and feed movements in the plane to which the longitudinal axis of the tool forms the surface normal at the same time as the rotating cutting movement. In the first case, drilling or deburring or countersinking, the cutting edges of the step drill designed according to the invention are constantly in engagement with the workpiece, while in the second case, milling, this is not the case. The step drill has two types of main cutting edges: main drilling cutting edges, which run essentially obliquely to the axis of rotation of the drill, in the transition areas, and main milling cutting edges, which extend essentially parallel to the axis of rotation of the drill, in each of the approximately cylindrical sections. In this way, it is possible to use one and the same tool in accordance with the intended diameter gradation not only to drill holes
eines gewünschten Durchmessers, sondern auch Langlöcher bzw. Schlitzöffnungen von gewünschter Breite und Länge herzustellen. Dadurch, daß die Höhe eines jeden zylindrischen Abschnitts sich auf einen Betrag beläuft, der größer als die Dicke, der insbesondere etwa gleich dem Zweifachen der Dicke des zu bearbeitenden Materials ist, ist es möglich, gleichzeitig mit einer Vorschubbewegung in der Ebene, zu der die Umdrehungsachse des Bohrers die Flächennormale bildet, eine geradlinige Auf-und-Ab-Vorschubbewegung in Richtung der Umdrehungsachse des Werkzeugs durchzuführen. Der Stufenbohrer führt dabei neben der rotierenden Schnittbewegung eine Bewegung nach der Art einer Bügelsäge oder einer Feile aus, wobei die Umfangsrillen im Bereich der zylindrischen Abschnitte als Spanbrecher wirken.a desired diameter, but also to produce long holes or slotted openings of the desired width and length. Because the height of each cylindrical section is greater than the thickness, in particular approximately equal to twice the thickness of the material to be machined, it is possible to carry out a linear up-and-down feed movement in the direction of the tool's axis of rotation at the same time as a feed movement in the plane to which the axis of rotation of the drill forms the surface normal. In addition to the rotating cutting movement, the step drill carries out a movement similar to that of a hacksaw or a file, with the circumferential grooves in the area of the cylindrical sections acting as chip breakers.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und, einschließlich ihrer Vorteile, in der nachfolgenden Beschreibung genannt.Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims and, including their advantages, mentioned in the following description.
In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:Two preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawing. They show:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines als Stufenbohrer ausgebildeten, ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, in vergrößerter Darstellung,Fig. 1 is a side view of a first embodiment of the invention designed as a step drill, in an enlarged view,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines als Stufenbohrer ausgebildeten, zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, in vergrößerter Darstellung,Fig. 2 is a side view of a second embodiment of the invention designed as a step drill, in an enlarged view,
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,Fig. 3 is a cross-section along the line III-III in Fig. 2,
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■Fig. 4 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug aus Fig. 2 von der Seite des Einspannschaftes her, vergrößert gegenüber Fig. 2.■Fig. 4 is a plan view of the drilling tool according to the invention from Fig. 2 from the side of the clamping shaft, enlarged compared to Fig. 2.
Ein erfindungsgemäßes, als Stufenbohrer ausgebildetes Bohrwerkzeug besteht, sowohl in der ersten Ausführung nach Fig. 1 als auch in der zweiten Ausführung nach Fig. 2, aus einem um seine Längsachse 1 rotierend in Richtung des in Fig. 4 eingezeichneten Pfeils 2 antreibbaren Schneidenteil 3 und einem sich an diesen in axialer Richtung anschließenden Einspannschaft 4. Der Einspannschaft 4 kann einen beliebigen, beispielsweise sechseckigen oder kreisförmigen Querschnitt besitzen. Insbesondere ist es günstig, wenn der Einspannschaft 4 einen kreisförmigen Querschnitt mit drei um 120° vesetzten, tangential abgeplatteten Mitnehmerflächen hat. Der Einspannschaft 4 erhält dadurch einen sicheren Sitz im Bohrfutter, vor allem auch dann, wenn der Bohrer neben der Schnittbewegung auch eine Auf-und-Ab-Vorschubbewegung ausführt. Der Schneidenteil 3 weist mehrere etwa zylindrische Abschnitte 5 mit unterschiedlichen, von der Bohrerspitze 6 in Richtung des Einspannschaftes 4 über Stufen zunehmenden Durchmessern auf. Außerdem besitzt der Schneidenteil 3, wie insbesondere in den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, die auch für die erste Ausführungsform charakteristisch sind, mindestens zwei am Umfang ausgebildete, von der Bohrerspitze 6 geradlinig in Richtung des Einspannschaftes 4 verlaufende Span-Nuten 7. Die Span-Nuten 7 liegen in beiden Ausführungsbeispielen um 18 0° versetzt am Umfang des erfindungsgemäßen Stufenbohrers und sind vorteilhafterweise gleichartig ausgebildet.A drilling tool according to the invention, designed as a step drill, consists, both in the first embodiment according to Fig. 1 and in the second embodiment according to Fig. 2, of a cutting part 3 that can be driven in rotation about its longitudinal axis 1 in the direction of the arrow 2 shown in Fig. 4 and a clamping shaft 4 that is connected to this in the axial direction. The clamping shaft 4 can have any cross-section, for example hexagonal or circular. In particular, it is advantageous if the clamping shaft 4 has a circular cross-section with three tangentially flattened driving surfaces offset by 120°. The clamping shaft 4 is thus securely seated in the drill chuck, especially when the drill also carries out an up-and-down feed movement in addition to the cutting movement. The cutting part 3 has several approximately cylindrical sections 5 with different diameters that increase in steps from the drill tip 6 in the direction of the clamping shaft 4. In addition, the cutting part 3 has, as can be seen in particular in Figs. 3 and 4, which are also characteristic of the first embodiment, at least two chip grooves 7 formed on the circumference that run straight from the drill tip 6 in the direction of the clamping shaft 4. In both embodiments, the chip grooves 7 are offset by 180° on the circumference of the step drill according to the invention and are advantageously designed in the same way.
Durch die Span-Nuten 7 werden im Schneidenteil 3 des Stufenbohrers zwei Arten von Schneidkanten 8, 9 gebildet.The chip grooves 7 form two types of cutting edges 8, 9 in the cutting part 3 of the step drill.
Beide ^Arten von Schneidkanten 8, 9 stellen Hauptschneiden dar: Die Fräs-Hauptschneiden 8 erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Umdrehungsachse 1 des Bohrers, während die Bohr-Hauptschneiden 9 im wesentlichen schräg zur Umdrehungsachse 1 des Bohrers verlaufen. Es können auch mehrere, vorzugsweise drei, gleichartige Span-Nuten 7 im Winkel von 120° versetzt über den Umfang verteilt angeordnet sein, wodurch die Schneidkanten 8, 9 jeweils dreifach ausgebildet sind und sich die Schnittleistung des Bohrers erhöht. Both types of cutting edges 8, 9 represent main cutting edges: The milling main cutting edges 8 extend essentially parallel to the rotation axis 1 of the drill, while the drilling main cutting edges 9 extend essentially obliquely to the rotation axis 1 of the drill. Several, preferably three, similar chip grooves 7 can also be arranged offset at an angle of 120° over the circumference, whereby the cutting edges 8, 9 are each formed three times and the cutting performance of the drill is increased.
Jeder zylindrische Abschnitt 5 besitzt mindestens eine als Spanbrecher wirkende Umfangsrille 10. Die Anzahl dieser Umfangsrillen 10 kann unterschiedlich gewählt werden; die optimale Anzahl der Umfangsrillen 10 im Bereich der zylindrischen Abschnitte 5 liegt aufgrund der bei der Werkstückbearbeitung anfallenden Spanmenge bei zwei bis drei.Each cylindrical section 5 has at least one circumferential groove 10 that acts as a chip breaker. The number of these circumferential grooves 10 can be selected differently; the optimal number of circumferential grooves 10 in the area of the cylindrical sections 5 is two to three due to the amount of chips generated during workpiece machining.
Die Höhe 11 eines jeden zylindrischen Abschnitts 5 beläuft sich auf einen Betrag, der größer als die Dicke des zu bearbeitenden Materials ist. Dadurch ist, wie bereits oben erwähnt, beim Fräsen gleichzeitig mit einer Vorschubbewegung in der Ebene, zu der die Umdrehungsachse 1 des Bohrers die Flächennormale bildet, eine geradlinige Auf-und-Ab-Vorschubbewegung in Richtung der Umdrehungsachse 1 des Werkzeugs durchführbar, wobei der Stufenbohrer neben der rotierenden Schnittbewegung (im Sinne des Richtungspfeiles 2) eine Bewegung nach der Art einer Bügelsäge oder einer Feile ausführt. Diese Bewegung läßt sich insbesondere dann vorteilhaft ausführen, wenn sich die Höhe 11 eines jeden zylindrischen Abschnitts 5 auf einen Betrag beläuft, der mindestens etwa gleich dem Zweifachen der Dicke des zu bearbeitenden Materials ist. Etwa 80 Prozent aller Ferti-The height 11 of each cylindrical section 5 is greater than the thickness of the material to be machined. As already mentioned above, during milling, a linear up-and-down feed movement in the direction of the tool's axis of rotation 1 can be carried out at the same time as a feed movement in the plane to which the axis of rotation 1 of the drill forms the surface normal, whereby the step drill, in addition to the rotating cutting movement (in the direction of the arrow 2), carries out a movement similar to that of a hacksaw or a file. This movement can be carried out particularly advantageously if the height 11 of each cylindrical section 5 is at least approximately twice the thickness of the material to be machined. About 80 percent of all finished products
güngsaufgaben der Metallbearbeitung liegen bei Aufmaßen zwischen 3 und 7 mm; das maximale Aufmaß bei etwa 11 mm. Daraus ergibt sich für die Höhe 11 der zylindrischen Abschnitte 5 ein Vorzugsbereich von ca. 5 bis 15, bzw. 22 mm.The typical metalworking tasks involve allowances between 3 and 7 mm; the maximum allowance is around 11 mm. This results in a preferred range of around 5 to 15 or 22 mm for the height 11 of the cylindrical sections 5.
Zur Sicherung eines ausreichenden Freiwinkels &agr; an den Fräs-Hauptschneiden 8 weist, wie Fig. 4 verdeutlicht, der Stufenbohrer umf angsseitig in jedem zylindrischen Abschnitt 5 einen radialen Hinterschliff 12 im Bereich jeder im wesentlichen zur Längsachse 1 parallelen Schneidkante 8 auf. Dieser Hinterschliff 12 sichert eine gute Schnittwirkung der Fräs-Hauptschneiden 8, auch dann, wenn das Werkzeug nach einer längeren Standzeit aufgrund des Auftretens von Verschleiß eines Nachschliffs bedarf. Um eine ausreichende Wärmeabfuhr beim Fräsen zu gewährleisten und die notwendige Festigkeit der Schneiden 8 zu gewährleisten, sollte der mit dem radialen Hinterschliff 12 erzeugte Freiwinkel a. vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5° bis 5,5° liegen. Ein solcher radialer Hinterschliff 12 wird bei Bohrern im Durchmesserbereich von etwa 4 bis 40 mm dadurch erreicht, daß ausgehend von der Schneidkante 8 über einen Winkel von etwa 20° der Durchmesser um etwa 0,12 bis 0,13 mm reduziert wird.To ensure a sufficient clearance angle α on the main milling cutting edges 8, as shown in Fig. 4, the step drill has a radial relief 12 on the circumference in each cylindrical section 5 in the area of each cutting edge 8 that is essentially parallel to the longitudinal axis 1. This relief 12 ensures a good cutting effect of the main milling cutting edges 8, even if the tool requires regrinding after a longer service life due to wear. To ensure sufficient heat dissipation during milling and to ensure the necessary strength of the cutting edges 8, the clearance angle a. generated with the radial relief 12 should preferably be in the range of approximately 0.5° to 5.5°. Such a radial relief grinding 12 is achieved in drills in the diameter range of approximately 4 to 40 mm by reducing the diameter by approximately 0.12 to 0.13 mm over an angle of approximately 20°, starting from the cutting edge 8.
Der Spanwinkel &ggr; an den im wesentlichen parallel zur Längsachse 1 verlaufenden Schneidkanten 8, also den Fräs-Hauptschneiden, sollte aus den nachgenannten Gründen im Bereich von 30° bis 40°, vorzugsweise im Bereich von 34° bis 35°, liegen. Durch den Spanwinkel &ggr; wird die Spanbildung, d.h. die Spanart und Spanform in wesentlichem Maß beeinflußt. Die Beherrschung der Spanform ist ein Arbeits-, Unfallschutz- und Transportproblem. Besonders günstig ist das Entstehen von Schrauben- oder Spiralbruchspänen bzw.The chip angle γ on the cutting edges 8, which run essentially parallel to the longitudinal axis 1, i.e. the main milling cutting edges, should be in the range of 30° to 40°, preferably in the range of 34° to 35°, for the reasons stated below. The chip angle γ has a significant influence on the chip formation, i.e. the type and shape of the chip. Controlling the chip shape is a problem in terms of work, accident prevention and transport. The formation of screw or spiral chips or
Spiralspanstücken. Diese gefährden die Arbeitssicherheit nicht, weisen eine hohe Schüttdichte auf und verursachen keine Beschädigungen an Werkzeug oder Werkstück. Auch die bereits beschriebenen Umfangsrillen 10 begünstigen die Ausbildung derartiger Späne.Spiral chips. These do not endanger work safety, have a high bulk density and do not cause damage to the tool or workpiece. The circumferential grooves 10 already described also promote the formation of such chips.
Zur Ausbildung einer vorteilhaften Geometrie der Bohr-Hauptschneiden 9 weist der erfindungsgemäße Stufenbohrer weiterhin jeweils einen axialen Hinterschliff 13 im Bereich jeder im wesentlichen schräg zur Längsachse 1 verlaufenden Schneidkanten 9 auf. Analog zu den dargestellten Verhältnissen an den Fräs-Hauptschneiden 8 sichert dieser axiale Hinterschliff 13 eine gute Schnittwirkung der Bohr-Hauptschneiden 9, auch im Falle des erfolgten Nachschleifens des Werkzeugs nach dem Auftreten von Verschleiß. Die durch den axialen Hinterschliff 13 gebildete Kante sollte vorzugsweise mindestens in ihrem peripheren Bereich in einem Hinterschliff-Winkel &lgr; von etwa 0,2° bis 1,9° zu einem zur Bohrerlängsachse 1 rechtwinkligen Radialstrahl stehen. Ein solcher axialer Hinterschliff 13 wird bei Bohrern im Durchmesserbereich von etwa 4 bis 40 mm dadurch erreicht, daß ausgehend von der Schneidkante 8 radial bis zur Längsachse 1 des Bohrers in Richtung auf den Einspannschaft 4 hin etwa 0,12 bis 0,13 mm abgetragen werden.In order to form an advantageous geometry of the main drilling cutting edges 9, the step drill according to the invention also has an axial relief 13 in the area of each cutting edge 9 that runs essentially obliquely to the longitudinal axis 1. Analogous to the conditions shown on the main milling cutting edges 8, this axial relief 13 ensures a good cutting effect of the main drilling cutting edges 9, even if the tool has been regrinded after wear has occurred. The edge formed by the axial relief 13 should preferably be at a relief angle λ of approximately 0.2° to 1.9° to a radial beam that is perpendicular to the longitudinal axis 1 of the drill, at least in its peripheral area. Such an axial relief grinding 13 is achieved in drills in the diameter range of approximately 4 to 40 mm by removing approximately 0.12 to 0.13 mm starting from the cutting edge 8 radially up to the longitudinal axis 1 of the drill in the direction of the clamping shaft 4.
Der Spitzenwinkel &sgr; der Bohrerspitze 6 liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel bei 90°. Er wird im wesentlichen durch den Werkstoff des zu bearbeitenden Werkstücks bestimmt. In ähnlicher Weise sind auch für jede Durchmesserstufe des Schneidenteils 3 Übergangsbereiche 14 zwischen den zylindrischen Abschnitten 5 mit den stufenweise zunehmenden Durchmessern vorgesehen, so daß die im wesentlichen schräg zur Längsachse 1 verlaufenden Schneidkanten 9 inThe tip angle σ of the drill tip 6 is 90° in the embodiment shown. It is essentially determined by the material of the workpiece to be machined. Similarly, transition areas 14 between the cylindrical sections 5 with the gradually increasing diameters are also provided for each diameter step of the cutting part 3, so that the cutting edges 9, which run essentially obliquely to the longitudinal axis 1, in
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diesen Übergangsbereichen im wesentlichen auf einer konusförmigen Mantelfläche liegen. Auf diese Weise ist es auch möglich, mit dem erfindungsgemäßen Stufenbohrer bereits vorhandene Bohrungen zu senken und/ oder Bohrungen bzw. Langlöcher oder bei ausreichender Nuttiefe gegebenenfalls auch Nuten werkstückoberseitig zu entgraten.these transition areas lie essentially on a conical surface. In this way, it is also possible to countersink existing holes and/or deburr holes or elongated holes or, if the groove depth is sufficient, grooves on the top side of the workpiece using the step drill according to the invention.
Erfindungsgemäß ist am Schneidenteil 3, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellt ist, mindestens ein etwa zylindrischer Abschnitt 15 mit von der Bohrerspitze 6 in Richtung des Einspannschaftes 4 über eine Stufe verringertem Durchmesser und auf der dem Schaft 4 zugewandten Seite einen Übergangsbereich 16 zwischen den zylindrischen Abschnitten 5, 15 mit einer im wesentlichen konusförmigen Mantelfläche vorgesehen, wo sich eine Bohr-Hauptschneide 9 befindet. Im Übergangsbereich 16 nimmt der Durchmesser vom nächstgelegenen zylindrischen Abschnitt 5 in Richtung auf den Einspannschaft 4 hin stetig ab. Dadurch ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Stufenbohrer in das Werkstück eingebrachte Bohrungen bzw. gefräste Langlöcher auch werkstoffunterseitig zu senken und/oder zu entgraten. Dazu ist, wie bereits beschrieben, eine zur Bohrungsmitte exzentrische Kreisbewegung bzw. eine laterale Vorschubbewegung auszuführen.According to the invention, at least one approximately cylindrical section 15 with a diameter that is reduced from the drill tip 6 in the direction of the clamping shaft 4 over a step is provided on the cutting part 3, as shown in the first embodiment according to Fig. 1, and on the side facing the shaft 4 there is a transition area 16 between the cylindrical sections 5, 15 with an essentially conical surface, where a main drilling cutting edge 9 is located. In the transition area 16, the diameter decreases continuously from the closest cylindrical section 5 in the direction of the clamping shaft 4. This makes it possible to countersink and/or deburr holes made in the workpiece or milled elongated holes on the underside of the material using the step drill according to the invention. To do this, as already described, a circular movement eccentric to the center of the hole or a lateral feed movement must be carried out.
Es können, wie weiterhin aus Fig. 1 hervorgeht, mehrere derartige zylindrische Abschnitte 15 mit von der Bohrerspitze 6 in Richtung des Einspannschaftes 4 über eine Stufe verringertem Durchmesser und die entsprechenden Übergangsbereiche 16 zu den zylindrischen Abschnitten 5 mit unterschiedlichen, von der Bohrerspitze 6 in Richtung des Einspannschaftes 4 über Stufen zunehmenden Durchmessern angeordnet sein. Dadurch ist auch das werkstückunterseitigeAs can also be seen from Fig. 1, several such cylindrical sections 15 with a diameter that decreases from the drill tip 6 in the direction of the clamping shaft 4 over a step and the corresponding transition areas 16 to the cylindrical sections 5 with different diameters that increase in steps from the drill tip 6 in the direction of the clamping shaft 4 can be arranged. This also means that the workpiece underside
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Senken'und Entgraten- kleinerer Bohrungen oder Langlöcher ermöglicht. Außerordentlich vorteilhaft ist es dabei, einen zylindrischen Abschnitt 15 mit einem in Richtung auf den Einspannschaft 4 hin gegenüber den anderen zylindrischen Abschnitten 5 verringerten Durchmesser in der Nähe der Bohrerspitze 6 anzuordnen, da bei einer solchen Position der Abmessungsbereich bearbeitbarer Bohrungen und Langlöcher besonders groß ist.Countersinking and deburring of smaller holes or slots is possible. It is extremely advantageous to arrange a cylindrical section 15 with a diameter that is reduced in the direction of the clamping shaft 4 compared to the other cylindrical sections 5 near the drill tip 6, since in such a position the dimensional range of machinable holes and slots is particularly large.
Ein Bereich 16 mit einer im wesentlichen konusförmigen sich in Richtung auf den Einspannschaft 4 verjüngenden Mantelfläche ist auch in Fig. 2 und 4, allerdings ohne den zylindrischen Abschnitt 15, der in diesem Fall nicht funktionsnotwendig ist, unmittelbar am Einspannschaft 4 dargestellt. Da der zylindrische Abschnitt 15 mit dem kleineren Durchmesser fehlt, ist der Bereich 16 hier nicht als Übergangsbereich zu bezeichnen. Dessenungeachtet ist es aber möglich, die größten der mit dem erfindungsgemäßen Stufenbohrer in das Werkstück eingebrachten Bohrungen bzw. gefrästen Langlöcher mit der Schneikante 9 auch werkstoffunterseitig zu senken und/oder zu entgraten.An area 16 with a substantially conical surface tapering in the direction of the clamping shaft 4 is also shown in Fig. 2 and 4, but without the cylindrical section 15, which is not functionally necessary in this case, directly on the clamping shaft 4. Since the cylindrical section 15 with the smaller diameter is missing, the area 16 cannot be described here as a transition area. Nevertheless, it is possible to countersink and/or deburr the largest of the holes or elongated holes milled into the workpiece with the step drill according to the invention using the cutting edge 9 on the underside of the material.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise auch von Vorteil, ebenfalls für die Bohr-Hauptschneiden 9 im Bereich der zylindrische Abschnitte 15 mit von der Bohrerspitze 6 in Richtung des Einspannschaftes 4 über eine Stufe verringertem Durchmesser jeweils einen axialen Hinterschliff 13 vorzusehen.The invention is not limited to the embodiments shown. For example, it is also advantageous to provide an axial relief grinding 13 for the main drilling cutting edges 9 in the area of the cylindrical sections 15 with a diameter reduced by one step from the drill tip 6 in the direction of the clamping shaft 4.
Es erscheint zwar nur in einigen Sonderfällen der Werkstückbearbeitung zweckmäßig, aber es ist auch möglich, eine oder mehrere Umfangsrillen 10 und einen radialen Hinter-Although it only seems to be useful in some special cases of workpiece machining, it is also possible to have one or more circumferential grooves 10 and a radial rear groove.
schliff 12 in den zylindrischen Abschnitten 15 mit dem kleineren Durchmesser vorzusehen. Diese Durchmesser könnten dann Zwischengrößen gegenüber den Durchmessern der zylindrischen Abschnitte 5 mit den stufenartig zunehmenden Durchmessern aufweisen. Ausgehend von einer größeren Bohrung könnte so ein Langloch geringerer Breite auf ein größeres Zwischenmaß gefräst und anschließend auf einfache Weise ober- und unterseitg entgratet werden.grinding 12 in the cylindrical sections 15 with the smaller diameter. These diameters could then have intermediate sizes compared to the diameters of the cylindrical sections 5 with the step-like increasing diameters. Starting from a larger bore, an elongated hole of smaller width could be milled to a larger intermediate size and then easily deburred on the top and bottom.
- 13 -- 13 -
BezugszeichenReference symbols
1 Längsachse1 Longitudinal axis
2 Rotationsrichtung2 Rotation direction
3 Schneidenteil3 Cutting part
4 Einspannschaft4 Clamping shaft
5 zylindrische Abschnitte von 3, Durchmesser nach 4 hin zunehmend5 cylindrical sections of 3, diameter increasing towards 4
6 Bohrerspitze6 Drill bit
7 Span-Nut7 Chip groove
8 Schneidkante längs zu 1, Fräs-Hauptschneide8 Cutting edge along 1, milling main cutting edge
9 Schneidkante schräg zu 1, Bohr-Hauptschneide9 Cutting edge angled to 1, main drilling cutting edge
10 Umfangsrille auf 510 circumferential groove on 5
11 Höhe von 511 Height of 5
12 radialer Hinterschliff12 radial relief grinding
13 axialer Hinterschliff13 axial relief grinding
14 Übergangsbereich14 Transition area
15 zylindrischer Abschnitt von 3, Durchmesser nach 4 hin kleiner als bei 515 cylindrical section of 3, diameter towards 4 smaller than at 5
16 Übergangsbereich zwischen 5 und16 Transition area between 5 and
&agr; Freiwinkel von 8α clearance angle of 8
&ggr; Spanwinkel von 8&ggr; Rake angle of 8
&lgr; Hinterschliff-Winkel&lgr; relief grinding angle
&sgr; Spitzenwinkel von&sgr; Tip angle of
Claims (1)
vorzugsweise drei Umfangsrillen (10) besitzt.each cylindrical section (5) at least two,
preferably has three circumferential grooves (10).
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