DE3339211C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wendelbohrer, mit mindestens zwei Spannuten, an deren vorderen Enden äußere Schneidkanten gebildet sind, die zur Rotationsachse hin in innere Schneiden übergehen, welche an einer sich in Verschubrichtung öffnenden und sich quer zur Rotationsachse erstreckenden V-förmigen Vertiefung vorgesehen sind, deren Mitte der Bodenkante bzw. der Bodenkanten im wesentlichen auf der Rotationsachse liegt.

Ein derartiger Wendelbohrer ist aus der DE-OS 32 33 968 bekannt. Dieser Wendelbohrer weist sowohl drei äußere als auch drei innere Schneidkanten auf, wobei die inneren Schneidkanten im unterschiedlichen Winkel zur Bohrerlängsachse angeordnet sind. Die Verschneidungspunkte zwischen einer jeweiligen äußeren Schneidkante und der zugehörigen inneren Schneidkante liegen nicht auf einem gemeinsamen Radius um die Bohrerlängsachse und sind auch in Axialrichtung an unterschiedlichen Orten angeordnet.

Die unterschiedliche axiale und radiale Anordnung der Verschneidungspunkte, die jeweils als erste Punkte der Schneidkanten in das zu bohrende Material eindringen, bewirkt einerseits beim Eindringen des Bohrers in ein Werkstück ein über den Bohrerumfang ungleichmäßiges Auftreten von Schneidkräften, wenn nämlich die Schneiden seitlich nacheinander greifen und andererseits über den Umfang des Bohrers unterschiedliche Schneidmomente, die durch unterschiedliche Ausbildung der Schneiden bedingt ist. Hierdurch kann ein Ausbrechen der Schneidkanten sowie ein Torsionsbruch des Bohrers auftreten.

Darüber hinaus kann es am Grunde der zentralen Vertiefung des Bohrers zu Materialanhäufungen kommen, die ein für die Bohrerzentrierung wirksames Schneiden der inneren Schneidkanten verhindern.

Aus der DE-OS 30 37 097 ist ein Bohrer mit einer rechteckigen Nut bekannt, die eine schräg gestellte Grundfläche aufweist. Dieser Bohrer besitzt zwei Spiralnuten, an deren Führungsenden äußere Schneidkanten ausgebildet sind, deren jeweiliges der Bohrermittelachse näher gelegenes Ende zur Bohrermitte abgewinkelt ist.

Wenn mit diesem Bohrer ein Werkstück gebohrt wird, entsteht durch die Anordnung der von der Nut getrennten äußeren Schneidkanten in einer nicht schneidenden Zone des Bohrers ein zylindrischer Kern, der von der schräg gestellten Grundfläche abgebogen und schließlich abgeschert wird.

Aus dem DE-Gbm 77 10 873 ist ein Wendelbohrer bekannt, bei dem an Überschneidungsstellen zwischen den Oberflächen der Vertiefung und den Wendelnuten vordere Kanten gebildet sind, von denen sich eine in Radialrichtung über die Rotationsachse des Bohrers hinaus erstreckt, so daß diese Kante einen Bereich aufweist, der zur Schneidrichtung dieser Kante um die Rotationsachse des Bohrers rückwärts läuft. Die Mitte der Vertiefung dieses Wendelbohrers liegt außerhalb der Drehachse des Bohrers. Um der durch diese unsymmetrische Gestaltung verursachten unsymmetrischen Schneidenbelastung entgegenzuwirken und ein Taumeln des Bohrers um seine Mittelachse zu vermeiden, ist bei diesem Wendelbohrer im Bereich der äußeren Schneidkanten eine Aussparung vorgesehen, die im Querschnitt eine Dreieckskontur besitzt und bei der die der Mittelachse nächstgelegene Dreieckskante parallel zur Mittelachse ausgerichtet ist. Hierdurch erhält ein derartiger Bohrer beim Eindringen in ein Werkstück die notwendige Führung, so daß die unsymmetrischen Schneidkräfte über die mittelachsparallelen Dreieckskanten auf das Werkstück abgestützt werden. Dadurch entstehen jedoch zusätzlich zu den Torsionskräften, die beim Bohren auftreten, radial gerichtete Kräfte im Bereich der Bohrerspitze zwischen den Schneidkanten und den mittelachsparallelen Dreieckskanten. Diese radial gerichteten Kräfte beanspruchen speziell die den Schneidkanten am nächsten gelegenen Bereiche der Bohrerspitzen, so daß es hier zu erhöhtem Verschleiß oder gar zum Ausbrechen der Schneidkanten kommen kann.

Aus der US-PS 41 43 723 ist ein Wendelbohrer bekannt, der mit zwei Wendelnuten versehen ist und an seiner Spitze einen in die Spitze eingesetzten Schneideinsatz aufweist, dessen in Drehrichtung vorne liegenden Flächen ebenso wie die in Drehrichtung hinten liegenden Flächen parallel zu einer durch die Rotationsachse gehenden, gedachten Ebene liegen. Sowohl die inneren als auch die äußeren Schneidkanten dieses Wendelbohrers sind an den in Drehrichtung vorne liegenden Flächen des Schneideinsatzes ausgebildet. Die an diesem Schneideinsatz vorgesehene, aus einem V-förmigen Abschnitt bestehende Vertiefung liegt exzentrisch, und die Mitte der Bodenkante dieser Vertiefung liegt außerhalb der Rotationsachse. Hierdurch ergeben sich für die äußeren Schneidkanten unterschiedliche Längen.

Die aufgrund dieser unterschiedlichen Schneidkantenlängen beim Bohren entstehende unsymmetrische Schneidenbelastung ruft ein Taumeln des Bohrers hervor, so daß ein präzises Bohren mit einem derartigen Bohrer nicht möglich ist. Dieser Bohrer neigt dazu, aus seiner idealen Bohrrichtung mit der Spitze seitlich auszuwandern, was durch die Elastizität des Bohrers ermöglicht wird, so daß auch der Bohrdurchmesser des gebohrten Lochs größer ist als der Durchmesser des Bohrers.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wendelbohrer der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem ein präzises Bohren bei hohen Schnittgeschwindigkeiten und hoher Lebensdauer sowie geringem Zerstörungsrisiko des Bohrers gegeben ist.

Diese Aufgabe wird beim Wendelbohrer der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei äußere Schneidkanten vorgesehen sind, die mit ihrem inneren Ende in jeweils ein Ende der inneren Schneidkanten übergehen, daß die eine schneidfreie Zone bestimmende Bodenkante der Vertiefung in einem Winkel Φ zu einer senkrecht auf der Rotationsachse des Spiralbohrers stehenden Ebene angeordnet ist und daß die inneren und äußeren Schneidkanten aus Sinterelementen gebildet sind, die Bornitrid hoher Dichte oder/und Diamant enthalten.

Dadurch, daß beim Wendelbohrer nach der Erfindung alle Außenschneiden untereinander und alle Innenschneiden untereinander gleiche Längen aufweisen und somit die Verschneidungspunkte der jeweiligen Außen- und Innenschneiden sowohl einen gemeinsamen Radius um die Bohrerachse aufweisen als auch in der gleichen Ebene senkrecht zur Bohrerachse liegen, ist eine besonders gute Führung des Bohrers um die Bohrerachse gegeben, da die Schneidkräfte jeder Paarung Innenschneide/ Außenschneide gleich sind.

Durch die schräge Anordnung der eine schneidfreie Zone bestimmenden Bodenkante der Vertiefung wird auf besonders einfache und vorteilhafte Weise erreicht, daß zerspantes Material, das sich in der schneidfreien Zone ansammelt, während des Bohrervorschubs zur Seite in Richtung einer Wendelnut transportiert wird. Dadurch wird gewährleistet, daß die Innenschneiden ständig in einwandfreiem Schneideingriff mit dem zu bohrenden Material stehen und so eine genaue Zentrierung des Bohrers während des Bohrvorgangs erfolgt. Die Ausbildung der Schneidkanten aus Sinterelementen, die Bornitrid hoher Dichte oder/und Diamant enthalten, sorgt für eine einfache und wirkungsvolle Verstärkung der Schneidkanten, so daß mit besonders hohen Schnittgeschwindigkeiten auch bei harten zu bohrenden Materialien gearbeitet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht des vorderen Endabschnittes eines erfindungsgemäßen Bohrers mit Bornitrid- und/oder Diamant-Einsätzen an den Schneidkanten,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Bohrers nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Bohrers nach Fig. 1 und 2, gegenüber der Stellung in Fig. 13 um 90° gedreht,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrers aus der gleichen Seitenansicht wie in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Seitenansicht des vorderen Endabschnittes eines erfindungsgemäßen Bohrers.

In Fig. 1 und 2 ist der grundsätzliche Aufbau des vorderen Endabschnittes eines Bohrers nach der Erfindung dargestellt. Dieser Bohrer 10 besitzt Wendelnuten 11, die sich vom Schaft bis zum Spitzenabschnitt erstrecken. Der Spitzenabschnitt selbst ist im wesentlichen kegelförmig ausgebildet und besitzt eine an seinem Zentrum ausgebildete V-förmige Vertiefung 14. Die tiefste Kante 13 der V-förmigen Vertiefung 14 liegt an der Drehachse. Die Vertiefung 14 öffnet sich in Vorschubrichtung. Die in Drehrichtung vorne liegenden Kanten 15a und 15b, an denen die Nuten 11 die Kegelflächen 12 in Drehrichtung des Bohrers 10 durchschneiden, dienen als äußere Schneidkanten. Die Vorderkanten 16a und 16b, an denen die Nuten 11 die V-förmige Vertiefung 14 in Drehrichtung des Bohrers 10 schneiden, dienen als innere Schneidkanten. Die äußeren und inneren Schneidkanten 15a und 16a gehen ineinander über, und die äußeren bzw. inneren Schneidkanten 15b und 16b gehen gleichfalls ineinander über. Eine kreisförmige schneidfreie Zone 17 wird mit einem der untersten Kante 13 entsprechenden Durchmesser ausgebildet, und das hier liegende Material wird durch keine der Schneidkanten erfaßt (Fig. 4).

Bei einem Bohrer nach dem Stand der Technik wird der der schneidfreien Zone 17 entsprechende geschärfte Meißel in das nicht geschnittene Material des Werkstückes hineingetrieben. Erfindungsgemäß wird das nicht geschnittene Material des Werkstückes gegen die untere Kante 13 der Vertiefung 14 gedrängt, und beim Vorschieben des Bohrers wird es abgetrennt und aus den entgegengesetzt liegenden Seiten der Vertiefung so herausgedrängt, daß es mit dem durch die inneren und äußeren Schneidkanten abgetrennten Material in den Nuten 11 herausgetragen wird.

Ein Vergleich des Bearbeitungsvorgangs eines Werkstückes in der schneidfreien Zone des Bohrers nach dem Stand der Technik und in der schneidfreien Zone des Bohrers der erfindungsgemäßen Art zeigt, daß im ersten Fall das Werkstücksmaterial unter Zwang in die Zone gebracht werden muß, in der das Material normalerweise durch die Schneidkanten geschnitten wird, während im zweiten Fall das Material nur an der Unterseite der Vertiefung in der nichtschneidenden Zone gesammelt und von dort an den gegenüberliegenden Seiten der Vertiefung herausgedrückt werden muß. Damit ist der Verformungswiderstand im zweiten Fall viel geringer als im ersten Fall, vorausgesetzt, die Flächengröße der schneidfreien Zone ist die gleiche.

Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß die Bodenkante 13 der V-förmigen Vertiefung 14 in einem Winkel Φ zu der senkrecht auf der Drehachse 1 des Bohrers 10 stehenden Ebene S liegt. Das wird dadurch erreicht, daß ein Unterschied zwischen den Winkeln besteht, die die Flanken 18a und 18b der inneren Schneidkanten 16a bzw. 16b bilden. Der Winkel der Bodenkante 13 der V-förmigen Vertiefung 14 ist in Fig. 4 klar zu sehen. Mit dieser Struktur ergibt die bei dem Bohrvorgang ausgeübte Schubbelastung eine Kraftkomponente, die das Werkstückmaterial von der Bodenkante 13 der V-förmigen Vertiefung 14 in der schneidfreien Zone 17 herausdrückt, wenn dieses Material gegen die Bodenkante 13 andrückt. Dadurch wird das Entfernen des Werkstückmaterials in der schneidfreien Zone 17 verbessert und die Schubbelastung verringert.

Infolge des Unterschiedes zwischen den Lagewinkeln der Flanken 18a und 18b fällt die Bodenkante 13 der V-förmigen Vertiefung teilweise außerhalb der schneidfreien Zone 17. Es können jedoch auch die Winkellagen der Flanken 18a und 18b einander gleich gemacht werden, und dennoch kann die Bodenkante 13 gegenüber der horizontalen Ebene S geneigt sein, jedoch fällt diese Bodenkante 13 dann weiterhin ganz in die schneidfreie Zone 17.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrer kann der kein Material ausschneidende Abschnitt eine hinterschnittene Form besitzen, so daß die darauf ausgeübte Belastung im Vergleich zu dem Fall bei dem Bohrmeißel außerordentlich gering ist. Der erfindungsgemäße Bohrer ist so dem bekannten Bohrwerkzeug sowohl in der Bearbeitungswirkung als auch in der Lebensdauer überlegen. Wenn es ferner auf die mechanische Festigkeit der Bodenkante der Vertiefung ankommt, so kann diese dadurch genügend erhöht werden, daß beispielsweise die Hinterschneidung nur bis zu einer vorgesehenen Breite der Bodenkante durchgeführt wird, oder daß einfach die Schneidkanten 16a und 16b ohne die Wirkung einer derartigen Hinterschneidung eingestellt werden. Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß die mechanische Festigkeit der Bodenkante der Vertiefung des Bohrwerkzeuges durch Einstellen der Größe der schneidfreien Zone angepaßt werden. Dabei bringt jedoch eine Vergrößerung der schneidfreien Zone auch eine Vergrößerung der Schublast und der Belastung der Bodenkante der Vertiefung mit sich. Trotzdem ist die hier auftretende Last viel geringer als die hohe Schubbelastung mit dem entsprechenden Verschleiß im Falle des Meißels in dem Bohrer nach dem Stand der Technik.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug wird die Breite des eingeschnittenen Abschnittes, d. h. die Größe der schneidfreien Zone, je nach dem Werkstückmaterial, dem Durchmesser und der Tiefe der auszubildenden Bohrung bestimmt, wobei auch die Bearbeitungsbedingungen, wie die Umfangs- oder Vorschubgeschwindigkeit, die Art der Maschine usw. eine Rolle spielen. Allgemein soll jedoch die Breite der Bodenkante 13 der V-förmigen Vertiefung 14 vorteilhafterweise geringer als der größere der folgenden beiden Werte sein: 3 mm bzw. 1/5 des Außendurchmessers des Bohrwerkzeuges.

Der Abstand der Kanten des offenen Endes der V-förmigen Vertiefung 14 soll vorteilhafterweise nicht unter 0,2 mm und nicht über der Hälfte des Bohrwerkzeug-Durchmessers betragen, wobei besonders bevorzugt Werte von 0,5 bis 10 mm benutzt werden. Falls die Abmessung zu klein ist, erweist sich die Bearbeitung der inneren Schneidkanten 16a und 16b als schwierig. Falls die Abmessung zu groß ist, besteht die Gefahr, daß eine "Schleifbewegung" des Bohrers auftritt, bei der die entgegengesetzt liegenden Kanten 21a und 21b der Öffnung der V-förmigen Vertiefung 14 alternativ die Drehachse bilden. Obwohl die genannte Abmessung sich mit der Form und Größe des Bohrwerkzeuges, den Arbeitsbedingungen, der Art und dem Zustand der benutzten Werkzeugmaschine, der Art des Werkstückes, den an die Bohrung gestellten Anforderungen usw. ändert, so wird sie doch vorzugsweise eher zum oberen Grenzwert hin gesetzt, um die Bearbeitung der inneren Schneidkanten und der Bodenkante 13 der V-förmigen Vertiefung 14 zu erleichtern, während im Hinblick auf die Vermeidung der "Schleifbewegung" nicht bis zum höchstmöglichen Wert gegangen werden soll. Wenn weiter der Bohrer und die Werkzeugmaschine genügend Steifheit aufweisen, oder wenn der Durchmesser des Bohrers genügend groß ist, kann auch der Abstand der beiden Kanten mehr als die genannte Grenze betragen, d. h. er kann mehr als 10 mm werden.

Der Winkel zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der V-förmigen Vertiefung 14 wird dadurch bestimmt, wie der Abstand zwischen den Kanten an dem offenen Ende der V-förmigen Vertiefung und die Tiefe dieser Vertiefung bestimmt sind. D. h. wenn der Abstand zwischen den Kanten an der offenen Seite der V-förmigen Vertiefung festgesetzt ist, kann die Auswahl des Winkels getroffen und damit die Bestimmung der Tiefe vorgenommen werden. Mathematisch kann die Tiefe H (Fig. 5) auf folgende Weise ausgedrückt werden

wobei L der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Kanten der V-förmigen Vertiefung 14 an der offenen Seite und Φ der Winkel zwischen diesen gegenüberliegenden Flächen der V-förmigen Vertiefung ist.

Falls der Winkel R zu gering wird, wird die Bearbeitung der inneren Schneidkanten und der Bodenkante der V-förmigen Vertiefung schwierig. Zusätzlich wird in diesem Fall das Werkstückmaterial in der Nähe der Bodenkante der V-förmigen Vertiefung abgerissen. Falls der Winkel R zu groß wird, wird die das Werkstückmaterial gegen die Bodenkante der V-förmigen Vertiefung drückende Kraft und damit die Schubbelastung erhöht, falls das Werkzeug eine schneidfreie Zone besitzt.

Die Belastung auf die Schneidkanten in den mit geringer Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Abschnitten in der Umgebung der Drehachse kann durch Einstellung des Winkels zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der V-förmigen Vertiefung verringert werden. Das bedeutet, daß eine Anpassung an Bedingungen mit niedriger Umfangsgeschwindigkeit möglich ist.

Es zeigt sich, daß die inneren Schneidkanten 16 der V-förmigen Vertiefung 14 bei dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug das Material nur mit der Hälfte d des auftretenden Vorschubs und mit annähernd dem 0,6fachen des Wertes d₁ der Schneidtiefe bei den äußeren Schneidkanten 15 abschneiden. Damit ist eine ausgezeichnete Wirksamkeit gesichert.

Eine Verkleinerung des Winkels R wirkt sich in einer Verkleinerung der Schnittiefe an den Schneidkanten der V-förmigen Vertiefung, und eine Vergrößerung des Winkels R in einer Vergrößerung dieser Schnittiefe aus. Damit zeigt sich, daß der Winkel R in Anpassung an die Bearbeitung des Bohrers und an die Schneidvorgänge an den hinteren Schneidkanten der V-förmigen Vertiefung festgesetzt werden sollte.

In der Ausführung des erfindungsgemäßen Bohrers 10 in Fig. 1, 2 und 3 sind Sinterelemente für den Schneidkantenabschnitt vorgesehen, die Bornitrid hoher Dichte und/oder Diamant enthalten. Es sind hier gesinterte Elemente 23a und 23b, welche Bornitrid hoher Dichte und/oder Diamant enthalten, in das Material des Bohrers 10 mittels Wolframkarbidelementen 24a bzw. 24b und Silberlot- Schichten 25a bzw. 25b eingelötet. Dabei sind die Wolframkarbidelemente 24a und 24b mit den Sinterelementen 23a bzw. 23b mittels eines Sintervorgangs verbunden. Die Einzelheiten des Bohrers nach Fig. 1 bis 3 entsprechen allgemein den erfindungsgemäßen Einzelheiten bis auf das Einsetzen der Sinterelemente 23a und 23b, welche Bornitrid hoher Dichte und/oder Diamant enthalten, an den Schneidkanten. Die Elemente 23a und 23b werden in der weiteren Beschreibung einfach als Sinterelemente bezeichnet. Ein solcher Aufbau ist bei einem Massivbohrer oder einem Bohrer mit angelötetem Wolframkarbidteil einsetzbar.

Die Schneidenkontur des Bohrers 10 nach Fig. 1 bis 3 besteht darin, daß die inneren Schneidkanten 16a und 16b der V-förmigen Vertiefung über gekrümmte Kantenabschnitte in die äußeren Schneidkanten 15a bzw. 15b übergehen. Weiter ist zu sehen, daß die inneren Schneidkanten 16a und 16b und zugehörige Hinterschnitt- oder Freischnitt-Flächen 18a und 18b einen positiven Freischnittwinkel besitzen. Als weitere Eigenschaft ist festzustellen, daß bei dem Bohrer keine schneidfreie Zone und gleichzeitig kein solcher hinterschnittener Abschnitt vorhanden ist. Durch die gekrümmten Abschnitte zwischen den inneren Schneidkanten 16a und 16b und den äußeren Schneidkanten wird eine Beschädigung oder ein Verschleiß infolge Spannungskonzentration vermieden, die bei scharfkantigem Übergang auftreten würde. Der positive Freischnittwinkel bei den freischneidenden Flächen der inneren Schneidkanten der V-förmigen Vertiefung ergibt die folgende Wirkung: Bei den Ausführungen des erfindungsgemäßen Bohrers 10, bei denen die hinterschnittenen Flächen der inneren Schneidkanten der V-förmigen Vertiefung negative Freischnittwinkel besitzen, wird das Werkstückmaterial gegen die hinterschnittenen Flächen so gedrängt, daß da eine Schubbelastung und ein Verschleiß oder eine Beschädigungsgefahr für die betroffenen und die benachbarten Abschnitte auftritt. Bei den positiven Freischnittwinkeln kann der Beitrag der hinterschnittenen Flächen der inneren Schneidkanten der V-förmigen Vertiefung zur Schubbelastung vermieden werden, so daß der Verschleiß verringert und die Beschädigungsgefahr ebenfalls verringert oder beseitigt wird. Da keine Verdünnung vorliegt, wird hier die sonst mögliche Verringerung der mechanischen Festigkeit infolge von Spannungskonzentration vermieden. Die Ausscheidung einer schneidfreien Zone bedeutet jedoch, daß die Breite der Bodenkante der V-förmigen Vertiefung theoretisch auf Null herabgesetzt wurde, so daß trotzdem eine Verringerung der mechanischen Festigkeit dieses Abschnittes unvermeidbar ist. Dementsprechend wird die Auslegung oder Beseitigung einer schneidfreien Zone bzw. ihre Größe so erfolgen, wie sich aus dem zu bearbeitenden Material, den Anforderungen und Bedingungen des Bohrvorganges, dem Material des Bohrers und den anderen Auslegungsbedingungen des Bohrers usw. ergibt.

Bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 bestehen die Umfangs-Anlageflächen 27a und 27b aus den Sinterelementen 23a bzw. 23b und den Wolframkarbid-Elementen 24a bzw. 24b, die mit diesen durch Sintern verbunden sind. Jedoch können die Anlageflächen auch nur aus einem Sinterelement oder nur aus einem Wolframkarbidelement bestehen, was durch entsprechende Fertigung und Ausbildung der Elemente erreicht werden kann.

Es wird nun ein Fertigungsbeispiel der Erfindung beschrieben:

Ein Bohrer entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 wurde hergestellt mit folgenden Abmessungen und Winkeln am Bohrer:

Durchmesser D des Bohrers:|15 mm
Höhe H′ der Sinterelemente:	6 mm
Höhe h des Sinterelementes:	3 mm
Abstand L zwischen den entgegengesetzt liegenden Flächen der offenen Seite der V-förmigen Vertiefung, gemessen nach Linie A-A in Fig. 14:	4 mm
Winkel R der V-förmigen Vertiefung, gemessen in Richtung der Linie A-A in Fig. 14:	60°
Bohrerspitzen-Winkel α:	118°C
Räumwinkel β (Auslaufwinkel der Wendelnut):	20°
Freischnittwinkel γ der äußeren Schneidkante:	15°
Freischnittwinkel δ der inneren Schneidkante:	1°
Stärke T des Sinterelementes:	1 mm
Stärke t des angesinterten Wolframkarbid-Elementes:	1,5 mm

Die benutzten Sinterelemente enthielten Bornitrid mit einer Vickers-Härte von 3000 kg/mm² und waren mit Silberlot in einen Bohrerkörper aus Wolframkarbid mit einer Länge von 155 mm und einer Nutenlänge von 55 mm eingelötet.

Als Werkstückmaterial wurde solches mit einer Bezeichnung SKD 11 und einer Rockwell- Härte HRC 61 benutzt und es wurden 20 Sackbohrungen mit Tiefen im Bereich von 18 bis 22 mm ausgebildet, wobei mit einer Drehgeschwindigkeit von 1500 mm^-1 (entsprechend einer Umfangsgeschwindigkeit von 70,7 m/min) und einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,06 mm pro Umdrehung gebohrt.

Nach dem Bohrvorgang war keine Beschädigung des Schneidkantenabschnittes des Bohrers festzustellen. Es war nur ein Verschleiß der freigeschnittenen Flächen der äußeren Schneidkanten in einer Breite von ca. 0,03 mm zu erkennen. Am Boden jedes Bohrloches blieb eine konische Erhebung mit einer Höhe von ca. 3 mm und einem Durchmesser von ca. 0,7 mm zurück.

Vergleichsbeispiel

Ein Bohrer mit der Form eines normalen Wendelbohrers wurde unter Benutzung der gleichen Sinterelemente aus Bornitrid wie in Beispiel 1 hergestellt. Der Bohrerdurchmesser D, der Spitzenwinkel α, der Räumwinkel β, der Hinterschneidwinkel γ und die Länge sowie die Nutenlänge des Bohrers waren die gleichen wie in Beispiel 1, jedoch war an der Spitze keine V-förmige Vertiefung ausgebildet. Die Sinterelemente bestanden jeweils aus einer Schichtung aus einem Sinterelement. 23′ mit einer Stärke T von 2 mm und zwei an den entgegengesetzten Seiten des Sinterelementes 23′ angesinterten Wolframkarbidelementen 28a und 28b mit einer Stärke t von jeweils 1 mm. Die Sinterelemente wurden in eine im Spitzenbereich des Bohrers aus Wolframkarbid ausgebildete Nut eingesetzt und mit Silberlot 25a und 25b eingelötet. Die Höhe H′ des Sinterelementes betrug 6,5 mm und die Höhe h des Randbereiches der Sinterelemente betrug 3 mm.

Der gleiche Bohrvorgang wie im erstgenannten Beispiel wurde mit diesem Bohrer ausgeführt. Nach einer einzigen Bohrung wurden größere Ausbrüche an den Ecken 5a und 5b der Meißelkante 5 festgestellt, so daß ein weiteres Bohren nicht mehr möglich war.

Bei der vorhergehenden Beschreibung wurde auf ein Bohrzeug mit zwei äußeren Schneidkanten Bezug genommen. Bei einem Bohrwerkzeug mit drei oder mehreren äußeren Schneidkanten kann so vorgegangen werden, daß V-förmige Vertiefungen so in dem Spitzenabschnitt des Werkzeuges angebracht werden, daß sich die gleiche Anzahl von inneren Schneidkanten ergibt, wie äußere Schneidkanten vorhanden sind, wobei jede innere Schneidkante jeweils in eine entsprechende äußere Schneidkante übergeht.

Claims (1)

1. Wendelbohrer, mit mindestens zwei Spannuten, an deren vorderen Enden äußere Schneidkanten gebildet sind, die zur Rotationsachse hin in innere Schneiden übergehen, welche an einer sich in Vorschubrichtung öffnenden und sich quer zur Rotationsachse erstreckenden V-förmigen Vertiefung vorgesehen sind, deren Mitte der Bodenkante bzw. der Bodenkanten im wesentlichen auf der Rotationsachse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei äußere Schneidkanten (15a, 15b) vorgesehen sind, die mit ihrem inneren Ende in jeweils ein Ende der inneren Schneidkanten (16a, 16b) übergehen, daß die eine schneidfreie Zone (17) bestimmende Bodenkante (13) der Vertiefung (14) in einem Winkel Φ (Fig. 7) zu einer senkrecht auf der Rotationsachse (1) des Spiralbohrers (10) stehenden Ebene (S) angeordnet ist und daß die inneren und äußeren Schneidkanten (16a, 16b, 15a, 15b) aus Sinterelementen (23a, 23b) gebildet sind, die Bornitrid hoher Dichte oder/und Diamant enthalten.