DE69928728T2 - Metallbohrer mit Schneideinsatz dessen Schneiden radial überlappen - Google Patents
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Description
- Hintergrund der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bohrer und einen Schneideinsatz, die geeignet ausgestaltet sind, um bei Metallschneideinrichtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 offenbarten Art benutzt zu werden.
- Ein herkömmlicher Bohrer
10 , der in den1 und2 dargestellt ist, weist einen Stahlkörper mit einem hohlen Schaft12 und einem Kopf14 auf, der an seinem Vorderende angeordnet ist. Der Schaft12 hat einen Mitteldurchgang16 , der sich von einem rückwärtigen Ende des Schaftes axial nach vorn erstreckt und mit einem Paar von Engstellen18 ,20 in Verbindung steht, die in einer Vorderfläche22 des Kopfes14 gebildet sind. In Ausnehmungen, die in der Vorderfläche gebildet sind, befinden sich eingelötet drei Hartmetallschneideinsätze24 ,26 ,28 , von denen zwei,24 und26 , an der Engstelle18 angeordnet sind. Der dritte Einsatz28 ist an der Engstelle20 angeordnet. Die Einsätze bilden entsprechende Schneidkanten24A ,26A ,28A , die im wesentlichen auf einer diametralen Linie gemäß Darstellung in2 angeordnet sind. Die Schneidkanten überlappen sich radial während der Bohrerdrehung, so daß sie zusammen eine Bohrung schneiden. Späne, die geschnitten werden, werden in Kühlflüssigkeit mitgerissen, welche nach vorn durch den Mitteldurchgang16 und die Engstellen18 ,20 geleitet wird, und werden nach hinten in einem Spalt ausgeleert, der zwischen dem Bohrer und der Wand der in Bohrung befindlichen Bohrung gebildet ist. Ein Paar von Führungsblöcken30 ,32 ist in einer Seitenwand des Kopfes14 vorgesehen, um den Bohrer zu führen. - Ein anderer bekannter Bohrer
10' ist in den3 und4 dargestellt, bei welchem nur zwei Einsätze24' und28' verwendet werden. Ein solcher Bohrer kann benutzt werden, um kleinere Bohrungen zu bohren als der Bohrer der1 -2 . - Während des Betriebes der oben beschriebenen Bohrer erzeugt ein Bohren einen Spanfluß, der versucht, Teile der Vorderfläche des Stahlkopfes
14 , die zwischen den Schneideinsätzen angeordnet sind, abzutragen, d.h. die Teile30A ,32A , die in2 gezeigt sind und den Teil30' der in4 gezeigt ist. Der in4 gezeigte Teil30' scheint in der Praxis einem solchen Abrieb besonders unterworfen zu sein. Eventuell kann Erosion des Stahlkörpers zu einem Zusammenbruch des Bohrers führen. Deshalb wäre es wünschenswert, eine solche Neigung des Bohrers zum Erodieren und Zusammenbrechen auszuschalten. - Das Dokument GB-A-842133 offenbart einen bekannten Bohrer, insbesondere die Ausführungsform, die in den
5 bis7 gezeigt ist, mit einem Schneideinsatz für die Verwendung bei einem Metallbohrer. Insbesondere das Merkmal, gemäß welchem eine erste Schneidkante und eine zweite Schneidkante durch einen nicht schneidenden Abschnitt h radial im Abstand voneinander angeordnet sind. - Zusammenfassung der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Metallbohrer mit einem Bohrkörper und einem an diesem angelöteten Einsatz, wie in Anspruch 1 definiert ist. Der Bohrkörper weist einen Schaft und einen Kopf auf, welcher an einem Vorderende des Schaftes angeordnet ist. Ein Durchgang erstreckt sich längs nach vorn durch den Schaft und ist mit Engstellen verbunden, die sich von einer Vorderfläche des Kopfes nach rückwärts erstrecken. Eine Ausnehmung ist in der Vorderfläche gebildet und überlappt eine Längsachse des Bohrkörpers. Der Einsatz ist aus einem härteren Material gebildet als der Bohrkörper (z. B. Hartmetall). Der Einsatz ist in der Ausnehmung eingelötet und bildet eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Schneidkanten, die auf gegenüberliegenden Seiten der Achse angeordnet und umfangsmäßig hinter entsprechenden Engstellen vorgesehen sind. Die Schneidkanten überlappen einander radial während des Bohrens. Eine der Schneidkanten ragt radial nach außen über eine Seitenfläche des Kopfes hinaus, und eine andere Schneidkante endet radial einwärts der Seitenfläche.
- Wenn es insgesamt zwei Schneidkanten auf dem Einsatz gibt, sind diese Schneidkanten neben entsprechenden der zwei Engstellen angeordnet.
- Wenn es insgesamt drei Schneidkanten auf dem Einsatz gibt, sind zwei der Schneidkanten neben einer Engstelle angeordnet, und die dritte Schneidkante ist neben einer anderen Engstelle angeordnet.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
- Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente zeigen und bei denen ist:
-
1 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Metallbohrers, wobei Teile weggebrochen sind; -
2 ist eine Vorderansicht des in1 dargestellten Bohrers; -
3 eine Seitenansicht eines anderen herkömmlichen Metallbohrers, wobei Teile weggebrochen sind; -
4 eine Vorderansicht des in3 gezeigten Bohrers; -
5 eine Seitenansicht eines Bohrers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
6 eine Vorderansicht des Bohrers, der in5 gezeigt ist; -
7 eine Seitenansicht eines Schneideinsatzes, der bei dem in5 gezeigten Bohrer verwendet wird; -
8 eine Endansicht des in7 gezeigten Einsatzes; -
9 eine andere Endansicht des in7 gezeigten Einsatzes; -
10 eine Seitenansicht eines Bohrers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; -
11 eine Vorderansicht des in10 gezeigten Bohrers; -
12 eine Seitenansicht eines Schneideinsatzes, der bei dem in10 gezeigten Bohrer verwendet wird; -
13 eine Endansicht des in12 gezeigten Einsatzes; und -
14 eine andere Endansicht des in12 gezeigten Einsatzes. - Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
- Ein Bohrer
40 weist einen Stahlbohrkörper ähnlich demjenigen auf, der in Verbindung mit den1 bis4 beschrieben ist, bei welchem der Bohrkörper einen hohlen Schaft42 und einen Kopf44 aufweist, der an seinem Vorderende angeordnet ist. Der Schaft hat einen mittigen Kühldurchgang46 , der sich axial von einem hinteren Ende des Schaftes nach vorn erstreckt und mit einem Paar von großen und kleinen Engstellen bzw. Verengungen48 ,50 in Verbindung steht, die von einer Vorderfläche52 des Kopfes44 nach hinten konvergieren. - Ein Schneideinsatz
60 , der in einer Ausnehmung54 , die in der Vorderfläche52 gebildet ist, eingelötet ist, weist einen Körper auf, der aus einem härteren Material hergestellt ist als der Stahlbohrkörper, z. B. Carbid. Der Einsatzkörper ist etwas länger als die Ausnehmung54 in der radialen Richtung des Bohrers, wobei eine radial äußere Kante68 des Einsatzes radial auswärts über eine Seitenfläche56 des Kopfes44 hinaus vorsteht. Eine radial innere Kante70 des Einsatzes befindet sich radial einwärts von der Seitenfläche56 im Abstand auf einer gegenüberliegenden Seite einer Mittelachse A des Bohrers von der äußeren Kante68 . Somit überlappt der Einsatz die Achse A. - Der Einsatz weist drei im Abstand angeordnete Schneidkanten auf, nämlich eine radial äußere Schneidkante
62 , eine radial innere Schneidkante64 und eine mittlere Schneidkante66 . Der Einsatz weist ein Paar von entgegengesetzten Seiten69 ,71 und eine Vorderfläche73 auf. Die Abschnitte80 ,82 der Seiten, die neben der Vorderfläche73 angeordnet sind, sind abgeschrägt bzw. abgefast, wodurch zwei der im Abstand angeordneten Schneidkanten62 ,66 durch einen Schnitt der Schräge80 und der Vorderfläche73 gebildet sind, und die dritte im Abstand angeordnete Schneidkante64 ist durch einen Schnitt der anderen Schräge82 und der Vorderfläche73 gebildet. Diese Schneidkante64 ist in einer tangentialen Richtung T entgegengesetzt der tangentialen Richtung T' ausgerichtet, in welcher die Schneidkanten62 ,66 ausgerichtet sind. Beide Schrägen80 ,82 werden von einer gemeinsamen Ebene P geschnitten, welche durch die Vorderfläche73 in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Schneidkanten62 ,64 ,66 hindurchgeht. Die äußeren und inneren Schneidkanten62 ,64 sind der Länge nach nach hinten und radial auswärts erweitert (d.h. von der Achse A fort, wenn man den Einsatz im Profil sieht – siehe5 ). Die Mittelschneidkante66 ist der Länge nach rückwärts und radial einwärts erweitert (d.h. zu der Achse A hin). Die Mittelschneidkante66 überlappt radial die Achse A. - Das Vorderende
72 der Mittelkante66 ist weiter nach vorn angeordnet als die vordersten Punkte beider der anderen Kanten62 ,64 , wie man in5 sehen kann. Das Vorderende76 der inneren Kante64 ist weiter vorn angeordnet als die vorderste Stelle auf der äußeren Kante62 . Während eines Schneidbetriebes überlappt die innere Kante64 radial einen Bereich78 , der zwischen der äußeren Kante und der Mittelkante62 ,66 angeordnet ist, wobei die drei Schneidkanten zusammenwirken, um einen ganzen Durchmesser einer Bohrung zu schneiden. - Die äußere Kante und die Mittelkante
62 ,66 sind umfangsmäßig hinter der großen Engstelle48 bezüglich der Richtung des Bohrens R angeordnet, während die innere Kante64 am Umfang hinter der kleinen Engstelle50 angeordnet ist. Somit werden Späne, die von den Kanten62 ,66 geschnitten sind, durch ein Fluid gespült, welches aus der Engstelle48 austritt, und Späne, welche durch die Kante64 geschnitten sind, werden von Fluid gespült, welches aus der Engstelle50 austritt. Die Schrägen80 ,82 arbeiten als Spanführungsflächen. - Zwei Führungsblöcke oder -stützen
86 ,88 sind auf der Seitenfläche56 vorgesehen, um den Bohrer zu führen, wie herkömmlich ist. - Durch Ausbilden aller drei Schneidkanten
62 ,64 ,66 auf einem einzigen Einsatz gibt es keinen ungeschützten Abschnitt auf der Vorderfläche, der einem kräftigen Erodieren durch Späne ausgesetzt ist, wie es der Fall ist, wenn separate, im Abstand angeordnete Einsätze verwendet werden. Folglich wird die Gesamtfestigkeit des Bohrkörpers erhöht, um radialen und tangentialen Schneidkräften zu widerstehen, wodurch die Lebensdauer des Bohrers erhöht wird. - Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den
10 bis14 dargestellt, die Bohrungen mit kleinerem Durchmesser als der Bohrer nach den5 bis9 schneiden dürfte. Diese zweite Ausführungsform weist einen Bohrer40' auf, der allgemein dem früher beschriebenen Bohrer40' ähnelt und der zwei Engstellen48' ,50' aufweist. In einer Ausnehmung54' des Bohrkörpers ist ein Schneideinsatz100 angebracht, der nur zwei Schneidkanten102 ,104 bildet, nämlich eine radial äußere Schneidkante102 und eine radial innere Schneidkante104 . Diese Schneidkanten sind durch die Schnitte von Schrägen120 ,122 mit einer Vorderfläche124 gebildet. Diese Schrägen120 ,122 liegen in einer gemeinsamen Ebene P, welche durch die Vorderfläche124 in einer Richtung parallel zu den Schneidkanten102 ,104 hindurchgeht. Die äußere Schneidkante102 ist der Länge nach rückwärtig und radial auswärtig erweitert. Die innere Schneidkante104 ist der Länge nach rückwärtig und radial einwärts erweitert. Die innere Schneidkante104 überlappt radial die Achse A. - Das radial innere Ende
100 der äußeren Schneidkante102 ist der Länge nach vor der inneren Schneidkante104 angeordnet. Die äußere Schneidkante104 steht radial über eine Seitenfläche56' des Bohrkörpers vor, und das äußere Ende108 der inneren Schneidkante überlappt während einer Drehtätigkeit radial den Schneidweg der äußeren Kante, so daß die zwei Schneidkanten102 ,104 zusammen den Durchmesser des im Bohren befindlichen Loches bilden. - Die Schneidkanten
102 ,104 sind umfangsmäßig hinter der Engstelle48' bzw.50' bezüglich der Bohrrichtung R angeordnet. Somit werden die von den Kanten102 ,104 geschnittenen Späne durch ein Fluid gespült, welches aus den Engstellen48' bzw.50' austritt. - Abgeschrägte Abschnitte
112 ,114 des Einsatzkörpers, der der Länge nach hinter den entsprechenden Schneidkanten102 ,104 angeordnet ist, sind der Länge nach rückwärts und am Umfang vorwärts erweitert, um als Spanflächen zu dienen. - Insgesamt gibt es durch die Ausbildung beider Schneidkanten auf einem einzigen Einsatz keinen ungeschützten Abschnitt der Vorderfläche, der einer heftigen Erodierung durch geschnittene Späne unterworfen ist. Infolgedessen ist die Gesamtfestigkeit des Bohrkörpers erhöht, um radialen und tangentialen Kräften zu widerstehen, wodurch die Lebensdauer des Bohrers vergrößert wird.
- Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß Hinzufügungen, Streichungen, Modifikationen und Ersatzvornahmen, die nicht speziell beschrieben sind, im Rahmen der Erfindung, wie sie in den anliegenden Ansprüchen definiert ist, vorgenommen werden können.
Claims (11)
- Metallbohrer mit: einem Bohrkörper mit einem Schaft (
42 ) und einem Kopf (44 ), der an einem Vorderende des Schaftes angeordnet ist, einem Durchgang (46 ), der sich längs nach vorn durch den Schaft (42 ) erstreckt und mit einem Paar von Engstellen (48 ,50 ,48' ,50' ) verbunden ist, die sich von dem Durchgang (46 ) zu einer Vorderfläche des Kopfes (44 ) erstrecken, und einer Ausnehmung (54 ,54' ), die in der Vorderfläche gebildet ist, wobei die Ausnehmung (54 ) eine mittige Längsachse (A) des Bohrkörpers überlappt, und einem Einsatz (60 ,100 ), der aus einem härteren Material als der Bohrkörper gebildet ist und in der Ausnehmung (54 ,54' ) eingelötet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz eine Vielzahl von Schneidkanten (62 ,64 ,86 ,102 ,104 ) aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Achse (A) angeordnet und durch nicht schneidende Abschnitte im Abstand voneinander angeordnet und bezüglich der Bohrrichtung (R) am Umfang hinter entsprechenden Engstellen (48 ,50 ,48' ,50' ) angeordnet sind, wobei sich die Schneidkanten während einer Bohrtätigkeit einander radial überlappen, eine der Schneidkanten (62 ,102 ) radial auswärts über eine Seitenfläche des Kopfes (44 ) vorsteht und eine andere der Schneidkanten (64 ,104 ) radial einwärts der Seitenfläche endet. - Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (
60 ) drei Schneidkanten aufweist, bestehend aus: einer radial äußeren Schneidkante (62 ), die auf einer Seite der Achse (A) angeordnet ist und sich radial auswärts über die Seitenfläche hinaus erstreckt, einer radial inneren Schneidkante (64 ), die auf einer gegenüberliegenden Seite der Achse angeordnet und ganz im Abstand von der Achse vorgesehen ist, und einer mittleren Schneidkante (66 ), die radial zwischen der inneren und äußeren Schneidkante angeordnet ist und radial die Achse (A) überlappt. - Bohrer nach Anspruch 2, wobei die mittlere Schneidkante (
66 ) ein der Länge nach vorderes Ende (72 ) aufweist, welches nach vorn weiter weg liegend als die äußere und innere Schneidkante (62 ,64 ) angeordnet ist. - Bohrer nach Anspruch 3, wobei die innere Schneidkante (
64 ) ein der Länge nach vorderes Ende (76 ) aufweist, welches weiter nach vorn als die äußere Schneidkante (62 ) angeordnet ist. - Bohrer nach Anspruch 4, wobei die äußeren und inneren Schneidkanten (
62 ,64 ) längs nach rückwärts und radial nach auswärts erweitert sind. - Bohrer nach Anspruch 1, wobei der Einsatz zwei Schneidkanten (
102 ,104 ) mit radial äußeren bzw. inneren Schneidkanten aufweist, wobei sich die äußere Schneidkante (102 ) radial auswärts über eine Seitenfläche des Kopfes hinaus erstreckt; die innere Schneidkante (104 ) radial die Achse (A) überlappt und ein radial äußeres Ende (108 ) aufweist, welches radial einwärts von der Seitenfläche im Abstand angeordnet ist. - Bohrer nach Anspruch 6, wobei die äußere Schneidkante (
102 ) ein radial inneres Ende (110 ) aufweist, welches der Länge nach vorn von der inneren Schneidkante (104 ) angeordnet ist. - Bohrer nach Anspruch 7, wobei die äußere Schneidkante (
102 ) der Länge nach rückwärts und radial auswärts erweitert ist und die innere Schneidkante (104 ) der Länge nach rückwärts und radial einwärts erweitert ist. - Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Länge nach vordere Enden (
72 ,76 ) jeder Schneidkante von der Achse (A) radial im Abstand angeordnet sind. - Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Einsatz einen Hartmetallkörper aufweist mit einander gegenüberliegenden Seiten (
69 ,71 ) und einer vorderen Fläche (73 ), wobei jede Seite neben der vorderen Fläche derart abgeschrägt ist, daß ein Schnitt zwischen einer ersten Schräge (80 ) und der Vorderfläche (73 ) mindestens eine Schneidkante (62 ,66 ) bildet, die erste Schräge sich von der mindestens einen Schneidkante in einer tangentialen Richtung (T') erstreckt und die mindestens eine Schneidkante (62 ,68 ) in der ersten tangentialen Richtung (T') gegenüberliegt und ein Schnitt zwischen einer zweiten Schräge (82 ) und der Vorderfläche (73 ) eine zweite Schneidkante (64 ) bildet, die zweite Schräge sich von der zweiten Schneidkante in einer zweiten Tangentialrichtung (T) gegenüber der ersten Tangentialrichtung (T') erstreckt und die zweite Schneidkante (64 ) in der zweiten tangentialen Richtung (T) gegenübersteht, wobei die ersten und zweiten Schrägen (80 ,82 ) von einer gemeinsamen Ebene (P) geschnitten sind, welche durch die vordere Fläche (73 ) in einer Richtung parallel zu den Schneidkanten hindurchgeht, wobei die mindestens eine Schneidkante (62 ,66 ) und die zweite Schneidkante (64 ) durch nicht schneidende Abschnitte radial im Abstand voneinander angeordnet sind. - Bohrer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Schneidkante, die durch die Verschneidung zwischen der ersten Schräge und der vorderen Oberfläche gebildet ist, zwei Schneidkanten (
62 ,66 ) aufweist.
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