DE7830277U1

DE7830277U1 - Bohrwerkzeug fuer bohrungen in metallvollmaterial

Info

Publication number: DE7830277U1
Application number: DE19787830277
Authority: DE
Original assignee: Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning 7122 Besigheim GmbH
Current assignee: Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning 7122 Besigheim GmbH
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1980-03-20

Description

Anmelderin: Firma Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik |

Robert Breuning GmbH, Postfach 260, I

7122 Besigheim !

Titel: Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial I

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für Bohrungen in j

Metallvollmaterial, mit einem Schaft und mindestens einer |

an der Stirnseite des Schaftes angeordneten, auswechselba- §

ren Schneidplatte, an deren Spanfläche insbesondere ein in |

Dreh- und Vorschubrichtung gewendelter, zur zylindrischen |

Mantelfläche des Schaftes hin offener Spankanal mündet, I

dessen Innenfläche begrenzt ist durch eine erste, der an- I

grenzenden, wirksamen Schneidkante der Schneidplatte in S Umfangsrichtung näher liegende Verschneidungskante der Innenfläche mit der Mantelfläche und eine zweite in Umfangsrichtung entferrter liegende Verschneidungskante der Innenfläche mit der Mantelfläche.

Bohrwerkzeuge dieser Art (vergl. die nicht vorveröffentlich- ; te DE-AS 27 30 4-18) weisen gegenüber normalen Spiralbohrern etwa die vier- bis fünffache Zerspanungsieistung auf. Be- I sonders hervorzuheben ist auch die hohe Arbeitsgenauigkeit ; und die verhältnismäßig glatte Innenwandung der mit dem Bohrer hergestellten Bohrung. Die Arbeitsgenauigkeit und die Oberflächengüte der hergestellten Bohrung hängen jedoch eng zusammen mit einer guten Spanabfuhr. Aus diesem Grund ist ■ bei dem erwähnten Bohrwerkzeug ein in Dreh- und Vorschubrichtung gewendelter Spankanal vorgesehen. Wegen der hohen Zerspanungsleistung kann es jedoch vorkommen, daß Späne aus j dem Spankanal austreten und in den Spalt zwischen der zylindrischen Mantelfläche des Bohrerschaftes und der soeben hergestellten Bohrungswandung hineingezogen werden. Diese hin- j eingezogenen Späne beschädigen die Innenwandung der Bohrung, ^! sie verursachen eine rauhe Oberfläche und können auch zu

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einer seitlichen Abdrängung des Bohrwerkzeuges führen, was die Arbeitsgenauigkeit verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art in bezug auf die Späneabfuhr zu verbessern, um dadurch eine hohe Oberflächengüte der Boh rung und auch eine hohe Arbeitsgenauigkeit sicherzustellen.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht,- daß die Innenfläche des Spankanals im Bereich der ersten Verschneidungskante gegenüber der Schneidkante bzw. der Spanfläche der Schneidplatte hochgezogen ist und die Tangente an die Innenfläche im Bereich der ersten Verschneidungskante mit einer durch die Schneidkante hindurchgehenden Radialebene einen Winkel von 90° bis höchstens 110° einschließt.

Durch die hochgezogene Innenfläche des Spankanals wird praktisch der Innenraum des Spankanals gegenüber der' Innenwandung der Bohrung durch eine Art Wand oder einen Damm abgegrenzt, ohne daß der Spankanal nach außen hin vollständig geschlossen ist. Durch diese Wand bzw. den Damm wird verhindert, daß die im Spankanal enthaltenen Späne im Bereich der Bohrung aus dem Spankanal austreten. Sie werden vielmehr durch die Wand oder den Damm zum Inneren des Spankanals hin umgelenkt. Diese Umlenkwirkung des hochgezogenen Teiles der Innenfläche (Wand oder Damm) wird besonders dadurch begünstigt, daß die Tangente an die Innenfläche des Spankanals im Bereich der ersten Verschneidungskante mit einer durch die Schneidkante hindurchgehenden Radialebene einen Winkel von höchstens 110°, besser noch 100° oder weniger, einschließt. Im allgemeinen ist ein nahe 90 liegender Winkel zu bevorzugen, jedoch läßt sich dies aus herstellungstechnischen Gründen, und da der Spankanal auch einen bestimmten Querschnitt nicht unterschreiten darf, nicht immer erreichen. Je kleiner der erwähnte Winkel ist, desto besser ist die Umlenkwirkung des

hochgezogenen Teils der Innenfläche des Spankanals.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Seitenansicht des Bohrwerkzeuges in Richtung I der Fig. 2,

Fig. 2 eine zweite Seitenansicht desselben in Richtung II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht in Richtung III der Fig. 1,

Fig. M- die Stirnansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles,

Fig. 5 die Stirnansicht eines dritten Ausführungsbeispieles.

In der Zeichnung ist mit 1 der Schaft des Bohrwerkzeuges bezeichnet. Dieser trägt an seiner Stirnseite zwei auswechselbare Schneidplatten 2 und 3» die als sogenannte Umsetzschneidplatten sechseckig ausgebildet sind. Jeweils zwei Schneidkanten 2a, 2b bzw. 3a, 3b jeder Schneidplatte 2, 3 befinden sich im Einsatz und sind als wirksame Schneidkanten bezeichnet. Die Arbeitsbereiche der wirksamen Schneidkanten 2a der Schneidplatte 2 und 3a der Schneidplatte 3 überdecken sich in radialer Richtung geringfügig. Die Schneidplatten 2,3 können entweder direkt an dem Bohrerschaft befestigt sein oder unter Zwischenschaltung von Schneidplattenträgern 4, die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt sind.

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Bezüglich Einzelheiten einer vorteilhaften Anordnung der Schneidplatten 2,3 wird auf die DE-AS 27 30 4-18 verwiesen.

Die Oberseite 2' bzw. 3' wird in der vorliegenden Anmeldung insgesamt als Spanfläche bezeichnet, wobei allerdings in der Praxis die eigentlichen Spanflächen von in der Zeichnung nicht dargestellten Spanleitstufen gebildet sind, die ebenfalls in der DE-AS 27 30 4-18 gezeigt sind.

An der Spanfläche 2¹, 3¹ jeder Schneidplatte mündet ein in Dreh- und Vorschubrichtung des Bohrwerkzeuges gewendelter, zur zylindrischen Mantelfläche 1a des Schaftes 1 hin offener Spankanal 5· Da die beiden an die Schneidplatten 2 und 3 angrenzenden Spankanäle 5 gleich bzw. gleichartig ausgebildet sind, werden für beide Spankanäle die gleichen Bezugszeichen verwendet, und es ist im folgenden auch nur ein Spankanal näher beschrieben.

Der Spankanal 5 besitzt eine Innenfläche 6, die bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem halbkreisförmigen Teil 6a und einem daran anschließenden ,tangential verlaufenden ,Teil 6 b besteht. Die Innenfläche 6 ist an ihrer einen Seite begrenzt durch eine erste Verschneidungskante 7» die die Innenfläche 6 mit der Mantelfläche 1a bildet. Die erste Verschneidungskante 7 liegt den wirksamen Schneidkanten 3a, 3b der Schneidplatte 3 näher,als die zweite Verschneidungskante 8 der Innenfläche 6 mit der Mantelfläche 1a. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Innenfläche 6 anschließend an die erste Verschneidungskante 7 einen im wesentlichen halbkreisförmig verlaufenden Abschnitt 6a und einen daran anschließenden,tangential verlaufenden, Abschnitt 6b auf.

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Vie man weiterhin aus Fig. 3 entnehmen kann, ist die erste Verschneidungskante 7 nicht in unmittelbarer Nähe der Schneidkanten 3a, 3b bzw. der Spanfläche 3' angeordnet, sondern mit einem Abstand al. Auf diese Weise ist die Innenfläche 6 des Spankanals 5 im Bereich der ersten Verschneidungskante 7 gegenüber der Schneidkante 3a, 3b bzw. der Spanfläche 3¹ der Schneidplatte 3 hochgezogen. Ferner ist es wesentlich, daß die Tangente t an die Innenfläche 6 im Bereich der ersten Verschneidungskante 7 mit einer durch die Schneidkante 3a» 3b hindurchgehenden Radialebene E-E einen Winkel <*. von höchstens 110° einschließt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel £ etwa 95°.

Die hochgezogene Innenfläche 6 des Spankanales 5 bildet in Richtung zum Außenumfang des Bohrwerkzeuges hin eine Art Wand 9 oder einen Damm. Dadurch, daß die Innenfläche 6 im Bereich der Verschneidungskante 7 verhältnismäßig | steil gegenüber der Spanfläche 3¹ verläuft, d.h., dadurch | daß ihre Tangente annähernd senkrecht zu der Spanfläche 3¹ ■ verläuft, werden die im Spankanal 5 geförderten Späne zum \.

Inneren des Spankanals hin umgelenkt, was mit dem Pfei] A P

angedeutet ist. Hierdurch wird verhindert, daß die Späne [

aus dem Spankanal 5 austreten und ir. den Spalt zwischen jj

der Mantelfläche 1a des Schaftes und der Bohrungswandung f

hineingezogen werden. Da die Späne im Bereich der Bohrung im Spankanal verbleiben und dieses Hineinziehen der Späne vermieden wird, können die Späne auch nicht die soeben hergestellte Bohrungswand beschädigen. Diese weist eine hohe Oberflächengüte auf. Außerdem wird auch eine seitliche Abdrängung des Bohrwerkzeuges vermieden.

Es wurde festgestellt, daß das Austreten der Späne aus dem Spankanal 5 um so besser verhindert wird, je kleiner der· Winkel ά ist. Allerdings läßt sich aus herstellungstechnischen Gründen und wegen der Tatsache, daß der Span-

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kanal im Querschnitt möglichst groß sein soll, in der Regel einen Winkel ά von 90° nicht unterschreiten.

Der in Fig. 3 dargestellte Spankanal 5 wird zweckmäßig mittels eines Fingerfräsers hergestellt, der an seinem vorderen Ende halbkugelförmig ausgebildet ist.

Wie bereits erwähnt wurde, weist die Innenfläche 6 des Spankanales 5 einen halbkreisförmigen Abschnitt 6a auf. Der Mittelpunkt M dieses Halbkreises besitzt dabei vorzugsweise von der durch die Schneidkante 2a, 2b bzw. 3a, 3b der Schneidplatte 2 bzw. 3 hindurchgehenden Radialebene E-E einen Abstand a, der in etwa dem Halbkreisradius r entspricht«, Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Halbkreisradius r 5»5 inm, während der Abstand a 5,7 mm beträgt. Die erste Verschneidungskante 7 weist vorteilhaft von der durch die Schneidkante 2, 2b bzw. 3a, 3b hindurchgehenden Radialebene E-E einen Abstand al auf, der in etwa ebenfalls dem Halbkreisradius r entspricht oder auch etwas größer sein kann. Es ist erforderlich, die Verschneidungskante 7 etwas abzuflachen ( zu brechen), um Verletzungen an der sonst scharfen Verschneidungskante zu verhindern.

Ferner entspricht der Halbkreisdurchmesser 2r in etwa der Länge S der axialen Projektion der wirksamen Schneidkanten 2a_v 2b bzw. 3a, 3b der Schneidplatte 2 bzw. 3·

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Prinzip genauso ausgestaltet wie das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel. Es unterscheidet sich nur durch die spezielle Ausgestaltung des annähernd halbkreisförmigen Abschnittes 6c, 6d, 6e der Innenfläche 6 des Spankanales 5· Diese Innenfläche setzt sich zusammen aus zwei viertelkreisförmigen Abschnitten 6c und 6e mit einem dazwischenliegenden, geradlinigen Abschnitt 6d. Erzeugt wird diese Form der Innenflä-

che dadurch, daß mit einem Fingerfräser» der vorne halbrund gestaltet ist, zunächst der eine Abschnitt, beispielsweise der Abschnitt 6c, gefräst wird und dann der Präser um den Betrag d versetzt wird, worauf der andere Abschnitt 6e gefräst wird.

Bei dem in Fig. 5 darstellten Ausführungsbeispiel weist der Spankanal 5' einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Der an die Versöhneidungskante 7¹ angrenzende Abschnitt 6'a der Innenfläche 6 schließt mit der durch die Spanflächen 3a, 3b hindurchgehenden Radialebene E-E einen Winkel <£ 1 von 90° ein. Hierdurch wird der Spankanal 5¹ ebenfalls durch eine Wand 9¹ radial nach außen hin begrenzt, und die Späne werden zum Inneren des Spankanals hin umgeleitet.

Gegebenenfalls könnte der Spankanal auch trapezförmig sein, wie es in Fig. 5 links strichpunktiert eingetragen ist.

Auch wäre es denkbar, die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spankanals bei einem Bohrwerkzeug mit achsparallel verlaufenden, geradlinigen Spankanälen zu verwenden. Ein derartiges Bohrwerkzeug kann stillstehend auf NC-Maschinen verwendet werden.

Claims

Ansprüche

Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial, mit einem Schaft und mindestens einer an der Stirnseite des Schaftes angeordneten, auswechselbaren Schneidplatte, an deren Spanfläche insbesondere ein in Dreh- und Vorschubrichtung gewendelter, zur zylindrischen Mantelfläche des Schaftes hin offener Spankanal mündet, dessen Innenfläche begrenzt ist durch eine erste, der angrenzenden, wirksamen Schneidkante der Schneidplatte in Umfangsrichtung näher liegende Verschneidungskante der Innenfläche mit der Mantelfläche und eine zweite in Umfangsrichtung entfernter liegende Verschneidungskante der Innenfläche mit der Mantelfläche, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche (6, 6¹) des Spankanals (5» 5') im Bereich der ersten Verschneidungskante (7> 7¹) gegenüber der Schneidkante (2a, 2b bzw. 3a, 3b) bzw. der Spanfläche (2¹, 3') der Schneidplatte (2 bzw. 3) hochgezogen ist und die Tangente (t) an die Innenfläche (6, 6') im Bereich (6a, 6c, 6'a) der ersten Verschneidungskante (7i 7') mit einer durch die Schneidkante (2a, 2b bzw. 3a» 3b) hindurchgehenden Radialebene (E-E) einen Winkel (QC) von bis höchstens 110 einschließt.

2= Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichn e t , daß der Winkel (oC) höchstens 100 beträgt.

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3. Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche (6) anschließend an die erste Verschneidungskante (7) im wesentlichen halbkreisförmig und daran anschließend tangential bis zur zweiten Versohneidungskante (8) verläuft.

4-, Bohrer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (M) des Halbkreises (6a) von der durch die Schneidkante (2a, 2b bzw. 3a, 3t>) der Schneidplatte (2, 3) hindurchgehenden Radialebene (E-E) einen Abstand (a) aufweist, der in etwa dem Halbkreisradius (r) entspricht.

5. Bohrer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verschneidungskante (7) von der durch die Schneidkante (2a, 2b bzw. 3a, 3^) der Schneidplatte (2,3) hindurchgehenden Radialebene (E-E) einen Abstand (al) aufweist, der in etwa dem Halbkreisradius (r) entspricht.

6. Bohrer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Halbkreisdurchmesser (r) in etwa der axialen Projektion (S) der wirksamen Sehneidkante(n) (2a, 2b bzw. 3a, 3b) der Schneidplatte (2, 3) entspricht.

7· Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Spankanal (5¹) einen im wesentlichen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist.

8. Bohrer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a2) der Verschneidungskante (7¹) von der durch die Schneidkante (2a, 2b bzw. 3a, 3b) hindurchgehenden Radialebene (E-E) etwa 1/3 - 1/2 der Breite des Spankanals (5¹) entspricht.