DE3113688C2

DE3113688C2 - Drilling tool, in particular for cutting out disks from plate-shaped metallic workpieces

Info

Publication number: DE3113688C2
Application number: DE19813113688
Authority: DE
Inventors: Masaaki Ashiya Miyanaga
Original assignee: MIYANAGA CO Ltd MIKI HYOGO JP
Current assignee: MIYANAGA CO Ltd MIKI HYOGO JP
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1981-04-04
Publication date: 1985-12-12
Anticipated expiration: 2001-04-05
Also published as: DE3113688C3; DE3113688A1

Abstract

Ein Bohrer für verhältnismäßig hartes, dickes Material, z.B. Stahlplatten, hat einen rohrförmigen, zylindrischen Teil mit Schneidezähnen an der einen Endkante. Der Bohrerteil ist um seine Rohrachse drehbar und in Vorwärtsrichtung verschiebbar, um die Zähne gegen das zu bohrende Material zu drücken. Die Zähne liegen in Umfangsrichtung auseinander und bilden abwechselnd innere und äußere Schneidezähne. Sie sind an den vorauseilenden Ecken radial verdickter Teile des zylindrischen Teils ausgebildet, und zwischen den auseinanderliegenden Zähnen sind Kanäle oder Nuten zum wirksamen Abführen der Späne ausgebildet. Die Zähne schneiden eine Ringnut in das Werkstück, wobei die inneren Zähne an der radial inneren Ecke der Nut und die äußeren Zähne an der radial äußeren Ecke der Nut schneiden.A drill bit for relatively hard, thick material, e.g. steel plate, has a tubular, cylindrical part with cutting teeth on one end edge. The drill part is rotatable about its pipe axis and displaceable in the forward direction in order to press the teeth against the material to be drilled. The teeth are circumferentially spaced apart and form alternating inner and outer incisors. They are formed on the leading corners of radially thickened parts of the cylindrical part, and channels or grooves are formed between the spaced apart teeth for the efficient discharge of the chips. The teeth cut an annular groove in the workpiece, with the inner teeth cutting at the radially inner corner of the groove and the outer teeth cutting at the radially outer corner of the groove.

Description

In a known drilling tool of this type (US- A conical, so that the knives 6 at their foremost PS 37 65 789) each cutting tooth has both radial ends at its thickest and gradually towards the top

innen, als auch radial außen jeweils eine Schneide auf, so 45 dünner werdeaa cutting edge on the inside as well as on the radial outside, so 45 become thinner

daß jeweils eine Spanabfuhrnut zwei Schneiden bzw. Die äußeren Oberflächen des Werkzeugkörpers 1 inthat in each case a chip removal groove has two cutting edges or the outer surfaces of the tool body 1 in

Is assigned cutting teeth and through each chip removal the chip removal grooves S are continuations of the outer

fuhrnut zwei Späne abgeführt werden. Dabei können zylindrischen Oberfläche des rohrförmigen Teils Ic desdrive groove two chips are discharged. Here, the cylindrical surface of the tubular part Ic of the

sich die Späne gegenseitig behindern und in der Spanab- Werkzeugkörpers 1 (siehe F i g. 1). Der Werkzeugkör-the chips interfere with each other and in the chip removal tool body 1 (see FIG. 1). The tool body

fuhrnut verklemmen. Dies kann zur vollständigen Blök- 50 per 1 ist im Uhrzeigersinne drehbar, und die vorderejam driving groove. This can be used to complete the block 50 per 1 is clockwise rotatable, and the front

kierung der Spanabfuhr führen. Seite oder Kante 6e jedes Messers 6 verläuft nach obenlead to the cutting of the chip evacuation. Side or edge 6e of each knife 6 runs upwards

The invention is based on the object of a drilling at a backwards inclined angle so that the

werkzeug der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei Weite der Spanabfuhrnut 5 nach oben zunimmtSpecify tool of the generic type, with the width of the chip evacuation groove 5 increasing upwards

dem die Bohrspäne mit höherer Sicherheit abgeführt Jedes Messer 6 hat einen Schneidzahn 6a oder 6b from which the drilling chips are discharged with greater reliability. Each knife 6 has a cutting tooth 6a or 6b

werden. 55 (F i g. 2), der nach unten oder vorn über das vorderewill. 55 (F i g. 2) going down or forward over the front

According to the invention, this object is achieved. The end of the chip evacuation grooves 5 near the

daß jeder der Schneidzähne eine einzige Schneide auf- richtung voreilenden Kante 6e übersteht Am vorderenthat each of the cutting teeth protrudes from a single cutting edge upright leading edge 6e on the front

weist, mindestens eine der Schneiden auf der radial au- Ende jedes Messers 6, wo die Kante 6e mit dem vorde-has at least one of the cutting edges on the radially au- end of each knife 6, where the edge 6e with the front-

ßeren Seite des Werkzeugkörpers liegt und mindestens ren Ende zusammentrifft, ist eine Schneidspitze 7 ausßeren side of the tool body is and at least Ren end meets, a cutting tip 7 is from

eine andere der Schneiden auf der radial inneren Seite eo einer Superhartmetallegierung befestigt, z. B. durchanother of the cutting edges attached to the radially inner side eo of a super-carbide alloy, e.g. B. by

des Werkzeugkörpers liegt. Schweißen.of the tool body. Welding.

Bei dieser Lösung wird jeder Bohrspan in einer eige- Das vordere Ende jedes Schneidzahns 6a und die darnen Spanabfuhrnut abgeführt, so daß sie sich nicht ge- an befestigte Spitze 7 sind an ihren inneren Ecken abgegenseitig bei der Abführung behindern. schrägt, wie es bei 20a (F i g. 4 (a)) dargestellt ist wäh-In this solution, each drill chip is in a separate The front end of each cutting tooth 6a and the darnen Chip evacuation groove discharged so that they are not attached to each other at their inner corners hinder the discharge. inclined, as shown at 20a (Fig. 4 (a)), while

It is preferably ensured that the cutting tooth 6b and the associated tip 7

richtung des Bohrwerkzeugs vordere Endteil des Nu- an ihren äußeren Ecken abgeschrägt sind, wie es bei 206direction of the drilling tool, the front end portion of the nut are beveled at their outer corners, as at 206

tengrundes jeder Spanabfuhrnut die in Betriebsdreh- (in F i g. 4 (b)) dargestellt ist. Die Seiten 20a und 20i>The bottom of each chip evacuation groove is shown in the operational turning (in FIG. 4 (b)). Pages 20a and 20i>

richtung unmittelbar vor einer der radial inneren verlaufen unter einem Winkel B relativ zu einer Radial-direction immediately in front of one of the radially inner ones run at an angle B relative to a radial

ebene, so daß ein äußerer Schneidzahn 6a mit Spitze la und ein innerer Schneidzahn 66 mit Spitze Tb gebildet werden.plane, so that an outer cutting tooth 6a with a tip la and an inner cutting tooth 66 with a tip Tb are formed.

Wie die F i g. 4 (a) und 4 (b) zeigen ist das vordere Ende jedes äußeren Schneidzahns 6a sowohl außen als auch innen zur Bildung von Schneiden 21 und 22 unter einem Winkel C zu einer Radialebene des Zylinders 1 abgeschliffen, während das vordere Ende jedes inneren Schneidzahns 66 an seiner inneren Seite zur Bildung von Schneiden 23 ebenfalls unter einem Winkel Cabgeschliffen ist Das vordere Ende jeder äußeren Spitze 7a ragt nach vorn oder axial über das vordere Ende jeder inneren Spitze Tb um eine Strecke D hinaus. Die Schneiden 21 und 22 laufen an einer im Umfangsrichtung verlaufenden vorderen Kante 29 zusammen, während die is Schneide 23 und die Seite 206 ebenfalls an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kante 32 zusammenlaufen. Ferner laufen die Seite 20a und die Schneide 22 an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kant·; 33 zusammen, die in derselben Radialebene 34 wie die Kante 32 liegen sollte. Der radiale Abstand Wb(F i g. 4 (b)) zwischen der scharfen vorderen Kante 32 und der innersten Kante 36 der inneren Spitze Tb sollte etwa gleich dem Abstand Wa (F i g. 4 (a)) der Kante 33 von der äußersten Kante 37 der äußeren Spitze 7a seia Die Kante 33 liegt in der gleichen radialen Ebene wie das vordere Ende 32 der inneren Spitze Tb. Die Abstände Wa und Wb sind etwa gleich der halben Dicke derjenigen Teile der Spitzen 7a und Tb, die oberhalb der scharfen Enden liegen.As the F i g. 4 (a) and 4 (b) show, the front end of each outer cutting tooth 6a is ground both externally and internally to form cutting edges 21 and 22 at an angle C to a radial plane of the cylinder 1, while the front end of each inner cutting tooth 66 on its inner side for the formation of cut 23 is also at an angle Cabgeschliffen the front end of each outer tip 7a projects forwardly or axially over the front end of each inner tip Tb by a distance D out. The cutting edges 21 and 22 converge on a front edge 29 running in the circumferential direction, while the cutting edge 23 and the side 206 also converge on an edge 32 running in the circumferential direction. Furthermore, the side 20a and the cutting edge 22 run on an edge running in the circumferential direction; 33 together, which should lie in the same radial plane 34 as the edge 32. The radial distance Wb (Fig. 4 (b)) between the sharp leading edge 32 and the innermost edge 36 of the inner tip Tb should be approximately equal to the distance Wa (Fig. 4 (a)) of the edge 33 from the outermost edge 37 of the outer tip 7a seia The edge 33 lies in the same radial plane as the front end 32 of the inner tip Tb. The distances Wa and Wb are approximately equal to half the thickness of those parts of the tips 7a and Tb which are above the sharp Ends lie.

Die vorderen Endteile 5a (F i g. 2 und 5 (b)) des Nutengrundes der Spanabfuhrnuten 5 des Werkzeugkörpers 1, die vor den inneren Spitzen Tb liegen, sind abgeschrägt The front end portions 5a (Figs. 2 and 5 (b)) of the groove bottom of the chip evacuation grooves 5 of the tool body 1, which are in front of the inner tips Tb , are chamfered

Der Schaft 4 hat eine mittlere Bohrung 10, die an ihrem vorderen Ende offen und an ihrem hinteren Ende geschlossen ist Ein spitzer Zentrierstift 8 ist in der Bohrung 10 gleitend gelagert und wird durch eine Druckfeder U nach vorn gedrückt, so daß sein spitzes Ende normalerweise über das vordere Ende der Schneidzähne 6a und 66 hinausragt Der Stift 8 hat eine axiale Nut 9, in die eine in den Schaft 4 geschraubte Sicherungsschraube 12 gleitend eingreift, so daß sich der Stift 8 mit dem Schaft 4 mitdreht jedoch nicht durch die Feder 11 aus der Bohrung 10 herausgedrückt werden kann.The shaft 4 has a central bore 10 which is open at its front end and at its rear end is closed A pointed centering pin 8 is slidably mounted in the bore 10 and is supported by a compression spring U is pushed forward so that its pointed end is normally over the front end of the cutting teeth 6a and 66 protrudes. The pin 8 has an axial groove 9 into which a locking screw 12 screwed into the shaft 4 slidably engages so that the pin 8 moves with it the shaft 4 rotates with it, however, not due to the spring 11 can be pushed out of the bore 10.

Vorzugsweise hat der Schaft 4 eine Schmiermittel-Zuführeinrichtung, um die Schneidzähne beim Bohren zu schmieren und zu kühlen. Diese Einrichtung hat einen Ring 13 (F i g. 1), der auf einem mittleren Teil des Schaftes drehbar gelagert und zwischen zwei Sicherungsringen 17 gehalten ist Über eine radiale Bohrung 14 und eine innere Ringnut 15 im Ring 13 und eine radiale Bohrung 16 im Schaft 4 wird öl in die Bohrung 10 geleitet Zwei O-Ringe 18 sorgen für eine Abdichtung der Nut 15. Der Zentrierstift 8 ist in seiner Außenseite mit einer weiteren axialen Nut 19 versehen, die von seinem oberen Ende nach vorn bis zu einer Stelle verläuft die unterhalb des Schaftes 4 liegt, um das Innere des Werkzeugkörpers 1 mit dem auf der Rückseite des Stiftes 8 liegenden Teil der Bohrung 10 zu verbinden. Das kühlende Schmiermittel kann daher über die Bohrungen 14 und 16 sowie die Nut 19 bis an die Schneidzähne 6a und 66 strömen.The shaft 4 preferably has a lubricant feed device, to lubricate and cool the cutting teeth while drilling. This facility has one Ring 13 (Fig. 1) rotatably mounted on a central part of the shaft and between two locking rings 17 is held via a radial bore 14 and an inner annular groove 15 in the ring 13 and one radial bore 16 in the shaft 4, oil is fed into the bore 10. Two O-rings 18 ensure a seal the groove 15. The centering pin 8 is provided in its outside with a further axial groove 19, which is of its upper end extends forward to a point which is below the shaft 4 to the interior of the tool body 1 with the part of the bore 10 lying on the back of the pin 8. The cooling lubricant can therefore through the bores 14 and 16 and the groove 19 up to the cutting teeth 6a and 66 flow.

Die F i g. 5 (a), 5 (b) und 6 (a) stellen das Bohrwerkzeug im Betrieb dar. Es wird durch einen mit einem Schaft 4 gekuppelten (nicht dargestellten) Motor ge- es dreht während das spitze Ende des Zentrierstifts 8 in einer mittleren Ausnehmung auf einer Metallplatte 24 angeordnet ist wobei der Stift 8 durch die Feder U gegen die Platte 24 gedruckt und dadurch das Bohrwerkzeug zentriert wird.The F i g. 5 (a), 5 (b) and 6 (a) represent the drilling tool in operation. It is achieved by a motor (not shown) coupled to a shaft 4 while the pointed end of the centering pin 8 rotates in a central recess on a metal plate 24 is arranged with the pin 8 pressed by the spring U against the plate 24 and thereby the drilling tool is centered.

Während des Vorschubs des Bohrwerkzeugs in Richtung auf die Metallplatte 24 wird, der Zentrierstift 8 in die Bohrung 10 zurückgedrückL Dabei schneiden zuerst die äußeren Schneidzähne 6a und dann die inneren Schneidzähne 66 in die Platte ein, weil die Kante 29 vor den Schneidzähnen 6b liegt In diesem Augenblick beginnt auch das Schmiermittel zu fließen.During the advance of the drilling tool in the direction of the metal plate 24, the centering pin 8 is pushed back into the bore 10. First the outer cutting teeth 6a and then the inner cutting teeth 66 cut into the plate because the edge 29 lies in front of the cutting teeth 6b in this The lubricant begins to flow in an instant.

Zuerst schneiden alle äußeren Spitzen 7a (F i g. 5 (a)) in die Metallplatte 24 ein, wobei sie jeweils einen äußeren im wesentlichen geraden Metallspan 24a mit der radialen Breite Wa abheben. Danach schneiden alle inneren Spitzen Tb (F i g. 5 (b)) in die Platte 24 ein, wobei sie einen inneren, gewendelten Metallspan 246 mit der radialen Breite Wb abheben, der unabhängig von dem äußeren Span 24a ist Die beiden Späne 24a und 246 wandern in getrennten Spanabfuhrnuten 5 nach hinten.First, all of the outer tips 7a (FIG. 5 (a)) cut into the metal plate 24, each lifting off an outer substantially straight metal chip 24a with the radial width Wa. Thereafter, all of the inner tips Tb (Fig. 5 (b)) cut into the plate 24, lifting off an inner, coiled metal chip 246 with the radial width Wb , which is independent of the outer chip 24a. The two chips 24a and 246 migrate to the rear in separate chip evacuation grooves 5.

Da das vordere Ende jeder äußeren Spitze 7a jeweils mit einer äußeren und inneren Schneide 21 und 22 unter entgegengesetztem Winkel (in Axialrichtung gesehen) versehen ist wandert der Metallspan 24a etwa geradlinig oder axial nach hinten, wie es in F i g. 5 (a) dargestellt ist, längs der vorauslaufenden Kante 6e des Messers 6.Since the front end of each outer tip 7a each with an outer and inner cutting edge 21 and 22 under is provided at the opposite angle (viewed in the axial direction), the metal chip 24a migrates approximately in a straight line or axially backwards, as shown in FIG. 5 (a) along the leading edge 6e of the knife 6th

Da andererseits das vordere Ende jeder inneren Spitze 76 durch die einzige innere Schneide 23 gebildet ist die unter einem Winkel zu einer Radialebene verläuft wandert der Metallspan 246 zwar längs der Kante 6e des Messers 6, doch wird er zuerst unter einem Winkel radial nach außen und hinten, wie es in F i g. 5 (b) dargestellt ist geleitet Die schräge Fläche 5a des Werkzeugkörpers 1 an seinem vorderen Ende läßt dem Span 246 Raum frei, so daß er unter einem Winkel hoch wandern kann. Dann stößt der Span 246 an der äußeren Wand 25 des Bohrlochs an, so daß er sich radial nach innen krümmt und dann zickzackförmig zwischen der Wand 25 und der Außenseite des Werkzeugkörpers 1 durch den Kanal 5 weiterläuftOn the other hand, since the front end of each inner tip 76 is formed by the single inner cutting edge 23 which runs at an angle to a radial plane, the metal chip 246 migrates along the edge 6e of the knife 6, but it is first at an angle radially outwards and backwards, as shown in FIG. 5 (b) is guided. The inclined surface 5a of the tool body 1 at its front end leaves the chip 246 Space free so that he can wander up at an angle. Then the chip 246 hits the outer wall 25 of the borehole so that it curves radially inward and then zigzag between the wall 25 and the outside of the tool body 1 continues through the channel 5

Da die Messer 6 an ihren vorderen Enden dicker sind, wie die F i g. 4 (a) und 4 (b) zeigen, laufen die Außen- und Innenseiten jedes Messers 6 nach hinten zusammen, so daß sie die Wände des Bohrlochs nicht berühren. Dadurch wird der Bohrwiderstand verringertSince the knives 6 are thicker at their front ends, like the fig. 4 (a) and 4 (b) show the outside and insides of each knife 6 backwards together so that they do not touch the walls of the borehole. This reduces the drilling resistance

Obwohl sich die Metallspäne 24a und 246 winden oder kringeln können, wandern sie dennoch in ihrer eigenen Spanabfuhrnut 5 stetig und ohne gegenseitige Störung nach außen. Da sich ferner jede Spanabfuhrnut 5 allmählich nach hinten erweitert, kann jeder Span 24a und 246 leicht nach oben wandern.Although the metal chips 24a and 246 may twist or curl, they still migrate within them own chip evacuation groove 5 steadily and without mutual interference to the outside. Furthermore, since each chip evacuation groove 5 gradually expanded backwards, each chip 24a and 246 can easily migrate upwards.

Die radiale Breite der voreilenden Kanten 6e(F i g. 2) ist etwa gleich der Breite Wa (F i g. 4 (a)) und der Breite Wb(FIgA (b)), so daß die durch die Schneiden abgehobenen Späne nach oben längs der Kanten 6e wandern können, wie es in den F i g. 5 (a) und 5 (b) dargestellt ist.The radial width of the leading edges 6e (Fig. 2) is approximately equal to the width Wa (Fig. 4 (a)) and the width Wb (FigA (b)), so that the chips removed by the cutting edges can wander along the edges 6e at the top, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) is shown.

Durch diese Ausbildung des Bohrwerkzeugs mit getrennten inneren und äußeren Schneiden, um getrennte äußere und innere Metallspäne abzuheben, von denen jeder schmaler als ein einziger Span bei herkömmlichen Bohrwerkzeugen ist läßt sich die Außenwand des Werkzeugkörpers 1 in den Spanabfuhrnuten 5 stabil ausbilden, im Gegensatz zu Schlitzen, die durch den zylindrischen Werkzeugkörper herkömmlicher Bohrverkzeuge, die für Aluminium benutzt werden, durchgehend ausgebildet sind. Die durchgehende Wand gibt dem Werkzeugkörper eine so hohe Festigkeit, daß er zum Bohren durch Stahlplatten, Beton und andere harte Materialien geeignet ist.This design of the drilling tool with separate inner and outer cutting edges to separate external and internal metal chips to be lifted off, each of which is narrower than a single chip in conventional For drilling tools, the outer wall of the tool body 1 in the chip removal grooves 5 can be stable form, in contrast to slots, which through the cylindrical tool body of conventional drilling tools, that are used for aluminum are designed continuously. The continuous wall there the tool body is so strong that it is hard for drilling through steel plate, concrete and others Materials is suitable.

For this purpose 4 sheets of drawings

Claims

1 2

Cutting lies, is beveled In this training

Claims: it is ensured that the discharge of the radially

internal cutting teeth are not generated by un-

1. Drilling tool, in particular for cutting out outer corners lying directly in front of these cutting teeth is hindered by disks made of plate-shaped metallic 5 ken or edges of the tool body. Workpieces consisting of an essentially a preferred embodiment of the invention Hollow cylindrical tool body (1), with several will be explained in more detail below with reference to the drawing Ren at its peripheral end described at a distance from one another. It shows

the arranged knives (6) with cutting teeth F i g. 1 a side view, partly in axial section,

(6a, 6b) each having a cutting edge (21, 22; 23) on 10 of a drilling tool designed according to the invention,

have their front end, the cutting F i g. 2 an enlarged side view of the cylindrical

teeth through on the outside of the tool body see body of the drilling tool,

pers (1) arranged essentially axially. 3 the view 3-3 of FIG. 2,

extending chip evacuation grooves (5) are separated, so that F i g. 4 (a) and 4 (b) enlarged sections of parts

characterized in that each of the 15 of the cylindrical tool body.

Cutting teeth (6a, 6b) a single cutting edge (21,22; Figs. 5 (a) and 5 (b) views similar to Fig. 4 (a)

23) has at least one (21,22) of the cutting edges and 4 (b), which the drilling tool, however, during the

on the radially outer side of the tool body operating point and

(1) and at least one other (23) of the cutting F i g. 6 (a) to 6 (e) enlarged sections of parts

that on the radially inner side of the tool body 20 of the cutting teeth of the drilling tool in a sequence

pers (1) lies in different operating phases.

2. Drilling tool according to claim 1, characterized in that, according to the drawings, the drilling tool has that the in the feed direction of the NEN cylindrical tool body 1 on his Drilling tool front end part (5a) of the groove base front or lower end open and at its andedes each chip evacuation groove (5), which is in one piece with a collar 3 in operational turning 25 or upper end The collar 3 has an internal thread 2 (23) is beveled, is seen, into which a drive shaft 4 is screwed

The toilet body 1 has a central tubular

moderate part Ic with a uniform, proportionate

30 thin wall parallel to the axis of rotation 30 of the tool body 1 and the shaft 4 runs the front

The invention relates to a drilling tool, in particular the end of the tool body 1 is special in a radially outward direction for cutting out slices from larger or thickened panels, in fact in the same distance apart metallic workpieces, consisting of self-contained sections. Form the thickened parts nem essentially hollow cylindrical tool body 35 an even number apart in the circumferential direction, with several at its peripheral end at a distance of the lying knife 6, which between them in the circumference of one another arranged knives with cutting direction form spaced chip evacuation grooves 5, each having a cutting edge at its front end. The outer surface of the tool body 1 has whereby the cutting teeth are supported by shoulders 31 lying on top of one another (Figs. 1, 2, 4 a and 4 b), On the outside of the tool body, the knives 6 are formed in the 40. As shown in FIG. 4 (a) and The main axially extending chip evacuation grooves - best seen in 4 (b) - are the inner and are separated. outer wall surfaces of the knife 6 at an angle