DE3319718A1 - Zwei- oder mehrschneidiges bohrwerkzeug mit eingesetzten schneiden - Google Patents

Zwei- oder mehrschneidiges bohrwerkzeug mit eingesetzten schneiden

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Description

  • Zwei- oder mehrschneidiges Bohrwerkzeug
  • mit eingesetzten Schneiden Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug mit eingesetzten Schneiden.
  • Herkömmliche Bohrwerkzeuge dieser Art besitzen auf einen aus Stahl bestehenden Bchrerspitzen-Träger aufgesetzte Hartmetall-Spitzen, die zur Ausbildung der Haupt-, Neben- und Querschneide entsprechend angeschliffen sind Derartige Werkzeuge eignen sich aufgrund ihrcr erhöhten Verschleißfestigkeit auch zur spanenden Bearbeitung von siliziumhaltigen Aluminium-Legierungen, die heutzutage in zunehmendem Maße eingesetzt werden. Allerdings ist die Hochtemperaturhärte dieser Werkstoffe begrenzt, so daß die Schneidkanten bei der Bearbeitung schwer zu zerspanender Werkstoffe bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten gewöhnlich sehr schnell abtump fen.
  • Zur Bearbeittjtirj sehr schwer zu zerspanender Werkstoffe bei hoher Spanleistung sind mittlerweile polykristalline Schneidstoffe, wie z.B. polykristalliner Diamant oder polykristallines kubisches Bornitrid bekannt geworden; solche Schneidstoffe werden z.B. unter der Bezeichnung 1,PKD-Schneidstoffe" oder "BORAZON CBN" auf dem Markt angeboten. Diese Schneidstoffe können allerdings aufgrund des erforderlichen und sehr aufwendigen Herstellungsverfahrens nicht direkt auf die Bohrerspitze aufgebracht werden. Vielmehr benötigen diese Schneidstoffe einen Trägerwerkstoff, beispielsweise Hartmetall, auf den sie unter Anwendung von sehr hohen Temperaturen von weit über 1000° C und bei hohem Druck von ca. 6000 bis 7000 MPa in Schichten von bis zu 0.5 mm unlösbar aufgebracht werden. Auf diese Weise entstehen extrem standfeste Werkzeugschneideneinsätze und Schneidplatten, die sich unter der Bezeichnung "KOMPAX" oder "BZN"-Einsätze im Handel befinden. Diese Einsätze sind in ausgewählten Gesamtdicken von ca. 1.5 bis einige mm und in einfachen geometrischen Formen, z.B. als Rechteck- oder Kreisplatten, erhältlich, wobei bedingt durch das Herstellungsverfahren ausschließlich ebene Schneidplatten verfügbar sind.
  • Aus diesem Grund konnten diese neuen sehr vorteilhaften Schneidstoffe bislang nur bei Drehmeißeln oder Fräswerk-7beugen bzw. hei Finlippen-Bohrwerkzeugen eingesetzt werden, weil bei all diesen Werkzeugen ein ausreichend großer Freiraum im Bereich der Schneide vo rhandcn ist, der die Ausbildung positiver Spanwinkel und die Verlogung der Lötflächen in niedrig beanspruchte Bereiche binein crmöglicht Diese Möglichkeiten sind bei mehrschneidigen Bohrwerkzeugen nicht gegeben; denn würde man die herkömmlichen Hauptschneiden eines solchen Bohrwerkzeugs durch derartige Schneideneinsätze ersetzen, so müßten sich bei vorgegebener Schneidenlänge die Lötungen der Hartmetall-Trägerwerkstoffe und -Träger im Bereich des Bohrerzentrums überlappen. In diesem Bereich ist aber aufgrund dessen, daß im Bereich der Querschneide eines Bohrwerkzeugs kein positiver Spanwinkel realisierbar ist, die Druckbelastung des Bohrwerkzeugs am größten, so daß diese Lötstellen im Betrieb einer so großen Belastung unterworfen würden, daß sie unweigerlich gesprengt würden. Man hat deshalb von einer Bestückung von zwei- oder mehrschneidigen Bohrwerkzeugen mit derartigen Schneideneinsatzen Abstand nehmen und auf einlippige Bohrwerkzeuge ausweichen müssen, die allerdings den Nachteil besitzen, daß sie zum Verlaufen neigen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein zwei- oder mehrschneidiges Bohrwerkzeug zu schaffen, das bei effektivem und wirtschaftlichem Einsatz der Schneiden und bei weitestgehender Schonung der Verbindungsstellen zum Bohrspitzenträger eine problemlose Eingliederung von Schneidplatten mit polykristallinen Schneidstoffen ermöglicht, so daß die Zerspanungsleistung und die Standzeit ohne Komplikationen erheblich angehoben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Durch die r f i ndijngsgcmße Neugestaltung des uersclti tts des Bohrwerkzeugs derart, daß die Hnuptscline i den i.W. in Axialebenen zu linqerl kommen, wird die Möglichkeit eröffnet, im Zentrum des Bohrwerkzeugs eine Aiisroehmtirig, z.B. in Form eines Freischliffs vorzusehen, durch die die Lötstelle in diesem Bereich nicht mehr mit so hohen Drücken belastet wird. Dabei ergibt sich der zusatzliche Vorteil, daß auch der polykristilline Schneidstoff aus derjenigen Zone genormen ist, die einer reinen und extrem hohen Druckbelastung unterworfen ist, gegenüber der dieser Schneidstoff relativ empfindlich ist. Die Lebensdauer des Bohrwerkzeugs bzw.
  • die Standzeit, d.h. die Wirtschaftlichkeit im Einsatz kann auf diese Weise zusätzlich angehoben werden.
  • Die Anordnung der Hauptschneiden ermöglicht es ferner, die radial inneren Enden der Hauptschneideneinsätze bequem und ohne irgendeine Verkürzung oder Schwächung der Hauptschneide freizuschleifen, d.h. mit größeren Freiwinkeln zu versehen, weil die Umfangsgeschwindigkeit eines jeden Punkts auf der Hauptschneide senkrecht auf dieser steht.
  • Schließlich eröffnet die erfindungsgemäße Gestaltung des Bohrwerkzeugs die vorteilhafte Möglichkeit, die Frei- und Spanwinkel im Bereich der Hauptschneide durch Freischleifen von außen zu korrigieren, so daß das Bohrwerkzeug noch effektiver eingesetzt werden kann. Der erfindungsgemäße Aufbau des Bohrwerkzeugs ist demnach dem Werkzeugeinsatz mit dem zwar sehr standfesten aber auch verhältnismäßig druckempfindlichen Schneidstoff optimal angepaßt.
  • Es hat sich herausgestellt, daß die Hauptschneide auch bei Anordnung in reinen Axialebenen nicht verkürzt werden muß.
  • Die Hauptschneiden enden zwar in einem vorbestimmten Abstand vom Bohrcrsentrum. Diese Längenbegrenzung der Hauptschneiden kann aber ohne weiteres von der Keilfläche bzw.
  • von der keilffirmigerl Oberfläche im Bereich der Bohrerspi tzen-Aus'eiimurig au fge fangen werden, 7tIm;J .1 dann, wenn die Bohre rsp 1 1 ie i 05(JC nam t aus Hartmetall besteht. Diese kei 1 förmige (es Ln lt ung der Bohrerspitzenausnehmung sorgt zuverlässig dafür, daß der beim Bohrvorgang im Kern der Bohrung entstehende Materialstumpf sanft und zügig seitlich weggedrückt und dabei abgeschert wird, wobei durch geeignete Wahl. des Neigungswinkels dieser keilförmigen Grundfläche der Bohrspitzen-Ausnehmung die, Vorschubkraft minimiert werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Gestaltung des Bohrwerkzeugs eignet sich in gleicher Weise sowohl für gerade- als auch für spiralgenutete Werkzeuge, wobei selbst bei großen Seitenspanwinkeln optimale Schneidengeometrien bequem realisierbar sind.
  • Di-e Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen tragen zur weiteren Verbesserung der Einsatzmöglichkeiten, zur zusätzlichen Anhebung der Standzeit, sowie zur Vereinfachung der Herstellung des Bohrwerkzeugs bei, was wiederum der Wirtschaftlichkeit des Bohrwerkzeugs zugute kommt.
  • Weil die Hauptschneiden ausschließlich in Axialebenen des Bohrwerkzeugs liegen genügt es vollkommen, wenn die Bohrspitzen-Ausnehmung, beispielsweise in Form eines Freischliffs)im Bereich der radial innenliegenden Schneidkanten der Schneidplatten zur Bohrerachse parallel Seitenwände besitzt, die auf den Hauptschneiden senkrecht stehen. Es ist allerdings durch die erfindungsgemäße Gestaltung ohne weiteres möglich, in diesem Bereich ebenfalls größere Freiwinkel vorzusehen, ohne daß dadurch das Herstellungsverfahren verkompliziert werden müßte.
  • Mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 3 wird der durch den Spitzenwinkel des Bohrers und die Bohrspitzen-Ausnehmung normalerweise definierte spitze Winkel zwischen der Hauptschneide und den radial innenliegenden Schneidkanten der Schneidplatten beseitigt, wodurch die Standzeit der Schneideneinsätze erheblich angchaben werden kann, weil die Gefahr des Ausbrechens der Schneidenspitze reduziert ist.
  • Bevorzugterweise sind die Bohrspitzen-Ausnehmungen Freigescltl i ffen. Dieser öFFnet zusätzlich die vorteilhafte Möglichkeit, durch Wahl einer geeigneten Form-Schleifscheibe die Gestaltung des Ausnehmungsgrundes zu optimieren und darii1)cr hinaus mit relativ einfachen Maßnahmen eine hinterschnittene, d.h. größere Freiwinkel im Bereich der innenliegenden Schneidkanten definierende Ausnehmungen herzustellen. Dadurch wird der Ausbildung von herzustellen. Dadurch wird der Ausbildung von Aufbauschnei- Au fbauschneiden entgegengewirkt, so daß die Spanungsleistung des Werkzeugs zusätzlich angehoben werden kann.
  • Durch die extrem hohe Verschleißfestigkeit der Schneideneinsätze bietet sich deren Eingliederung insbesondere auch für Bohrwerkzeuge an, die mit innenliegenden Kühl- oder Schmiermittelkanälen versehen sind. Die Schneideneinsätze liegen in verhältnisrnäßig flachen Plättchen vor, so daß selbst dann, wenn die Kühlmittelkanäle im Zentrum der Bohrer-Hauptschneiden-Freifläche aus der Bohrerspitze münden, noch genügend Raum verbleibt, den Schneideneinsatz vor diesem Kühlkanal in der Bohrerspitze zu integrieren.
  • Durch die erfindungsgemäße Orientierung der Hauptschneide ausschließlich in Axialebenen ergeben sich sehr günstige Belastungen im Bereich der Kontaktflächen zwischen Schneideneinsatz und Bohrerspitze, so daß die in diesen Bereichen vorliegende Lötverbindung die Schnitt- und Vorschubkräfte zuverlässig aufnehmen kann. Weil der polykristalline Schneid stoff auf einem hochfesten Hartmetall-Trägerwerkstoff aufgebracht ist, und das Schneidplättchen somit eine sehr hohe Steifigkeit besitzt, genügt es, die Bohrerspitze mit relativ kleinen Ausnehmungen zur Aufnahme dieser Schneideneinsätze zu verschen, so daß der herstelungstechnische Aufwand bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bohrwerkzougs in Grenzen gchalten wird. Darüber hinaus können diese Ausnehmungen dadurch, daß die Schneidplättchen eine sehr einfache geometrische Form haben, mit gängigen spanenden Bearbeitungswerkzeugen hergestellt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
  • Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Spitze einer ersten Ausführungsform des mehrschneidigen Bohrwerkzeugs mit eingesetzten Schneiden, Figur 2 eine Stirnansicht des in Figur 1 gezeigten Bohrwerkzeugs, Figur 3 in einem etwas vergrößerten Maßstab eine der Figur 2 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Bohrwerkzeugs, Figur 4 eine Schnittansicht einer mit dem Werkzeug gemäß Figur 1 bis 3 herstellbaren Bohrung, Figur 5 eine der Figur 1 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Bohrwerkzeugs, Figur 6 eine der Figur 2 ähnliche Ansicht des in Figur 5 gezeigten Werkzeugs, Figur 7 eine Ansicht eines Schnitts bei einer Schnittführung entlang der Linie V11-VII in Figur 6, Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines in der Ausführungsform gemäß Figur 5 bis 7 verwendbaren Schneideneinsatzes und Figur 9 eine der Figur 4 ähnliche Ansicht einer Bohrung, die mit der Ausführungsform gemäß Figur 5 bis 8 herstellbar ist.
  • Figur 1 zeigt die Spitze eines zweischneidigen spiralgenuteten Bohrwerkzeugs 1, dessen Schneidenträger 2 entweder aus Hartmetall oder aus einem verschleißfesten Werkzeugstahl besteht. Die Bohrerspitze 2 trägt eingesetzte Schneiden 3, die in eine geeignet geformte Ausnehmung in der Bohrerspitze eingelötet sind. Die Schneiden 3 sind von ebenen Schneidplatten bzw. Schneidplättchen gebildet, die wie folgt ausgebaut sind: Eine verhältnismäßig stabil ausgebildete Trägerschicht 4 aus Hartmetall trägt eine verhältnismäßig dünne Beschichtung aus polykristallinem Schneidstoff 5, der in den Figuren mit einer Kreuzschraffur gekennzeichnet ist. Der polykristalline Werkstoff 5 besteht beispielsweise aus polykristallinem Diamant (PKD) oder aus einem Synthesewerkstoff aus Diamant und kubischem Bornitrid, der beispielsweise unter der Markenbezeichnung "Borazon CBN" bekannt ist. Für den Fall, daß polykristalliner Diamant als Basis-Schneidwerkstoff dient, erfolgt die Herstellung derartiger Schneidplatten dadurch, daß eine bestimmte Diamantkörnung mit einem Metall der Fe-Gruppe (Fe, Co, Ni) bei Temperaturen über 14000 C und bei Drücken von ca. 6000 MPa zu einem massiven Körper zusammengesintert wird und im gleichen Verfahrensschritt der auf diese Weise erzeugte PKD-Körper auf eine Trägerschicht aus Hartmetall aufgesintert wird, utt eine sehr feste und innige Verbindung zwischen FKD-Schicht und Träger-Hartmetali zu erreichen.
  • Bei der Herstellung von Schneideneincätzen mit kubischem Bornitrid als Schneidwerkstoff geht man auf ähnliche Weise vor. Das Bestücken der Werkzeuge mit derartigen Schneiden-Einsätzen erfolgt in der Regel durch eine Lötverbindung unter Verwendung entweder einer Äthylensauerstoffflamme, einer Ofenlötung oder einer Widerstandsheizung in Verbindung mit gewöhnlichem Silberlot und Flußmittel. Derartige bekannte Schneideneinsätze zeichnen sich durch eine extrem hohe Zerspanungsleistung bei sehr hoher Standzeit aus. Allerdings sind Schneideneinsätze dieser Art bedingt durch das sehr komplizierte Herstellungsverfahren nur in ebener Form und mit einfachen geometrischen Konturen erhältlich. Die Schneideneinsätze sind in Plättchen von beispielsweise 1,5 bis 5 mm im Gesamtdicke, wobei die Dicke der Schneidstoffschicht etwa 0.5 mm beträgt, und mit Kantenlängen zwischen 3 und 16 mm erhältlich. In das in Figur 1 dargestellte Wendelbohrwerkzeug sind derartige Schneidplatten eingegliedert.
  • Die Schneidplatten 3 definieren mit dem polykristallinen Schneidstoff 5 die gesamte Hauptschneide 6 sowie einen Teil einer Nebenschneide 7. Die Schneidplatten 3 sind so eingesetzt, daß die vom polykristallinen Schneidstoff 5 gebildete Ebene 8 mit einer durch die Hauptschneide 6 und parallel zur Bohrerachse 9 verlaufende Ebene einen positiven Spanwinkel einschließt. Ferner ist die Schneidplatte stirnseitig so angeschliffen, daß im Bereich der gesamten Hauptschneide 6 ein relativ großer Freiwinkel ausgebildet wird.
  • Die Ausbildung dieser geometrisch günstigen Verhältnisse wird dadurch ermöglicht, daß die Schneidplättchen bzw.
  • Schneidplatten 3 so angeordnet sind, daß die Hauptschneiden 6 in Axialebenen 10 des Bohrwerk7eugs 1 liegen und in einem vorbestimmten Radialabstand AR (vgl. Figur 2 bis 4) von der Rolirerachse an einer definiert ausgebildeten Bohrspitzen-Ausnehtttung 11 enden, die, wie der Darstellung gemäß Figur 1 deutlich entnehmbar ist, einen mit der strichpunktieren 1. linie 12 schematisch angedeuteten Ausnehmungsgrund besitzt, der mit der Bohrerachse 9 einen spitzen Winkel α einschließt. Die Bohrspitzen-Ausnehmung 11 ist beispielsweise von einem Freischliff gebildet, der durch zentrisches Eintauchen einer Form-Schlei fscheibe gebildet werden kann. Der Ausnehmungsgrund kann sowohl ausgerundet als auch eben ausgebildet sein. Der in Figur 1 bis 3 dargestellte Freischliff besitzt eine Mittelachse 13, die mit der Bohrerachse 9 eine Ebene aufspannt, die auf der Axialebene 10 senkrecht steht. Durch diese Ausbildung des Freischliffs wird erreicht, daß die radial innenliegenden Schneidkanten 14 (siehe Figur 1) der Schneideneinsätze 3 im Schneideingriff keiner Druckbelastung ausgesetzt sind, da die radial am weitesten innenliegende Schneidkante eine Umfangsgeschwindigkeitsrichtung RU besitzt, deren Trägergerade den Schneideneinsatz 3 an keiner Stelle durchdringt. Durch diese Gestaltung erübrigt sich sogar die Ausbildung eines größeren Freiwinkels in diesem Bereich, zumal der polykristalline Schneidstoff gegenüber Freiflächenverschleiß relativ unempfindlich ist. Selbstverständlich kann der Freischliff auch derart ausgeführt werden, daß im Bereich dieser radial innenliegenden Schneidkanten ein größerer Freiwinkel entsteht. Durch diese Maßnahme kann die Schnittleistung des Bohrwerkzeugs weiter angehoben werden.
  • Die vorstehend beschriebene Orientierung der Hauptschneiden 6 in Axialeberien 10 erfordert natürlich eine grundsätzlich andere Formgebung des Wendelbohrer-Querschnitts bzw. der Wendelbohrer-Stege. Die Gestaltung des Wendelbohrer-Querschnitts ist im einzelnen der Figur 3 entnehmbar. Die strichpunktierte Linie 15, die tangential in die Hauptschneiden 6 übergeht, legt den Kernquerschnitt des Bohrwerkzeugs fest, der in der gleichen Crnßenordnung wie bei einem herkömmlichen zwei- oder mehrschneidigen Wendelbohr- werkzeug liegt. Zur Verbesserung der Zerspanungsleistung und zur Verglcichmäßigung der an der Hauptschneide auftretenden Schnittkräfte ist bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform im Bereich des Bohrerzentrums eine Spanwinkelkorrektur in Form von einer Art Ausspitzungen 16 vorgesehen, von denen lediglich die in Figur 3 untere noch sichtbar ist, da der Freischliff 11 auf dieser Seite in der Bohrerspitze ausläuft.
  • Mit dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Bohrwerkzeug können Bohrungen gemäß Figur 4 hergestellt werden. Durch geeignete Positionierung der Schneideneinsätze 3 in der Bohrerspitze kann jeder beliebige Spitzenwinkel aC erzeugt werden. Man erkennt ferner, daß die Bohrerspitzenausnehmung bzw. der Freischliff 11 im Bohrungsgrund einen Werkstoffstumpf 22 stehenläßt, dessen Durchmesser der Breite des Freischliffs 11, d.h. zweimal dem Radial-Abstandsmaß AR entspricht. Der Neigungswinkel t dieses Materialstumpfs 22 entspricht im wesentlichen dem Winkel den zu den der Grund des Freischliffs 11 mit der Bohrerachse 9 einschließt.
  • Die vorstehend beschriebene Querschnittsgestaltung der Bohrerspitze ermöglicht es, den Freischliff 11 bzw. die Bohrerspitzen-Ausnehmung 11 mit einer Breite auszuführen, die lediglich dem O.l-fachen des Bohrerdurchmessers en-tspricht. Daraus folgt, daß die Zerspanungsleistung des Bohrwerkzeugs sehr hochgehalten werden kann und daß der Freischliff bzw. die Keilfläche des Freischliffs zuverlässig in der Lage ist, bei kleinen Vorschubkräften den im Zentrum vei'bieibeitden Materialstumpf 17 wegzudrücken und abzuscheren.
  • Aus der vorsteheitden Beschreibung ergibt sich ferner, daß jeder Schneideneinsatz 3 dadurch, daß er in einem vorbestimmten Radialabstand AR. vom Bohrerzentrum 9 endet, keinen Bereich besitzt, in dem er ausschließlich auf Druck beansprucht ist. Dies bedeutet, daß auch die Kontaktflächen zwischen dem Doltrerschneidenträger 2 und den Schneiden-Einsätzen 3, d.h. die Flächen, über die die Lötflächen zustande kommt, frei von extremen Druckkräften sind, so daß eine sehr zuvt' t' .1 a'ss ige Verbindung zwischen Schneideneinsätzen 3 und dem Bohrerkörper 2 bereitgestellt wird.
  • Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Schneideneinsätze 3 sind ausschließlich durch Außenbearbeitungbeispielsweise mittels Schleifwerkzeugen, aus rechteckförmigen Schneidplättchen herstellbar, so daß der herstellungstechnische Aufwand verhältnismäßig kleingehalten wird, wenn man bedenkt, welche Zerspanungsleistungen mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug realisierbar sind.
  • Vorstehend wurde bereits erwähnt, daß der bei den Schneidplättchen eingesetzte polykristalline Schneidstoff verhältnismäßig schlagempfindlich ist. Um dieser Schlag- oder Druckempfindlichkeit des polykristallinen Schneidstoffs Rechnung zu tragen, ist es vorteilhaft, das mehrschneidige Bohrwerkzeug gemäß Figur 5 bis 8 auszubilden. Das -in diesen Figuren gezeigte Bohrwerkzeug unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen lediglich in der Gestaltung des Schneideneinsatzes 3, der bei dieser Ausführungsform mit 3' bezeichnet ist. Diejenigen Teile, die denen der Ausführungsform gemäß Figur 1 bis 4 vollkommen entsprechen, sind mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet. Wie erkennbar ist, unterscheidet sich der Schneideneinsatz 3' von dem gemäß Figur 1 bis 3 in einer Anfasungstläche 17, durch die der bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 bis 3 auftretende spitze Winkel zwischen der Hauptschneide 6 und der radial innenliegenden Schneidkante 14 beseitigt ist.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, verläuft die Hauptschneide 6' bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 bis 7 geknickt, d.h. sie besitzt im Bereich der Anfasung 17 einen parallel zu dieser verlaufenden Hauptschneidertabschnitt 18, an den sich die radial innenliegende Schneidkante 14 anschließt, die vom Freischliff 11 definiert wird.
  • Die Querschnittsform dieses Freischliffs 11 ist im einzelnen aus Figur 7 entnehmbar. Der Grund des Freischliffs ist bei dieser Ausführungsform eben ausgebildet und geht über Radiusabschnitte 19 entweder in parallele Seitenwände 20 oder gemäß einer Abwandlung in im spitzen Winkel zueinander verlaufende Seitenwände 21 über, so daß ein hinterschnittener Freischliff entsteht, der dafür sorgt, daß die radial innenliegenden Schneidkanten 14 einen positiven Spanwinkel erhalten.
  • In Figur 8 ist in vergrößerem Maßstab ein grob vorbearbeiteter Rohling des bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 bis 7 zur Anwendung kommenden Schneideneinsatzes 3' dargestellt. Der Schneideneinsatz besitzt beispielsweise einen Hartmetall-Träger 4' mit einer Dicke D4 von beispielsweise 1.5 mm, auf dem eine Schneidstoff-Schicht 5' mit einer Dicke D5 von beispielsweise 0.5 mm im vorstehend beschriebenen Verfahren aufgebracht ist. Das Schneideneinsatz-Plättchor1 ist grob derart vorbearbeitet, daß die Anfasungsfläche 17 und die Nebenschneide 7 ausgebildet ist.
  • Der Endschliff im Bereich der radial innenliegenden Schneidkante 14 ist bei dem in Figur 8 dargestellten Rohling noch nicht erfolgt . Man erkennt alis der Darstellung gemäß Fi qir 8, daß der Hartmetall-Träger 4' teilweise mit abgerlindeten Kanten verschen ist, wodurch es crmöglicht wird, die Ausnehmungen im Bohrerschneidenträger 2 mit verbällnismäßig einfachen Mitteln, beispielsweise mittels eines Fingerfräsers, zu bearbeiten und eine saubere Lötverbindung über definierte Kontaktflächen herzustellen.
  • Mit dem in den n @ iguren 5 bis 5 8 gezeigten Bohrwerkzeug können Bohrungen mit der in Figur 9 gezeigten Form hergestel ei t werden. Man erkennt auch in dieser Darstellung wiederum den Mtl r @ t ialstummel 22 im Zentrum der Bohrung, der von cie r Keilfläche 11 beim Vorschub des Bohrers weggedrückt und abgeschert wird.
  • Man erkennt aus den Figuren, daß der Schneideneinsatz 3 bzw. 3' relativ kleinvolumig ist und nur wenig Raum des Bohrerstegs in Anspruch nimmt. Diese flache Bauweise des Schneideneinsatzes ermöglicht daher ohne weiteres die Bestückung eines gerade- oder spiralgenuteten Bohrwerkzeugs, das zur weiteren Steigerung der Spanungsleistung in den Bohrerstegen Kühl- oder Schmiermittelkanäle aufweist. In den fissuren 5 und 6 sind solche Schmiermittelkanäle 24 mit strichpunktierten Linien angedeutet. Man erkennt, daß die Mündungsstellen 25 der Kühimittelkanäle 24 sogar mittig bzw. im Zentrum der Freifläche 26 aus den Bohrerstegen austreten können und dann immer noch genügend Raum für die Eingliederung des Schneideneinsatzes 3 bzw. 3' verbleibt.
  • Die Erfindung schafft somit ein zwei oder mehrschneidiges Bohrwerkzeng mit eingesetzten Schn@@den, bei dem die Schneiden von ebenen Schneidplatten gebildet sind, bei denen auf einen Trägerwerkstoff, wie 7.0. aus Hartmetall oder dergleichen, ein die Hauptschneiden ausbildender polykristalliner Schneidstoff aufgebracht ist. Die Hauptschneiden liegen im wesentlichen in Axialebenen des Bohrwerkzeugs und sie enden in einem vorbestimmten Radialabstand vom Bohrerzentrum an einer Borspltzen-Asnehung, die in ihrem 1' rund eine zur Bohrerachse geneigte Keilfläche definiert. Dieses Bohrwerkzeug zeichnet sich durch eine extrem hohe Spanungsleistung und Standzeit sowie dadurch aus, daß ohne Schwierigkeiten auf dem Markt befindliche Schneideneinsätze mit polykristallinem Schneidstoff in eine Bohrerspitze integriert werden können.

Claims (14)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e Zwei- oder mehrschneidiges Bohrwerkzeug mit eingesetzten Schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden von ebenen Schneidplatten (3; 3') gebildet sind, bei denen auf einen Trägerwerkstoff (4; 4'), wie z.B. Hartmetall oder dergleichen, ein polykristalliner Schneidstoff (5; 5') aufgebracht ist, der die Hauptschneiden (6; 6') bildet, die i.W. in Axialebenen (lO)des Bohrwerkzeugs (1) liegen und im Radialabstand (AR) vom Bohrerzentrum (9) an einer Bohrspitzen-Ausnehmung (11) enden, die in ihrem Grund eine zur Bohrerachse (9) geneigte Keilfläche (12) definiert.
  2. 2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspitzen-Ausnehmung (11) die Freiwinkel für die radial innenliegenden Schneidkanten (14; 14') der Schneidplatten (3; 3') definiert.
  3. 3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten (3; 3') an den radial inneren Endabschnitten der FIauptschneiden (6') eine Anfasung (17) besitzen.
  4. 4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Anfasung (17, 18) Bestandteil der Hauptschneide (6') ist und einen positiven Hauptschneiden-Spanwinkel definier
  5. 5. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspitzen-Ausnehmungen (11) Freischliffe darstellen.
  6. 6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Freischliff (li) einen konkav gekrümmten Ausnehmungsgrund aufweist.
  7. 7. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (2 x AR) des Freischliffs (11) im wesentlichen dem O.l-fachen des Durchmessers des Bohrwerkzeugs (1) entspricht.
  8. 8. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidstoff aus polykristallinem Diamant (PKD) besteht.
  9. 9. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidstoff aus polykristallinem kubischem Bornitrid besteht.
  10. 10. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten (3; 3') über den Trägerwerkstoff (4; 4') auf die Bohrerspitze (1) aufgelötet sind.
  11. 11. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege des Bohrwerkzeugs (1) mit Kühl- bzw. Schmiermittelkanälen versehen sind, die außerhalb des Schneidstoffs (5) aus den Haupt-Freiflächen der Bohrerspitzc (t) austreten.
  12. 12. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten (3; 3') auf eine Bohrerspitze aus Hartmetall aufgelötet sind.
  13. 13. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschneiden (6) mit einer Ausspitzung bzw. einer Spanwinkelkorrektur (15, 16) versehen sind.
  14. 14. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen, in denen die Hauptschneiden (6; 6') liegen um ein Toleranzmaß von bis zu einigen 1/10 mm außerhalb der Axialebenen (10) liegen.
DE19833319718 1983-05-31 1983-05-31 Zwei- oder mehrschneidiges bohrwerkzeug mit eingesetzten schneiden Granted DE3319718A1 (de)

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