DE3131794C2 - Bohrer - Google Patents

Abstract

Ein Bohrer ist in seinem Schaft mit Spanausgaberillen versehen, die ein kleines Rillenbreitenverhältnis von 0,5 bis 0,02 besitzen, so daß der Bohrerschaft eine vergrößerte Torsionsfestigkeit besitzt, wodurch der Bohrer Löcher, insbesondere tiefe Löcher mit verbesserter Schneidwirksamkeit herstellen kann.

Description

a) der zwischen Radiallinien durch die Seitenkanten der Spannut (3) eingeschlossene Spannutwinkel χ dem 0,02 bis 0,5fachen des zwischen Radiallinien durch die Seitenkanten des Schaftstegs liegenden Schaftstegwinkels θ entspricht und

b) die Schneidkanten (8) zur Erzeugung von Spänen geringerer Breite unterteilt sind.

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannutwinkel λ dem 0,1 bis 03fachen des Schaftstegwinkels θ entspricht

3. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannuten (3) achsparallel zur Schaftlängsachse (O) verlaufen.

4. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (8) jeweils durch mindestens eine axial zurücktretende Ausnehmung oder Stufe (4) unterteilt sind.

5. Bohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung oder Stufe (4) zwischen dem bauchig gekrümmten inneren Schneidkantenabschnitt (8) und dem im wesentlichen geradlinigen äußeren Schneidkantenabschnitt (8,80,81) angeordnet ist.

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Die Erfindung betrifft einen Bohrer mit einem im wesentlichen zylindrischen Schaft, zwei an dessen Stirnseite zur Schaftlängsachse rotationssymmetrisch angeordneten, in axialer Sicht in Drehrichtung des Bohrers bauchig gekrümmten Schneidkanten mit im wesentlichen geradlinig verlaufendem äußeren Schneidkantenabschnitt, sowie zwei durch Schaftstege getrennten offenen Spannuten.

Bei dem aus der DE-OS 28 51 183 bekannten Bohrer dieser Art sind die Schaftstege, wie allgemein bisher bei solchen Bohrern üblich, schmal und die Spannuten weit, um eine möglichst rasche und problemlose Abführung der Bohrspäne zu erreichen. Das ist schon deshalb nötig, weil der bekannte Bohrer nicht unterteilte Schneidkanten aufweist, die einen der vollen Schneidkantenbreite entsprechenden, sich leicht in der Spannut verklemmenden Span erzeugen. Zum Ablängen des Spans in kürzere, sich nicht so leicht verklemmende Stücke dienen gegebenenfalls hinter den Schneidkanten anzuordnende Spanbrechervorsprünge.

Besonders zum Bohren tiefer Löcher weist der bekannte Bohrer aber wegen der geringen Materialstärke der Schaftstege noch nicht die nötige Torsions- und Biegefestigkeit auf, so daß es im Betrieb leicht zum Schaftbruch kommt. Wegen der zu geringen Biegesteifigkeit sind die mit dem bekannten Bohrer erzeugten Bohrungen nicht von genau kreisförmigem Querschnitt und zeigen ungleichmäßige Wandungen.

Aus der US-PS 32 74 863 ist bereits ein Bohrer mit unsymmetrisch angeordneten einzelnen Schneidkantcnsegmenten bekannt Dadurch sind dort bereits die Schneidkanten zur Erzeugung von Spanen geringerer Breite unterteilt Hierauf ist jedoch kein Elementenschutz beansprucht

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bohrer der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne Spanabgabeprobleme eine erhöhte Schaftfestigkeit aufweist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Bohrer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnetdaß derzwischen Radiallinien durch die Seitenkanten der Spannut eingeschlossene Spannutwinkel λ dem 0,02 bis 0,5fachen des zwischen Radiallinien durch die Seitenkanten des Schaftstegs liegenden Schaftstegwinkels θ entspricht und die Schneidkanten zur Erzeugung von Spänen geringerer Breite unterteilt sind.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.

Der erfindungsgemäße Bohrer hat eine stark erhöhte Schaftfestigkeit und ermöglicht trotz seiner breiten Schaftstege eine reibungsfreie Spanabgabe, da die Späne eine verringerte Breite aufweisen und in Stücke geeigneter Länge gebrochen mit kleinerem Widerstand abgeführt werden. Die Spannuten des Bohrers sind leicht auszubilden.

Bei herkömmlichen Bohrern sind die ausgebildeten Späne meist kontinuierlich und schieben sich entlang der schraubenförmigen Spannut des Bohrers, was zu gefährlichem Aufwickeln der Späne um rotierende Materialteile führen kann.

Erfindungsgemäß jedoch formt der innere Schneidkantenabschnitt aufgerollte Späne und der äußere Schneidkantenabschnitt streifenförmige Späne, die seiner Breite entsprechen. Aufgrund ihrer Abgabe durch die Spannut werden die streifenförmigen Späne daran gehindert, sich aufzuwickeln, bleiben gerade und können dementsprechend leicht gebrochen werden. Dieser Vorteil bleibt trotz der geringen Spannutbreite gewahrt.

Wenn die Spannut axial geradlinig verlaufend ausgebildet ist, werden die Späne durch die Drehung des Bohrers in geeignete Stücke gebrochen. Eine gerade Spannut kann bei bedeutend geringerem Aufwand ausgebildet werden und ist demzufolge besonders vorteilhaft. Zum Bohren kann der Bohrer oder aber das Werkstück gedreht werden.

Die Spannut kann aber auch schraubenförmig entlang des Schaftes ausgebildet sein. Zwei oder mehr Ausnehmungen oder Stufen können zur Erzeugung von Spänen weiter verringerter Größe in jeder Schneidekante ausgebildet sein.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Bohrers an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Bohrer;

F i g. 2 die Schneidstirnfläche des Bohrers;

Fi g. 3 den schneidseitigen Endabschnitt des Bohrers gemäß F i g. 1;

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 1;

F i g. 5 die Schneidstirnfläche eines abgewandelten Bohrers;

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform des Bohrers;

Fig.7 die Schneidstirnfläche des Bohrers gemäß Fig. 6;

Fig. 8 den schneidseitigen Endabschnitt des Bohrers gemäß Fig.6;

Fig.9 den schneidseitigen Endabschnitt eines abgc-

wandelten Bohrers;

F i g. 10 den schneidseitigen Endabschnitt eines weiteren abgewandelten Bohrers und

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig.6.

Wie F i g. 1 bis 4 zeigen, sind am vorderen, schneidseitigen Endabschnitt des Schafts 1 eines erfindungsgemäßen Bohrers zwei Schneiden 2, beispielsweise durch Hartlöten, befestigt Jede der Schneiden 2 weist eine Schneidkante 8 auf, die in axialer Sicht im Mittenbereich der Schneidstirnfläche 6 des Bohrers in dessen Drehrichtung bauchig gekrümmt ist und einen im wesentlichen geradlinig verlaufenden äußeren Schneidkantenabschnitt umfaßt Eine Ausnehmung 4 ist in einer Vertiefungsfläche 2i der Schneide 2 nahe dem Übergang von dem bauchig gekrümmten Abschnitt zu dem geradlinig verlaufenden Abschnitt der Schneidkante 8 so ausgebildet, daß die Schneidkante 8 zwischen dem gekrümmten Abschnitt und dem geradlinigen Abschnitt unterteilt ist Die Ausnehmungen 4 können in gleichem oder verschiedenem Umfangsabstand angeordnet sein.

Während die Schneidkante 8 zur Bohrermitte hin stark gekrümmt ist, um die Schneidwirkung zu verbessern, kann sie, anstatt wie gezeigt geradlinig zu verlaufen, nahe dem Außenumfang des Bohrers mit einer leichten Krümmung ausgebildet sein. Die Ausnehmung 4, die die Schneidkante 8 unterteilt, kann sich über die ganze Schneidbrustfläche 22 der Schneide 2 erstrecken.

In den den Schneidkanten 8 und den Schneidbrustflächen 22 jeweils gegenüber liegenden Abschnitten des Bohrers ist je eine kontinuierlich mit einer Spannut 3 verlaufende Spanntasche 5 ausgebildet. Die Spannuten 3 verlaufen axial in dem Schaft 1 und weisen einen Spannutgrund 30 mit sich in Richtung von der Schneidstirnfläche des Bohrers fort am Schaftende progressiv verringernder Tiefe auf.

Die Spannuten 3 können die in Fig.3 und 4 gestrichelt gezeigte Form aufweisen. Durch den Schaft 1 kann ein in der Schnaidstirnfläche 6 des Schaftes 1 mündender Kanal zur Kühlflüssigkeits-Zuführung während des Bohrens verlaufen, um Zerstörung oder Ablösung der hartgelöteten Schneiden 2 unter Wärmeeinwirkung zu verhindern.

F i g. 6 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform des Bohrers, mit zwei Schneidkanten 8, die jeweils einen bauchig gekrümmten inneren und einen etwa geradlinig verlaufenden äußeren Schneidkantenabschnitt umfassen. Eine Stufe 4 trennt den inneren vom äußeren Schneidkantenabschnitt und bildet zwischen diesen einen axialen Höhenunterschied. Die Stufen 4 können auf gleichem oder verschiedenem Umfangsabstand und näher an der Bohrerachse oder näher am Außenumfang angeordnet sein, als in der Zeichnung gezeigt ist. In jeder Schneidkante 8 können zwei oder mehr Stufenabschnitte ausgebildet sein.

F i g. 9 zeigt einen abgewandelten Bohrer, bei welchem jede Schneide einen inneren Schneidkantenabschnitt 8, einen äußeren Schneidkantenabschnitt 80 und eine Stufe 4 zwischen diesen aufweist. Der äußere Schneidkantenabschnitt 80 erstreckt sich im rechten Winkel zur Bohrerachse.

Fig. 10 zeigt einen weiteren abgewandelten Bohrer mit einem inneren Schneidkantenabschnitt 8 und einem äußeren Schneidkantenabschnitt 81, die zur Bohrerlängsachse und entgegengesetzt zueinander geneigt sind. In diesen Ausführungsformen treten die äußeren Schneidkantenabschnitte 80 bzw. 81 über eine gestrichelt gezeichnete gedachte Verlängerungslinie 88 axial vor, die sich vom inneren Schneidkantenabschnitt 8 radial auswärts erstreckt so daß die Verlängerungslinie 88 die äußeren Schneidkantenabschnitte 80 bzw. 81 schneidet; das muß jedoch nicht immer der Fall sein.

Gegenüber herkömmlichen Bohrern weisen die beschriebenen erfindungsgemäßen Bohrer deutlich breitere Schaftstege und schmalere Spannuten auf, wie im folgendenanHandderF i g. 4und 11 näbererläutertwird.

F i g. 4 und 11 zeigen den zwischen Radiallinien durch die Seitenkanten der Spannut 3 eingeschlossenen Spannutwinkel λ und den zwischen Radiallinien durch die Seitenkanten des Schaftstegs liegenden Schaftstegwinkel Θ. Das Verhältnis κ zu θ wird im folgenden als Nutbreitenverhältnis bezeichnet und liegt bei herkömmlichen Bohrern bei etwa 1, erfindungsgemäß aber zwischen 0,02 und 0,5, vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,4 und sehr bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen haben ein Nutbreitenverhältnis von etwa 0,24.

Der in F i g. 1 bis 4 gezeigte Bohrer formt im Betrieb mit seinem inneren Schneidkantenabschnitt einen schmalen Span, während der äußere Schneidkantenabschnitt einen geraden streifenförmigen Span entsprechend seiner Breite ausbildet. Diese Späne steigen zum Abführen in der Spannut 3 auf. Die in den F i g. 6 bis 11 dargestellten Bohrer formen ebenfalls jeweils mit ihren inneren bzw. äußeren Schneidkantenabschnitten separate Späne. Der innere Schneidkantenabschnitt formt einen kompakt gerollten Span, während der äußere Schneidkantenabschnitt einen Span mit einer seiner eigenen entsprechenden Breite bildet. Dabei entsteht eine gerade Spanform, die eine leichte Abgabe ohne Krümmung des Spans in der Spannut ermöglicht. Der durch den äußeren Schneidkantenabschnitt 8 gemäß F i g. 6 bis 8 erzeugte Span wird in Richtung des Nutgrundes der Spannut 3 gedrängt, während, wenn die Schneidkante gemäß Fig.9 ausgebildet ist, der durch den äußeren Schneidkantenabschnitt 80 ausgebildete Span axial auswärts gedrängt wird. Dabei wirkt die Wandfläche der Spannut 3 nicht so stark auf den Span ein, so daß dessen Glätte vergrößert wird. Die Schneidkante gemäß Fig. 10 drängt den vom äußeren Schneidkantenabschnitt 81 gebildeten Span zum Umfang der Bohrung, so daß dieser Span weniger leicht von dem vom inneren Schneidkantenabschnitt 8 ausgebildeten anderen Span beeinträchtigt wird.

Obwohl die Schneidkanten 8 bei den beschriebenen Ausführungsformen nahe der Schaftlängsachse O kontinuierlich verlaufen, können sie in diesem Bereich voneinander um etwa 0,5 bis 1 mm beabstandet sein. Wenn die Schneidkanten 8 nahe der Schaftlängsachse O mit einer starken Krümmung verlaufen, müssen sie nicht unbedingt symmetrisch ausgelegt sein. Eine der Schneidkanten kann dann wie die in F i g. 5 mit 82 bezeichnete als Hilfsschneidkante ausgelegt sein.

Die Schneidkanten können direkt am Schaft oder an daran, beispielsweise durch Hartlöten befestigten Schneiden ausgebildet sein. Das Material des Bohrers ist das übliche: Sinterkarbidlegierungen, Hochgeschwindigkeitsstähle, Stahllegierungen usw. können verwendet werden. Die Spannuten müssen nicht notwendigerweise einen gleichförmigen Querschnitt über die gesamte Schaftachse besitzen; das Nutbreitenverhäitnis und der Querschnitt der Spannut können axial entlang des Schaftes variieren.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

10 Patentansprüche:

1. Bohrer, mit einem im wesentlichen zylindrischen Schaft (1), zwei an dessen Stirnseite zur Schaftlängsachse (O) rotationssymmetrisch angeordneten, in axialer Sicht in Drehrichtung des Bohrers bauchig gekrümmten Schneidkanten (8) mit im wesentlichen geradlinig verlaufendem äußeren Schneidkantenabschnitt (8,80,81), sowie zwei durch Schaftstege getrennten offenen Spannuten (3), d a durch gekennzeichnet, daß