DE69718292T2

DE69718292T2 - Präzisionsschneidewerkzeuge

Info

Publication number: DE69718292T2
Application number: DE69718292T
Authority: DE
Inventors: A. Moore
Original assignee: Bitmoore Vise
Current assignee: Bitmoore Vise
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1997-02-11
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: AU710711B2; US5823720A; US6315505B1; HK1018598A1; EP0880420B1; TW333484B; AU1953197A; CA2244092C; ATE230647T1; US20020085891A1; WO1997029876A2; NZ331910A; CN1065794C; CN1211206A; JP2001515411A; WO1997029876A3; EP0880420A2; CA2244092A1; DE69718292D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Schneidwerkzeugen und insbesondere auf die Gestaltung von Schneidkanten, die in Werkzeugen wie Bohrern, Fräsern, Drehmaschinenmessern, Sägen und ähnlichen Schneidvorrichtungen enthalten sind.

Allgemeiner Stand der Technik

Übliche Werkzeuge, wie Bohrer zum Schneiden von Löchern in ein Werkstück, haben sich verjüngende Spitzen, welche die Mitten der zu bohrenden Löcher positionieren. Ein Bohrer mit einer sich verjüngenden Spitze und ohne eine Einrichtung zur Gewährleistung der Seitenstabilität hat die Tendenz zu wandern, wenn er die Mitte des Lochs findet, und übt daher eine seitliche Kraft gegen dessen Seitenwand aus. Das Ergebnis ist ein gebohrtes Loch mit ungleichmäßigem Durchmesser entlang seiner Länge, und seine Oberflächenbeschaffenheit ist oft nicht glatt genug. Außerdem verstärkt eine leichte Exzentrizität bei der Drehung des den Bohrer haltenden Spannfutters die seitliche Ablenkung des Bohrerwegs und erhöht die Maßungenauigkeit des gebohrten Lochs weiter. Eine Maßungenauigkeit entsteht auch dadurch, dass durch die durch den Bohrer erzeugte seitliche Kraft eine beträchtliche Hitze im Material erzeugt wird.
Die Folge des Bohrens von Löchern mit ungenauen Maßen ist, dass kein Paar von nebeneinander liegenden Löchern mit einer dünnen Trennwand zwischen ihnen gebohrt werden kann. Bei einem Drehwerkzeug kann die Anwendung einer seitlichen Kraft zum Entfernen von Material vom Werkstück eine Verwindung des Werkstücks hervorrufen, während es geschnitten wird.

Kurzdarstellung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Schneidwerkzeug zu liefern, das so gestaltet ist, dass es beim Entfernen von Material von einem Werkstück dem Werkstück eine Oberfläche mit einem hohen Grad an Glätte verleiht.
DE-A-3 629 034 offenbart ein Schneidwerkzeug, das in Kombination alle Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass sie ein Werkzeug liefert, welches beim Entfernen von Material von einem Werkstück keine Verwendung eines Kühlfluids oder eines Schneidöls erfordert.
Es ist ein weiterer Vorteil, dass sie einen Bohrer liefert, der in der Lage ist, in Werkstücke Löcher mit glatten Seitenflächen und genauen Abmessungen zu bohren.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass sie ein Drehwerkzeug liefert, das verwendet werden kann, um Material von einem Werkstück zu entfernen, das in einer Drehmaschine gedreht wird, ohne dass während der Bewegung des Drehwerkzeugs ein seitlich gerichteter Druck auf das Werkstück ausgeübt wird, wodurch eine Verwindung des Werkstücks vermieden wird.
Noch ein weiterer Vorteil ist es, dass sie eine Bohrergestaltung liefert, die das Entfernen von Material von einem Werkstück unter Anwendung eines Mindestdrucks in der zu der Seitenfläche des Werkstücks senkrechten Richtung ermöglicht, der sich das Werkzeug nähert.
Die vorliegende Erfindung ist ein Schneidwerkzeug, das mit Maßgenauigkeit Material von einem Werkstück entfernt, während es beim Entfernen des Materials vom Werkstück eine minimale Hitze auf das Werkstück überträgt. Die vorliegende Erfindung kann bei vielen Schneidwerkzeugen wie Bohrern, Drehwerkzeugen, Kreissägeblättern und ähnlichen Schneidwerkzeugen angewandt werden, bei denen das Werkzeug und das Werkstück sich während des Schneidens in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegen.
Das Schneidwerkzeug hat einen Körper, von dem ein Schneidzahn ein integraler Bestandteil ist. Der Schneidzahn enthält eine Schneidkante und mindestens einen Führungsvorsprung. Die Schneidkante entfernt das Material vom Werkstück und überträgt dadurch einen Großteil der erzeugten Hitze auf Späne oder Bänder von dem vom Werkstück beim Schneiden entfernten Material anstatt auf das Werkstück, während es geschnitten wird. Der Führungsvorsprung steht aus dem Körper nach außen vor und ist der einzige Abschnitt des Schneidwerkzeugs, der das Werkstück berührt, um eine Maßgleichmäßigkeit der fertig bearbeiteten Seitenfläche zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere, wenn durch Lagen eines Verbund- Probenkörpers aus Materialien verschiedener Festigkeits- oder Härtegrade gebohrt wird, die die Tendenz haben würden, die Schneidwegrichtung am Übergang zwischen benachbarten Lagen abzulenken. Daher ist während des Schneidens wesentlich weniger Energie, um Material vom Werkstück zu entfernen, und wesentlich weniger, wenn überhaupt, Kühlflüssigkeit oder Schneidöl erforderlich.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schneidkante so geformt, dass sie keinen Punkt bildet, um den sich das Schneidwerkzeug selbst auf dem Werkstück zentrieren könnte. Mit dieser Ausgestaltung kann in eine Werkstückoberfläche in einem anderen Winkel als 90º oder in eine Ecke eines Materialblocks geschnitten werden. Da er der einzige Abschnitt des Schneidzahns ist, der die Seitenfläche des Werkstücks berührt, greift der Führungsvorsprung in relativ kühles Material ein, erfährt keinen wesentlichen Temperaturanstieg und hat einen sehr kleinen Oberflächenkontaktbereich. Daher erfährt das Schneidwerkzeug während des Schneidens eine vernachlässigbare seitliche Ablenkung und erzeugt somit einen in Bezug auf die Abmessung äußerst genauen Schnitt in und eine hochglanzpolierte Seitenfläche auf dem fertig bearbeiteten Werkstück.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schneidzahn in zwei Schneidkantenabschnitte geteilt, die entlang einer gemeinsamen Ebene liegen und einen Punkt bilden, der zuerst ein Werkstück berührt, das gerade geschnitten wird. Jedem Schneidkantenabschnitt ist ein Führungsvorsprung zugeordnet, der sich nach außerhalb des Körpers erstreckt, um mit der Seitenfläche des Werkstücks in Berührung zu kommen und dadurch die Ablenkung des Schneidwerkzeugs zu verhindern, wenn es Material vom Werkstück entfernt.
Zusätzliche Ziele und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen hervor, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers, der in der Lage ist, ein kreisrundes Loch in ein Werkstück zu bohren;
Fig. 1A zeigt ein Werkstück-Eingriffsende des Bohrers aus Fig. 1, das verändert wurde, um eine gestufte Endfläche und eine winklige Hohlkehle aufzuweisen;
Fig. 2 ist eine Draufsicht in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1;
Fig. 2A ist eine Endansicht einer veränderten Version des Bohrers aus Fig. 1 mit mehreren Führungsvorsprüngen, die um den Umfang der werkstückseitigen Fläche des Bohrerkörpers herum angeordnet sind;
Fig. 2B ist eine Querschnitts-Teilansicht gemäß der Linien 2B-2B in Fig. 2A und zeigt den Bohrer, der ein Loch in ein Mehrschicht-Werkstück schneidet;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht gemäß der Linien 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Querschnitts-Teilansicht entlang der Linien 4-4 in Fig. 1;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilansicht in Richtung der Pfeile 5-5 in Fig. 2;
Fig. 5A zeigt eine Variante des Bohrers aus Fig. 1, bei der die Spanfläche und die Rückenfläche einen negativen Öffnungswinkel für bestimmte Bohrermaterialien definieren;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers, der ein ringförmiges Loch in ein Werkstück bohren kann;
Fig. 7 ist eine Endansicht des Bohrers der Fig. 6 in Richtung der Pfeile 7-7 der Fig. 6;
Figur. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien 8-8 der Fig. 6;
Fig. 9 ist eine vergrößerte Teilansicht in Richtung der Pfeile 9-9 in Fig. 7;
Fig. 10 ist eine vergrößerte Teilansicht in Richtung der Pfeile 10-10 in Fig. 7;
Fig. 11 ist eine vergrößerte Teildraufsicht auf einen Schneidzahnabschnitt des Bohrers der Fig. 6 bis 10 einschließlich;
Fig. 12 ist eine Endansicht des in Fig. 11 dargestellten Bohrers in Richtung der Pfeile 12-12 in Fig. 11;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers, der ein flachbödiges, gestuftes Loch in ein Werkstück bohren kann;
Fig. 14 ist eine Endansicht des Bohrers aus Fig. 13 in Richtung der Pfeile 14-14 in Fig. 13;
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien 15-15 in Fig. 13;
Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung hergestellten Werkzeugs, das in der Lage ist, konzentrische kreisrunde und ringförmige Löcher in ein Werkstück mit einer konzentrischen Hülse dazwischen zu bohren;
Fig. 17 ist eine Endansicht des Werkzeugs aus Fig. 16 in Richtung der Pfeile 17-17 in Fig. 16;
Fig. 18 ist eine Endansicht eines Bohrers zum Bohren des kreisrunden Lochs, mit einer gekrümmten Schneidkante, aber ansonsten ähnlich dem Bohrer der Fig. 1 bis 5;
Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bohrers gemäß der Erfindung;
Fig. 20 ist eine vergrößerte Teilansicht des Endes des Schneidelements auf dem Bohrer der Fig. 19 in Richtung der Pfeile 20-20 in Fig. 19;
Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers;
Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht noch eines weiteren gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers;
Fig. 23 ist eine vergrößerte Teilansicht des Endes des Schneidelements an dem Bohrer der Fig. 22 in Richtung der Pfeile 23-23 in Fig. 22;
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht noch eines weiteren gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers;
Fig. 25 ist eine Ansicht des Bohrers der Fig. 24 im seitlichen Aufriss;
Fig. 26 ist eine Ansicht im seitlichen Aufriss nach einer Drehung der Fig. 25 um 90º;
Fig. 27 ist eine Ansicht noch eines weiteren gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers im seitlichen Aufriss;
Fig. 28 ist eine Ansicht des Bohrers der Fig. 27 im seitlichen Aufriss nach einer Drehung um 90º;
Fig. 29 ist eine Draufsicht auf den Bohrer der Fig. 27 und 28;
die Fig. 38 und 39 sind eine Endansicht bzw. eine Teilansicht im seitlichen Aufriss eines Bohrers mit zwei geneigten Schneidzähnen, die sich zwischen einer sich verjüngenden Spitze erstrecken und entgegengesetzt positionierte Führungsvorsprünge gemäß der vorliegenden Erfindung haben;
Fig. 40 ist eine Querschnittsansicht des Bohrers aus Fig. 1 beim Schneiden eines kreisrunden Lochs in ein Werkstück, um die Positionen der Führungsfläche und der Schneidkante des Bohrers im Loch zu zeigen, während es geformt wird.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 weist ein Bohrer 10 zum Bohren eines kreisrunden Lochs eine zylindrische Welle oder einen zylindrischen Körper 12 mit einem Treiber-Eingriffsende 14 auf, das ein Einsteckende 15 enthalten kann, welches dafür ausgebildet ist, in ein geeignetes Spannfutter (nicht dargestellt) eingesetzt zu werden. Das gegenüberliegende Ende der Welle 12 weist ein Werkstück-Eingriffsende 16 auf, zwischen denen sich eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand 18 erstreckt. Die Welle 12 ist so ausgeführt, dass sie im Betrieb in einer durch einem im Gegenuhrzeigersinn weisenden Pfeil 20 angezeigten, vorbestimmten Richtung in Bezug auf ein Werkstück gedreht wird. Das Werkstück- Eingriffsende 16 kann eine im wesentlichen flache Fläche 21 aufweisen, obwohl die Gestaltung einer solchen Fläche, abgesehen von den nachfolgend genauer erklärten Fällen, für die Erfindung nicht kritisch ist. (Zum Beispiel zeigt Fig. 1A einen Bohrer 10, der so verändert wurde, dass er am Werkstück-Eingriffsende 16 eine gestufte Fläche 21 hat). Die Welle 12 ist mit einer länglichen Hohlkehle 24 in ihrer Seitenwand 18 ausgebildet, die sich von der werkstückseitigen Fläche 21 zum Treiber-Eingriffsende 14 in einer Richtung im wesentlichen parallel zu einer Drehachse 22 erstreckt. An der werkstückseitigen Fläche 21 hat die Hohlkehle 24 eine Mindesttiefe gleich dem Radius R der Welle 12. Die Hohlkehle 24 besitzt in Bezug auf die Drehrichtung 20 des Bohrers 10, wenn er in seine Betriebsrichtung gedreht wird, eine Nachlauffläche 30. (Fig. 1A zeigt eine Hohlkehle 24 mit einer scharfen Ecke an der Stufenbildung der Fläche 21).
Am Werkstückende 16 des Bohrers 10 ist ein Schneidzahn 32 ausgebildet, der so gestaltet ist, dass er eine Schneidkante 34 und einen Führungsvorsprung 35 aufweist, der seitlich von der Seitenwand 18 vorsteht. Die Schneidkante 34 erstreckt sich von der Achse 22 und entlang des Abschnitts des Führungsvorsprungs 35, der näher am Werkstück-Eingriffsende 16 liegt. Die Schneidkante 34 ist auch über der Endfläche 21 angeordnet, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, so dass die Schneidkante 34 in das Werkstück eingreifen kann, wenn der Bohrer 10 gedreht wird. Die Schneidkante 34 kann sich senkrecht zur Achse 22 erstrecken, in welchem Fall sie an der Achse 22 endet, oder sie kann, wie in Fig. 1 gezeigt, von der Achse 22 zur Wellenseitenwand 18 nach oben geneigt sein, in welchem Fall die Schneidkante 34 sich über die Achse 22 hinaus erstrecken kann. In diesem letzteren Fall ist ein Hinterschliff auf der Endfläche 21 an der Achse 22 vorgesehen, so dass der über die Achse 22 hinaus vorstehende Abschnitt der Schneidkante 34 nicht dem Vorgang des Lochschneidens entgegenwirkt, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. In keinem Fall sollte die Schneidkante 34 sich von der Achse 22 zur Wellenseitenwand 18 nach unten neigen. (Die Fig. 38 und 39 zeigen eine Ausführungsform mit mehreren Schneidkanten, die so ausgebildet sind, dass sie sich nach unten neigen). Die Schneidkante 34 wird von einer vorderen Spanfläche 36, die sich von der Nachlauffläche 30 der Hohlkehle 24 nach oben und nach vorne erstreckt, und von einer Rückenfläche 38 definiert, die sich von der Schneidkante 34 nach unten zur werkstückseitigen Fläche 21 neigt (siehe Fig. 4). Vorzugsweise definieren die Spanfläche 35 und die Rückenfläche 38 einen Öffnungswinkel A größer als Null und kleiner als 90 Grad, wobei die dargestellte Ausführungsform einen Winkel A von etwa 45 Grad aufweist. (Fig. 5A zeigt einen negativen Öffnungswinkel AN von mehr als 90 Grad für Bohrer aus Karbid oder anderen harten. Materialien.) Die Spanfläche 36 kann eine gebogene Oberfläche aufweisen, die durch Hohlschleifen dieser Fläche geformt wird. Die Rückenfläche 38 und eine Ebene senkrecht zur Achse 22 definieren einen Öffnungswinkel B von etwa 10 Grad. Die Größe des Winkels B ist so lange nicht kritisch, wie die Rückenfläche 38 sich unter der Ebene der Schneidkante 34 befindet.
Der Führungsvorsprung 35 ist mit einer Führungsfläche 50 ausgebildet, die konzentrisch zur Achse 22 liegt. Die Führungsfläche 50 hat einen Abstand zur Achse 22, der größer als der Abstand irgendeines anderen Teils der Welle 12 ist, so dass beim Drehen des Bohrers 10 kein Abschnitt der Welle 12 in die Seitenwand des vom Bohrer 10 im Werkstück gebildeten Lochs eingreift. In der Praxis sollte der Abstand geringfügig größer sein als die in der Umgangssprache als "Überschwappen" bekannte Exzentrizität der Drehung des den Bohrer haltenden Spannfutters, welche durch den Schlupf bei der Montage des Spannfutters in den Antriebsmechanismus entsteht. Der Abstand des Führungsvorsprungs von der Wellenseitenwand 18 wird auch durch die Eigenschaften des Bohrermaterials bestimmt - je härter das Bohrermaterial, desto größer ist der ohne Durchbiegung des Bohrers 10 mögliche Führungsvorsprungsabstand. Normalerweise beträgt der Führungsvorsprungsabstand von der Seitenfläche 18 bei einem Bohrer mit einem Durchmesser von 2,5-3,2 cm (1 bis 1-1/4 Zoll) etwa 0,025-6,4 mm (0,001-0,250 Zoll).
In der zur Achse 22 parallelen Richtung hat die Führungsfläche 50 vorzugsweise eine Mindestlänge L gleich der Tiefe des durch die Schneidkante 34 bei etwa anderthalb Umdrehungen des Bohrers ausgeführten Schnitts. Diese kann zwischen 0,025 und 12,7 mm (0,001- 0,500 Zoll) liegen, je nach dem geschnittenen Material. In der Umfangsrichtung hat die Führungsfläche 50 vorzugsweise auch eine Länge von nicht weniger als die Schnitttiefe. Die Führungsfläche 50 wird vorzugsweise auf einer minimalen Größe gehalten, um den Kontaktbereich mit dem Werkstück zu minimieren, wodurch die Menge an erzeugter Wärme so minimiert wird, dass sie die Temperatur der fertig bearbeiteten Fläche nicht merklich erhöht und der Bohrer 10 kühl gehalten wird. Hinter der Führungsfläche 50 verläuft der Schneidzahn 32 kegelig nach innen zur Seitenwand 18, wobei genug Material übrig bleibt, um den Führungsvorsprung 35 zu tragen. Diese nach innen verlaufende Kegelform liefert der Führungsfläche 50 einen Hinterschliff, der die Riefenbildung auf der fertig bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks durch die Seitenfläche 18 verhindert, während der Bohrer 10 in das Werkstück vordringt, um Material daraus zu entfernen. Die von der Schnittstelle zwischen der Führungsfläche 50 und der Spanfläche 36 bzw. der Rückenfläche 38 geformten Kanten 52 und 54 sind vorzugsweise leicht gerundet, wie beim leichten Überstreichen der Kanten mit einer feinkörnigen Diamantfeile. Gleiches gilt für entsprechende Kanten in den Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend beschrieben werden.
Wenn der Bohrer 10 verwendet werden soll, um durch Schichten eines Verbundwerkstücks mit unterschiedlichen Festigkeits- oder Härtegraden zu schneiden (z. B. Schichten aus Fasermaterial und festem Material), wird die Länge L vorzugsweise länger als die Schnitttiefe gewählt, die durch mindestens eine Drehung des Bohrers 10 in jeder von zwei benachbarten Schichten erhalten werden kann, so dass der Vorsprung 35 gleichzeitig mit den beiden benachbarten Schichten in Kontakt gelangt, während er durch die Übergangslinie zwischen ihnen schneidet. Dies soll ein Schicht-zu-Schicht-Überlappen des Führungsvorsprungs 35 gewährleisten und dadurch das Ablenken des Schneidwegs des Bohrers 10 am Übergang zwischen benachbarten Schichten des Werkstücks vermeiden.
Fig. 2A ist eine Endansicht eines alternativen Bohrers 10a für ein kreisrundes Loch, der sich von dem Bohrer 10 darin unterscheidet, dass er mehrere Führungsvorsprünge 35a, 35b, 35c und 35d konzentrisch zur Achse 22a mit gleichen Radien aufweist, die um den Umfang des Körpers 18a an der werkstückseitigen Fläche 21a vorstehen und in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind, um das Schneiden durch Schichten eines Verbundwerkstücks zu erleichtern, die unterschiedliche Festigkeits- oder Härtegrade aufweisen. Der Bohrer 10a dreht sich in Richtung 20a um eine Achse 22a, um ein Loch in das Zielmaterial zu schneiden. Fig. 2B ist eine Teilquerschnittsansicht, die den Bohrer 10a zeigt, wie er in eine Schicht eines Zielmaterials aus mehreren Schichten schneidet. Die Ausbildung der Führungsvorsprünge 35a, 35b, 35c und 35d auf dem Körper 18a ist gleich der Ausbildung des Führungsvorsprungs 35 auf dem Körper 18, abgesehen von dem, was nachstehend angegeben wird. Die Führungsvorsprünge 35a, 35b, 35c und 35d verringern die Neigung des Körpers 18a, sich seitlich zu verbiegen, wenn der Bohrer 10a durch ein weicheres Material in ein härteres Material übergeht, und halten dadurch durch die mehreren Schichten des Zielmaterials einen gleichmäßigen Lochdurchmesser bei. Obwohl Fig. 2A die Führungsvorsprünge 35a, 35b, 35c und 35d an um 90º verschobenen Standorten zeigt, können die Anzahl und der Winkelabstand der Führungsvorsprünge abhängig von den Eigenschaften des Zielmaterials ausgewählt werden, die zu einem Verbiegen des Bohrerkörpers führen würden. Die Anmelderin hat durch Versuche festgestellt, dass die Gleichmäßigkeit des Lochdurchmessers, die bei Verwendung eines Führungsvorsprungs von relativ großer Länge L (zum Beispiel länger als die Tiefe des durch etwa zehn Drehungen des Bohrers 10 erreichbaren Schnitts) erhalten werden kann, schlechter ist als diejenige, die mit mehreren Führungsvorsprüngen kürzerer Länge erhalten werden kann.
Wenn er aus gewöhnlichem Werkzeugstahl gefertigt ist, ist der Bohrer 10 besonders geeignet für das Bohren von Löchern in Holz, Weichmetallen, wie Aluminium und Messing, und Kunststoffen, wie DelrinTM and NylonTM, und anderen, ähnlichen Materialien. Das gebohrte Loch kann einen flachen Boden haben (abhängig von der Neigung der Schneidkante 34 von der Achse 22 zur Seitenwand 18), wird eine außergewöhnlich glatte Seitenwand aufweisen und wird genau bemessen sein. Wenn der Schneidzahn 32 aus einem härteren Material, wie Karbid, besteht, kann der Bohrer 10 bei härteren Metallen, Glas, Porzellan und anderen harten Materialien verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 12 enthält ein Schneidwerkzeug 70 für ringförmige Löcher einen rohrförmigen Körper 72 mit einem Treiber-Eingriffsende 74 und einem gegenüberliegenden Werkstück-Eingriffsende 76. Der Körper 72 hat eine Längsmittelachse 78, um die er in einer vorbestimmten, in Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Richtung 80 gedreht werden kann, wenn er zum Bohren eines ringförmigen Lochs in ein Werkstück verwendet wird. Das Werkstück-Eingriffsende 76 ist mit einer im wesentlichen ebenen Endfläche 82 ausgebildet, die sich im rechten Winkel zur Achse 78 erstreckt. Der Körper 72 hat eine Innenfläche 84 von kreisrunder Ausbildung, die mit der Achse 78 zusammenfällt, und eine Außenfläche 86 von kreisrunder Ausbildung, die auch mit der Achse 78 zusammenfällt. Erfindungsgemäß ist die Außenfläche 86 des Körpers 72 mit einer Hohlkehle 88 ausgebildet, die sich vom Werkstück- Eingriffsende 76 zum Treiber-Eingriffsende 74 erstreckt. Die dargestellte Hohlkehle 88 verläuft spiralförmig nach unten in Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung 80, aber die Hohlkehle 88 könnte sich auch entlang des Körpers 72 parallel zur Achse 78 erstrecken, ähnlich wie die Hohlkehle 24 in der vorher beschriebenen Ausführungsform. An der Werkstückseite nähert sich die Hohlkehle 88 der Innenfläche 84, verläuft aber nicht durch sie hindurch und lässt einen dünnen Seitenwandabschnitt 89 übrig, wie in den Fig. 7 und 8 am besten zu sehen ist.
Am Werkstück-Eingriffsende 76 ist ein Schneidzahn 94 ausgebildet, der von einer vorderen Spanfläche 96 gebildet wird, die mit einer Nachlauffläche 90 der Hohlkehle 88 zusammenläuft und sich von dort nach vorne über der Ebene der Endfläche 82 in der Drehrichtung 80 mit einem Winkel E von etwa 50 Grad in bezug auf eine zur Achse 78 senkrechte Ebene erstreckt. Der Zahn 94 hat auch eine Rückenfläche 100, die um einen Winkel F von etwa 10 Grad in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Achse 78 geneigt ist. Die Spanfläche 96 und die Rückenfläche 100 definieren eine Schneidkante 102. Wie im Fall des Zahns 34 kann die Spanfläche 96 um einen Winkel zwischen etwa 1 Grad und 89 Grad in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Achse 78 geneigt sein, und die Rückenfläche 100 kann um einen Winkel zwischen 1 Grad und 89 Grad in Bezug auf die Spanfläche 96 geneigt sein. Wenn das Lochschneidwerkzeug 70 aus einem harten Material wie Karbid ausgebildet ist, kann die Spanfläche 96 um einen Winkel von mehr als 90 Grad geneigt sein.
Der Schneidzahn 94 ist mit einem inneren Führungsvorsprung 108 mit einer inneren Führungsfläche 110 und mit einem äußeren Führungsvorsprung 111 mit einer äußeren Führungsfläche 112 ausgebildet, wobei jede der Führungsflächen 110 und 112 mit der zentralen Achse 78 konzentrisch ist und die Schneidkante 102 schneidet, um scharfe Ecken 114 bzw. 116 zu bilden. Der innere und der äußere Führungsvorsprung 108 und 111 sind vorzugsweise gegenseitige Kopien, und der äußere Führungsvorsprung 111 ist so gestaltet, dass er mit den oben für den Führungsvorsprung 35 des Bohrers 10 angegebenen Gestaltungsprinzipien konform ist.
Die innere Führungsfläche 110 hat nach innen zur Innenfläche 84 in Richtung der Achse 78 einen Abstand, der geringfügig größer ist als der Schlupf im das Werkzeug antreibenden Spannfutter, so dass die Innenfläche 84 nicht in das Werkstück eingreift, wenn das Werkzeug in dieses eindringt. In ähnlicher Weise hat die äußere Führungsfläche 112 nach außen zur Außenfläche 86 einen etwa gleichen Abstand, so dass die Außenfläche 86 während der Bildung eines kreisrunden Lochs in einem Werkstück nicht in dieses eingreift. Die Führungsflächen 110 und 112 haben je vorzugsweise eine Länge in der Richtung parallel zur Achse 78, die gleich der oder geringfügig größer als die Tiefe eines Schnitts des Schneidwerkzeugs 70 ist, wenn es beim Eindringen in ein Werkstück etwa anderthalb Drehungen ausführt. Die Führungsflächen 110 und 112 haben vorzugsweise die gleiche Länge in Umfangsrichtung und sind nach innen zur jeweiligen Innen- bzw. Außenfläche 84 und 86 kegelig geformt, um aus den weiter oben für den Bohrer 10 angegebenen Gründen einen Führungsflächenhinterschnitt zu liefern. Vorzugsweise ist die Schneidkante 102 um einen kleinen spitzen Winkel H (siehe Fig. 11) von zwischen etwa 5 und 10 Grad in Bezug auf einen Radius der Achse 78 geneigt, der die innerste Ecke 114 der Schneidkante 102 schneidet, so dass die innerste Ecke 114 das Eindringen des Werkzeugs in ein Werkstück leitet. Diese Gestaltung führt dazu, dass das abgetrennte Material nach außen und in die Hohlkehle 88 gedrängt wird.
Ähnlich wie der Bohrer 10 der vorher beschriebenen Ausführungsform kann das Schneidwerkzeug 70, wenn es aus gewöhnlichem Werkzeugstahl hergestellt ist, verwendet werden, um in Weichmetallen wie Aluminium und Messing, Holz, Kunststoff und ähnlichen Metallen ein ringförmiges Loch mit glatten Seiten auszuschneiden, wobei das Loch außergewöhnlich glatte Seiten aufweist. Mit einem Schneidzahn aus Karbid kann das Schneidwerkzeug 70 bei härteren Metallen, Keramikwerkstoffen und anderen harten Materialien verwendet werden. Außerdem kann mit beiden Materialien das Loch ohne Verwendung eines Kühlmittels oder eines Schneidöls irgendeiner Art geschnitten werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 stellt ein Werkzeugbohrer 120 eine Kombination aus einem Bohrer 10 zum Bohren eines kreisrunden Lochs und einem Schneidwerkzeug 70 zum Schneiden eines ringförmigen Lochs wie oben beschrieben dar, jedoch mit einigen Veränderungen an diesen. Der Bohrer 120 enthält einen mittleren Bohrerabschnitt 10', der sich von einem Schneidwerkzeugabschnitt 70' aus erstreckt. Der Bohrer 120 hat daher eine zylindrische Seitenwand mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt 10' bzw. 70' mit kleinerem bzw. größerem Radius, die einen Stufenübergang zwischen den Abschnitten 10' und 70' bilden. Eine in Längsrichtung verlaufende Hohlkehle 24' ist durch den Bohrerabschnitt 10' und den Schneidwerkzeugabschnitt 70' geformt und hat eine Nachlauffläche 30', die in Drehrichtung 20' des Bohrers 120 zeigt. Auf dem Bohrerabschnitt 10' ist ein Schneidzahn 32' ausgebildet, der ähnlich geformt ist wie der Schneidzahn 32 der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5. Der Schneidwerkzeugabschnitt 70' ist am Stufenübergang mit einem Schneidzahn 94' darauf ausgebildet, der ähnlich wie der Schneidzahn 94 der Ausführungsformen der Fig. 6 bis 10 ausgebildet ist, mit einer spiralig verlaufenden Hohlkehle 88' unter dem Zahn 94'. Eine innere Ecke 114' sollte im Bogen der Nachlauffläche 30' der Kehle 24' im Bohrerabschnitt 10' enden. Wie klar ersichtlich ist, kann der Bohrer 120 in einem Werkstück ein gestuftes Loch bohren, das einen unteren Abschnitt mit einem Durchmesser, der vom Bohrerabschnitt 10' geschnitten wurde, und einen oberen Abschnitt mit einem Durchmesser aufweist, der vom Schneidwerkzeugabschnitt 70' geschnitten wurde, mit einem geraden Schulterstufenübergang zwischen ihnen, der vom Schneidzahn 94' geformt wird. Durch Ausbilden des Schneidzahns 94' mit einer Schneidkante 102', die winkelmäßig in Bezug auf eine Werkzeugachse 22', 78' von ihrer inneren Ecke zu ihrer äußeren Ecke abgeschrägt ist, kann eine kegelige Schulter zwischen den vom Werkzeugbohrer 120 gebildeten Löchern vorgesehen werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis 18 stellt ein Werkzeugbohrer 122 eine zweite Kombination aus einem Bohrer 10 zum Bohren eines kreisrunden Lochs und einem Schneidwerkzeug 70 zum Schneiden eines ringförmigen Lochs dar. Das Werkzeug 122 enthält einen inneren Bohrerabschnitt 10" und einen äußeren Schneidabschnitt 70" zum Schneiden eines ringförmigen Lochs. Der Bohrerabschnitt 10" ist ähnlich wie der Bohrer 10 der Fig. 1 bis 5 ausgebildet und fällt axial mit einem Treiber-Eingriffsende 14" zusammen. Der Abschnitt 70" zum Schneiden eines ringförmigen Lochs ist in diesem Fall als halbkreisförmiges Ringkörpersegment ausgebildet, das mit der Achse 22" des Bohrers 10" zusammenfällt, und ist mit einem Schneidzahn 94" versehen, der im Aufbau im wesentlichen gleich dem Schneidzahn 94 der Ausführungsform der Fig. 6 bis 10 ist. Der Werkzeugbohrer 122 ist in der Lage, in einem Werkstück eine zentrale, flachbödige Öffnung zu formen, die von einer hochstehenden konzentrischen Wand oder Hülse umgeben ist, welche von einem ringförmigen Loch umgeben ist, das vom Schneidabschnitt 70" geformt wird. Die Innenfläche 84" des lochschneidenden Abschnitts 70" und die Außenfläche 18" des Bohrerabschnitts 10" sind durch einen Zwischenraum getrennt, der die Stärke der Hülse definiert, die im Werkstück durch die Betätigung des Werkzeugbohrers 122 ausgeschnitten wurde.
Die Fig. 19 bis 23 stellen scheinbar rudimentäre Gestaltungen von lochbohrenden Bohrern dar, verkörpern in Wirklichkeit aber die wesentlichen Vorstellungen der Erfindung. Zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 19 und 20 weist ein lochbohrender Bohrer 210 einen quadratischen Körper 212 auf, der ein Treiber- Eingriffsende 214 und ein Werkstück-Eingriffsende 216 besitzt. Der Körper 212 hat eine Längsmittelachse 222. Eine Hohlkehle 224 ist in einer der Flächen des Körpers 212 ausgebildet, und ein Schneidzahn 232 ist an der Werkstückseite 216 entlang einer Nachlauffläche 230 der Hohlkehle 224 ausgebildet. Der Schneidzahn 232 erstreckt sich radial über eine Ecke des Körpers 212 um einen ausreichenden Abstand hinaus, um einen Spielraum für den Körper 212 zu liefern, wenn der Bohrer 210 in einem Werkstück gedreht wird, bis zu einem Punkt, der an der Achse 222 endet. Eine Schneidkante 234 wird von einer vorderen Spanfläche 236 und einer hinteren Rückenfläche 238 gebildet, die geneigt sein können, wie für die Spanfläche 36 und die Rückenfläche 38 der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5 beschrieben ist. Die Rückenfläche 238 kann um einen Winkel B" von etwa 2 Grad bis 45 Grad zu einer Ebene senkrecht zur Achse 222, die die Schneidkante 234 enthält, geneigt sein. Die Schneidkante 234 ist mit einem Führungsvorsprung 235 ausgebildet, der eine Führungsfläche 250 aufweist, die um einen Abstand von der Achse 222 entfernt ist, der größer ist als der Abstand jedes anderen Teils des Körpers 212, wodurch bei der Drehung des Bohrers in einem Werkstück kein anderer Abschnitt des Körpers 212 als die Führungsfläche 250 mit der Seitenwand des im Werkstück gebildeten Lochs in Eingriff gelangt. Wie in den anderen Gestaltungen hat die Führungsfläche 250 vorzugsweise eine Länge in axialer Richtung des Werkzeugs, die gleich oder geringfügig größer ist als die Schnitttiefe, die von der Schneidkante 234 in einem Werkstück in etwa anderthalb Umdrehungen des Bohrers ausgeführt wird, und eine ähnliche Länge in Umfangsrichtung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 21 weist ein Bohrer 310 einen Körper 312 auf, der Abschnitte 313 und 314 enthält, die sich in rechten oder anderen, vorzugsweise spitzen Winkeln zueinander erstrecken, wobei das Winkelverhältnis dem Körper 312 Steifheit verleiht. Der Körper 312 ist auf eine Welle 315 montiert, die so ausgeführt ist, dass sie in eine Antriebsvorrichtung eingreift, um den Körper 312 in einer Richtung 320 um eine Achse 322 der Welle 315 zu drehen. Auf dem Körperabschnitt 314 ist ein Schneidelement 332 vorgesehen, auf dem eine Schneidkante 334 von einer Spanfläche 336 und einer Rückenfläche 338 definiert wird, die in ähnlicher Weise wie die Flächen 236 und 238 des vorher beschriebenen Werkzeugs 210 winkelmäßig geneigt sein können. Das Schneidelement 332 hat einen Führungsvorsprung 335, auf dem eine Führungsfläche 350 ausgebildet ist, die konzentrisch zur Achse 322 ist und von der Achse 322 einen größeren Abstand aufweist als jeder andere Teil des Körpers 312, so dass beim Drehen des Bohrers 310 in einem Werkstück kein anderer Abschnitt des Körpers 312 als die Führungsfläche 350 in die Seitenwand des im Werkstück ausgebildeten Lochs eingreift. Die Führungsfläche 350 hat vorzugsweise eine Länge in der Richtung parallel zur Achse 322, die gleich oder geringfügig größer ist als die Schnitttiefe, die vom Schneidelement 332 in einem Werkstück in etwa anderthalb Umdrehungen des Bohrers ausgeführt wird, und eine Mindestlänge in Umfangsrichtung von etwa der gleichen Abmessung.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 22 und 23 weist ein gemäß der Erfindung aufgebauter Bohrar 410 einen rechteckigen Körper 412 auf, der auf ein Treiber- Eingriffselement 414 zur Drehung des Bohrers um die Achse 422 des Elements 414 montiert werden kann. Der Körper 412 ist so ausgebildet, dass ein Schneidelement 432 darauf vorgesehen ist, wobei das Schneidelement 432 von einer vorderen Spanfläche 436 und einer Rückenfläche 438 definiert wird, um eine Schneidkante 434 zu bilden. Das. Schneidelement 432 hat einen Führungsvorsprung 435, auf dem eine Führungsfläche 450 ausgebildet ist, wie für den Schneidzahn 32 des Bohrers 10 beschrieben wurde. In dieser Ausführungsform wird die Spanfläche 436 von einem im Körper 412 hinterschnittenen Bereich definiert, wie am besten in Fig. 23 zu sehen ist. Die Spanfläche 436 und die Rückenfläche 438 sind wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen geneigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 24 bis 26 ist ein Bohrer 570 eine einfachere Form des Schneidwerkzeugs 70 für ein ringförmiges Loch der Fig. 6 bis 10 und ist in der Lage, in ähnlicher Weise ein ringförmiges Loch in einem Werkstück zu formen. Der Bohrer 570 besitzt einen Körper 572, der einen zylindrischen Grundabschnitt 573 enthält, der eine Achse 578 hat und von welchem ein Treiber-Eingriffselement 574 vorsteht. Vom Grundabschnitt 573 nach oben vorstehend befindet sich ein Schneidzahnträger 575, an dessen oberem Ende ein Schneidelement 594 angeordnet ist, das in der dargestellten Ausführungsform von einer Spanfläche 576 und einer Rückenfläche 600 definiert wird, die eine Schneidkante 602 definieren. Die Spanfläche 576 ist um einen Winkel von etwa 75 Grad in Bezug auf eine Ebene geneigt, die die Achse 578 und die Kante 602 enthält. Die Rückenfläche 600 ist um einen Winkel von etwa 2 Grad in Bezug auf die Spanfläche 576 geneigt. Wie im Fall der früher beschriebenen Ausführungsformen kann die Spanfläche 596 um einen Winkel, der so klein wie 1 Grad sein Kann, in Bezug auf eine Ebene geneigt sein, die die Schneidkante 602 und die Achse 578 schneidet.
Das Schneidelement 594 hat einen inneren Führungsvorsprung 608 mit einer inneren Führungsfläche 610 und einen äußeren Führungsvorsprung 611 mit einer äußeren Führungsfläche 612, die jeweils mit der Achse 578 konzentrisch sind. Die Führungsflächen 610 und 612 haben innen und außen einen Abstand, der ausreicht, damit kein Abschnitt des Bohrers aufgrund der Exzentrizität des Spannfutters als Folge eines Schlupfs im Antriebswerkzeug in die Wand des Rings eingreift, der im Werkstück ausgebildet wird. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 6 bis 10 sind die Länge und die Höhe der Führungsflächen 610 und 612 vorzugsweise gleich oder geringfügig größer als die Schnitttiefe, die vom Werkzeug in etwa anderthalb Umdrehungen ausgeführt wird. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die Tiefe des ringförmigen Lochschnitts durch die Höhe des Schneidzahnträgers 575, gemessen vom nich in den Treiber eingreifenden Ende des Körpers 572, begrenzt wird.
Die Fig. 27 bis 29 stellen einen Lochbohrer 710 dar, der erfindungsgemäß aufgebaut ist. Der Bohrer 710 enthält einen Körper 712 mit einem zylindrischen Grundabschnitt 713, von dem ein Treiber- Eingriffselement 714 vorsteht. Vom Grundabschnitt 713 steht ein Schneidzahnträgerabschnitt 715 nach oben vor, der einen allgemein halbzylinderförmigen Aufbau hat, einschließlich einer flachen Stirnfläche 717, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Achse 722 des Grundabschnitts 713 von seinem Umfang über die Achse 722 hinaus erstreckt, die aber hinter der Achse 722, wie in Fig. 28 zu sehen, von der Drehrichtung beabstandet ist. Auf dem oberen Ende der Fläche 717 ist ein Schneidelement 732 geformt, das eine sich radial erstreckende Schneidkante 734 aufweist, die von einer Spanfläche 736 und einer Rückenfläche 738 definiert wird. Die Spanfläche 736 ist um einen Winkel von etwa 45 Grad in Bezug auf eine Ebene geneigt, die die Schneidkante 734 und die Achse 722 enthält, wobei die Rückenfläche 738 und die Spanfläche 736 einen Öffnungswinkel von etwa 40 Grad definieren. Die Schneidkante 734 ist mit einem Führungsvorsprung 735 ausgebildet, der eine Führungsfläche 750 aufweist, die konzentrisch zur Achse 722 ist und einen ausreichenden Abstand zur Außenfläche des Abschnitts 715 besitzt, damit kein anderer Teil des Abschnitts 715 als die Führungsfläche 750 in die Seitenwand des vom Bohrer gebohrten Lochs eingreift. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen hat die Führungsfläche 750 vorzugsweise eine Länge in axialer Richtung in etwa gleich der Eindringtiefe des Bohrers 710 in anderthalb Schneidumdrehungen und eine in etwa gleiche Umfangslänge.
Die Fig. 38 und 39 zeigen einen gemäß der Erfindung hergestellten Bohrer 900 zum Schneiden eines kreisrunden Lochs, der zwei geneigte Schneidzähne 902a und 902b aufweist, die in der gleichen Ebene liegen und zusammenkommen, um eine sich verjüngende Spitze 904 zu bilden, die zuerst mit einem gerade geschnittenen Werkstück in Berührung kommt. Der Bohrer 900 ist insofern einem gewöhnlichen Bohrer ähnlich, als er einen länglichen Körper 906, in dem zwei sich kreuzende spiralförmige Hohlkehlen 908 und 910 ausgebildet sind, und eine sich verjüngende Spitze 904 am Scheitelpunkt eines Werkstück-Eingriffsendes 912 aufweist. Die Spitze 904 liegt auf einer Längsachse 914 des Bohrers 900.
Der geneigte Abschnitt des Schneidzahns 902a ist so ausgebildet, dass er eine Schneidkante 916a aufweist, die sich zwischen der Spitze 904 und einem Führungsvorsprung 918a erstreckt, der am Umfang des Werkstück-Eingriffsendes 912 ausgebildet ist, und der geneigte Abschnitt des Schneidzahns 902b ist so ausgebildet, dass er eine Schneidkante 916b aufweist, die sich zwischen der Spitze 904 und einem Führungsvorsprung 918b erstreckt, der am Umfang des Werkstück-Eingriffsendes 912 ausgebildet ist. Die Führungsvorsprünge 918a und 918b sind an den Enden der Schneidzähne 902a und 902b auf gegenüberliegenden Seiten des Umfangs des Werkstück-Eingriffsendes 912 und in gleichem Abstand zur Achse 914 angeordnet. Die Führungsvorsprünge 918a und 918b haben Führungsflächen 920a bzw. 920b, die parallel zur Längsachse 914 liegen. Die Gestaltungskriterien für jeden Führungsvorsprung 918a bzw. 918b und ihre jeweiligen Führungsflächen 920a bzw. 920b sind gleich denen, die für den Führungsvorsprung 35 des in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Bohrers 10 beschrieben wurden. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die Erfindung mit mehr als zwei Schneidzähnen ausgeführt werden kann, die an einer Eindringspitze zusammengeführt sind, die mit der Achse des Werkzeugs zusammenfällt. Die Führungsvorsprünge haben auf den Umfängen solcher Werkzeuge einen Abstand zueinander, der so groß ist, dass die gegen die Seitenflächen der geschnittenen Löcher ausgeübten seitlichen Kräfte im Gleichgewicht gehalten werden.
Fig. 40 stellt die Arbeitsprinzipien aller Ausführungsformen der Erfindung mit Hilfe eines Beispiels eines Bohrers 10 dar, der ein Loch in ein Werkstück 950 schneidet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 40 dreht sich der Bohrer 10 in der Richtung 20 um die Achse 22, um ein kreisrundes Loch im Werkstück 950 zu formen. Die Schneidkante 34 des Schneidzahns 32 entfernt Material vom. Werkstück 950 in Form von Spänen, die durch die Hohlkehle 24 fallen. Nur die Führungsfläche 50 des Führungsvorsprungs 35 kommt mit der Seitenfläche des gerade geschnittenen Lochs in Berührung, um die seitlichen Kräfte zu stabilisieren, die gegen den Bohrer 10 ausgeübt werden, wobei während des Schneidens eine minimale Wärmeübertragung auf das Werkstück 950 aufrechterhalten wird. Das Ergebnis ist eine maßgenaue, polierte, gebogene Seitenfläche 952 des im Werkstück 950 geformten Lochs.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass das vom Werkstück ohne Verwendung eines Kühlfluids oder eines Schneidöls entfernte Material keine Säuberung vor der Wiederverwertung erfordert.
Durch die Darstellung und Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist es für den Fachmann offensichtlich, dass die Erfindung eine Veränderung der Anordnung und der Details erlaubt. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Bohrerwerkzeuge ortsfest bleiben, während das Werkstück sich dreht, um Material zu entfernen, und das Drehmaschinenmesser kann über die Oberfläche eines feststehenden Werkstücks geführt werden, um Material davon zu entfernen. Der Erfindungsbereich sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche festgelegt werden.

Claims

1. Schneidwerkzeug (10) zum Entfernen von Material von einem Werkstück und zum Erzeugen einer hochglanzpolierten, fertigen Oberfläche auf dem Werkstück, mit:

einem Körper (12), der ein einen Treiber aufnehmendes Ende (14) und ein entgegengesetztes Werkstück-Eingriffsende (16) aufweist, wobei der Körper eine Seitenfläche (18) besitzt und zum Drehen um eine Achse (22) in einer vorbestimmten Richtung (20) im Betrieb in bezug auf das Werkstück ausgeführt ist,

einem Schneidzahn (32), der auf dem Werkstück- Eingriffsende ausgebildet ist, wobei der Schneidzahn eine Schneidkante (34) aufweist, die in einer Querrichtung zur Achse verläuft, wobei die Schneidkante ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende näher zur Achse und das zweite Ende näher zur Seitenfläche des Körpers liegt,

wobei der Schneidzahn einen Führungsvorsprung aufweist, der sich über einen Vorsprungsabstand über die Seitenfläche des Körpers hinaus und seitlich zur Achse erstreckt,

wobei der Führungsvorsprung (35) eine Führungsfläche (50) aufweist, die konzentrisch zur Achse liegt und die Schneidkante schneidet, um eine scharfe Ecke zu bilden,

dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidzahn von der Führungsfläche weg kegelig ausgebildet ist und dadurch einen Hinterschliff für die Führungsfläche in einer Richtung von der Führungsfläche nach hinten und nach innen zur Seitenfläche des Körpers liefert, so dass beim Drehen des Schneidwerkzeugs in bezug auf und in Eingriff gegen das Werkstück kein anderer Abschnitt des Schneidzahns als die Führungsfläche die Oberfläche des Werkstücks berührt, um ein Einkerben der fertigen Oberfläche des Werkstücks durch die Oberfläche des Körpers zu verhindern, wenn das Schneidwerkzeug in das Werkstück eindringt, um Material daraus zu entfernen.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei das Werkstück ortsfest bleibt und der Körper sich im Betrieb um die Achse dreht.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Führungsfläche eine Länge aufweist, die größer ist als eine Schnitttiefe, die im Werkstück mit einer Schneidwerkzeug-Vorschubgeschwindigkeit erhalten wird, die zu mindestens etwa 1,5 Drehungen des Schneidwerkzeugs in bezug auf das Werkstück führt.

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Vorsprungsabstand eine Länge aufweist, wobei die Seitenfläche, von der aus der Führungsvorsprung sich erstreckt, eine Bezugsangabe für die Länge des Vorsprungsabstands definiert, und die Schneidkante eine Länge hat, die durch eine geradlinige Entfernung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende definiert wird, wobei der Vorsprungsabstand wesentlich kleiner ist als die Länge der Schneidkante.

5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Körper eine zylindrische Welle mit einer zylindrischen Seitenwand aufweist, und die Schneidkante radial an ihrem ersten Ende von der Achse zu ihrem zweiten Ende außerhalb der zylindrischen Seitenwand verläuft.

6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, das weiter eine längliche Hohlkehle (24) aufweist, die in der zylindrischen Seitenwand ausgebildet ist, wobei die Hohlkehle sich vom Werkstück-Eingriffsende zum Treiber-Eingriffsende erstreckt und eine Nachlauffläche (30) in bezug auf die vorbestimmte Drehrichtung aufweist.

7. Schneidwerkzeug nach Anspruch 6, wobei die zylindrische Welle einen Radius hat, und die längliche Hohlkehle allgemein parallel zur Achse verläuft und am Werkstück-Eingriffsende eine größere Tiefe als der Radius der Welle aufweist.

8. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, wobei das Werkstück-Eingriffsende einen im wesentlichen flachen Flächenabschnitt (21 - Fig. 1) aufweist, von dem aus die Schneidkante abgeschrägt ist.

9. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, wobei das Werkstück-Eingriffsende einen gestuften Flächenabschnitt (21 - Fig. 1A) aufweist, von dem aus die Schneidkante abgeschrägt ist.

10. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Schneidkante so positioniert ist, dass das erste Ende nie weiter vom Treiber-Eingriffsende entfernt ist als das zweite Ende und in einer Richtung weg vom Treiber-Eingriffsende abgeschrägt ist, so dass die Schneidkante in das vom Werkstück zu entfernende Material eingreift, um auf dem Werkstück eine fertigbearbeitete Oberfläche zu bilden.

11. Schneidwerkzeug (70) nach Anspruch 1, wobei der Körper (72) rohrförmig ist, mit einer inneren Seitenfläche (84) und einer äußeren Seitenfläche (86), wobei die äußere Seitenfläche die Seitenfläche des Körpers definiert,

das erste Ende der Schneidkante auch näher der inneren Fläche des Körpers ist,

der Führungsvorsprung einen äußeren Führungsvorsprung (111) bildet, die Führungsfläche eine äußere Führungsfläche (112) bildet, die scharfe Ecke eine äußere scharfe Ecke (116) bildet und die fertigbearbeitete Oberfläche eine äußere bearbeitete Oberfläche bildet,

der Schneidzahn weiter einen inneren Führungsvorsprung (108) aufweist, der sich über einen inneren Führungsvorsprungsabstand über die innere Seitenfläche des Körpers hinaus und seitlich von der Achse erstreckt, wobei der innere Führungsvorsprung eine innere Führungsfläche (110) aufweist, die konzentrisch zur Achse ist und die Schneidkante schneidet, um eine innere scharfe Ecke (114) zu bilden, und

der Schneidzahn von der inneren Führungsfläche weg kegelig ausgebildet ist und dadurch einen Hinterschliff für die innere Führungsfläche in einer Richtung von der inneren Führungsfläche nach hinten und nach innen zur inneren Seitenfläche des Körpers liefert, so dass beim Drehen (80) des Schneidwerkzeugs in bezug auf und in Eingriff gegen das Werkstück kein anderer Abschnitt der inneren Seitenfläche als die innere Führungsfläche eine innere gekrümmte Fläche während ihrer Ausbildung berührt, um ein Einkerben der inneren gekrümmten Fläche des Werkstücks zu verhindern, wenn das Schneidwerkzeug in das Werkstück eindringt, um Material daraus zu entfernen.

12. Schneidwerkzeug nach Anspruch 11, das weiter eine längliche Hohlkehle (88) aufweist, die auf der äußeren Seitenfläche des Körpers ausgebildet ist und sich vom Werkstück-Eingriffsende (76) zum Treiber-Eingriffsende (74) erstreckt.

13. Schneidwerkzeug nach Anspruch 12, wobei die längliche Hohlkehle die Form einer Spirale hat, die sich um die äußere Seitenfläche des Körpers in einer Richtung entgegengesetzt zur vorbestimmten Drehrichtung um die Achse windet.

14. Schneidwerkzeug (120) nach Anspruch 1, wobei der Körper eine zylindrische Welle aufweist, die eine zylindrische Seitenwand mit einem ersten (10') und einem zweiten Abschnitt (70') je mit kleineren bzw. größeren Radien besitzt, um einen gestuften Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt zu bilden, wobei der erste und der zweite Abschnitt die Seitenfläche des Körpers bilden, und der erste Abschnitt sich näher am Werkstück- Eingriffsende und der zweite Abschnitt sich näher am Treiber-Eingriffsende befindet, wobei das Werkzeug weiter einen Stufenübergangs-Schneidzahn (94') aufweist, der am gestuften Übergang ausgebildet ist, wobei der Stufenübergangs- Schneidzahn eine Stufenübergangs-Schneidkante, die sich in einer Querrichtung zur Achse (22', 78') von der zylindrischen Seitenwand des ersten Abschnitt erstreckt, und einen Stufenübergangs- Führungsvorsprung aufweist, der sich über einen Stufenübergangs-Führungsvorsprungsabstand seitlich der Achse erstreckt.

15. Schneidwerkzeug nach Anspruch 14, wobei der Stufenübergangs-Führungsvorsprung mindestens eine Stufenübergangs-Führungsfläche aufweist, die konzentrisch mit der Achse ist, so dass beim Drehen des Schneidwerkzeugs in bezug auf und in Eingriff mit dem Werkstück kein anderer Abschnitt der zylindrischen Seitenwand des zweiten Abschnitts als eine Stufenübergangs-Führungsfläche mit einer gekrümmten Fläche während deren Gestaltung in Berührung kommt.

16. Schneidwerkzeug nach Anspruch 14, das weiter eine erste längliche Hohlkehle (24'), die auf der zylindrischen Seitenwand der ersten und zweiten Abschnitte ausgebildet ist und sich entlang dieser in einer geraden Linie erstreckt, und eine zweite längliche Hohlkehle (88') aufweist, die in Form einer Spirale ausgebildet ist, die sich um die zylindrische Seitenwand des zweiten Abschnitts in einer Richtung entgegengesetzt zur vorbestimmten Drehrichtung um die Achse windet.

17. Schneidwerkzeug (122) nach Anspruch 1, wobei der Körper einen inneren Zylinder (10") aufweist, der konzentrisch mit einem äußeren Zylindersegment (70") ist, das durch einen Zwischenraum davon getrennt ist und innere (84") bzw. äußere Seitenwände aufweist, wobei die äußere Seitenwand des äußeren Zylindersegments die Seitenfläche des Körpers definiert, wobei der Schneidzahn einen inneren Schneidzahn bildet, der auf dem Werkstück- Eingriffsende des inneren Zylinders ausgebildet ist, und der Führungsvorsprung einen inneren Führungsvorsprung bildet, der über einen inneren Vorsprungsabstand über die innere Seitenwand hinaus und in den Zwischenraum zwischen dem inneren Zylinder und dem äußeren Zylindersegment vorsteht, wobei das Werkzeug weiter einen äußeren Schneidzahn (94") aufweist, der am Werkstück-Eingriffsende des äußeren Zylindersegments ausgebildet ist, wobei der äußere Schneidzahn eine äußere Schneidekante, die sich in einer Querrichtung zur Achse erstreckt, und einen äußeren Führungsvorsprung aufweist, der sich über einen äußeren Vorsprungsabstand über die äußere Seitenwand des äußeren Zylindersegments hinaus und seitlich der Achse erstreckt.

18. Schneidwerkzeug nach Anspruch 17, das weiter eine längliche Hohlkehle aufweist, die auf der inneren Seitenwand des inneren Zylinders ausgebildet ist, wobei die Hohlkehle sich vom Werkstück- Eingriffsende zum Treiber-Eingriffsende erstreckt und in bezug auf die vorbestimmte Drehrichtung eine Nachlauffläche aufweist.

19. Schneidwerkzeug (570) nach Anspruch 1, wobei der Körper (572) einen zylindrischen Basisabschnitt (573) aufweist, von dem aus eine Schneidzahnhalterung (575) sich am Werkzeug- Eingriffsende erstreckt, um den Schneidzahn zu halten, wobei die Schneidzahnhalterung in Form eines Zylindersegments vorliegt, dass koaxial mit der Achse (578) ist und eine innere Seitenfläche und eine äußere Seitenfläche aufweist, wobei die äußere Seitenfläche einen Abschnitt der Seitenfläche des Körpers definiert, das erste Ende der Schneidkante (602) auch näher der inneren Fläche des Körpers ist, der Führungsvorsprung einen äußeren Führungsvorsprung (611) bildet, die Führungsfläche eine äußere Führungsfläche (612) bildet, die scharfe Ecke eine äußere scharfe Ecke bildet und die fertigbearbeitete Oberfläche eine äußere fertige Oberfläche bildet,

die Schneidzahnhalterung weiter einen inneren Führungsvorsprung (608) aufweist, der sich über einen inneren Führungsvorsprungsabstand über die innere Seitenfläche des Körpers hinaus und seitlich von der Achse erstreckt, wobei der innere Führungsvorsprung eine innere Führungsfläche (610) aufweist, die konzentrisch zur Achse ist und die Schneidkante schneidet, um eine innere scharfe Ecke zu bilden, und

der Schneidzahn von der inneren Führungsfläche weg kegelig ausgebildet ist und dadurch einen Hinterschliff für die innere Führungsfläche in einer Richtung von der inneren Führungsfläche nach hinten und nach innen zur inneren Seitenfläche des Körpers liefert, so dass beim Drehen des Schneidwerkzeugs in bezug auf und in Eingriff gegen das Werkstück kein anderer Abschnitt der inneren Seitenfläche als die innere Führungsfläche eine innere gekrümmte Fläche während ihrer Ausbildung berührt, um ein Einkerben der inneren gekrümmten Fläche des Werkstücks zu verhindern, wenn das Schneidwerkzeug in das Werkstück eindringt, um Material daraus zu entfernen.

20. Schneidwerkzeug (10ä) nach Anspruch 1, wobei der Körper eine zylindrische Welle mit einer zylindrischen Seitenwand aufweist, und die Schneidkante (34a) sich radial an ihrem ersten Ende von der Achse zu ihrem zweiten Ende außerhalb der zylindrischen Seitenwand erstreckt, wobei das Werkzeug weiter mindestens einen Körperbiegungs- Stabilisierungs-Führungsvorsprung (35b, 35c, 35d) aufweist, der winkelmäßig vom Führungsvorsprung (35a) des Schneidzahns beabstandet ist und über einen Biegungsstabilisierungsvorsprungsabstand über die Seitenfläche des Körpers hinaus und seitlich zur Achse vorsteht, wobei jeder Körperstabilisierungs-Führungsvorsprung eine Körperstabilisierungs-Führungsfläche aufweist, die konzentrisch mit der Achse liegt, so dass beim Drehen des Schneidwerkzeugs in bezug auf und in Eingriff gegen das Werkstück kein anderer Abschnitt als der Schneidzahn und jede Körperstabilisierungs- Führungsfläche mit der Oberfläche des Werkstücks in Berührung kommt.

21. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Schneidkante (34 - Fig. 40) in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Achse (22) ist, und in das Werkstück eingreift, um ein flachbödiges Loch (952) in das Werkstück (950) zu schneiden.

22. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Schneidkante (34 - Fig. 1A) sich in einer Richtung erstreckt, die quer zur Achse liegt, so dass das zweite Ende der Schneidkante zuerst in das Werkstück eingreift, wenn das Schneidwerkzeug sich in das Werkzeug vorschiebt, um ein Loch mit einem konischen Boden zu schneiden.