DE3131794A1

DE3131794A1 - "bohrer"

Info

Publication number: DE3131794A1
Application number: DE19813131794
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Osaka Hosoi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1982-05-06
Also published as: AU7442781A; MX152969A; GB2083767A; SE451241B; DE3131794C2; FR2489191B1; SE8105094L; IT8149149A0; GB2083767B; AU542465B2; FR2489191A1; US4565473A; CA1166485A; IT1171479B

Description

STACWaLEVKAN¹GC : : Q1Q17Q/

PAfENTÄNWÄLTg- ΟΙΟΙ/α^

ADENAUERALLEE 3O ■ D-SOOO HAMBURG 1 · TEL. CO4O) " 24 45 2a

Aktenzeichen! Neuanmeldung

Anmelder;" Toshiaki Hosoi, Osaka/Japan

Bohrer

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bohrer mit verbesserter Festigkeit, geeignet, um Löcher, insbesondere tiefe Löcher mit verbesserter Schneidwirksamkeit zu bohren.

Herkömmliche Bohrer sind mit schraubenförmigen Rillen am Außenumfang des Schaftes zum Abgeben der Späne ausgebildet. Derartige Rillen besitzen ein Breitenverhältnis von etwa 1, so daß der Schaft eine geringe Torsionsfestigkeit und Biegefestigkeit besitzt. Dementsprechend kann der Bohrer nicht wirksam Werkstücke insbesondere zum Ausbilden von tiefen Löchern bearbeiten. Da weiterhin der Schaft eine geringe Steifigkeit besitzt, sind die Löcher, die ausgebildet werden, nicht genau kreisförmig und von einer Fläche mit geringer Rauhigkeit begrenzt.

_ 5 —

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bohrer mit einem Schaft verbesserter Festigkeit zu schaffen und dadurch ein besseres Schneidverhalten zum Bohren von Löchern, insbesondere tiefen Löchern zu ermöglichen.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, daß ein Bohrer mit einem Schaft, verbesserter Steifigkeit geschaffen wird, der ein reibungsfreies Abgeben von Spänen ermöglicht. Weiterhin wird durch die Erfindung ein Bohrer mit Schneidrändern geschaffen, der Späne verringerter Breite erzeugt, so daß die Späne mit verringertem Widerstand abgegeben werden können. Schließlich sieht die Erfindung einen Bohrer vor, der Spanabgaberillen besitzt, die leicht auszubilden sind, so daß. der Bohrer Späne abgeben kann, die in Stücke geeigneter Länge gebrochen sind und dementsprechend leicht bei der Abgabe handhabbar sind. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen zusammen mit den zugehörigen Figuren deutlich.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die einen erfindungsgemäßen Bohrer darstellt;

Fig. 2 ist eine Unteransicht des Bohrers;

Fig. 3 ist eine Ansicht von rechts, die den vorderen Endabschnitt des Bohrers nach Fig. 1 zeigt? Fig., k ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 15

Fig. 5 ist eine Unteransicht einer weiteren Ausführungs-

form des erfindungsgemäßen Bohrers j

Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Bohrers;
Fig. 7 ist die Unteransicht des Bohrers nach Fig. 6;

Fig, 8 ist eine Seitenansicht, die den vorderen Endabschnitt des Bohrers nach Fig. 6 darstellt; Fig, 9 ist eine Seitenansicht, die den vorderen Endabschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Bohrers zeigt?

-O-

Fig. 10 ist eine Seitenansicht, die den vorderen Endabschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Bohrers darstellt} und

Fig. 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in Fig. 6.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit 1 der Schaft eines Bohrers be-. zeichnet. Ein Paar Spitzen 2 sind am vorderen Ende des Schaftes 1 beispielsweise durch Hartlöten befestigt. Jsde der Spitzen 2 besitzt eine Schneidkante 8, die von unten gesehen so geformt ist, daß sie eine große Biegung in der

dann
Mitte des Bohrers hat und sichvTLn etwa gerade in Richtung zum Außenumfang des Bohrers erstreckt. Ein Rezeß h entlang einer Aussparungsfläche 21 der Spitze 2 ist in der Nähe der Vereinigung zwischen dem Kurvenabschnitt und dem geraden Abschnitt der Schneidkante 8 ausgebildet, wodurch die Schneidkante 8 in den Kurvenabschnitt und den geraden Abschnitt geteilt ist. Ein Paar Ausnehmungen k können an dem gleichen Umfang oder an verschiedenen Umfangen angeordnet sein.

¥ährend die Schneidkante 8 die Form einer Kurve mit großer Biegung in der Mitte besitzt, um eine verbesserte Schneidde s Wirksamkeit sicherzustellen, kann der Rand 8YÄ.ußenumfangsabschnitt des Bohrers nur gering gekrümmt sein an Stelle der dargestellten geraden Ausbildung. Der Rezeß k_t der die Schneidkante 8 in den zentralen Kantenabschnitt und den Umfangskantenabschnitt teilt, kann entlang der Schneidseite 22 der Spitze 2 ausgebildet sein.

In dem Abschnitt des Bohrers, der der Schneidkante 8 und der Schneidbrustseite 22 gegenüberliegt, ist eine Spantasche 5 ausgebildet, die kontinuierlich mit der Abgaberille 3 für Späne verläuft, die in dem Schaft 1 axial ausgebildet ist. Am Basisende des Schaftes 1 besitzt die Rille 3 einen Bodenabschnitt 30 mit progressiv sich verringernder Tiefe.

Die Spanabgaberillen 3 können so dargestellt sein, wie es in den Fig. 3 und b mit gestrichelten Linien gezeigt ist. Ein Kanal erstreckt sich durch den Schaft 1 und kann an der Oberseite 6 des Schaftes 1 geöffnet sein, um Kühlflüssigkeit dem Bohrer zuzuführen während des Schneidbetriebes, so daß ein Zerstören oder Ablösen der hartgelöteten Spitze aufgrund von Wärme vermieden wird.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsfortn, die ein Paar Schneidkanten 8 besitzt, die jeweils einen gebogenen Zentralkantenabschnitt und einen Außenrandabschnitt besitzen. Ein Stufenabschnitt 14 ist zwischen diesen Randabschnitten vorgesehen, um einen Höhenunterschied dazwischen zu schaffen. Das Paar Stufenabschnitte 1Λ kann auf dem gleichen Umfang oder auf verschiedenen Umfangen angeordnet sein. Insoweit der gestufte Abschnitt 14 zwischen der Bohrerachse und dem Außenumfang angeordnet ist, kann der Stufenabschnitt 14 näher an die Achse oder näher an den Außenumfang verlegt werden, als es dargestellt ist. Zwei oder mehr Stufenabschnitte 14 können in jeder der Schneidkanten 8 ausgebildet sein.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der jodor Schneidrand einen zentralen Randabsohnitt 8, einen äußeren Randabschnitt 80 und einen Stufenabschnitt lh dazwischen aufweist. Der äußere Randabschnitt 80 erstreckt sich im rechten Winkel zur Bohrerachse. Fig. 10 zeigt ©ine weitere Ausführungsform mit einem zentralen Randabschnitt 8 und einem Außenrandabschnitt 81, die' jeweils entgegengesetzt zueinander geneigt sind. In diesen dargestellten Ausführungsformen ragen die Außenrandabschnitte 80 und 81 über eine ge- strichelte Linie 88 hinaus, die sich vom zentralen Randabschnitt 8 erstreckt, so daß di© Erstreckungslinie 88 die Randabschnitt© 80 und 81 schneidet. Jedoch muß diese Er»

nicht jeweils notwendigerweise den Außanrandabschnitt schneiden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen besitzt die Spanabgaberille 3 eine Öffnung, die eine verringerte Fläche am Außenumfang des Bohrers besitzt. Während herkömmliche Spänabgaberillen eine große Öffnung aufweisen, wie es in gestrichelten Linien 9 in den Fig. k und 11 dargestellt ist, besitzt die Rille 3 der Erfindung einen engeren Außenumfangsabschnitt, wie in durchgezogenen Linien dargestellt. Während die Verringerung im Querschnitt des Schaftes in der Nähe des Außenumfangs aufgrund der RillenSeehr starkem Maße die Torsionsfestigkeit Lind die Biegefestigkeit des Schaftes beeinflußt, ist die Verringerung kleiner, wenn d:le Rille 3 in der oben beschriebenen Art geformt ist, mit dem Ergebnis, daß der Schaft eine große verbesserte Torsions- und Biegefestigkeit aufweist.· Die Verbesserung in den Torsions- und Biegefestigkeiten verhindert ein axiales Verbiegen oder eine Vibration des Bohrers, die in bedeutendem Umfang bei Bohrern mit Längsschaften zum Bohren Von tiefen Löchern angetroffen wird. Dementsprechend bildet der erfindungsgemäße Bohrer Bohrungen mit verbesserter Genauigkeit bezüglich der Kreisförmigkeit und der Oberflächenglätte aus.

Die Fig. 4 und 11 zeigen einen Winkel &C , der zwischen zwei radialen Linien, die sich durch die Schaftachse 0 durch die Öffnungsenden der Rille 3 erstrecken, gebildet ist, und einen Winkel Q, dem nicht gerillten Umfangeabschnitt des Schaftes gegenüberliegend.Das Verhältnis oCzxi θ wird bezeichnet als "Rillenbreitenverhältnis" (flute width ratio). Bei herkömmlichen Bohrern liegt dieses Verhältnis bei etwa 1, wohingegen der erfindungsgemäße Bohrer ein Rillenbreitenverhältnis von 0,5 bis 0,02, vorzugsweise von 0,k bis 0,05 und insbesondere von 0,1 bis 0,3 besitzt. Die dargestellten

Ausführungsformen haben ein o£ zu θ Verhältnis von etwa 0,236*

Wenn der in den Fig. 1 bis k dargestellte Bohrer zum Bohren verwendet wird, bildet der Mittelrandabschnitt innerhalb des Rezesses k einen schmalen Span, während der Außenrandabschnitt außerhalb des Rezesses 4 einen geraden streifenförmigen Span entsprechend dem Randabschnitt in seiner Breite ausbildet. Diese Späne steigen die Rille 3 zum Abgeben auf. Die in den Fig. 6 bis 11 dargestellten Bohrer formen getrennte Späne durch den mittleren Randabschnitt und den äußeren Randabschnitt. Der mittlere Randabschnitt formt einen kompakt gerollten Span, während der Außenrandabschnitt einen Span mit einer Breite bildet, die der des Randabschnittes entspricht und zu einer geraden Spanform verbessert ist, um ein leichtes Abgeben durch ein Verhindern einer Krümmung in der Rille zu ermöglichen. Wenn der Schneidrand so ausgebildet ist, wie es in den Fig. 6 bis 8 dargestellt ist, wird der durch den Außenrandabschnitt erstellte Span ebenfalls in Richtung der Unterseite der Rille 3 gedrängt, wohingegen, wenn die Schneidkante nach Fig. 9 ausgebildet ist, der Span, der durch den Außenrandabschnitt ausgebildet ist, axial zum Bohrer weggedrückt wird, so daß die Wandfläche, die die Rille 3 begrenzt, gegen den Span in einem geringeren Ausmaß wirkt, was ein Abgeben des Spanes bei verbesserter Glätte ermöglicht. Weiterhin ist in dem Falle der Schneidkante dergestalt, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, der Span von dem Außemimfangsabschnitt 81 gebildet und zum Umfang des ausgebildeten Loches gerichtet, was den Vorteil mit sich bringt, daß der Span mit einer weniger großen Wahrscheinlichkeit durch den vom Zentralrandabschnitt 8 ausgebildeten Span beeinträchtigt wird.

Wenn herkömmliche Bohrer zum Bohren verwendet werden, sind die ausgebildeten Späne kontinuierlich und rollen sich entlang der schraubenförmigen Rille des Bohrers, so daß die

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Späne sich um den Bohrer oder einen rotierenden Abschnitt einer anderen Maschine wickeln, was sehr gefährlich ist.

Erfindungsgemäß Jedoch formt der Randabschnitt innerhalb des Rezesses k oder der Stufenabschnitt 14 kompakte aufgewickelte Späne, während der Außenrandabschnitt außerhalb des Rezesses oder des gestuften Abschnittes streifenförmige Späne bildet', die eine Breite haben, die der Breite des Randabschnittes entsprechen. Indem sie durch die Rille 3 geführt werden, werden die streifenförmigen Späne, daran gehindert, sich aufzurollen, bleiben gerade und können dementsprechend leicht gebrochen werden. Dementsprechend werden die Späne sehr schonend abgegeben.

Da der zentrale Randabschnitt sehr kleine Späne ausbildet und da weiter der Außenrandabschnitt gerade Streifenspäne ausbildet, stellt die Rille 3 eine schonende Abgabe der Späne selbst dann dar, wenn sie eine kleine Breite besitzt.

Venn die Spanabgaberille 3 axial gerade ausgebildet ist, werden die Späne, die durch die Rille während des Bohrens passieren, in geeignete Stücke durch die Rotation des Bohrers gebrochen. Die gerade Rille kann leicht bei bedeutend geringeren Kosten als herkömmliche Rillen ausgebildet werden und ist demzufolge besonders vorzuziehen. Zum Bohren kann der Bohrer oder aber das Werkstück gedreht werden.

Die Spanabgaberille kann in einer anderen Ausführungsform schraubenförmig entlang des Schaftes auegebildet sein. Zwei oder mehr Rezesse h können in jeder Schneidkante zur Erzeugung von Späne weiter verringerter Größe ausgebildet sein. Es kann auch der Rezess k weggelassen werden, wenn die Rille einen großen Querschnitt aufweist.

Obwohl das Paar Schneidränder 8 in den oben erwähnten Ausführungsformen in der Mitte 0 kontinuierlich sind, können die Ränder voneinander um etwa 0,5 bis 1 nun in der Mitte 0 beabstandet sein. Vorausgesetzt! daß die Schneidkanten 8 mit einer großen Krümmung in der Nähe der Mitte 0 gebogen sind, müssen die Kanten nicht unbedingt symmetrisch ausgelegt sein. Eine der Schneidkanten kann dazu ausgelegt sein, a? s eine Hilfsschneidkante zu dienen. Vie in Fig. 5 gesehen werden kann, sind gerade Schneidränder 80 üblich, in diesem Fall sollte auch das Rillenbreitenverhältnis in dem oben angegebenen Bereich liegen. Mit 82 in Fig. 5 ist ein Meißel bezeichnet.

Die Schneidkanten 8 und 81 können direkt an dem Schaft ausgebildet sein, oder an Spitzen, die an dem Schaft beispielsweise durch Hartlöten befestigt sind. Das Material für die Späne oder den Schaft ist nicht besonders begrenzt: Sinterkarbidlegierungen, Hochgeschwindigkeitsstähle, Stahllegierungen usw. können verwendet werden. Während es charakteristisch für die vorliegende Erfindung ist, daß die Spanabgaberille im Schaft axial ausgebildet ist oder aber schraubenförmig mit einem kleineren Rillenbreitenverhältnis als bei herkömmlichen Rillen, müssen die Rillen nicht notwendigerweise einen gleichförmigen Querschnitt über die gesamte Schaftachse besitzen. Das Rillenbreitenverhältnis und der Querschnitt der Rille, können, falls gewünscht, axial entlang des Schaftes variiert werden.

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Claims

STACH.&:t.E

PATENTANWÄLTE ADENAUERALLEE 3O ■ D-SOOO HAMBURS 1 · TEL. (O 4O) ' 24 45 22

Aktenzeichen.; Neuanmeldung

Anmelder; Toshiaki Hosoi, Osaka/Japan

PATENTANSPRÜCHE

) .^Bohrer mit Spanabgaberillen entlang seines Schaftes, gekennzeichnet durch ein Rillenbreitenverhältnis von 0,5 bis 0,02.

2) Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rillenbre.itenverhältnis 0,3 bis 0,1 beträgt.

3) Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Paar Schneidkanten jeweils mit einem Zentralrandabschnitt_s einem Außenrandabschnitt und einem Stufenabschnitt zwischen den Randabschnitten, um in Seitenansicht einen Unterschied in der dazwischen liegenden Höhe zu schaffen.

h) Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Schneidkanten in Aufsicht mit ihren Anfängen in der Rotationsmitte des Bohrers angeordnet ist und symmetrisch bezüglich eines Punktes

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liegt , wobei Jede der Schneidkanten die Form einer Kurve besitzt, die sich. nach, außen in Rotationsrichtung des Bohrers biegt und die größte Krümmung im Mittelab-= schnitt aufweist.

5) Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis k_f dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schneidkanten mit einem Rezeß entlang einer Schneidbrust ausgebildet ist. .

6) Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten an einer am Schaft befestigten Spitze ausgebildet sind.

7) Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die Spanabgaberillen im Außenumfang des Bohrers axial gerade zum Schaft verlaufen.

8) Bohrer nach Anspruch 3» dadurch, gekennzeichnet, daß der

fich voneinander im Neigungswinkel in Seitenansicht unterscheiden.

9) Bohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Enden des Schneidkantenpaares im Mittelab-

£0 schnitt beabstandet sind.

10) Bohrer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Rezesse in jeder der Schneidkanten ausgebildet sind.

11) Bohrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Randabschnitt in einer Richtung geneigt ist, um progressiv vorwärts in Richtung zur Mitte hervorzuragen, und der AußenrandabschnifΈ Im rechten Winkel zur Schaftachse erstreckt.

12) Bohrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Randabschnitt in einer Richtung geneigt ist, um progressiv nach vorne in Richtung zur Mitte hervorzuragen, und der Außenrandabschnitt in einer

Richtung entgegengesetzt zur Neigungsrichtung des
mittleren Randabschnittes geneigt ist.

13) Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer von unten mit einem Meißel im Mittelabschnitt und mit geraden Schneidrändern auswärts vora Mittelabschnitt ausgebildet ist.

14) Bohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine des Paares der Schneidkanten eine geringere Breite besitzt und als Hilfsschneidkante dient.

15) Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanabgaberillen schraubenförmig im Außenumfang des Schaftes ausgebildet sind.