DE3024852C2

DE3024852C2 -

Info

Publication number: DE3024852C2
Application number: DE3024852A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kashiwagi; Hiroshi Giftu Jp Kasutani
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1979-07-04
Filing date: 1980-07-01
Publication date: 1988-08-18
Also published as: JPS5611021U; US4395169A; JPS6110887Y2; DE3024852A1; ES8102871A1; ES493450A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Einlippenbohrer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch das JP-GM 55-41 285 ist ein Einlippenbohrer bekannt, bei dem eine durchgehende Schneidkante aus einem inneren und einem äußeren Schneidkantenabschnitt besteht, die im Scheitel des Bohrers zusammentreffen, wobei der innere und der äußere Abschnitt bezüglich der Längsachse des Bohrers radial einwärts bzw. radial auswärts geneigt sind und der Scheitel des Bohrers um einen beträchtlichen radialen Ab stand von der Längsachse des Bohrers abgesetzt ist.

Die durch den inneren und den äußeren Abschnitt erzeugten Schneid- oder Bohrspäne können sich zwar gegenseitig nicht stören, da sie in einander entgegengesetzten Richtungen vom Scheitel her weggeschnitten werden, doch können sie infolge dessen nicht umgehend in kleinere Stücke zerteilt werden, was zu ihrer Beseitigung durch Herausschwemmen aus dem er zeugten Bohrloch mittels zugeführter Bohrflüssigkeit er forderlich ist. Daher erfolgt sehr bald ein Verstopfen des Bohrloches durch klemmende Bohrspäne, weshalb der Bohrer oftmals herausgenommen und das Bohrloch gereinigt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einlippen bohrer zu schaffen, mit dem die Bohrspäne unmittelbar nach ihrer Entstehung in möglichst kleine und daher leicht aus schwemmbare Stückchen zerteilt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weiterbildungen und nähere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben einen Einlippen bohrer, bei dem die beiden Schneidkantenabschnitte nicht im Scheitel des Bohrers zusammentreffen; der Scheitel kann daher in der Längsachse des Bohrers liegen, von der aus dann der bogenförmige innere Schneidkantenabschnitt vom Ende des Bohrers weggerichtet radial geneigt abfällt, an den sich der gerade Schneidkantenabschnitt unter gleichsinniger Neigung anschließt. Daher werden beim Bohren durch die nebeneinander liegenden Schneidkantenabschnitte gemeinsam zunächst ein stückige Bohrspäne erzeugt, die jedoch in unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden. Dabei stoßen die vom bogen förmigen Abschnitt und die vom geraden Abschnitt erzeugten Bohrspäne wie gewünscht aufeinander und wirken mit den anderen Teilen des Bohrers so zusammen, daß sie sofort zu kleinsten Stückchen zerkleinert werden. Der von dem inneren Schneidkantenabschnitt erzeugte Anteil des kontinuierlich er zeugten Bohrspans wird dabei von dem halbzylindrischen Flä chenabschnitt der V-förmigen Nut im Schaft des Bohrers ver teilt, während der von dem äußeren Schneidkantenabschnitt erzeugte Anteil des kontinuierlich erzeugten Bohrspans auf den unmittelbar daran angrenzenden ebenen Flächenabschnitt dieser Nut auftrifft; dabei gelangen die aufeinanderfolgenden Spananteile übereinander und zerbrechen leicht, wenn sie auf die andere Seitenfläche dieser Nut auftreffen, sie können da her leichter ausgeschwemmt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand dreier in der Zeich nung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben:

Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein erstes Beispiel des Einlippenbohrers nach der Erfindung,

Fig. 2 die Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Einlippenbohrers mit unterschiedlich geneigten Schneidkanten,

Fig. 3 die Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Einlippenbohrers mit gleichartig geneigten Schneidkanten,

Fig. 4 die Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbei spiel des Einlippenbohrers nach der Erfindung und

Fig. 5 die Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbei spiel des Einlippenbohrers nach der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein Einlippenbohrer 10 einen festen Bohrkörper 11 von zylindrischem Querschnitt auf, in dessen Mantelfläche eine v-förmige Nut 12 längs der Längsachse eingelassen ist. Der Bohrkörper 11 umfaßt einen Schaft 13 und ein Schneidenteil 14, das an dem vorderen Ende des Schaftes angeformt ist. Der Einlippenbohrer 10 - nachfolgend als Bohrer bezeichnet - wird gemäß Fig. 3 auch in Fig. 4 und 5 in Richtung des Pfeiles A im Gegenzeigersinn angetrieben, von unten her auf die Spitze des Bohrers gesehen, um eine Bohroperation durchzuführen. Hier zu dient die Vorderkante 15 der v-förmigen Nut 12 als Schneid kante des Bohrers 10.

Die V-förmige Nut dient als Förderrinne für die beim Bohr vorgang entstehenden Späne. Sie wird von den Seitenflächen 16 und 17 eingeschlossen, die sich entlang der Längsachse des Bohrers 10 erstrecken. Die Seitenfläche 17 ist eben aus gebildet, während die Seitenfläche 16 aus einem radial nach außen sich erstreckenden, ein Zylindersegment bildenden Flä chenabschnitt 18 und einem ebenen Flächenabschnitt 19 besteht, der sich unmittelbar an den Flächenabschnitt 18 anschließt und sich radial zum Umfang des zylindrischen Schaftes 13 des Bohrers 10 erstreckt. Der Winkel zwischen der Seitenfläche 17 und dem ebenen Flächenabschnitt 19 der Seitenfläche 16 ist stumpfwinklig und beträgt 110° bis 120°. Beide Flächenab schnitte schließen an der Stelle, wo sie sich durchdringen, eine Eckkante 20 ein. Die Eckkante 20 ist um etwa die Breite des Flächenabschnittes 19 gegenüber dem Zentrum des Bohrers versetzt angeordnet; vgl. Fig. 2. Eine weitere Kante 21 be findet sich an der Stelle, wo die Seitenfläche 17 den Flä chenabschnitt 18 durchdringt, also etwa in der Längsachse des Bohrers 10, die die Rotationsachse des Bohrers ist. Der Flächenabschnitt 19 der Seitenfläche 16 liegt dabei in einer Ebene, die die Längsachse des Bohrers schneidet. Der Bohrer 10 hat einen gleichmäßigen Querschnitt über seine Länge. Die Seitenfläche 16, die aus dem konvexen Flächenabschnitt 18 und dem ebenen Flächenabschnitt 19 besteht, endet an ihrem vorderen Ende in einem bogenförmigen inneren Schneidkanten abschnitt 22 und einem geraden äußeren Schneidkantenab schnitt 23. Wie ersichtlich, liegt das innere Ende des inneren gekrümmten Schneidkantenabschnittes 22 auf der zentralen Achse, also der Längsachse des Bohrers 10, während das äußere Ende im radialen Abstand davon etwa um den halben Radius des Bohrerdurchmessers in axialer Richtung nach vorne versetzt liegt. Die innere Schneidkante weist die Kontur eines Teiles des Umfanges eines Kreises auf. Der Scheitel 24 des Bohrer kopfes liegt auf der genannten zentralen Achse. Der gerade äußere Schneidkantenabschnitt 23 erstreckt sich radial nach außen von der äußeren Kante der gekrümmten inneren Schneid kante 22 zum Umfang des zylindrischen Schaftes des Bohrers 10 weg.

Wie Fig. 1 zeigt, weist das vordere Ende des Bohrers 10 vier Hauptflächen 25, 26, 27 und 28 auf. Die ebene Fläche 25 ist dem ein Zylindersegment bildenden Flächenabschnitt 18 (siehe auch Fig. 2) zugeordnet, um die innere Schneidkante 22 zu definieren. Hierbei wirkt die ebene Fläche 25 als Frei winkelfläche. Das ebene Hauptteil 26 a der Fläche 26 ragt radial nach außen, von der Fläche 25 aus gesehen, und ist dem äußeren ebenen Flächenabschnitt 19 zugeordnet, um den äußeren Schneidkantenabschnitt 23 zu definieren. Die Flä che 26 ist abgeschrägt oder angefast unmittelbar benachbart zum ebenen Flächenabschnitt 19. Die Fläche 26 definiert die Begrenzung des Bohrerkopfes als Endfläche. Das Hauptteil 26 a wirkt ebenfalls als Freiwinkelfläche. Das innere Ende der Kante 28 a der Endfläche 28 ist stufenförmig abgesetzt und benachbart zum Scheitel 24, so daß der innere bogenförmige Schneidkantenabschnitt 22 eine Stufe zur Endfläche 28 bildet, vgl. die Seitenansicht des Bohrers in Fig. 2. Wie Fig. 2 ferner zeigt, neigen sich die Fläche 25 und das Hauptteil 26 a der Fläche 26 radial nach außen in einer von der Bohrerspitze abgewandten Richtung und bilden dabei einen Winkel R ₁ zwi schen der inneren Schneidkante 22 und einer Ebene 29, die die Längsachse des Bohrers 10 rechtwinklig schneidet, und einen Winkel R ₂ zwischen dem äußeren Schneidkantenabschnitt 23 und der genannten Ebene 29. Wie zu ersehen ist, ist der Winkel R ₂ größer als der Winkel R ₁.

Eine Durchgangsbohrung 30 erstreckt sich der Länge nach durch den Bohrer 10 und durchdringt die Endfläche 27, um eine Bohr flüssigkeit unter hohem Druck zur Bohrstelle zuzuführen, um die beim Bohrvorgang anfallenden Bohrspäne über die V-förmige Nut 12 abzuführen und den Bohrer 10 zu schmieren und zu kühlen.

Für einen Bohrvorgang wird der Bohrer in Richtung des Pfeiles A um seine zentrale Achse angetrieben, so daß die innere ge krümmte Schneidkante 22 und der äußere gerade Schneidkanten abschnitt 23 gemeinsam einen zusammenhängenden Span oder auf einanderfolgende Späne oder Spanteilchen aus dem Werkstück schneiden, um das gewünschte Loch zu erzeugen. Jeder Span hat gegeneinander versetzte Teilstücke, die von der inneren und äußeren Schneidfläche erzeugt werden. Während des Bohr vorganges wird das Teilstück, das von der inneren gekrümmten Schneidkante produziert wird, durch den konvexen Flächenab schnitt 18 radial nach außen geschleudert, während die von dem äußeren geraden Schneidkantenabschnitt produzierten Teil stücke an die dem Flächenabschnitt 18 benachbarten Flächen abschnitt 19 geschleudert werden. Die gegeneinander ver setzten Teilstücke der Späne übergreifen sich ferner, so daß sie an ihrer Verbindungsstelle leicht brechen und in Teil stücke zerfallen, was insbesondere durch Aufprall auf die Seitenfläche 17 erfolgt. Auf diese Weise werden die Späne in kleine Stückchen zerlegt und können mit der Bohrflüssig keit leicht durch die V-förmige Nut ausgebracht werden. Auf diese Weise kann eine hohe Bohrgeschwindigkeit erzielt werden.

Da die innere Schneidkante 22 gegenüber dem äußeren Schneid kantenabschnitt 23 radial nach innen versetzt angeordnet ist, weist sie eine geringere Umfangsgeschwindigkeit als die äußere Schneidkante auf. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß keine Schnittunterbrechung an den Schneidkanten ein tritt, selbst wenn diese aus einer sehr harten Legierung be stehen. Falls Bohrungen mit relativ großem Durchmesser in ein Werkstück einzubringen sind, empfiehlt es sich, ein Blatt aus einer härteren Legierung an dem Bohrer 10 aus Stahl anzu bringen, beispielsweise durch Hartlöten oder durch Anschrau ben o.ä.

Wie vorstehend erwähnt, wirken der konvexe Flächenabschnitt 18 und der ebene Flächenabschnitt 19 als Kratzflächen, da sie sich entlang der Längsachse des Bohrers 10 erstrecken. Wenn die Schneidkanten 22 und 23 abgenutzt sind, genügt es, die Fläche 25 und das Hauptteil 26 a der Fläche 26 im richti gen Winkel zu schleifen, um scharfe Schneidkanten zu erhal ten. Daher ist auch das Schärfen des Bohrers äußerst leicht durchzuführen.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Winkel zwischen der gekrümmten inneren Schneid fläche 22 b und der Ebene 29 in Fig. 2 gleich ist dem Winkel zwischen äußerer Schneidkante 23 b und dieser Ebene. Mit anderen Worten, die innere und die äußere Schneidkante liegen in einer gemeinsamen Ebene. Beide Schneidkanten sind radial nach außen geneigt in einer von der Bohrerspitze abgewandten Richtung. Die innere Kante 28 a der Endfläche 28 ist abge setzt benachbart zum Scheitel 24. Diese abgewandelte Aus führungsform erleichtert das Schleifen der inneren und äußeren Schneidkante im richtigen Winkel.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Bohrers ist gemäß Fig. 4 der konvexe Flächenabschnitt 18 ersetzt durch einen Flächenabschnitt, der aus einem konvexen Flächenabschnitt 18 a und einem radial nach außen sich erstreckenden Flächen abschnitt 18 b zusammengesetzt ist, welcher sich an den Flächenabschnitt 18 a unmittelbar anschließt. Aufgrund dieser Konfiguration weist die innere Schneidkante 22 einen konvexen Flächenabschnitt 22 i und einen ebenen Flächenabschnitt 22 j auf.

Schließlich zeigt Fig. 5 eine Ausführungsform des Bohrers, bei dem, ähnlich wie in der Fig. 4 dargestellt, der konvexe Flächenabschnitt 18 aus einem konvexen Flächenabschnitt 18 c und einem ebenen Flächenabschnitt 18 d besteht, der sich im wesentlichen rechtwinklig zum äußeren ebenen Flächenab schnitt 19 (vgl. Fig. 2) erstreckt. Eine konvex gekrümmte Kante 22 k ist dort die innere Schneidkante.

Die Bohrer gemäß den Fig. 3 bis 5 arbeiten mit ihren inneren und äußeren Schneidkanten in gleicher Weise, wie es für den Bohrer gemäß den Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist, so daß auch dort die Bohrspäne den eigentlichen Bohrvorgang nicht behindern, sondern über die Nut abgeführt werden.

Selbstverständlich stellt die Beschreibung der Ausführungs beispiele keine Einschränkung des Erfindungsgedankens dar; Änderungen der Ausführungsformen sind durchaus möglich. Bei spielsweise kann der Scheitel des Bohrmeißels auch außer halb der zentralen Achse angeordnet sein, zum Beispiel kann der Scheitel 24 etwa 0,1 bis 0,15 mm gegenüber der Längs achse des Bohrers versetzt sein.

Claims

1. Einlippenbohrer mit folgenden Merkmalen:

a) ein zylindrischer Schaft (13) mit einer Schneidkante (22, 23) an dessen vorderen Ende weist eine gerad linige, in dessen Mantelfläche eingebrachte, im Quer schnitt zumindest angenähert V-förmige Nut (12) mit zwei Seitenflächen (16, 17) und eine von den Seiten flächen an ihrer Durchdringungslinie gebildete Kante (21) auf, die in axialer Richtung nahe der Längsachse des Schaftes (13) verläuft;
b) der Schaft (13) weist eine sich durch die Länge des Schaftes erstreckende und zur Schneidkante hin sich öffnende Zuführung (30) für Bohrflüssigkeit auf;
c) die eine (16) der beiden Seitenflächen (16, 17) der Nut umfaßt einen von der Kante (21) aus radial nach außen sich erstreckenden, ein Zylindersegment bilden den, konvexen Flächenabschnitt (18) und einen von diesem konvexen Flächenabschnitt aus radial zum Umfang des zylindri schen Schaftes (13) hin sich erstreckenden, ebenen Flächenabschnitt (19), die sich längs der Längsachse des Schaftes erstrecken;
dadurch gekennzeichnet, daß
d) am vorderen Ende des Schaftes (13) der konvexe Flächen abschnitt (18) in einen bogenförmigen inneren Schneid kantenabschnitt (22) und der ebene Flächenabschnitt (19) in einen geraden äußeren Schneidkantenabschnitt (23) enden, wobei der bogenförmige innere Schneid kantenabschnitt (22) gegenüber dem geraden äußeren Schneidkantenabschnitt in axialer Richtung nach vorne versetzt ist;
e) der bogenförmige innere Schneidkantenabschnitt (22) und der gerade äußere Schneidkantenabschnitt (23) jeweils vom vorderen Ende des Schaftes (13) weggerichtet radial nach außen abfallend geneigt sind und am vorderen Ende des Schaftes (13) der Längsachse benachbart einen Schei tel (24) bilden, wobei das innere Ende des bogenförmi gen Schneidkantenabschnittes (22) in den Scheitel (24) einmündet.

2. Einlippenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Neigungswinkel (R ₂) des äußeren Schneidkantenabschnittes (23) gegenüber einer die Längsachse rechtwinklig schneidenden Ebene (29) größer ist als der Neigungswinkel (R ₁) des inneren Schneidkantenab schnittes (22) gegenüber dieser Ebene (Fig. 4).

3. Einlippenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Neigungswinkel (R ₂) des äußeren Schneidkantenabschnittes (23) gegenüber der die Längsachse rechtwinklig schneidenden Ebene (29) gleich dem Neigungswinkel (R ₁) des inneren Schneidkantenab schnittes (22) gegenüber dieser Ebene ist (Fig. 6).

4. Einlippenbohrer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seiten fläche (17) der V-förmigen Nut (12) in einer Kante (28 a) einer Endfläche (28) des vorderen Endes des Schaftes (13) endet, die vom Ende des Schaftes (13) weggerichtet stufen förmig gegenüber dem inneren Schneidkantenabschnitt (22) axial abgesetzt ist (Fig. 4).

5. Einlippenbohrer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige innere Schneidkantenabschnitt (22) und der gerade äußere Schneid kantenabschnitt (23) in einer Eckkante (20) zusammen treffen, die um etwa den halben Radius des zylindrischen Schaftes (13) von dessen Längsachse radial abgesetzt ist (Fig. 3 und 4).

6. Einlippenbohrer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (13) über seine gesamte Länge die gleiche Querschnittsform auf weist.

7. Einlippenbohrer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenteile des Schaftes (13), die die inneren und äußeren Schneidkanten abschnitte (22 bzw. 23) bilden, aus einer härteren Legie rung als der Schaft bestehen.

8. Einlippenbohrer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Schneid kantenabschnitt (22) eine dem Umfangsabschnitt eines Kreises entsprechende Form hat (Fig. 3).

9. Einlippenbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Flächenabschnitt (18) einen unmittelbar an den ebenen Flächenabschnitt (19) angrenzenden ebenen Flächenab schnitt (22 j) aufweist, der sich längs der Längsachse des Schaftes (13) erstreckt (Fig. 13 und 14).

10. Einlippenbohrer nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der ebene Flächenabschnitt (22 j) senkrecht zu dem ebenen Flächenabschnitt (19) liegt (Fig. 14).

11. Einlippenbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Nut (12) bildenden Seitenflächen (16 und 17) einen stumpfen Winkel miteinander einschließen.