DE60012766T2

DE60012766T2 - Bohrer, bohrerspitze und deren herstellung

Info

Publication number: DE60012766T2
Application number: DE2000612766
Authority: DE
Inventors: Johnny Bruhn; Mattias Puide; Mikael Grönkvist
Original assignee: Seco Tools AB
Current assignee: Seco Tools AB
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: EP1222047B1; CN1379704A; EP1452257A3; SE9903685L; DE60012766D1; WO2001026856A1; EP1222047A1; US20030118413A1; SE9903685D0; US6551035B1; CN1315608C; KR20020043227A; EP1452257A2; JP2003511253A; KR100646686B1; US6716388B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug für das drehende Spanabheben, das einen Werkzeugkörper, eine Werkzeugspitze und eine Einrichtung für die Befestigung umfaßt. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Werkzeugspitze an sich und ein Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugspitze.
Stand der Technik
Es ist hinlänglich bekannt, austauschbare Schneidkanten bei unterschiedlichen Werkzeugtypen für das Spanabheben zu verwenden. Jedoch hat diese Technik ihre praktische Grenze aus Gründen der Stärke bei Fräs- und Bohrwerkzeugen, die sich um ihre Längsachsen drehen, da die Schneidkanten dann veränderlichen Schneidgeschwindigkeiten ausgesetzt sind.
Durch das U.S. Patent Nr. 5,947,660 ist bereits ein Bohrer mit einer stranggespritzten lösbaren Werkzeugspitze bekannt, die in einem Werkzeugkörper mittels einer Zugstange verankert ist. Ein Nachteil dieses bekannten Bohrers ist, wie bei den meisten Bohrern, daß er nicht für veränderliche Schneidgeschwindigkeiten optimiert ist. Zusätzlich neigt das Gewinde in dem bekannten Bohrer dazu, bei hoher Spannung zu brechen.
Es ist zum Beispiel aus der WO 98/28455 bekannt, einen Kern und eine umgebende Röhre aus Materialpulver in zwei Stufen zu pressen. Das Materialpulver besteht aus Wolframcarbid (WC) zusammen mit Kobalt (Co), welches zwischen einem Stempel und einer Druckplatte komprimiert wird und anschließend gesintert wird, so daß das Bindemetall schmilzt und die Carbide so bindet, daß das Werkzeugmaterial für die spanabhebende Bearbeitung geformt wird. Das Ziel der bekannten Technik ist es, zwei verschiedene Eigenschaften abhängig von der radialen Position in einem festen Körper zu erhalten. Nachteile bei dieser Technik sind Probleme mit Rissen in dem radialen äußeren Abschnitt oder Durchlässigkeiten in dem radialen inneren Abschnitt.
Ziele der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht als ein Ziel vor, eine Ausführungsform von Fräs- oder Bohrwerkzeugen mit austauschbaren Schneidkanten bereitzustellen, wobei die Ausführungsform die Probleme der Werkzeuge nach dem Stand der Technik beseitigt.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein starres Werkzeug bevorzugt für das Bohren oder Fräsen bereitzustellen, bei dem die radialen äußeren Teile der Schneidkanten, welche relativ hoher Schneidgeschwindigkeit ausgesetzt sind, eine bessere Verschleißfestigkeit als die radialen inneren Teile der Schneidkanten aufweisen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug bevorzugt für das Bohren oder Fräsen bereitzustellen, bei dem die radialen inneren Teile der Schneidkanten, welche relativ geringer Schneidgeschwindigkeit ausgesetzt sind, eine höhere Zähigkeit als die radialen äußeren Teile der Schneidkanten aufweisen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug bevorzugt für das Bohren oder Fräsen bereitzustellen, bei dem das Risiko des Brechens der Werkzeugspitze verringert wird. Wiederum ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Werkzeugspitze mit einem Gewinde bereitzustellen, das hoher Spannung standhält.
Wiederum ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugspitze aus einem stranggespritzten harten Metall bereitzustellen, wobei der Freiheitsgrad der geometrischen Ausgestaltung im wesentlichen unbegrenzt ist und wobei Schleifarbeit reduziert wird.
Wiederum ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugspitze aus einem stranggespritzten harten Metall bereitzustellen, wobei Risse und Durchlässigkeiten vermieden werden.
Diese und andere Ziel wurden durch ein Werkzeug, eine Werkzeugspitze und ein Verfahren, wie in den anhängenden Ansprüchen definiert, erreicht.
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt, teilweise im Schnitt, ein Bohrwerkzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt in einer seitlichen Ansicht eine der vorliegenden Erfindung entsprechende Werkzeugspitze.
3 zeigt die Werkzeugspitze in einer anderen seitlichen Ansicht.
4 zeigt die Werkzeugspitze in einer Bodenansicht.
5 zeigt einen Querschnitt entsprechend der Linie V–V in 3.
6 zeigt wie 5 einen Querschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Werkzeugspitze gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt wie 5 einen Querschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Werkzeugspitze gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt einen der vorliegenden Erfindung entsprechenden Bohrkörper in einer seitlichen Ansicht.
9 zeigt den Bohrkörper in einer Draufsicht.
10 zeigt ein Ende des Bohrkörpers in einer vergrößerten seitlichen Ansicht.
11 zeigt eine Vorrichtung in einer Bodenansicht zur Herstellung einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden Werkzeugspitze.
12 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie XII – XII in 11.
13 zeigt die Vorrichtung in einer zweiten Herstellungsstufe in einem Querschnitt entsprechend 11.
14 zeigt die Vorrichtung in einer zweiten Herstellungsstufe in einem Querschnitt entsprechend der Linie XIV – XIV in 13.
15 zeigt in einer explodierten Ansicht eine wiederum andere Ausführungsform eines Werkzeugendes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Ausführungsform in 1 eines erfindungsgemäßen Werkzeugs ist ein so genannter Helixbohrer, welcher in diesem Fall eine Werkzeugspitze 10, eine Zugstange 11, einen Werkzeugkörper 12, eine Verschlußschraube 50, eine Feder 51 und eine Stoppschraube 52 einschließt. Mit diesem Werkzeug ist es möglich, die Werkzeugspitze zu loszuschrauben und zu wechseln obwohl der Werkzeugkörper in einer Maschine fixiert ist. Das Bohrwerkzeug wurde auch in dem U.S. Patent Nr. 5,947,660 und in der EP Patentanmeldung EP 0 879 109 A beschrieben.
Die Werkzeugspitze 10 ist mit wenigstens einer Schneidkante 19 an dem Ende versehen, das von dem Bohrkörper 12 weg weist, wobei der Kante eine von dem Anwendungsbereich abhängige Form verliehen ist. So ist die Schneidkante oder sind die Schneidkanten im wesentlichen gerade und parallel zu der Längsmittelachse des Schneidabschnitts, wenn es sich um einen Schaftfräser handelt, wohingegen die Schneidkanten rund sind, wenn es sich um einen Kugelendfräser handelt. Das vordere Ende des Schneidabschnitts 10 in den Figuren zeigt eine Kante 19 für das Bohren einschließlich einer Querschneide 24.
Die Werkzeugspitze 10 und der Werkzeugkörper 12 schließen entsprechend der WO 9900208 A1 Trägerflächen 22 und vordere Flächen 14 ein.
Die Werkzeugspitze 10 besteht aus spritzgegossenem hartem Metall. Wie aus den 2 – 4 offensichtlich, umfaßt die Werkzeugspitze zwei obere Freiflächen 15, eine Trägerfläche 22 und diese verbindende erste 17 und zweite 18 gekrümmte Oberflächen. All diese Oberflächen und damit verbundenen Kanten bestehen aus spritzgegossenem hartem Metall. Überschneidungslinien zwischen den zweiten gekrümmten Oberflächen oder den Spannuten 18 und den Freiflächen 15 formen Hauptschneidkanten 19, und zwar bevorzugt über nicht gezeigte Verstärkungsfasen. Überschneidungslinien zwischen den gekrümmten Oberflächen 17 und den Spannuten 18 bilden die sekundären Schneidkanten 20. Die Spannute kann alternativ auf einen Werkzeugkörper mit geraden Spannuten angepaßt werden. Der größte Durchmesser der Werkzeugspitze ist der diametrale Abstand zwischen den radial äußersten Punkten der untergeordneten Schneidkanten 20. Der größte Durchmesser der Trägerfläche 22 ist bevorzugt kleiner als der größte Durchmesser der Werkzeugspitze, so daß bei der Bearbeitung ein Zwischenraum erzielt werden kann. Ein Spülloch 23 kann im wesentlichen parallel zu der Mittelachse CL durch die Werkzeugspitze von der Trägerfläche 22 aus verlaufen und in der jeweiligen oberen Freifläche 15 enden. Die Spüllöcher überschneiden eine Normale zu der Mittelachse CL an jeder Seite der Mittelachse.
Die Trägerfläche 22 hat eine runde Basisform und schließt zwei Nutenteile 22A, 22B ein. Jeder Nutenteil bedeckt im wesentlichen die gesamte Trägerfläche 22 und umfaßt eine Reihe voneinander getrennter, identischer Spannuten oder Nuten. Die Nuten in den Nutenteilen haben zwei Hauptrichtungen, welche senkrecht zueinander sind. Im wesentlichen überschneidet jede Nut in beiden Nutenteilen 22A, 22B die Mantelfläche des Halters an zwei Stellen. Jede Nut ist länglich und hat einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt. Jede Nut hat zwei Freiflächen, welche sich, über scharte oder abgerundete Übergange, an einen Boden anschließen. Die Freiflächen bilden einen spitzen Winkel miteinander. Der Winkel liegt in dem Intervall von 40° bis 80°, bevorzugt 55° bis 60°. Jede Freifläche ist bevorzugt eben und ist über einen stumpfen inneren, weichen oder scharten Übergang mit einer anschließenden Freifläche verbunden. Die Anzahl an Nuten in jedem Nutenteil hängt davon ab, wie die Vorderfläche des Halters geformt ist, und die Anzahl wird aus dem Intervall von 5 bis 20 Nuten ausgewählt. Die Ausgestaltung der Nutenteile 22A, 22B bietet eine deutlich größere spezifische Oberfläche, als wenn sie eben wären. Die Nutenteile 22A, 22B decken wenigstens 80%, bevorzugt 90 – 100% des zugänglichen Bereiches der Trägerfläche 22 ab. Die Werkzeugspitze hat ein Sackloch mit einem integrierten Gewinde 25, das mit einem freien Ende der Zugstange 11 zusammenwirkt, das mit Gewinde versehen ist. Dadurch wird die Möglichkeit erzielt, Schneidkanten in Richtung auf die Drehachse zum Bohren bereitzustellen. In der in 4 gezeigten Ausführungsform wurden die Nutenteile 22A, 22B durch direktes Pressen und Sintern oder durch Schleifen hergestellt.
Der Werkzeugkörper ist mit Spannuten 18a versehen, welche den hervorstehenden Flächen des Bohrers entlang eines spiralförmigen Verlaufs in einem Abstand von der Mittelachse CL folgen. Die Spannuten können sich entlang des gesamten Körpers oder eines Teils davon erstrecken. Alternativ können die Spannuten gerade sein.
Der Werkzeugkörper 12 ist mit einer Vorderfläche 14 an dem Ende versehen, das zu der Werkzeugspitze 10 hin weist, wobei die Fläche so beschaffen ist, daß sie an die Trägerfläche 22 der Werkzeugspitze 10 anstößt. Der größte Durchmesser der Vorderfläche ist kleiner als der größte Durchmesser der Werkzeugspitze, aber bevorzugt genauso groß wie der kleinste Durchmesser der Werkzeugspitze. Der Werkzeugkörper hat Spülkanäle 23A. Der Werkzeugkörper 12 kann aus Stahl, hartem Metall oder Hochgeschwindigkeitsstahl bestehen. Ein freies Ende oder ein Freiflächenabschnitt des Werkzeugkörpers 12 ist dafür vorgesehen, in einer (nicht gezeigten) drehbaren Spindel in einem Bohrer befestigt zu werden, während die gegenüberliegende andere freie Endfläche eine Vorderfläche 14 und ein Loch 15A einschließt. Das freie Ende der Zugstange ist so beschaffen, daß es durch das Loch 15A hindurchragt. Die Vorderfläche 14 hat eine kreisförmige Basisform und schließt zwei Nutenteile 16A, 16B ein. Jeder Nutenteil bedeckt im wesentlichen die Hälfte der Vorderfläche 14 und schließt eine Reihe voneinander getrennter, identischer Spannuten oder Nuten ein. Die Nuten in den Nutenteilen haben zwei Hauptrichtungen S1, S2, welche senkrecht zueinander sind. Ein zweiter Nutenteil 16A wird durch einen ersten Nutenteil 16B begrenzt. im wesentlichen überschneidet jede Nut in dem ersten Nutenteil 16B die Mantelfläche des Halters an zwei Stellen, während im wesentlichen jede Nut in dem zweiten Nutenteil 16A die Mantelfläche an einer Stelle überschneidet. Jede Nut ist länglich und hat ebenfalls einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt. Jede Nut hat zwei Freiflächen, welche über scharfe oder abgerundete Übergänge mit einem Boden verbunden sind, und eine Breite W. Die Freiflächen bilden einen spitzen Winkel miteinander. Der Winkel liegt in dem Intervall von 40° bis 80°, bevorzugt 55° bis 60°. Jede Oberfläche ist bevorzugt eben geformt und ist mit einer anschließenden Freifläche über einen stumpfen inneren weichen oder scharfen Übergang verbunden.
Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform wurde der erste Nutenteil 16B durch Abwälzfräsen oder Schleifen hergestellt, wobei die Vorschubrichtung parallel zu der Richtung S2 verläuft. Anschließend wurde der zweite Nutenteil 16A mit dem gleichen Werkzeug in einer Richtung parallel zu der Richtung S1 bearbeitet. Um die volle Tiefe in jeder Nut in dem zweiten Nutenteil 16A zu erzielen, ist es angemessen, daß das Werkzeug etwas in den ersten Nutenteil 16B hinein vorgeschoben wird. Dann wird das Werkzeug auch Material des ersten Nutenteils 16B bearbeiten, wie zum Beispiel aus 9 ersichtlich, wobei vollständig oder teilweise pyramidenförmige Vorsprünge an dem Ende des zweiten Nutenteils 16A in dem ersten Nutenteil 16B gebildet werden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Bereich des zweiten Nutenteils 16A etwas größer als der Bereich des ersten Nutenteils 16B. Bei der Montage werden die Nuten in den Nutenteilen in dem Werkzeugkörper und der Werkzeugspitze so angepaßt, daß die Spülkanäle und die Spannuten in dem jeweiligen Teil aufeinander ausgerichtet sind.
Die Montage der Werkzeugspitze 10 an dem Werkzeugkörper 12 wird wie folgt durchgeführt. Die Zugstange wird in eine Bohrung in dem Schaftabschnitt und durch den Werkzeugkörper 12 hindurch eingebracht, bis der vordere Abschnitt der Zugstange zentral von Vorderfläche 14 aus hervorragt. Dann wird die Feder 51 eingeführt und die Stoppschraube 52 nach innen eingeschraubt. Diese Montage ist eine Art einmaliger Vorgang, da der Benutzer normalerweise nur die Werkzeugspitze zu wechseln braucht. Anschließend wird die mit Gewinde versehene Endfläche in die Ausnehmung 25 eingebracht, wonach die Werkzeugspitze gedreht und auf die Zugstange aufgeschraubt wird. Dann wird die Trägerfläche 22 der Werkzeugspitze von Hand in Kontakt mit der Vorderfläche 14 gebracht, so daß die Nuten in den Nutenteilen in dem Werkzeugkörper 12 und der Werkzeugspitze 10 und die Spülkanäle und die Spannuten aufeinander ausgerichtet werden. Die Werkzeugspitze 10 wird durch Drehen der Blockierschraube 50 fest gegen die Vorderfläche gezogen, d.h. bis die Position gemäß 1 erreicht wird. Die Werkzeugspitze 10 ist nun auf zufriedenstellende Weise an dem Werkzeugkörper 12 verankert. Die Zugstange dient in dieser Position im wesentlichen dazu, die Werkzeugspitze beim Zurückziehen des Werkzeugs aus dem bearbeiteten Loch zu halten, während die Rippen und die Nuten die Kräfte und das Drehmoment aufnehmen, was bei der Spanentfernung erzeugt wird. Die Kraft von der Zugstange ist jedoch groß genug, um ein Spiel an der Verbindung zwischen der Werkzeugspitze und dem Körper beim Herausziehen zu vermeiden.
In diesem Zusammenhang sollte herausgestellt werden, daß die mit Gewinde versehene Verbindung zwischen der Werkzeugspitze und der Zugstange zwei Zwecke hat, nämlich die Werkzeugspitze 10 bei der Montage in einer festen Position an dem Werkzeugkörper zu plazieren und bei der Schneidverwendung des Werkzeugs sicherzustellen, daß die Werkzeugspitze 10 in ihrer festen Position gehalten bleibt.
Wenn die Werkzeugspitze 10 ausgetauscht werden soll, wird die Montage umgekehrt, wodurch die Werkzeugspitze 10 aus dem Werkzeugkörper 12 entfernt und ausgetauscht werden kann. Die Erfindung ist auch für Frässchneider anwendbar. Bevorzugt ist die Werkzeugspitze mit Schichten aus zum Beispiel Al₂O₃, TiN und/oder TiCN überzogen. In bestimmten Fällen kann es für gut befunden werden, hartes Material, wie etwa CBN oder PCD auf die Schneidkanten hartzulöten. Genauso ist es möglich, andere Klemmeinrichtungen als eine zentrale Zugstange zu verwenden, so ist es zum Beispiel möglich, die Werkzeugspitze mittels einer Bajonettkopplung zurückzuhalten, so wie es in dem U.S. Patent Nr. 5,988,953 aufgezeigt oder wie in 15 gezeigt wird.
Zusätzlich sollte herausgestellt werden, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen sich auf Werkzeuge beziehen, welche in Bezug auf ihre Längsachse oder die Mittelachse des Werkstücks drehen und daß die Einrichtung für das Zurückhalten sich mit dem Werkzeug dreht. Die Ausführungsformen können auch stationär verwendet werden, dann aber in Kombination mit einem Drehwerkstück.
Soweit hat die vorliegende Beschreibung den Stand der Technik im wesentlichen so beschrieben, wie er in der WO 9900208 A1 beschrieben wird. Ein neues Merkmal des Werkzeugs und der Werkzeugspitze gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, ein starres Werkzeug bevorzugt für das Bohren oder Fräsen bereitzustellen, bei dem jeder der radial äußeren Abschnitte 41 – 41" der Werkzeugspitze, welcher einer relativ hohen Schneidgeschwindigkeit ausgesetzt ist, gleichzeitig eine bessere Verschleißfestigkeit aufweist als jeder der radial inneren Abschnitte 40 – 40" der Werkzeugspitze, da das Sackloch 25 aus einem relativ zähen harten Metall besteht, welches hohen Spannungen standhält, siehe 5 – 7. Dies wird erreicht, indem man eine erste Form 60 für den Spritzguß über einen Einlaß 62 mit einer ersten Mischung unter hohem Druck und einer bestimmten Temperatur, etwa 180°, befüllt. Die Form umfaßt einen ersten zylindrischen oder elliptischen Hohlraum oder eine Ausnehmung für den Fall, daß die Werkzeugspitze ein Aussehen gemäß den 5 beziehungsweise 6 hat, und einen zentral plazierten, mit äußerem Gewinde versehenen Kern 65. Das Verfahren wird näher unter Bezugnahme auf die 11 – 13 erklärt, wobei eine zusätzliche alternative Ausführungsform einer Werkzeugspitze 41", 7, gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt wird. Bei dieser Ausführungsform hat die Kontur des Hohlraumes entsprechend einer Bodenansicht gemäß 11 das Aussehen einer Erdnuß oder eines Stundenglases, um so einen Kern 61 zu bilden, welcher die Spüllöcher 23 und das Sackloch 25 umgibt. Die Form 50 schließt einen mit äußerem Gewinde versehenen Zapfen 65 ein, der das mit Gewinde versehene Sackloch 25 bildet. Die Spüllöcher und das Sackloch werden gebildet, wenn der Zapfen und etwas kegelförmige Kernstifte 66 von der flüssigen Mischung während der ersten Phase des Spritzgußverfahrens umgeben werden. Die Mischung besteht aus Hartmetallpulver mit einem relativ hohen Kobaltanteil und einem Binder, zum Beispiel Kunststoff, welche gemischt und zu Plättchen oder Granulaten geformt werden. Dadurch wird ein Kern 61 einschließlich von Spüllöchern 23 und eines inneren Gewindes 25 erzeugt. Der Kern 61 wird dann nach dem Abkühlen von einer zweiten Form 63 für den Spritzguß umgeben, 13 und Vorderfläche 14, und zwar bevorzugt indem man die beiden ersten beim ersten Einspritzen verwendeten Klemmbacken durch neue Klemmbacken ersetzt. Die zweite Form 63 schließt Abschnitte zur Bildung von Spannuten und die anderen Teile der Werkzeugspitze ein. Die kegelförmigen Kernstifte 66 werden für das Fixieren des Einsatzes während des zweiten Einspritzens verwendet. Folglich ist der Kern 61 zentral in der zweiten Form fixiert, wonach eine zweite Mischung 67 über den Einlaß 64 in die zweite Form eingespritzt wird. Die zweite Mischung 67 unterscheidet sich von der ersten Mischung hauptsächlich dadurch, daß die Menge an Kobalt bei der zweiten Mischung geringer ist. Der Unterschied bei dem Metallbinder liegt innerhalb des Intervalls von 1 – 10 Gewichtsprozenteinheiten. Unter dem Begriff "Kobalt" sollte hier ein Metall binder verstanden werden, welcher alternativ gegen andere Metalle, zum Beispiel Nickel, Ni, ausgetauscht werden oder diese einschließen kann. Darüber hinaus kann die bestehende Maschine verwendet werden, indem man nur die formgebenden Klemmbacken von dem ersten Einspritzen wechselt. Dies ist eine gute Herstellungslösung, da die Kernstifte den Kern 61 begleiten können und den Kern während seiner anschließenden Behandlung positionieren können. In der Position gemäß 14 wird der mit Gewinde versehene Zapfen 65 nicht benötigt. Nach dem zweiten Schritt des Spritzgießens wurde nach dem Abkühlen ein Rohling für eine Werkzeugspitze erzielt, welcher nach dem Sintern eine Werkzeugspitze von wenigstens zwei Hartmetallqualitäten nach dem Schleifen von Schneidkanten 19 und einer Querschneide 24 bildet. Der Kern 61 beschreibt nach dem Sintern den inneren Abschnitt 40", während die zweite Mischung 67 den äußeren Abschnitt 41" darstellt. Der Kunststoffbinder wird zuerst von dem geformten Teil entfernt und der sich ergebende Preßkörper wird dann gesintert. Die untere Seite der Werkzeugspitze wird bearbeitet und erhält das oben beschriebene Waffelmuster 22.
Darüber hinaus kann mit Unterstützung dieses Verfahrens die Werkzeugspitzengeometrie unabhängig von den Beschränkungen des herkömmlichen Formpreßverfahrens gewählt werden. Spanbrecher können zum Beispiel an Oberflächen geformt werden, die man bislang nur schleifen konnte.
15 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines Bohrers gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Bohrer hat einen Bohrkörper 12' und eine Bohrspitze 10'''. Der Körper und die Spitze sind miteinander über eine bekannte Bajonettkopplung verbunden. Der innere Abschnitt 40''' der Werkzeugspitze 10''' besteht aus dem zäheren Hartmetall, da der Abschnitt einen Vorsprung 25' umfaßt, der relativ scharte konkave Eckabschnitte begrenzt. Das zähere Material ist in 15 grau markiert. Ein verschleißfesteres Hartmetallmaterial 41''' ist, wie oben beschrieben, radial außerhalb des zäheren Hartmetallmaterials positioniert. Die Werkzeugspitze 10"' kann mit Spülkanälen versehen sein. Es versteht sich, daß obwohl der Querschnitt des Bohrers in 15 größtenteils dem Querschnitt von 6 gleicht, er auch sehr gut wie in den 5 oder 7 sein könnte.
Folglich enthält die Werkzeugspitze wenigstens zwei Hartmetallgrade, einen zähen, weniger verschleißfesten Grad in dem inneren Abschnitt 40 – 40''' und einen spröderen, verschleißfesteren Grad in dem äußeren Abschnitt 41 – 41'''. Die Werkzeugspitze wird durch Spritzguß hergestellt und die wenigstens zwei Grade haben die gleiche Schrumpfung, und daher sind Probleme mit Rissen in dem äußeren Abschnitt oder Porosität in dem inneren Abschnitt, welche beim herkömmlichen Pressen auftreten können, beseitigt. Die Werkzeugspitze wurde in vier alternativen Ausführungsformen gezeigt, zwei (5 und 7) mit einem inneren Kern, der vollständig von dem äußeren Abschnitt außer in der Vorschub- und Rückzugsrichtung umgeben ist, und zwei mit einem durchgehenden zentralen Abschnitt, der nicht vollständig von dem äußeren Abschnitt umgeben ist. Der Unterschied beim Kobaltgehalt zwischen dem inneren Abschnitt und dem äußeren Abschnitt liegt im Bereich von 1 – 10 Gew.-%. Der innere Abschnitt besteht aus einem Material mit 6 – 20 Gew.-% Kobalt, während das Material in dem äußeren Abschnitt 5 – 15 Gew.-% Kobalt enthält. Bei zwei der Ausführungsformen erreicht der innere Abschnitt 40, 40' nicht die Spülkanäle 23. Die vierte Ausführungsform ( 15) enthält überhaupt keine Spülkanäle. Der zentrale Abschnitt der Werkzeugspitze ist aus einem zäheren Hartmetall gebildet, so daß sein Gewinde 25/Vorsprung 25' hohen Spannungen standhält und so daß sein vorderes Schneidende 21, wie etwa die Querschneide 24 geringer Schneidgeschwindigkeit standhält.
Die Erfindung ist keinesfalls auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche frei variiert werden.

Claims

Werkzeug für das drehende Spanabheben, mit einem Werkzeugkörper (12), einer Werkzeugspitze (10–10''') und Einrichtungen für das Befestigen der Werkzeugspitze an dem Werkzeugkörper, wobei der Werkzeugkörper eine vordere Oberfläche (14) hat und die Werkzeugspitze eine Stützfläche (22) hat, die dafür vorgesehen sind, aneinander anzustoßen, wobei der Körper einen Schaftabschnitt hat, während die Werkzeugspitze aus einem spritzgegossenen harten Metall besteht und wenigstens eine Schneidkante (19) und ein Loch (25) oder einen Vorsprung (25') einschließt, um mit der Einrichtung für die Befestigung zusammenzuwirken, wobei das Loch/der Vorsprung und die Schneidkante integrierte Bestandteile der Werkzeugspitze (10–10''') sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (25) oder der Vorsprung (25') wenigstens teilweise in einem integrierten inneren Abschnitt (40–40''') der Werkzeugspitze in einem Material ausgebildet sind, welches zäher ist als das Material, aus dem der Rest (41–41''') der Werkzeugspitze besteht.
Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem das Loch (25) ein mittiges Sackloch ist und ein Innengewinde umfaßt oder bei dem der Vorsprung (25') einen Teil einer Bajonettkopplung bildet, und bei dem ein mittiger Abschnitt der Schneidkante (19) aus dem zäheren Material besteht.
Werkzeug nach Anspruch 2, bei dem das zähere Material das Sackloch (25) umgibt und sich im wesentlichen parallel zu der Mittelachse (CL) der Werkzeugspitze von einem vorderen Ende (21) der Werkzeugspitze zu der Trägerfläche (22) erstreckt.
Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Werkzeugspitze (10; 10") einen einen integralen Bestandteil bildenden inneren Kern (40; 40") hat, der vollständig von dem äußeren Abschnitt (41; 41") außer in Zufuhrrichtung und in Rückzugsrichtung umgeben ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Werkzeugspitze (10; 10") einen durchgehenden ellipsenförmigen mittleren Abschnitt (40') hat, der teilweise von dem äußeren Abschnitt (41') umgeben ist oder bei dem die Werkzeugspitze (10") einen durchgehenden mittigen Abschnitt (40") hat, welcher das Spülloch (23) und das mittige Loch (25) umgibt.
Werkzeugspitze für das drehende Spanabheben, bei dem die Werkzeugspitze (10-10''') eine runde Basisform und wenigstens eine Schneidkante (19) hat, welche integrierter Bestandteil der Werkzeugspitze (10–10''') ist, welche mit einer Stützfläche (22) an dem Ende versehen ist, das von der Schneidkante weg weist, wobei die Werkzeugspitze aus einem spritzgegossenen harten Metall besteht und ein Loch (25) oder einen Vorsprung (25') einschließt, um mit der Einrichtung für die Befestigung zusammenzuwirken, wobei das Loch/der Vorsprung und die Schneidkante integrier te Bestandteile der Werkzeugspitze sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (25) oder der Vorsprung (25') wenigstens teilweise in einem integrierten inneren Abschnitt (40–40''') der Werkzeugspitze in einem Material ausgebildet sind, welches zäher ist als das Material, aus dem der Rest (41–41''') der Werkzeugspitze besteht.
Werkzeug nach Anspruch 6, bei dem das Loch (25) ein mittiges Sackloch ist und ein Innengewinde umfaßt oder bei dem der Vorsprung (25') einen Teil einer Bajonettkopplung bildet, und bei dem ein mittiger Abschnitt der Schneidkante (19) aus dem zäheren Material besteht.
Werkzeug nach Anspruch 7, bei dem das zähere Material das Sackloch (25) umgibt und sich im wesentlichen parallel zu der Mittelachse (CL) der Werkzeugspitze von einem vorderen Ende (21) der Werkzeugspitze zu der Trägerfläche (22) erstreckt.
Werkzeug nach Anspruch 6, bei dem die Werkzeugspitze (10–10''') einen einen integralen Bestandteil bildenden inneren Kern (40–40") hat, der vollständig oder teilweise von dem äußeren Abschnitt (41–41''') umgeben ist, oder bei dem die Werkzeugspitze (10") einen durchgehenden mittigen Abschnitt (40") hat, welcher das Schlackenstichloch (Spülloch) (23) und das mittige Loch (25) umgibt.
Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugspitze (10–10'''), die mit einer Kante für das drehende Spanabheben ausgestattet ist, wobei die Werkzeugspitze (10–10''') eine runde Grundform und wenigstens eine Schneidkante (19,24), welche integrierter Bestandteil der Werkzeugspitze (10-10''') ist, welche mit einer Stützfläche (22) an dem Ende versehen ist, das von der Schneidkante weg weist, und ein Loch (25) oder einen Vorsprung (25') hat, um mit der Einrichtung für die Befestigung zusammenzuwirken, wobei das Loch/der Vorsprung und die Schneidkante integrierte Bestandteile der Werkzeugspitze (10–10''') sind, dadurch gekennzeichnet, daß Hartmetallpulver mit einem ersten Gehalt an Metallbinder und ein Kunststoffbinder gemischt werden, wonach die Mischung in eine Formmaschine eingefügt und auf eine für die Mischung geeignete Temperatur erwärmt wird, wonach die Mischung unter hohem Druck und einer bestimmten Temperatur in eine erste Form (60) einschließlich einer ersten Ausnehmung und eines Zapfens (65) mit der Absicht eingespritzt wird, einen Kern (61) mit wenigstens einem Loch (23,25) zu formen, wonach die Mischung in der ersten Form fest wird, wonach der Kern (61) durch dieses Loch (23,25) umgeben ist und mit dessen Unterstützung in einer zweiten Form (63) in einer Formmaschine positioniert wird, in welche eine zweite Mischung einschließlich hartem Metallpulver mit einem niedrigeren Gehalt an Metallbinder und ein Kunststoffbinder eingefügt wird und auf eine für die Mischung geeignete Temperatur erwärmt wird, wobei die zweite Form (63) Abschnitte einschließt, die direkt oder indirekt wenigstens eine Schneidkante, wenigstens eine Abstandsfläche, eine Trägerfläche und einen oder mehrere Kerne mit der Absicht bilden, der Werkzeugspitze die Form zu verleihen, wonach die Mischung in der Form fest wird, wonach die Werkzeugspitze aus der Form herausgenommen und gesintert wird und mögliche Endbearbeitung, wie etwa Schleifen, vorgenommen wird. Die Anzahl an Nuten in jedem Nutenteil hängt davon ab, wie die Vorderfläche des Halters geformt ist und die Anzahl wird aus dem Intervall von 5 bis 20 Nuten ausgewählt. Der Boden kann alternativ mit einem Radius von etwa 0,2 bis 0,4 mm beschrieben werden. Die Ausgestaltung der Nutenteile 16A, 16B bietet eine deutlich größere spezifische Oberfläche als wenn diese eben wären. Die Nutenteile 16A, 16B decken wenigstens 80%, bevorzugt 90 – 100% des zugänglichen Bereiches der Vorderfläche 14 ab.