DE4417166A1 - Bohrgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohrgerät, wie z. B. einen Bohrer und insbesondere eine Verbesserung bei einem Schneidwerkzeug, das zum Bohren von Aluminiumgußstücken geeignet ist.

Ein Bohrwerkzeug, wie beispielsweise das der oben genannten Art, ist in den Fig. 4 bis 8 gezeigt. Dieses Bohrwerkzeug hat einen Werkzeugkörper 1, der einen rechteckigen Querschnitt entlang seiner Achse aufweist. Zwei Spannuten 2, 2, die beide einen V-förmigen Querschnitt besitzen, sind in der Seitenfläche des Werkzeugkörpers 1 derart ausgebildet, daß sie linear vom vorderseitigen Ende zum rückseitigen Ende des Werkzeugkörpers verlaufen. Die Kantenlinie, an der die gesehen in Drehrichtung nach vorne weisende Wandfläche jeder Nut die stirnseitige Freifläche schneidet, bildet eine vordere Schneidkante 3, während die Kantenlinie, an der die oben erwähnte Wandfläche einen äußeren Umfangsrand schneidet, eine äußere Umfangsschneidkante 5 bildet. Bei diesem Bohrwerkzeug ist der Endabschnitt des Bohrers an der hinteren Seite des äußeren Umfangsrandes 4 derart geschnitten, daß ein flacher Schneidrücken 6 ausgebildet ist und ein zweiter Rand 7 ist an der Hinterseite des Schneidrückens 6 ausgebildet.

Dieses Bohrwerkzeug weist angesichts der Tatsache, daß die Spannuten 2, 2 geradlinig verlaufen, eine hohe Festigkeit auf. Da das Bohrwerkzeug darüber hinaus durch vier Ränder geführt wird, ist eine Vibration während des Bohrens wirksam unterdrückt, wodurch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit gewährleistet ist.

Die Fig. 9 und 10 zeigen ein anderes Bohrwerkzeug, wie es in der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegung Nr. 57-100419 offenbart ist. Dieses Bohrwerkzeug hat zwei erste Spannuten 11, die in der äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind. Eine zweite Spannut 13 und eine dritte Spannut 14 sind in der erwähnten Reihenfolge in Rotationsrichtung an jedem Schneidrücken 12 angeordnet, der zwischen den beiden ersten Spannuten 11 ausgebildet ist. Eine Grobschneidkante 11a, eine Zwischenschlichtschneidkante 13a und eine Schlichtschneidkante 14a sind an den Kantenlinien ausgebildet, an denen die stirnseitige Freifläche auf die nach vorne weisenden Wandflächen der ersten, zweiten und dritten Spannut 11, 13 und 14 treffen, so daß diese Schneidkanten unterschiedliche Durchmesser haben, die sich schrittweise erhöhen.

Es sei bemerkt, daß bei diesem Typ von Bohrwerkzeug die Bohrlast durch mehrere Schneidkanten aufgeteilt wird, so daß die Last an jeder Schneidkante, d. h. die Menge an Metall, die durch Schneiden von jeder Schneidkante entfernt werden muß, reduziert ist, was sowohl die Bohrgenauigkeit wie auch die Oberflächengüte wirksam verbessert, wobei die Lebensdauer der Schneidkante verlängert wird.

Diese bekannten Bohrwerkzeuge haben die folgenden Nachteile. Das zuerst beschriebene Bohrwerkzeug erzeugt aufgrund der Reibung zwischen den äußeren Umfangsrändern und der Wand der Bohrung viel Wärme, da vier äußere Umfangsränder vorgesehen sind. Darüber hinaus neigen die metallenen Schneidspäne dazu, zu dem zweiten Rand hingeführt zu werden, da die Schneidrücken abgeflacht sind. Folglich neigen die Schneidspäne dazu, zwischen dem zweiten Rand und der Bohrwand eingeklemmt zu werden, so daß sie dazwischen verschweißt werden, wodurch die bearbeitete Oberfläche aufgerauht wird und die benötigte Bohrleistung erhöht wird.

Bei dem als zweites beschriebenen Bohrwerkzeug ist der gesamte Schneidwiderstand größer als derjenige, der durch Bohrer mit zwei Kanten erzeugt wird, da dieser viele, d. h. sechs Schneidkanten, aufweist. Andererseits stehen lediglich zwei Ränder zum Führen des Werkzeugkörpers während des Bohrens zur Verfügung. Folglich neigt der Werkzeugkörper zum Vibrieren. Darüber hinaus haben nur zwei Schneidkanten, nämlich die Schlichtschneidkanten 14a, 14a von den insgesamt sechs vorhandenen Schneidkanten an dem Bohrwerkzeug Anteil am Schlichten der Bohrung. Demzufolge ist in der Praxis eine Grenze bei der Verbesserung der Bohrgenauigkeit und der Feinheit der bearbeiteten Oberfläche vorhanden.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme der bekannten Bohrgeräte zu beseitigen. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bohrgerät zu schaffen, das ein Verschweißen der Metallspäne verhindert und das während des Bohrens stabil geführt werden kann, während gleichzeitig die Maßgenauigkeit des Bohrlochs und die Feinheit der Oberfläche verbessert sind.

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug umfaßt einen Werkzeugkörper 10, der zwei in seiner Umfangsfläche ausgebildete Spannuten 11 aufweist. Eine Schneidkante 13 ist an der Kantenlinie ausgebildet, an der die stirnseitige Freifläche des Werkzeugkörpers die Wandfläche jeder Spannut schneidet, die gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs nach vorne weist. Ein erster Rand 15 ist an dem Ende des Schneidrückens vorgesehen, der, sich gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, an der Hinterseite der Spannut 11 befindet, während ein zweiter Rand 17 an dem Ende des Schneidrückens vorgesehen ist, das sich benachbart zu dem Schneidkantenrücken 16 befindet. Die Schneidrücken sind mit Aussparungen 20 versehen, deren Tiefe sich jeweils zunehmend von dem ersten Rand in Richtung des zweiten Randes vergrößert. Eine Nebenschneidkante 30 ist an der Kantenlinie ausgebildet, an der die stirnseitige Freifläche die Wandfläche der Aussparung 20 trifft, die, gesehen in Drehrichtung des Bohrers, nach vorne weist. Alternativ ist eine erste äußere Umfangsschneidkante 13b mit einem Kantenaußendurchmesser D1 und einer Position vorgesehen, die um einen Abstand B von der ersten äußeren Umfangsschneidkante 13b zurückgezogen ist, wobei der erste Rand 15 einen Außendurchmesser D hat, der größer ist als der oben erwähnte Durchmesser D1, und wobei eine erste Nebenschneidkante 30 und eine zweite Nebenschneidkante 31 an den Kantenlinien der Schneidkanten 13b und des ersten Randes 15 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist an der Kantenlinie, an der die äußere Umfangsfläche 17a des zweiten Randes 17 die nach hinten weisende Wandfläche 11b der Spannut 11 trifft, ein abgeschrägter Abschnitt 32 ausgebildet, der die Flächen 17a, 11b unter stumpfen Winkeln schneidet, so daß er entlang des zweiten Randes 17b verläuft.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht von unten auf einen Bohrer gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, gesehen längs der Achse des Bohrers.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Bohrers, gesehen in der Richtung 11 von Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 111-111 von Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines bekannten Bohrwerkzeugs.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Bohrers.

Fig. 6 ist eine Aufsicht von unten auf einen bekannten Bohrer mit vier Umfangsrändern.

Fig. 7 ist eine Ansicht von unten eines weiteren bekannten Bohrers.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht des in Fig. 7 dargestellten Bohrers.

Fig. 9 ist eine Ansicht von unten auf einen weiteren bekannten Bohrer.

Fig. 10 ist eine Seitenansicht des in Fig. 9 dargestellten Bohrers.

Fig. 11 ist eine Ansicht von unten auf einen Bohrer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 ist eine Seitenansicht des in Fig. 11 dargestellten Bohrers.

Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von Fig. 12.

Das erfindungsgemäße Bohrgerät umfaßt einen Werkzeugkörper 10 mit zwei Spannuten 11, die in dessen Umfangsfläche ausgebildet sind. Eine Schneidkante 13 ist an der Kantenlinie ausgebildet, an der die stirnseitige Freifläche des Werkzeugkörpers die Wandfläche jeder Spannut schneidet, die, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, nach vorne weist. Ein erster Rand 15 ist an dem Ende des Schneidrückens vorgesehen, das sich an der Hinterseite der Nut 11, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, befindet, während ein zweiter Rand 17 an dem Ende des Schneidrückens vorgesehen ist, das sich neben dem Schneidkantenrücken 16 befindet. Die Schneidrücken sind mit Aussparungen 20 versehen, deren Tiefe zunehmend von dem ersten Rand in Richtung des zweiten Randes zunimmt. Eine Nebenschneidkante 30 ist an der Kantenlinie ausgebildet, an der die stirnseitige Freifläche die Wandfläche der Aussparung 20 trifft, die, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, nach vorne weist. Alternativ ist eine erste äußere Umfangsschneidkante 13b mit einem Kantenaußendurchmesser D1 und einer Position vorgesehen, die um einen Abstand B von der ersten äußeren Umfangsschneidkante 13b zurückgezogen ist, wobei der erste Rand 15 einen Außendurchmesser D hat, der größer ist als der oben erwähnte Durchmesser D1, und wobei eine erste Nebenschneidkante 30 und eine zweite Nebenschneidkante 31 an den Kantenlinien dieser äußeren Umfangsschneidkanten 23b, 23a vorgesehen sind. Darüber hinaus ist ein abgeschrägter Abschnitt 32 an der Kantenlinie ausgebildet, an der die äußere Umfangsfläche 17a des zweiten Randes 17 die nach hinten weisende Wandfläche 11b der Spannut 11 schneidet, wobei der abgeschrägte Abschnitt 32 die Flächen 17a, 11b unter stumpfen Winkeln schneidet, so daß er sich entlang des zweiten Randes 17b erstreckt.

Gemäß dieser Anordnung ist ein Einfangen der Metallspäne zwischen dem Rand und der Fläche des Bohrlochs vermieden, so daß ein Aufrauhen der bearbeiteten Oberfläche aufgrund eines "Einfressens" derartiger Metallspäne vermieden ist. Darüber hinaus ist der Werkzeugkörper sicher geführt und zeigt verringerte Vibrationen während des Bohrens, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit erhöht ist und der Feinheitsgrad der Oberflächenbearbeitung erhöht ist.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der abgeschrägte Abschnitt 32 vorgesehen ist, ist an dem Abschnitt des Schneidrückens neben dem Schneidkantenrücken eine ausreichende Werkzeugfestigkeit erzielt, wodurch Probleme durch ein Brechen des Werkzeugabschnittes, der belastet ist, oder ein Brechen des gesamten zweiten Randes während des Bohrens vermieden ist, wodurch die Lebensdauer des Werkzeugs verlängert ist.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Ansicht von unten auf einen Bohrer nach der ersten Ausführungsform, Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Ausführungsform, gesehen in der Richtung 11, und Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2. Spannuten 11 sind an der äußeren Umfangsfläche des Werkzeugkörpers 10 derart ausgebildet, daß sie in Richtung der Achse des Werkzeugkörpers 10 verlaufen. Eine Schneidkante 13 ist an der Kantenlinie ausgebildet, an der die nach vorne weisende Wandfläche jeder Spannut, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, die stirnseitige Freifläche 12 trifft. Die Schneidkante 13 ist gerade und verläuft in Richtung des Mittenbereichs des Bohrers aufgrund eines verringerten Abschnitts 13a, der in der Wand ausgebildet ist, die den Kernabschnitt bildet. Die Freifläche 12 ist ebenfalls gerade und verläuft von der Schneidkante 13 zu einer Mittellinie L, die durch den Mittelpunkt der Drehung des Bohrers verläuft. Die Breite W der Freifläche 12 beträgt 0,015D bis 0,10D (D ist der Durchmesser des Bohrers). Die Größe der Schneide ist entsprechend gering. Der Abschnitt jedes Schneidrückens 14, benachbart zu der Spannut 11, stellt einen ersten Rand 15 dar, während der Abschnitt des Schneidrückens 14 neben dem Schneidkantenrücken 16 einen zweiten Rand 17 bildet. Der zwischen diesen Rändern 15 und 17 um die Achse gebildete Winkel beträgt vorzugsweise zwischen 800 und 1000.

Die Dicke des Kerns T ist zwischen 0,1D bis 0,2D festgelegt. Der innerste oder auch Bodenabschnitt jeder Nut 11, der sich über eine bestimmte Länge einschließlich des Abschnitts erstreckt, der die Kernbreite T bildet, stellt einen Teil einer zylindrischen Oberfläche 18 mit Radius R zwischen 0,1D und 0,3D dar. Die Wand der Nut zwischen dem Ende der zylindrischen Fläche 18 und dem Schneidkantenrücken 16 stellt auch einen Teil einer weiteren zylindrischen Oberfläche 19 dar, die, gesehen in Drehrichtung, vorne ausgespart ist. Der Winkel 6 zwischen der zylindrischen Fläche 19 und einer Tangente an den zweiten Rand 17 ist zwischen 60° und 80° festgelegt. Das Bezugszeichen 10a bezeichnet Ölbohrungen, die in dem Werkzeugkörper 10 ausgebildet sind.

In jedem Schneidrücken 14 des Werkzeugkörpers 10 ist eine Aussparung 20 ausgebildet. Jede Aussparung 20 enthält einen konvex gekrümmten Flächenabschnitt 20a, der sich von dem ersten Rand in Richtung des zweiten Randes derart erstreckt, daß sich seine Tiefe zunehmend vergrößert und einen tiefsten konkav gekrümmten Oberflächenabschnitt 20b, der sich neben dem zweiten Rand 17 befindet. Der Endabschnitt des konvex gekrümmten Oberflächenabschnitts 20a neben dem ersten Rand hat einen großen Krümmungsradius und verläuft somit im wesentlichen flach. Wenn die Spannut 11 als gerade Nut ausgebildet wird, kann dieser Abschnitt des konvex gekrümmten Oberflächenabschnitts 20a vollständig flach verlaufen. Darüber hinaus stellt die Grenze zwischen dem konkav gekrümmten Oberflächenabschnitt 20b und dem zweiten Rand 17, gesehen von unten auf das Werkzeug, einen stumpfen Winkel dar, so daß ein Bruch des Werkzeugs an diesem Grenzabschnitt vermieden ist. Genauer gesagt, ist der Winkel (α zwischen 0 und 20° festgelegt, der zwischen der geraden Linie, welche die Rotationsachse des Werkzeugkörpers 10 mit dem Punkt verbindet, an dem der konkav gekrümmte Flächenabschnitt 20b und der zweite Rand 17 einander schneiden und zwischen einer Tangente an den konkav gekrümmten Flächenabschnitt 20 an dem oben erwähnten Schnittpunkt. Andererseits ist bei Berücksichtigung des Querschnitts der Winkel 8 zwischen der geraden Linie, welche die Drehachse des Werkzeugkörpers 10 mit dem Punkt verbindet, an dem der konkav gekrümmte Flächenabschnitt 20b und der zweite Rand 17 einander schneiden und der Tangente an den konkav gekrümmten Flächenabschnitt 20b an dem oben beschriebenen Schnittpunkt auf einen Bereich zwischen -5° und 20° eingestellt. Vorzugsweise ist der Winkel δ positiv: Der zwischen dem konkav gekrümmten Flächenabschnitt 20b und dem zweiten Rand 17 gebildete Winkel ist nämlich ein spitzer Winkel. Wenn der oben erwähnte Winkel δ positiv gewählt wird, ist es möglich, die Tendenz der Metallspäne zu unterdrücken, daß diese zwischen dem zweiten Rand 17 und der Wandfläche des Bohrlochs eingefangen werden.

Bei diesem Bohrer beginnt der erste Rand 15 an einer Stelle, die geringfügig vom äußeren Umfangsende 13b der Schneidkante 13 in Richtung des Basisendes des Werkzeugs zurückgezogen ist. Dieser äußere Umfangsabschnitt 29 ist mit einem Freiwinkel in Richtung der Hinterseite versehen.

Eine erste Nebenschneidkante 30 ist an der Kantenlinie ausgebildet, an der die Endfläche 15b des ersten Randes 15 und die Wandfläche der Spannut 11, die, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, nach vorne weist, einander treffen. Folglich ist der Außendurchmesser D1 der Schneidkante 13 geringfügig kleiner als der Außendurchmesser D der ersten Nebenschneidkante 30, gemessen von der Achse O, d. h. geringfügig geringer als der Außendurchmesser des ersten Randes 15. Der Außendurchmesser D des Bohrwerkzeugs meint den Außendurchmesser D der ersten Nebenschneidkante 30. Die Differenz D-D1 zwischen dem Außendurchmesser D der ersten Nebenschneidkante 30 und dem Außendurchmesser D1 der Schneidkante 13 ist auf 5% oder weniger des Außendurchmessers D der ersten Nebenschneidkante 30 festgelegt.

Bei dieser Ausführungsform sind die Aussparungen 20 und der zweite Rand 17 verlängert, so daß sie die stirnseitige Freifläche 12 des Werkzeugkörpers 10 erreichen, so daß die Endfläche 17b des zweiten Randes 17 mit der stirnseitigen Freifläche 12 fluchtet. Eine zweite Nebenschneidkante 31 ist an der Kantenlinie ausgebildet, an der sich die Wandfläche des konkav gekrümmten Flächenabschnitts 20b der Aussparung 20, die, gesehen in Drehrichtung des Werkzeuges, nach vorne weist, und die Endfläche 17b des zweiten Randes 17 treffen. Da die stirnseitige Freifläche in Richtung der Hinterseite, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, mit einem Freiwinkel versehen ist, befindet sich die Nebenschneidkante 31 ebenfalls näher an der Basis des Werkzeugs als das äußere Umfangsende 13b der Schneidkante 13, wie dies bei der ersten Nebenschneidkante 30 der Fall ist. Die zweite Nebenschneidkante 31 befindet sich näher an dem freien Ende des Werkzeuges als dies bei der ersten Nebenschneidkante 30 der Fall ist. Darüber hinaus ist der zweite Rand 17 derart ausgebildet, daß er den gleichen Außendurchmesser wie der erste Rand 15 aufweist. Folglich ist der Außendurchmesser der zweiten Nebenschneidkante 31 genauso groß wie der Außendurchmesser D der ersten Nebenschneidkante 30.

Bei dieser Ausführungsform schneidet die Endfläche 17b des zweiten Randes 17 die äußere Umfangsfläche 17a entlang einer Kantenlinie P1-P2. Die Anordnung ist derart, daß das Ende P1 neben der zweiten Nebenschneidkante 31 sich näher an dem Ende der Werkzeugbasis als das andere Ende P2 befindet.

Bei dem Bohrwerkzeug mit der oben beschriebenen Bauweise ist eine Vibration des Werkzeugkörpers 10 vermieden, da der Werkzeugkörper 10 durch die ersten und zweiten Ränder 15, 17 stabil geführt werden kann.

Bei dieser Ausführungsform ist die Maßgenauigkeit wie auch die Feinheit der bearbeiteten Oberfläche verbessert, da das Schlichtschneiden durch die ersten und zweiten Nebenschneidkanten 30, 31 durchgeführt wird, nachdem das Grobschneiden durch die Schneidkante 13 vollzogen worden ist. Bei dieser Ausführungsform sind zwei erste Nebenschneidkanten 30, 30 und zwei zweite Nebenschneidkanten 31, 31 vorgesehen. Somit sind vier Nebenschneidkanten mit im wesentlichen einem konstanten Abstand in Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers 10 vorgesehen wie im Falle der vier Ränder 15, 17. Somit ist es möglich, stabil ein Bohren mit einem hohen Grad an Gleichförmigkeit und Genauigkeit über die gesamte Länge der Bohrung zu bewirken.

Bei dieser Ausführungsform ist der Abstand D-D1 zwischen dem Außendurchmesser D der ersten und zweiten Nebenschneidkanten 30, 31 und der Außendurchmesser D1 der Schneidkante 13 so gewählt, daß sie nicht mehr als 5% des Außendurchmessers D beträgt. Wenn die Differenz D-D1 5% des Außendurchmessers D überschreitet, so erhöht sich die Menge des Metalls, die durch die ersten und zweiten Nebenschneidkanten geschnitten werden muß, drastisch, so daß diese Nebenschneidkanten 30, 31 nicht mehr als Schlichtschneidkanten dienen können.

Feine Metallspäne oder Staub, die als Ergebnis des Schneidvorgangs der ersten und zweiten Nebenschneidkanten 30, 31 erzeugt wurden, werden in Richtung des Basisendes des Werkzeugkörpers 10 entlang der Aussparungen 20 weggefördert, so daß das Risiko verringert ist, daß sich Metallspäne, die durch die zweite Nebenschneidkante 31 gebildet worden sind, in den Bereich zwischen dem zweiten Rand 17 und dem Bohrloch, das gebohrt wird, eingeführt werden, wodurch Probleme, wie beispielsweise ein Verschweißen der Metallspäne mit der Wandung der Bohrung, vermieden sind. Ferner verringert sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Tiefe der Aussparung 20 zunehmend in Richtung des zweiten Randes 17, so daß Pulver oder Staub des bearbeiteten Metalls sich sanft entlang der Aussparung 20 in den tiefsten Abschnitt, d. h. den konkav gekrümmten Oberflächenabschnitt 20b der Aussparung in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs bewegen können, von wo sie wirksam in Richtung des Basisendes des Werkzeugs zusammen mit den Metallspänen weggefördert werden. Es ist deshalb möglich, ein Eindringen in den Bereich zwischen dem zweiten Rand 17 und der Wandung des Bohrlochs effektiver zu verhindern, wodurch Probleme, wie z. B. das Auf rauhen der bearbeiteten Oberfläche aufgrund Verschweißen mit Metallstaub, vermieden sind.

Ferner befindet sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die zweite Nebenschneidkante 31 näher an dem Werkzeugende als die erste Nebenschneidkante 30, so daß das Schlichten hauptsächlich durch die zweite Nebenschneidkante 31 durchgeführt wird. Demzufolge ist die Menge an Metallspänen, die durch die erste Nebenschneidkante 30 erzeugt wird und in die Spannut 11 gefördert wird, verringert, wodurch Probleme, wie ein Verstopfen mit Metallspänen, vermieden ist, das bislang aufgrund einer Interferenz zwischen den durch die erste Schneidkante 30 geschnittenen und in die Spannut geförderten Metallspänen und den Metallspänen, die nach dem Ausbilden durch die Schneidkante 13 ebenfalls in die Nut 11 gelangen, aufgetreten ist.

Bei dieser Ausführungsform befindet sich das Ende P1 der Endkantenlinie des zweiten Randes 17 neben der zweiten Nebenschneidkante 31 näher an dem Basisende des Werkzeugs als das gegenüberliegende Ende P2. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Endkantenlinie P1-P2 des zweiten Randes 17 als Schlichtkante zum Schlichten der Oberfläche des Bohrlochs zu verwenden.

Grundsätzlich zieht sich beim Bohren in einem Aluminiummaterial das durch die Schneidkanten gebohrte Bohrloch sofort nach dem Bohren zusammen und verringert seinen Durchmesser, so daß der Durchmesser des Bohrers so ausgewählt werden muß, daß er eine solche Reduzierung des Bohrdurchmessers aufgrund der Kontraktion kompensiert. Im Gegensatz dazu wird die Bohrung, die sich nach dem Bohren durch die Schneidkante 13 zusammengezogen hat und die durch die zweite Nebenschneidkante 31 geschlichtet worden ist, durch die Endkantenlinie P1-P2 des zweiten Randes 17 auf einen Durchmesser abgeschabt, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser D der zweiten Nebenschneidkante 31 ist. Dies beseitigt im wesentlichen die Notwendigkeit, die Verringerung der Größe der Bohrung zu kompensieren. Eine ähnliche Anordnung kann an dem Ende des ersten Randes 15 vorgesehen werden, der sich näher an der Werkzeugbasis als der zweite Rand 17 befindet. Eine derartige Anordnung verbessert die Bearbeitungsgenauigkeit der Bohrung noch weiter.

Bei dieser Ausführungsform ist die Endfläche 17b des zweiten Randes 17 mit der stirnseitigen Freifläche 12 des Werkzeugkörpers 10 verbunden. Die Endfläche 17b kann jedoch als schräge Fläche ausgebildet sein, die radial nach außen und in Richtung der Hinterseite, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, verjüngt ist. Gemäß dieser Anordnung wird das vordere Ende P1 der Endkantenlinie P1-P2 des zweiten Randes 17 in Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstück gebracht, bevor das andere Ende P2 der Endkantenlinie P1-P2 in Berührung mit dem Werkstück gebracht wird, wodurch eine Interferenz zwischen dem Ende P2 und dem Werkstück vermieden ist, so daß die Feinheit der bearbeiteten Bohrfläche verbessert ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die äußeren Umfangsflächen 15a, 17a der ersten und zweiten Ränder 15, 17 auf einer zylindrischen Fläche ausgebildet, die mit der Achse O des Werkzeugkörpers 10 zentriert ist. Dies ist jedoch lediglich beispielhaft und der äußeren Umfangsfläche 15a des ersten Randes 15 kann ein vorbestimmter Freiwinkel auferlegt werden. Mit dieser Anordnung ist eine Reibung zwischen dem Bohrloch und dem Werkzeug verringert, wodurch verschiedene unerwünschte Effekte vermieden sind, die durch die Erzeugung von Hitze im bearbeiteten Abschnitt erzeugt werden, wie z. B. ein Verschweißen der Metallspäne, ein Zusammenziehen des Bohrlochs nach dem Bearbeiten usw. Bezüglich der Führungseigenschaften ist eine Vibration in Richtung der Hauptkomponente des Schneidwiderstands durch den zweiten Rand 17 unterdrückt, während die Vibration in Richtung der Komponente senkrecht zur Hauptwiderstandskomponente durch den ersten Rand 15 ausreichend unterdrückt werden kann, sogar wenn letzterer einen Freiwinkel hat, da diese Vibration nicht so groß ist. Somit ist die Führungseigenschaft nicht im wesentlichen beseitigt, wie dies im Falle von vier Rändern der Fall ist.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 13 beschrieben. Fig. 11 zeigt eine Ansicht von unten auf die zweite Ausführungsform, Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht, gesehen in der Richtung II von Fig. 11, und Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von Fig. 12.

Bei dieser Ausführungsform ist ein abgeschrägter Abschnitt 32 an der Kantenlinie ausgebildet, an der die äußere Umfangsfläche 17a des zweiten Randes 17 und die in Drehrichtung des Werkzeugs nach vorne weisende Wandfläche 11b der Spannut 11 einander schneiden, wobei der abgeschrägte Abschnitt 32 sowohl die äußere Umfangsfläche 17a wie auch die Wandfläche 11b unter stumpfen Winkeln schneidet. Der abgeschrägte Abschnitt 32 erstreckt sich entlang des zweiten Randes 17 von der stirnseitigen Freifläche 12 des Werkzeugkörpers in Richtung des Basisendes des Werkzeugs. Der zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 32 und der äußeren Umfangsfläche 17a des zweiten Randes 17 ausgebildete Winkel R ist zwischen 90° und 120° festgelegt. Die Breite t1 des abgeschrägten Abschnitts 32 wird in Beziehung zur Breite t2 der äußeren Umfangsfläche 17a des zweiten Randes 17 derart festgelegt, daß sie zwischen 0,1 × t2 und 0,5 × t2 liegt.

Durch Vorsehen dieses abgeschrägten Abschnitts 32 ist es möglich, die Breite t2 der äußeren Umfangsfläche 17a des zweiten Randes 17 zu verringern, d. h. die Fläche dieser äußeren Umfangsfläche 17a, während die Dicke des zweiten Randes 17 in Umfangsrichtung unverändert bleibt. Der zweite Rand 17 führt den Werkzeugkörper 10, da dessen äußere Umfangsfläche 17a in Gleitkontakt mit der Oberfläche des Bohrlochs während des Bohrvorgangs steht. Deshalb verringert die Verringerung im Bereich der äußeren Umfangsfläche 17a, die in Gleitkontakt mit der Bohroberfläche steht, entsprechend die Reibungskraft, die auf den Werkzeugkörper durch die Oberfläche der Bohrung wirkt, wodurch die Last, die auf den zweiten Rand 17 während des Bohrens wirkt, verringert ist.

Deshalb ermöglicht das Bohrgerät dieser Ausführungsform eine Verringerung der Last, die während des Bohrens auf den zweiten Rand 17 wirkt, während die Wanddicke des zweiten Randes 17 beibehalten wird, wodurch ein Abbrechen des zweiten Randes 17 vermieden ist, was anderenfalls durch Auftreten einer großen Last während des Bohrens verursacht werden könnte. Somit ist es möglich, die Lebensdauer der Werkzeuge effektiv zu verlängern, insbesondere der Werkzeuge mit kleinen Durchmessern, die oft eine nicht ausreichende Festigkeit am zweiten Rand 17 aufweisen.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Wendelbohrer wie die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Arten von Bohrwerkzeugen, wie z. B. auf Bohrer mit geraden Spannuten, auf Schaftfräser und auf Bohrwerkzeuge angewandt werden. Durch Verwenden von TiC, TiN oder Diamantbeschichtungen an den Abschnitten, die besonders großer Abnutzung unterliegen, kann die Schmierung zwischen den Rändern und der Oberfläche des Bohrlochs verbessert werden, ebenso wie der Schneidwiderstand.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Schneidkanten 13 und die Nebenschneidkanten 21 direkt aus dem Werkzeugkörper 10 gebildet. Solche Ausführungsformen sind jedoch lediglich beispielhaft und können in vielerlei Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise kann ein ultrahart gesintertes Material, das im wesentlichen aus Diamant oder CBN (kubischem Bornitrid) besteht, durch Löten mit den Abschnitten des Werkzeugkörpers verbunden werden, welche die Schneidkanten und Nebenschneidkanten bilden, und ein solches gesintertes Material wird als Material für Schneidkanten und Nebenschneidkanten verwendet. Bei Verwendung einer solchen Konstruktion ist es möglich, die Abnutzungsfestigkeit an den Kantenabschnitten weiter zu verbessern, an denen die Abnutzung besonders groß ist.

Claims (4)

1. Bohrgerät, umfassend:

• - einen Werkzeugkörper (10), der um eine Achse (O) drehbar ist;
• - zwei Spannuten (11), die in der äußeren Umfangsfläche des Werkzeugkörpers (10) derart ausgebildet sind, daß zwischen diesen zwei Schneidrücken ausgebildet sind;
• - zwei in den Schneidrücken ausgebildete Aussparungen (20);
• - Schneidkanten, die an den Kantenlinien ausgebildet sind, an denen die Wandflächen der Spannuten (11), die, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, nach vorne weisen, die stirnseitigen Freiflächen (12) schneiden;
• - erste Ränder (15), die an den Enden der Schneidrücken neben den und an der Hinterseite der jeweiligen Schneidkanten ausgebildet sind, wobei jeder erste Rand sich näher an der Werkzeugbasis als die Schneidkante befindet und einen Außendurchmesser hat, der größer als derjenige der Schneidkante ist;
• - zweite Ränder (17), die an den Enden des Schneidrückens neben Schneidkantenrücken ausgebildet sind, wobei der zweite Rand mit den stirnseitigen Freiflächen (12) verbunden ist und den gleichen Außendurchmesser wie der zweite Rand (17) besitzt;
• - erste Nebenschneidkanten, die an den Kantenlinien ausgebildet sind, an denen die in Drehrichtung des Werkzeugs nach vorne weisenden Wandflächen der Spannuten (11) sich mit den Endflächen der ersten Ränder schneiden; und
• - zweite Nebenschneidkanten, die an den Kantenlinien ausgebildet sind, an denen sich die in Drehrichtung des Werkzeugs gesehen nach vorne weisenden Wandflächen der Aussparungen mit den Endflächen der zweiten Ränder (17) schneiden, wobei die zweiten Nebenschneidkanten näher an dem freien Ende des Werkzeugs angeordnet sind als die ersten Nebenschneidkanten.

2. Bohrgerät, umfassend:

• - einen Werkzeugkörper (10), der um eine Achse (O) drehbar ist;
• - zwei Spannuten (11), die in der äußeren Umfangsfläche des Werkzeugkörpers (10) derart ausgebildet sind, daß zwischen diesen zwei Schneidrücken ausgebildet sind;
• - Schneidkanten, die an den Kantenlinien ausgebildet sind, an denen die Wandflächen der Spannuten (11), die, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs, nach vorne weisen, die stirnseitigen Freiflächen (12) schneiden;
• - erste Ränder, die an den Enden der Schneidrücken neben den und auf der Rückseite der Spannuten vorgesehen sind, gesehen in Drehrichtung des Werkzeugs;
• - zweite Ränder, die an den Enden der Schneidrücken neben Schneidkantenrücken (16) vorgesehen sind und die den gleichen Außendurchmesser wie die ersten Ränder haben;
• - wobei die ersten und zweiten Ränder im wesentlichen mit einem gleichen Abstand in Umfangsrichtung angeordnet sind;
• - Aussparungen, die in den Schneidrücken derart vorgesehen sind, daß sie neben den zweiten Rändern derart angeordnet sind, daß sie sich von dem freien Ende in Richtung des Basisendes des Werkzeugs erstrecken;
• - Nebenschneidkanten, die an den Kantenlinien ausgebildet sind, an denen sich die in Drehrichtung des Werkzeugs nach vorne weisenden Wandflächen der Aussparungen mit den stirnseitigen Freiflächen schneiden; und
• - abgeschrägten Abschnitten (32), die an den Kantenlinien ausgebildet sind, an denen sich die äußeren Umfangsflächen der zweiten Ränder mit den in Drehrichtung des Werkzeugs gesehen nach hinten weisenden Wandflächen der Spannuten derart schneiden, daß sie mit den äußeren Umfangsflächen und den nach hinten weisenden Wandflächen einen stumpfen Winkel bilden.

3. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannuten (11) und die Aussparungen miteinander verdrillt sind.

4. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannuten und die Aussparungen geradlinig verlaufen.