DE3326315C2 - Formbohrer mit nur einer einzigen Spiralnut - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bohrer mit nur einer einzigen Spiralnut zum Bearbeiten von kugelförmigen oder ähnlich geformten Vertiefungen bzw. Bohrungsendflächen. Zur Reduzierung der Oberflächenrauhigkeit der bearbeiteten Flächen, zur Preisreduzierung und um den Bohrer auch für sehr kleine Durchmesser herstellen zu können, ist er als Ganzes, insbesondere im Schneidenbereich aus Werkzeugstahl ohne Schneidplatten aus Hartmetall oder dergleichen gefertigt. Die einzige in den Arbeitsschaft des Formbohrers eingearbeitete Spiralnut weist insbesondere im Bereich der Schneide eine Steigung von 39 ± 1° auf, was für die Oberflächengüte von wesentlicher Bedeutung ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Formbohrer mit nur einer einzigen Spiralnut, wie er beispielsweise aus der US-PS 41 75 «9« als bekannt hervorgeht.

Durch die einnuiige und einschneidige Ausführung des bekannten Formbohrers kann wegen der erhöhten Verdrehfestigkeit des Bohrerschaftes eine verbesserte Oberflächengüte der Bohrung erwartet werden. Eine gute Oberflächengüte ist auch auf die sehr scharf schleifbaren und gut schnitthaltigsn Schneidpialten aus polykristallinem Werkstoff zurückzuführen, die bei dem bekannten Bohrer im Bereich der Schneide festgeklemmt sind. Derartige Bohrer sind jedoch wegen der komplizierten Form für die Schneidplaltenhaltcrung nicht nur sehr w-uer, sondern sie sind auf gewisse Mindestgrößen beschränkt. SchneHplattenbohrcr lassen sich nicht beliebig klein, z.B. nicht unter 8—10mm Durchmesser herstellen. Ähalichr einschneidige Bohrerformen auch als Formbohrer linden sich beispielsweise in der CH-PS 5 80 459, DE-GM 82 16 775 oder der DE-OS 29 02 420, die durchweg mit Schneidplatten bestückt sind. Übereinstimmend bei all diesen einschneidigen Sehncidplattcnbohrern bzw. -formbohrcrn ist. daß die Schneidplatte gegenüber dem Schaftteil des Bohrers radial übersteht, der Schaftteil die Bohrungswandung also nicht berührt.

Aufgabe der Erfindung ist es. einen Formbohrer der zugrunde gelegten Art für kleine Durchmesser anzugeben, der billig in der Herstellung ist und der gute Oberflächengüte und gute Standzeiten ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank der Verwendung eines Steigungswinkels von 39° ergeben sich im Zusammengehen mit der verdrehsteifen einnutigen Ausführung des Schaftes gute Oberflächeneigenschaften auch bei einer Werkzeugstahl-Ausführung des Formbohrers. Aufgrund der Herstellung ohne Schneidplatten sind auch sehr kleine Bohrerdurchmesser bis zu 3 mm und weniger möglich. Trotzdem sind gute Standzeiten mit diesem Bohrer cr/ielbar. Dank der Drehsteifigkcit des Formbohrers neigt dieser weniger zu Drehschwingungen und somit zu Ratarmarkcnbildungen. Außerdem übt die relativ große ungcnutetc, von der Arbeitsschneide abgekehrte Seite einen glättenden Einfluß auf die bearbeitete Oberfläche aus.

Zwar sind Steigungswinkel von Spiralbohrern im Bereich von 35—40" beispielsweise aus Prospekten von Herstellerfirmen für Spiralbohrer bekannt; auch Spiralwinkel von 40^r werden angegeben, jedoch ist den Prospektunterlagen keine eindeutige Zuordnung zwischen Steigungswinkel zum einen und bestimmten Eigenschaften des Bohrers, insbesondere bei einer cinnuiigcn

Ausbildung zum anderen entnehmbar.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert; dabei zeigen

■5 F i g. I und 2 zwei Seitenansichten auf einen Formbohrer nach der Erfindung aus zwei zueinander rechtwinkligen Blickrichtungen,

F i g. 3 eine axiale Stirnansicht und Fig.4 einen achssenkrechlen Schnitt dur>.h den

ίο Formbohrer entlang der Schnittlinie IV-IV in F i g. 2.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel eines Formbohrers weist einen Einspannschaft 1 und einen im Durchmesser (Maß 8) demgegenüber geringfügig abgesetzten kurzen Arbeitsschaft 2 auf. In dem Arieitsschaft ist eine entlang einer steilen Schraubenganglinie verlaufende sogenannte Spiralnut 3 eingearbeitet und zwar ist lediglich eine einzige Spiralnut vorgesehen, so daß ein relativ großer tragender Querschniü im Arbeitsschaft des Formbohrers übrig bleibt, der eine hohe Verdrehsteifigkeit ergibt. Die Spiralnut erstreckt sich radio! nach innen bis zur Bohrerachse, so daß die Nuttiefe 7 der Hälfte des Bohrerdurchmessers im zylindrischen Teil des Arbeitsschaftes 2 entspricht; die Nuttiefe ist etwa mit 0,05 mm, d. h. etwa mit 5%o des Durchmesscrs toleriert

Der Steigungswinkel der Spiralnut beträgt 39°. Dieser Winkel ist zugrsich auch der Arbeitswinkel der Schneide. Dieser Winkel ergibt bei den üblichen Stählen, beispielsweise bei einem Stahl der Bezeichnung

jo 16 MnCr 5 eine gute Oberflächengüte, weil dieser Arbcitswinkcl eine gute schälende Zerspanung ergibt. Außerdem ist trotz der Verwendung von Hochleistungs-Schnellschnitistahl als Werkzeugstahl für den Bohrer eine gute Standzeit des Formbohrers zu beobachten.

η Im Bereich des freien Endes des Arbeilsschafics ist dieser mit einem entsprechenden Formschliff gemäß der gewünschten zu fertigenden Kontur versehen, so daß sich an der vorauslaufenden Kante der Nut eine Schneide 6 bildet. Der Bereich hink; der Schneide ist in bekannter Weise mit einem Freischliff 4 versehen, wobei jedoch zwischen dein Frcischiiff und der eigentlichen Schneide noch eine Arbeitsphase 5 übrig bleibt, die ebenfalls gegenüber einer konzentrischen Kontur leicht spiralig zurückgenommen ist, so daß sich ein gewisser

•ei Freigang hinter der Schneide ergibi. Auch dies ist bereits von üblichen Formbohrern mit paarweise angeordneten Spiralnutcn bekannt. Lediglich die Kombination des Spiralwinkels, der gleichzeitig der Arbeitswinkcl der Schneide ist. mit 39° und der einschneidigen Ausbildung

■ίο zeitigt in überraschender Weise besonders gute Obcrflächcncigenschaften verbunden mit guter Schneidzeit. Hs kann eine Toleranz von ± 1" dieses Winkels zugelassen werden, ohne daß in nennenswerter Weise die Oberflächengüte und/oder die Standzeit des Bohrers abnimmt. Diese Winkclangaben gelten für die üblichen Stähle, beispielsweise mit der obenerwähnten Bezeichnung und einem Festigkeitsbereich von 800 bis 1100 N cm².
Auch die hohe Drehfestigkeit im Arbeitsschaft des

W! Formbohrers verhindert das Auftreten von Drehschwingungen und somit das Auftreten von Rattcrmarkcn. Da der der Schneide 6 gegenüberliegende Bereich des Arbeitsschaftes eine geschlossene, sich an die bearbeitete Oberfläche anschmiegende Anlageflüche auf-

(/> weist, werden auch etwaige Formgenauigkeiten von der bearbeiteten Oberfläche nicht auf die Arbeitsschneide übertrugen. Vielmehr gleitet die in Umfangsrichtiing sehr breite und großflächig anliegende Anlageflächc er-

schütterungsCrei auch über eine relativ rauhe Oberfläche hinweg, so daß ein beruhigender Einfluß auf die
einzige Arbeitsschneide ausgeübt wird. Es konnten mit
einem Fornibohrer der vorgeschlagenen Art bei hoher
Standzeit Rauhtiefen Rj. von weniger als 25 μπι ohne 5 weiteres eingehalten bzw. weit unterschritten werden,
die zuvor nicht erfüllt werden konnten. Etwa nach 2500
Bohrungen mußte der Bohrer nachgeschliffen werden
und arbeitete dann wieder mit hoher Genauigkeit weiter. 10

Hierzu I Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Formbohrer mit nur einer einzigen sogenannten Spiralnut, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer vollständig, und zwar insbesondere auch im Schneidenbereich aus Schnellschnitt-Werkzeugstahl besteht und daß die Spiralnut (3) eine Steigung von 39 ± 1° zumindest im Schneidenbereich aufweist

2. Bohrer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Tiefe (7) der einzigen Spiralnut (3)dem halben Bohrerdurchmesser(8)entspricht