DE4033877A1 - Drilling tool - has closed channel in shaft flute to prevent radial chip outflow - Google Patents
Drilling tool - has closed channel in shaft flute to prevent radial chip outflowInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, insbesondere zum Aufbohren, Profilsenken oder Plansenken vorgefer tigter Bohrungen, mit einem Schaft, mindestens einem an der Stirnseite des Schafts angeordneten, vorzugsweise durch eine Wendeschneidplatte gebildeten, mit einer Schneidenecke über die Schaftoberfläche radial überste henden Schneidteil und mindestens einer in der Schaft oberfläche angeordneten, an eine Spanfläche des Schneid teils anschließenden und sich zumindest über einen Teil der Schaftlänge erstreckenden Spannut.The invention relates to a drilling tool, in particular for boring, countersinking or countersinking holes, with a shaft, at least one arranged on the end face of the shaft, preferably formed by an indexable insert, with a Radially overlap the cutting corner over the shaft surface existing cutting part and at least one in the shaft arranged on a rake face of the cutting partly subsequent and at least over part the flute extending the shaft length.
Die Spannut hat die Aufgebe, die beim Bearbeitungsvor gang anfallenden Späne aus der Bohrung abzuführen. Beim Bohren ins Volle oder beim Nacharbeiten von Sackbohrun gen kann die Spanabfuhr durch einen Kühlschmierstoff unterstützt werden, der mit hohem Druck an der Schaft spitze austritt und die Späne über die Spannut aus der Bohrung herausspült. Da die Spannut üblicherweise ra dial offen ist, werden die aufgrund der Zentrifugal kraft des drehenden Werkzeugs radial nach außen ge drängten Späne des in die Bohrung eingedrungenen Werk zeugs vornehmlich an der Bohrungswand entlang geführt. Dies hat bei vorgefertigten Bohrungen, in deren Wand Hohlräume, wie Taschen oder Querbohrungen vorhanden sind, den Nachteil, daß die Späne in die Hohlräume ein dringen und von dort nicht mehr abfließen können. Die Späne müssen dann in einem zeitaufwendigen Arbeits schritt nachträglich entfernt werden.The flute has the tasks that arise during machining remove the chips from the hole. At the Drilling in full or when reworking a blind hole chip evacuation by a cooling lubricant be supported by the high pressure on the shaft tip emerges and the chips over the flute from the Drill out the hole. Since the flute is usually ra dial is open, due to the centrifugal radially outward due to the force of the rotating tool shaved the shavings of the work that entered the well mainly led along the bore wall. This has in the case of prefabricated holes in their wall Cavities such as pockets or cross holes exist are, the disadvantage that the chips enter the cavities penetrate and can no longer drain from there. The Chips then have to be a time-consuming job be removed later.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit dem ein zuverlässiger Spanabfluß auch bei vorgefertigten Bohrungen mit seitlichen Hohlräumen und Taschen gewährleistet ist.Proceeding from this, the object of the invention reasons, a drilling tool of the type mentioned to create a reliable chip drain with for pre-drilled holes with side cavities and bags is guaranteed.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen. Weitere vorteil hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To solve this problem are in the claim 1 features proposed. Another advantage adhesive refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
Der Erfindung liegt vor allem der Gedanke zugrunde, daß die Späne von Ihrem Entstehungsort aus so geführt wer den, daß sie nicht in die in der Bohrungswand vorhande nen Hohlräume und Taschen eindringen können. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Spannut von ihrem spanflächenseitigen Ende aus über einen Teil ihrer Länge gegen radialen Spanaustritt ge schlossen ist. Die Spannut bildet dabei in ihrem ge schlossenen Teil zweckmäßig einen eintrittsseitig zur Spanfläche des Schneidteils und austrittsseitig zum auslaufenden Ende der Spannut hin offenen Kanalabschnitt, während die Spanfläche des Schneidteils zweckmäßig eine die beim Bearbeitungsvorgang entstehenden Späne in den Kanalabschnitt einlenkende Neigung aufweist.The invention is primarily based on the idea that the chips from your place of origin that it does not exist in the hole wall cavities and pockets can penetrate. To do this achieve, it is proposed according to the invention that the flute from its rake end part of their length against radial chip escape ge is closed. The flute forms in their ge closed part expediently on the entry side Rake face of the cutting part and on the exit side tapering end of the flute open channel section, while the rake face of the cutting part expediently one the chips generated during the machining process in the Channel section has a deflecting inclination.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung trägt der Schaft einen sich über einen Teil der Schaft länge erstreckende, die Spannut radial verschließende und damit den Kanalabschnitt bildende Hülse. Die Lage der Hülse wird durch die äußere Schneidenecke des Schneidteils bestimmt, die die Hülsenoberfläche sowohl axial als auch radial überragt, um den Werkstoff in der Bohrung ungehindert abspanen zu können.According to a preferred embodiment of the invention the shaft carries itself over part of the shaft length extending, the flute closing radially and thus the sleeve forming the channel section. The location the sleeve is through the outer cutting corner of the Cutting part that determines both the sleeve surface protrudes axially and radially to the material in the To be able to machine the hole unhindered.
Die Hülse wird vorteilhafterweise auf den Werkzeug schaft aufgeschrumpft und kann zur Drehsicherung zu sätzlich am Schaft angeschraubt werden. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Hülse am Schaft anzu kleben, anzulöten oder anzuschweißen. Weiter wird die Hülse zweckmäßig aus dem gleichen Werkstoff wie der Werkzeugschaft hergestellt, um ein gleiches Wärmeaus dehnungsverhalten zu gewährleisten, so daß eine Locke rung der Hülse infolge der beim Zerspanungsvorgang ent stehenden Wärme vermieden wird.The sleeve is advantageously on the tool shrunk and can be used to secure against rotation can also be screwed onto the shaft. Basically however, it is also possible to attach the sleeve to the shaft glue, solder or weld. The will continue Appropriately made of the same material as the sleeve Tool shank made to maintain an equal heat ensure stretching behavior, so that a curl tion of the sleeve due to ent during the machining process standing heat is avoided.
Zur Verschleißminderung kann es von Vorteil sein, wenn die Hülse aus einem Hartstoff oder Hartstoffgemisch mit einer Vickers-Härte oberhalb 1000 HV besteht oder mit einem solchen beschichtet ist. Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn als Hartstoff ein Hartmetall, mit den Hauptbestandteilen Wolfram-, Titan- und/oder Tantalkarbid verwendet wird.To reduce wear, it can be advantageous if with the sleeve made of a hard material or hard material mixture Vickers hardness above 1000 HV or with such is coated. It turned out to be proven to be particularly advantageous if as a hard material Tungsten carbide, with the main components tungsten, titanium and / or tantalum carbide is used.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse als Führungsbüchse ausgebildet, wobei an der Hülsenoberfläche Führungsrippen angeformt sein können, die bevorzugt achsparallel oder schrauben förmig verlaufen. According to a further advantageous embodiment of the Invention, the sleeve is designed as a guide bush, with guide ribs formed on the sleeve surface can be, which preferably axially parallel or screw run in shape.
Alternativ zur Hülse ist es auch möglich, den Kanalab schnitt als Teil der Spannut in den Schaft selbst ein zuformen.As an alternative to the sleeve, it is also possible to lower the channel cut into the shaft itself as part of the flute shape.
Bei entsprechend kurzen Werkzeugen kann die Spannut als achsparallele Geradnut ausgebildet werden, während bei längeren Werkzeugen die Spannut vorteilhafterweise als schräge oder als wendelförmige Drallnut ausgebildet ist.With correspondingly short tools, the flute can be used as axially parallel straight groove are formed, while at longer tools the flute advantageously than is designed obliquely or as a helical swirl groove.
Die Wendeschneidplatte des Schneidteils ist vorteilhaf terweise stehend in einer im wesentlichen axialen Ver tiefung der Schaftstirnfläche angeordnet, wobei die Platte gegenüber der zur Schaftachse vertikalen Ebene um einen geringen Winkel von beispielsweise 5° geneigt werden kann, so daß die Späne über ihre Spanfläche zu verlässig in den Kanalabschnitt eingelenkt werden. Ge mäß einer weiteren Variante der Erfindung können die Wendeschneidplatten liegend in einer Schaftvertiefung angeordnet werden, wobei die Spanfläche ebenfalls so auszurichten ist, daß die Späne zuverlässig in den Ka nalabschnitt eingelenkt werden.The indexable insert of the cutting part is advantageous tentially standing in a substantially axial Ver arranged depression of the shaft end face, the Plate opposite the plane vertical to the shaft axis inclined by a small angle of, for example, 5 ° can be so that the chips over their rake face too be reliably deflected into the channel section. Ge According to a further variant of the invention, the Indexable inserts lying in a shaft recess be arranged, the rake also like this is to align that the chips reliably in the Ka can be deflected.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei im Winkelabstand vonein ander und radial gegeneinander versetzt am Schaft ange ordnete Wendeschneidplatten vorgesehen, von denen die radial außenliegende Wendeschneidplatte mit einer Schneidenecke radial über die Schaft- bzw. Hülsenober fläche übersteht.According to a further advantageous embodiment of the Invention are at least two angularly apart different and radially offset from each other on the shaft arranged indexable inserts, of which the radially outer insert with a Cutting edge radially over the shaft or sleeve top surface survives.
Um einen zuverlässigen Spanabfluß durch den Kanalab schnitt zu gewährleisten, sollte die Spannut nur zu ei nem Bruchteil, beispielsweise über 1/3 bis 2/3 ihrer Länge gegen radialen Spanaustritt geschlossen werden. Dementsprechend sollte sich auch die Hülse nur über ei nen Bruchteil, vorzugsweise 1/3 bis 2/3 der Schaftlänge erstrecken. Schließlich kann es zur Kühlung und Verbes serung der Spanabfuhr von Vorteil sein, wenn der Schaft mindestens einen am stirnseitigen Schaftende, vorzugs weise im Bereich einer Freifläche des Schneidteils eine Austrittsöffnung aufweisenden Kühlschmiermittelkanal aufweist.To ensure reliable chip drainage through the sewer To ensure a cut, the flute should only be too a fraction, for example over 1/3 to 2/3 of theirs Length against radial chip exit. Accordingly, the sleeve should only be egg NEN fraction, preferably 1/3 to 2/3 of the shaft length extend. Finally, it can be used for cooling and verbing Removal of the chip evacuation can be advantageous if the shaft at least one at the front end of the shaft, preferred example in the area of a free surface of the cutting part Cooling lubricant channel with outlet opening having.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention is illustrated by some in the Drawing shown in a schematic manner Rungsbeispiele explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Plansenk-Bohrstange mit zwei stehend angeordne ten Wendeschneidplatten und gewendelten Span nuten; Figure 1 is a partially sectioned side view of a countersink boring bar with two vertically arranged inserts and coiled chip grooves.
Fig. 2 eine Bohrstange entsprechend Fig. 1 mit geraden Spannuten; FIG. 2 shows a boring bar corresponding to FIG. 1 with straight flutes;
Fig. 3a und b eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf die Bohrstangen nach Fig. 1 und 2 mit ein gezeichnetem Kühlschmiermittelkanal; Figures 3a and b show a side view and a plan view of the boring bar according to Fig 1 and 2 with a lined coolant channel..;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Plansenk-Bohrstange mit liegenden Wendeschneid platten und gewendelten Spannuten; Fig. 4 is a partially sectioned side view of a countersink boring bar with lying indexable inserts and spiral flutes;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Bohrstange nach Fig. 4 mit geraden Spannuten. Fig. 5 is a side view of the boring bar of FIG. 4 with straight flutes.
Die in der Zeichnung dargestellten Bohrstangen bestehen im wesentlichen aus einem Schaft 10, einem in axialer Verlängerung des Schafts 10 angeordneten zapfenförmigen (Fig. 1 bis 3) oder hülsenförmigen (Fig. 4 und 5) Kupp lungsteil 12, 12′, zwei stirnseitig am Schaft 10 im Winkelabstand und in radialem Abstand voneinander ange ordneten Wendeschneidplatten 14, 14′, je einer an die Schneiden 16, 16′ der Wendeschneidplatten 14, 14′ und deren Spanflächen anschließenden, in den Schaft 10 ein geformten Spannut 18 und einer sich von der Nähe der Schneiden 16, 16′ der Wendeschneidplatten 14, 14′ axial über einen Teil der Schaftlänge erstreckenden, die Spannuten in diesem Bereich umspannenden Hülse 20.The boring bars shown in the drawing consist essentially of a shaft 10 , a arranged in the axial extension of the shaft 10 pin-shaped ( Fig. 1 to 3) or sleeve-shaped ( Fig. 4 and 5) hitching part 12 , 12 ', two end faces on the shaft 10 at an angular distance and at a radial distance from each other arranged indexable inserts 14 , 14 ', one each to the cutting edges 16 , 16 ' of the indexable inserts 14 , 14 'and their rake faces, in the shaft 10 a shaped flute 18 and one of the proximity of the cutting edges 16, 16 'of the inserts 14, 14' extending axially over a part of the shaft length, the flutes in this area spanning sleeve 20th
Im Falle der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausfüh rungsbeispiele sind die Wendeschneidplatten stehend in axialen Aussparungen der Stirnfläche des Schafts 10 leicht schräg gegenüber der zur Werkzeugachse senkrech ten Ebene angeordnet, während im Falle der Fig. 4 und 5 die Wendeschneidplatten 14, 14′ liegend in einer in die zugehörige Spannut 18 eingefrästen Aussparung angeord net sind. Die Befestigung der Wendeschneidplatten 14, 14′ erfolgt jeweils mittels in das Schaftmateirial ein geschraubter Senkkopfschrauben 22.In the case of the exemplary embodiments shown in FIGS . 1 to 3, the indexable inserts are arranged standing in axial recesses in the end face of the shank 10 at a slight angle to the plane perpendicular to the tool axis, while in the case of FIGS. 4 and 5 the indexable inserts 14 , 14 'Lying in a recess milled into the associated flute 18 are net angeord. The indexable inserts 14 , 14 'are each fastened by means of a screwed countersunk screws 22 into the shank material.
Die Hülse 20 ist so in der Nähe der Wendeschneidplatten 14, 14′ auf den Schaft 10 aufgeschrumpft und mittels nicht dargestellter Schrauben gegen Verdrehen gesichert, daß die radial außen liegende Wendeschneidplatte 14 mit ihrer Schneidenecke 24 die Hülse 20 sowohl axial als auch radial um ein kleines Maß überragt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Schneidenecke 24 beim Bearbei tungsvorgang ungehindert von der Hülse 20 den Werkstoff abspanen kann. Die Hülse 20 ist vorzugsweise in eine in ihrer Länge und in ihrer Tiefe der Hülsenlänge und Hül senwandstärke angepaßte Eindrehung des Schafts 10 ein gesetzt.The sleeve 20 is shrunk near the indexable inserts 14 , 14 'on the shaft 10 and secured against rotation by means of screws, not shown, that the radially outer indexable insert 14 with its cutting corner 24, the sleeve 20 both axially and radially by a small amount Dimension towering over. This ensures that the cutting corner 24 during the machining process can unhindered the material from the sleeve 20 . The sleeve 20 is preferably set in a length and depth of the sleeve length and sleeve wall thickness adapted insertion of the shaft 10 in a.
Die Hülse 20 begrenzt über ihre Länge zusammen mit den Spannuten 18 einen Kanalabschnitt 26, der an seinem ei nen Ende zur Spanfläche der Wendeschneidplatten 14, 14′ und an seinem anderen Ende zum Spannutenauslauf hin of fen ist und durch den die beim Bearbeitungsvorgang an fallenden Späne bei geeigneter Ausrichtung der Span flächen an den Wendeschneidplatten 14, 14′ hindurchge leitet werden. Die Späne kommen also im Bereich der Hülse nicht mit der Bohrungswand in Berührung und kön nen daher nicht in dort befindliche Hohlräume oder Ta schen eindringen. Um einen Spanstau im Kanalabschnitt zu vermeiden und den Spanabfluß hinter der Hülse zu be günstigen, sollte die Hülsenlänge nur einen Bruchteil, beispielsweise 1/3 bis 2/3 der Spannutenlänge im Werk zeugschaft betragen.The sleeve 20 limits along its length together with the flutes 18, a channel section 26 , which is at its egg nen end to the rake face of the inserts 14 , 14 'and at its other end to the flute spout and through which the chips falling during the machining process with a suitable alignment of the chip faces on the indexable inserts 14 , 14 'are passed through. The chips do not come into contact with the bore wall in the area of the sleeve and therefore cannot penetrate into cavities or pockets located there. In order to avoid chip build-up in the channel section and to favor the chip drain behind the sleeve, the sleeve length should only be a fraction, for example 1/3 to 2/3 of the flute length in the tool shank.
Wie aus den Fig. 3a und b zu ersehen ist, kann in der Bohrstange ein zentraler Kühlmittelkanal 28 vorgesehen werden, der in zwei Austrittsöffnungen 30 an der Stirn seite des Schaftes 10 mündet und unter Druck mit einem Kühlschmiermittel beaufschlagbar ist. Bei bodenseitig geschlossenen Bohrungen übernimmt das Kühlschmiermittel neben der Kühlung und Schmierung des Werkzeugs zusätz lich eine Transportfunktion für die durch den Kanalab schnitt 26 hindurchtretenden Späne.As can be seen from FIGS . 3a and b, a central coolant channel 28 can be provided in the boring bar, which opens into two outlet openings 30 on the end face of the shaft 10 and can be acted upon with a cooling lubricant under pressure. In the case of bores closed at the bottom, in addition to cooling and lubricating the tool, the cooling lubricant also assumes a transport function for the chips passing through the channel section 26 .
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin dung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug, insbesondere eine Bohrstange zum Aufbohren, Profilsenken oder Plan senken vorgefertigter Bohrungen. Die Bohrstange weist einen Schaft 10, mindestens eine an der Stirnseite des Schafts angeordnete, mit ihrer Schneidenecke über die Schaftoberfläche radial überstehende Wendeschneidplatte und mindestens eine in der Schaftoberfläche angeordne te, an eine Spanfläche der Wendeschneidplatte anschlie ßende und sich über einen Teil der Schaftlänge erstrecken de Spannut 18 auf. Um ein Eindringen der unter der Ein wirkung der Zentrifugalkraft der drehenden Bohrstange radial nach außen gedrängten Späne in Hohlräume oder Ta schen innerhalb der Bohrung zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Spannut 18 von ihrem spanflächenseitigen Ende aus über einen Teil ihrer Länge unter Bildung eines Kanalabschnitts 26 ge gen radialen Spanaustritt geschlossen ist. Der Kanalab schnitt 26 kann dabei durch eine auf den Schaft 10 auf geschrumpfte und gegen Verdrehen gesicherte Hülse 20 gebildet sein.In summary, the following can be stated: The invention relates to a drilling tool, in particular a boring bar for boring, lowering the profile or lowering the surface of prefabricated bores. The boring bar has a shank 10 , at least one arranged on the end face of the shank, with its cutting corner projecting radially beyond the shank surface, and at least one te arranged in the shank surface, adjoining a rake face of the insert and extending over part of the shank length Flute 18 on. In order to avoid penetration of the chips under the effect of the centrifugal force of the rotating boring bar radially outward into cavities or pockets within the bore, it is proposed according to the invention that the flute 18 from its rake side end over part of its length Formation of a channel section 26 ge against radial chip exit is closed. The Kanalab section 26 can be formed by a shrunk onto the shaft 10 and secured against rotation sleeve 20 .
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