DE3310632A1

DE3310632A1 - Drehbohrer mit schneideinsaetzen

Info

Publication number: DE3310632A1
Application number: DE19833310632
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(grad.) 4250 Bottrop Müller; Hartwig Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Pietsch; Norbert Dipl.-Ing. Dr. 4020 Mettmann Reiter; Alfred 4300 Essen Sprang
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1983-03-24
Filing date: 1983-03-24
Publication date: 1984-09-27
Also published as: FR2543212A1; SE8401486L; SE8401486D0

Description

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FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

in Essen

Drehbohrer mit Schneideinsätzen

Die Erfindung betrifft einen Drehbohrer mit mindestens zwei mit je einem Schneideinsatz bestückten Schneidflügeln, wobei jeder Schneideinsatz eine äußere und eine innere Hauptschneide und eine von diesen gebildete Schneidenspitze aufweist.

Aus der US-PS 2 740 611. ist ein Drehbohrer bekannt, dessen Schneidflügel mit Schneideinsätzen aus Hartmetall bestückt sind. Beim Bohren in sehr hartem, abrasivem Gestein können größere Bohrlochlängen mit diesem Bohrer aus Gründen des Verschleißes nicht in einem Zug fertiggestellt werden. Der Bohrer muß dabei vielmehr zum Nachschleifen ausgewechselt werden.

Weiterhin ist ein Drehbohrer bekannt, dessen hartmetallschneideinsätze an ihrer ganzen Spanfläche mit einer etwa 0,5 mm dicken Beschichtung aus polykristallinem Diamantwerkstoff versehen sind (Z. Erzmetall 35 (1982) Nr. 11, S. 575 ff, insbes. S. 579). Obwohl dieser Drehbohrer in einigen Gesteinsformationen günstigere Standzeiten.aufweist, kommt es bei langfingerigen Bohrkopfformen in Folge der hohen Andrückkräfte und Drehmomente zu Verformungen der Schneidflügel, die dann zum Bruch der spröden Diamantbeschichtung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehbohrer zu schaffen, dessen Standzeit der eines Drehbohrers mit auf der ganzen Spanfläche diamantbeschichteten Schneideinsätzen gleichkommt, dessen Bruchgefahr aber deutlich unter der eines solchen Drehbohrers liegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch, gelöst, daß die Schneideinsätze jeweils aus einer Grundplatte aus Hartmetall'und aus einem die äußere Hauptschneide und einen Teil der inneren Hauptschneide bildenden Einsatzstück aus Hartmetall mit einer an der durch die beiden Hauptschneiden gegebenen Spanfläche angeordneten Schicht aus Diamantwerkstoff bestehen. Durch das Anordnen der Diamantbeschichtung an der am stärksten beanspruchten äußeren Schneidkante wird die Standzeit bzw. Lebensdauer des Drehbohrers gegenüber normalen hartmetallbestückten Drehwerkzeugen erheblich erhöht. Durch die Beschränkung der Diamantbeschichtung auf den durch die äußere Hauptschneide und einen Teil der inneren Hauptschneide gegebenen Teil der gesamten Spanfläche des

Schneideinsatzes ergibt sich gegenüber Drehbohrern, deren Schneideinsatz auf der ganzen Spanfläche mit einer Diamantbeschichtung versehen ist, eine entscheidende Senkung der Herstellkosten. Soweit die äußere und die innere Hauptschneide unter einem stumpfen Winkel verlaufen, der

wesentlich größer als 90° ist, kann mit einer verhältnismäßig schmalen Diamantschicht auch ein großer Teil der inneren Hauptschneide bestückt werden.

Durch die Beschränkung des negativen Spanwinkels auf die verhältnismäßig kleine diamantbeschichtete Fläche ist genügend Platz vorhanden, die Schneidflügel widerstandsfähig auszubilden und somit die Bruchgefahr des Schneideinsatzes klein zu halten. Durch die Anordnung des weitaus größten Teils der Spanfläche unter einem neutralen bis positiven Spanwinkel ist außerdem ein günstiger Abfluß des gelösten Bohrkleins als Voraussetzung für eine hohe Bohrleistung gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

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Pig. 1 einen dreiflügeligen Drehbohrer in der Draufsicht,

Pig. 2 den Drehbohrer in einem Querschnitt längs der Linie II-II in Pig, 1,

Fig. 3 den Schneideinsatz in einer Ansicht mit Blick auf die Spanfläche in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 den Schneideinsatz in einer Seitenansicht mit Blick in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3, wobei das diamantbeschichtete Einsatzstück mit strichpunktierten Linien lediglich ange

deutet ist,

Fig. 5 den Schneideinsatz in einem Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 den Schneideinsatz in der Draufsicht mit Blick ' auf die Hauptfreiflächen.

Der Drahbohrer besteht aus einem Grundkörper 1 und drei Schneidflügeln 2. Der Grundkörper 1 weist einen zylindrischen Schaft 3 mit zwei parallelen Spannflächen 4 und eine mit einem Innengewinde 5 versehene Ausnehmung 6 auf. Zum Zuführen eines Bohrmediums sind in dem Grundkörper außerdem Kanäle 7 angeordnet, die von der Ausnehmung 6 zu den Zwischenräumen zwischen jeweils zwei Schneidflügeln 2 verlaufen .

Die Schneidflügel 2 weisen Absätze mit einer im wesentlichen in Vorschubrichtung V verlaufenden Anlagefläche 11 und einer quer dazu, d.h. im wesentlichen in Schnittrichtung S verlaufenden, radialen Anlagefläche 12. In dem durch die Anlageflächen 11 und 12 gegebenen Absatz sind Einsatzstücke 13 angeordnet, die mit Hilfe von Schrauben an den Schneidflügeln 2 befestigt sind.

Der Schneideinsatz. 13 weist eine äußere Hauptschneide 16 und eine innere Hauptgchneide 17 auf. An der Schnittstelle der äußeren und der inneren Hauptschneide 16 bzw. 17 befindet sich die Schneidenspitze 19. Der Schneldeinsatz 13 weist ferner eine hintere und eine untere Anlagefläche 21 bzw. 22 auf, die zur Anlage an die Anlageflächen 11 bzw. 12 der Schneidflügel 2 bestimmt sind. Die Flächenteile zwischen den Hauptschneiden 16 und 17 und der hinteren Anlagefläche 21 stellen die äußere und die innere Hauptfreifläche 23 bzw. 24 dar. Die Fläche zwischen den Hauptschneiden 16, 17 und der unteren Anlagefläche 22 ist die Spanfläche 25. Der Schneideinsatz¹13 besteht im wesentlichen aus einer Grund- oder Trägerplatte 31 mit der Stärke oder Dicke B und einem Einsatzstück 32 mit der Dicke b.

Die Grundplatte 31 weist in der Nähe der Hauptschneide 16 eine Ausnehmung 33 mit einer seitlichen und einer unteren Anlagefläche 34 bzw. 35 auf.

Das Einsatzstück 32 ist als viereckiges Prisma mit einer unteren und einer seitlichen Anlagefläche 36 bzw. 37 ausgebildet. Das Einsatzstück 32 kommt mit seinen Anlageflächen 36, 37 zur Anlage an die Anlageflächen 34, 35 der Ausnehmung 33 und ist durch Löten fest mit der Grundplatte 31 verbunden. Die von den Anlageflächen 36, 37 nicht erfaßte Längskante des Einsatzstückes 32 stellt die Hauptschneide 16 dar.

Die gegenüber der seitlichen Anlagefläche 36 im Abstand b angeordnete Fläche 25' des Einsatzstücks 32 bildet einen Teil der gesamten Spanfläche 25. Die gegenüber der unteren Anlagefläche 37 angeordnete Fläche 23' bildet einen Teil der äußeren Hauptfreifläche 23. Die in Fig. 3 rechts gelegene Endfläche 24' des Einsatzstückes 32 stellt einen Teil der inneren Hauptfreifläche 24 dar und bildet einen

Teil 17' der inneren Hauptschneide 17.

Die von dem Einsatzstück 32 gebildete Teilfläche 25' der Spanfläche 25 ist mit einer Beschichtung 39 aus polykristallinem Diamantwerkstoff versehen, die sich bis zu der in Fig. 3 linken Seitenkante 40, bis zu der äußeren Hauptschneide 16 und bis zu dem Teil 17' der inneren Hauptschneide 17 erstreckt.

Das Einsatzstück 32 weist mit seiner diamantbeschichteten Spanfläche 25' einen negativen Spanwinkel "Jf von z.B. - 10° auf. Der von der Grundplatte 3!gebildete Teil der Spanfläche 25 weist einen neutralen Spanwinkel y = 0 auf. Die von dem Einsatzstück 32 gebildeten Flächenteile 23' und 24' der äußeren und der inneren Hauptfreiflächen 23 bzw. 24 bilden jeweils einen positiven Freiwinkel «' bzw. (nicht gesondert dargestellt) α".

Davon abweichend kann der von der Grundplatte 31 gebildete Teil der Spanfläche 25 auch mit einem positiven Spanwinkel ausgebildet sein, was bedeutet, daß die innere Schneidkante 17 der unter ihr befindlichen Spanfläche in Schnittrichtung S vorauseilt.

Abweichend von der beschriebenen Art der Befestigung durch Schrauben kann die Grundplatte 31 des Schneideinsatzes 13 auch durch Löten oder Klemmen am Grundkörper befestigt sein.

Claims

0632 Patentansprüche

1. Drehbohrer

mit mindestens zwei

mit je einem Schneideinsatz bestückten Schneidflügeln,
wobei jeder Schneideinsatz

eine äußere und eine innere Hauptschneide und eine von diesen gebildete Schneidenspitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (13) jeweils aus einer Grundplatte (31) aus Hartmetall und aus einem

die äußere Hauptschneide (16) und einen Teil (17¹) der inneren Hauptschneide (17) bildenden Einsatzstück (32) aus Hartmetall mit einer

an der durch die beiden Hauptschneiden (16 und 17) gegebenen Spanfläche (25) angeordneten Schicht (39) aus Diamantwerkstoff bestehen.

2. Drehbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Summe der durch die Schicht (39) aus Diamantwerkstoff gebildeten Teillängen der Hauptschneiden (16 und 17') ein Viertel bis zwei Drittel der Gesamtlänge der Hauptschneiden (16,. 17) ausmacht.

3, Drehbohrer nach Anspruch 1 oder 2, <

dadurch gekennzeichnet,

daß die Dicke (b) des Einsatzstückes (32) ein Drittel bis.eine Hälfte der Dicke (B) der Grundplatte (31) beträgt.

Drehbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

- der Spanwinkel der Grundplatte (31) beträgt O bis + 15°,

— der Spanwinkel ( γ- ) des Einsatzstückes (32) beträgt - 5 bis - 25°.