DE7806211U1 - Bohrwerkzeug fuer bohrungen in metallvollmaterial von werkstuecken - Google Patents

Description

* t te Ii »·β· ittc te

I t t t t · · I < t

• · I t I · t t t

"ItItCl₁I₁₁

\ ItI(IlCtCt

; <ι ι ( ι t (ι < · Ii₁

Anmelder: Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning GmbH
Postfach 260, 7122 Besigheim

Titel: Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial von Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial von Werkstücken mit einem Schaft und

mindestens zwei an der Stirnseite des Schaftes in einer |

Aussparung angeordneten jeweils mehrere gleich lange |

Schneidkanten aufweisenden, auswechselbaren Schneideinsätzen, j

von denen die Schneidkante zumindest eines Schneideinsatzes \

unmittelbar an die Bohrerachse angrenzt bzw. dieselbe gering- ,^!

fügig überschreitet. I'

Derartige Bohrwerkzeuge sind beispielsweise aus der DE-OS \.,

26 10 292 und der US-PS 3 540 323 bekannt. Die dort beschrie- ■ ' benen Bohrwerkzeuge mit einsetzbaren Schneidsätzen sind so

ausgelegt, daß/Bach Bohrungsdurchmesser entweder eine, zwei ' oder auch mehrere Schneideinsätze verwendet werden.

Bei Bohrern mit nur einem Schneideinsatz erstreckt sich der ;

Spanabtragungsbereich von einer am weitesten außen liegenden ί

Schneidecke, wo auch die Schnittgeschwindigkeit am größten ist, f bis zur Mittelachse, wo die Schrittgeschwindigkeit zu Hull wird.

Bei größeren bekannten Bohrwerkzeugen der eingangs genannten f

Art sind zwei Schneideinsätze in der Regel so angeordnet, daß |

der eine auf einem größeren Radius liegt und mit einer am |

weitesten außenliegenden Schneidecke den Bohrungsdurchmesser |

bearbeitet, wobei sich aber die anschließende Schneidkante |

nicht bis zur Mittelachse erstreckt. Vielmehr wird die Mittel- |

achse durch die Schneidkante des zweiten gleich großen Schneid- |

einsatzes erreicht oder aber überschritten, welche somit gegen- I

über dein ersten Schneideinsatz auf kleinerem Radius angeordnet §

ist. I

«•»lltltla ij

Der'zweite Schneideinsatz erreicht andererseits mit seiner außen liegenden Scbneidecke nicht mehr den Bohrungsaußendurchmesser· Auch bei diesen zweifach bestückten Bohrwerkzeugen ist die Schnittgeschwindigkeit an der am weitesten ausladenden Schneidecke des ersten Schneideinsatzes am größten und dort gleich Null, wo der zweite Schneideinsatz mit seiner Schneidkante die Mittelachse überschreitet· Entsprechend ist bei beiden Bohrerarten in der Regel der Verschleiß der am weitesten außen befindlichen Schneidecke am größten und damit die Standzeiten dieser Schneidecke am geringsten. Diese ungleichmäßige Schneidenabnützung fuhrt zu einer eingeschränkten Wirtschaftlichkeit, da man den außenliegenden Schneideinsatz öfter wenden oder ersetzen muß als den innenliegenden Schneideinsatz. Werden die Schneideinsätze gleichzeitig ausgetauscht, so sind sie oft noch nicht restlos aufgebraucht· Tauscht man sie aber nicht gleichzeitig aus, so ergeben sich zusätzliche Stillstandszeiten und verringerte Wirtschaftlichkeit.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, das eingangs genannte Bohrwerkzeug derart auszugestalten, daß die Schneidenabnutaung vergleichmäßigt und damit die Wirtschaftlichkeit des Bohrens wesentlich verbessert wird.

Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß mindestens zwei unterschiedlich große Schneideinsätze derart am Schaft angeordnet sind, daß deren äußere Schneidecken auf gleichem Abstand von der Mittelachse angeordnet sind..

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug weist somit den besonderen Vorteil auf, daß eine gemeinsame Bohrbearbeitung von gleichzeitig zwei Außenlinienschneiden stattfindet, wobei mindestens im Teilbereich der Seitenlänge des kleineren Schneideinsatzes auch eine gemeinsame Bohrungsrundbearbeitung stattfindet, so daß auch dieser, noch mit einer verhältnismäßig großen Schnittgeschwindigkeit versehene Bereich mit einer geteilten Bean-

spruchung versehen ist. Der dann sich anschließende Bereich bis zur Mittelachse wird zwar nur noch von der Teilschneidkante des größeren Schneideinsatzes bearbeitet, aber es ist dies auch der Bereich, in welchem die Schnittgeschwindigkeit und damit der Grad der Abnützung wesentlich geringer ist.

Durch die gleichzeitige Bearbeitung der Bohrung durch zwei sich diametral gegenüberliegende Schneidecken wird auch die seitliche Abdrängung des Bohrers gegenüber den bisher bekannten Anordnungen wesentlich verringert. Es ist bereits bei Bohrbeginn eine gewisse Richtungsführung gegeben und der Bohrer erhält durch die Kombination der wirksamen Schneidkantenabschnitte eine verhältnismäßig gleichmäßigen Schnittdruckausgleich, insbesondere dann wenn man die Spanquerschnittbeteiligung der einzelnen Schneidkantenabschnitte durch geringfügige axiale Verschiebung der beiden Schneideinsätze zueinander so auslegt, daß eine verhältnismäßig gute Schnittkraftsymmetrie entsteht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. In den Figuren zeigen:

I¹Xg. 1 einen Längsschnitt durch ein Werkstück, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuges offenlegt,

Pig. 2 eine Draufsicht auf das Bohrwerkzeug nach I¹Xg. 1 und

3 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles B des Bohrwerkzeugs nach Pig. 1 und 2 im Schnitt,

Pig. 4 eine schematische Schnittdarstellung der Bohrstelle eines bekannten Bohrwerkzeuges und

Pig. 5 eine schematische Schnittdarstellung der Bohrstelle bei Verwendung eines Bohrwerkzeuges gemäß den Pig, 1 bis 3.

¹¹ » · · J, ··» Jl

3 1 JJJI ■ ·*? β · I J₁

Bei· dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel v/eist der Schaft 1 des Bohrwerkzeuges Aussparungen 2 und 12 zur Aufnahme je eines sechseckförmigen Schneideinsatzes 3 "bzw. 13 aus Hartmetall auf. Über eine bekannte nicht gezeigte Kühlmittelbohrung kann der Stirnseite Kühlmittel zugeführt werden. Das Bohrwerkzeug kann ruhend angeordnet sein und das Werkstück W drehend oder umgekehrt.

Gemäß der Erfindung werden nun zwei unterschiedlich große Schneideinsätze 3 bzw. 13 verwendet, die in ihre Aussparungen 2 bzw. 12 passen.

Obwohl auch mehr als zwei Schneideinsätze verwendet werden können, sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei sich gegenüberliegende Schneideinsätze vorgesehen. Der größere Schneideinsatz 3 erstreckt sich vom Außenrand der Bohrung bis zur Bohrungsmittelachse oder vorzugsweise etwas darüber hinaus. Seine beiden jeweiligen Stirnschnittkanten 3a und 3b sind wie die Schneidecke 3c in Eingriff mit dem Material des Werkstückes. Die beiden stirnseitigen Schneidkanten 3^a und 3"b schließen mit einer parallelen P 1 zur Bohrachse hin jeweils einen Winkel CC /2 ein_t der zwischen 60 und 85° liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel 0C=156° mit möglichen Abweichungen von Plus oder Minus 10°.

Die Schneideinsätze können in bekannter Weise beispielsweise mittels einer Schraube 6 in der Aussparung 2 befestigt sein. Nach Lösen der Schraube 6 kann der Schneideinsatz herausgenommen und um 120° weitergedreht werden, so daß dann zwei neue Schneidkanten zum Einsatz gelangen.

i»1 ■ ik r-

Der Schneideinsatz 13 ist vorzugsweise geometrisch ähnlich dem Schneideinsatz 3, jedoch kleiner in seinen Abmessungen. Auch befindet sich sein Befestigungspunkt ( z. B. Schraube 16j),der auf der Parallelen P~ zur Bohrachse M liegt, weiter von dieser Achse entfernt als der Befestigungspunkt des Schneideinsatzea 3. Wie aus den Pig. 2 und 3 hervorgeht, hat die Schneidecke 13c den gleichen Abstand von der' Bohrachse M wie die Schneidecke 3c. Von dem Schneideinsatz 13 ist jedoch

ti · I

Il 11)1

■S

(IfRt · · ·

ι Ι ■ ■ · β α
t ( · * · · * φ α

ι ι «J ItII · »

•j Γ) j

nur die Schneidkante 13b in Eingriff mit dem Material, während die Schneidkante 13a freiläuft.

Wie aus Pig. 4 hervorgeht, die die Bohrwirkung der bekannten Bohrwerkzeuge zeigt, greift nur eine Schneidecke 23c am Außendurchmesser der Bohrung an. Auch wird der äußere Teil der Bohrung lediglich durch die Schneidkante 23"b und zum Teil durch die Schneidkante 23a bearbeitet. Es hat sich herausgestellt, daß gerade die Schneidecke 23c und die Schneidkante 23b aufgrund der hohen Schnittgeschwindigkeit besonderen Belastungen und damit auch einer besonderen Abnützung ausgesetzt sind. Die Schneidkante 23a reicht Licht bis zur Bohrungsmittellinie. Dieser Bereich wird vielmehr von dem zweiten Schneideinsatz bearbeitet, der die gleiche Größe wie der erste Schneideinsatz 23 besitzt, der jedoch näher an der Bohrachse M angebracht ist und dessen Schneidkan-te 33^a über die Bohrachse hinausragt. Die Schneidkanten 33a und 33"b bearbeiten somit den Innenbereich der sich als 33^a» 33t>> 33^a' und 33b¹ ergibt, während die Schneidkanten 23a und 23b den Außenbereich 23b, 23a, 23"Bd¹ und 23a¹ beax^beiten. Neben der nachteiligen ungleichmäßigen Abnützung der Schneideinsätze ergibt sich auch eine gewisse Eichtungsabdrängung aufgrund der einseitig wirkenden Kräfte.

Fig. 5 zeigt deutlich die Vorteile der Erfindung mit dem größeren Schneideinsatz 3 und dem kleineren Schneideinsatz I3, Die Schneid ecken 3c und 13c sowie die Schneidkanten 3*> ¹^d 13b unterstützen sich, während die Schneidkante 3a den Innenbereich abhebt. Die Schneidkanten 3b und 13b bilden in ihrer Verlängerung einen gemeinsamen Flachkegel mit einem Kegelwinkel Qi- ' von vorzugsweise 156° mit möglichen Abweichungen um . + 10 .

Von besonderem Vorteil bei der Erfindung ist weiter, wie durch die unterschiedliche Stärke der Linien der Schneidkanten 3b bzw. 13"b in Fig. 5 angezeigt, daß der Spanabhebungsquerschnitt für die Schneidkante 3"b gleich demjenigen der Schneidkante 13b gemacht wird und z\irar dadurch, daß die beiden Schneidsätze

gegeneinander in Bohrachsenrichtung etwas verschoben sind. Dies "bedeutet, daß die Schneidkante yo auf ihre ganze Länge genauso belastet wird, wie die kürzere Schneidkante 1Jb. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßigere Abnutzung der Schneideinsätze und ein gleichmäßigeres Bohren.

Claims (8)

1. Dr,ing,E,Liebau L I E BA L)" & LIEBAU

   3irken$trasse 39 Rietre · D-8900 Augsburg 22

   Palanlanwailo Liebau & Liebau -fllkgrc · D-B900 Augsburg 22 Birkenstrasse 39 '

   Telefon (0821) 68 ■ cables: elpatent augsburg 96096

   Ihr Zeichen; your/votre ref.

   Unser Zeichen: fi.Lb/w 0 K 10506 our/notre rel. ' ^ jqcqo

   Datum: date

   28. Febr. 1978

   Ansprüche

   !..Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial von Werkstücken mit einem Schaft und mindestens zwei an der Stirnseite des Schaftes in einer Aussparung angeordneten jeweils mehrere gleich lange Schneidkanten aufweisenden, auswechselbaren Schneideinsätzen, von denen die Schneidkante zumindest eines Schneideinsatzes unmittelbar an die Bohrerachse angrenzt bzw. dieselbe geringfügig überschreitet, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei unterschiedlich große Schneideinsätze derart am Schaft angeordnet sind, daß deren äußere Schneidecken auf gleichem Abstand von der Mittelachse angeordnet sind.
2. 2.Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die unterschiedlich großen Schneideinsätze geometrisch ähnliche Gebilde sind.
3. 3· Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Schneideinsätze vorgesehen sind)und die Schneidkanten des größeren Schneideinsatzes sich vom Größtradius des Bohrers radial nach innen bis mindestens zur Bohrungs-Mitteiiinie bzw. Rotationsachse erstrecken, während die Schneidkanten des kleineren Schneid-

   — 2

   · · 1 ι 1 ) ■

   H ·

   einsatzes sich vom gleichen Bohrungsgrößtradius ebenfalls radial nach innen, jedoch nicht bis zur genannten Achse erstrecken.
4. 4. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3» dadurch ge kennzeichnet , daß beim größeren Schneideinsatz beide Atirnseitigen Schneidkanten schneidend sind, während es beim kleineren Schneideinsatz nur die äußere Schneidkante ist.
5. 5· Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Schneideinsätze axial derart zueinander gestaffelt sind, daß durch ihre stirnseitigen äußeren Schneidkanten gleiche Spanquerschnitte bestrichen werden.
6. 6. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet , daß die Schneideinsätze derart auf dem Schaft des Bohrers angeordnet sind, daß die äußeren stirnseitigen Schneidkanten einem gemeinsamen Plachkegel mit einem stumpfen Winkel von 120° bis 170° angehören, dessen Spitze mit der Bohrungs- bzw. Rotations achse zusammenfällt.
7. 7. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Schneideinsätze jeweils sechseckig sind, wobei an jeder zweiten Ecke die beiden benachbarten Schneidkanten einen Winkel von etwa 156° miteinander einschließen und daß jede der beiden

   5TJP /

   wirksamen Schneidkanten mit der Parallelen Bohrachse einen Winkel von etwa 78° einschließt.
8. 8. Bohrwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der stumpfe Winkel 156° plus oder minus 10° ist.