DE8216775U1 - Spiralbohrer - Google Patents

Description

2. Juni 19S2 G 8797-dlsp

Wolfgang Eiegger, 7151 Affalterbacti

Spiralbohrer

Ilie Erfindmig "betrifft einen Spiralbohrer mit einem zur Spanabfuhr dienenden, am Bohrerumfang eingelassenen und an der Bohrerstirnfläche ausmündenden Spiralgang, wobei in der Stirnfläche am Spiralgangende eine in Bohrerdrehrichtung freie, sich vom Bohrerumfang nach radial innen erstreckende und axial vorstehende Schneidkante enthalten ist.

Herkömmliche Spiralbohrer besitzen zwei solche Spiralgänge mit stirnseitiger Schneidkante, die um 180° versetzt zueinander verlaufen. Zwischen den entsprechend versetzten Mündungen der beiden Spiralgänge erstreckt sich in der Bohrerstirnfläche eine Stirnkante, von der aus die Stirn-

fläche nach entgegengesetzten Seiten jeweils ähnlich einer in Umfangsrichtung leicht spiralig geneigten Kegelfläche abfällt und an deren Enden jeweils eine der beiden Schneidkanten beginnt. Nachteilig bei diesen Spiralbohrern ist die ungenaue Zentrierung, da im Bereich der Stirnkante, also im Bohrerζentrum, keine spanabhebende Bearbeitung erfolgt, wodurch die Bohrgenauigkeit und die Oberflächengüte des Bohrloches leidet, so daß ein Nacharbeiten mit Feinbearbeitungswerkzeugen erforderlich ist, wenn ein Bohrloch großer Genauigkeit und Oberflächengüte erzielt werden soll. I'erner unterliegen solche Bohrer mit einstückig angeformten Schneidkanten einem verhältnis-

und oder abrasiv wirkend mäßig großen Verschleiß, vor allem wenn in harte/Materialien,

z. B..faserverstärkter Kunststoff, gebohrt wird. Dies erfordert nicht nur ein häufiges Nachschleifen des Bohrers sondern vergrößert auch die Böhrungenauigkeit und verschlechtert die Oberflächengüte des Bohrloches. Des weiteren wird am Ende des Bohrvorganges, handelt es sich um eine Durchgangsbohrung, der der Stirnkante gegenüberliegende Materialbereich des Werkstücks nach außen gedrückt, bevor die Schneidkanten in dieser .Materialebene wirksam werden, was zu einer Materialaufsplitterung und einer "ausgefransten" Bohrlochmündung führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Spiralbohrer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe man selbst bei sehr harten Materialien ein durchgehend exaktes Bohrloch mit großer Oberflächengüte erhält, wobei der Bohrer außerdem verschleißfest sein soll.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein J. einziger Spiralgang vorhanden ist und daß die Schneidkante I' von einer mit dem Bohrer-Grundkörper starr verbundenen Schneid-I platte aus mit Bezug auf das Material des Bohrer-Grundkörpers

1 härterem Material, insbesondere aus polykristallinem Schneid-

1' material, z. B. Diamant oder Bornitrid, gebildet wird, derart, daß die Schneidkante der Schneidplatte bis zum Bohrzentrum verläuft, im Bohrerzentrum eine Bohrerspitze bildet und über die

I Bohrerspitze hinaus verlängert ist, indem der Bohrer-Grundkörper am Spiralgangende eine das Bohrerzentrum frei lassende Erweiterung besitzt.

;; Wegen des Wegfalls des zweiten Spiralgangs ist es möglich, •j am Ende des einen Spiralgangs die das Bohrerzentrum freilassende \ Erweiterung anzubringen und die genannte Schneidplatte einzu-

setzen. Im Falle von zwei Spiralgängen würden einem solchen ; Einsatz Platzgründe und Gründe der Schneidgeometrie entgegen- ·' stehen. Da es sich um eine gesonderte Schneidplatte handelt, ; kann sie wie erwähnt aus beliebig hartem Material bestehen,

so daß hinsichtlich des Verschleißes nicht mehr das Material , des Bohrer-Grundkörpers maßgebend ist- Ferner liegt nunmehr \ eine in der Schneidkante enthaltene Bohrerspitze vor, so daß I sich eine exakte Zentrierung ergibt. Dabei ist diese Bohrer-

spitze im Gegensatz zu zweispiraligen Bohrern außerdem druck- " entlastet, da der Spanabtrag unmittelbar im Bohrzentrum und nicht erst weiter außen beginnt. Eine Zerstörung der Schneidplatte durch Druckkräfte ist somit nicht zu befürchten. Außerdem tritt der Durchbrecheffekt am Ende des Bohrvorganges in weitaus geringerem Maße auf. All dies führt zu einem ver-

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schleißfesten Bohrer, der auch in härtesten Werkstoffen

mit hoher Oberflächengüte äußerst genaue Bohrungen/liefert, ohne daß eine anschließende Feinbearbeitung der Bohrung erforderlich ist.

Die genannten Maßnahmen lassen sich nicht nur bei Bohrern mit großen Durchmessern sondern auch bei kleinen Durchmessern anwenden.

Die Benutzung von Schneidplatten z. B. aus polykristallinen Schneidstoffen wie Diamant oder Bornitrid ist auf dem Gebiete der spanabhebenden Bearbeitung an sich bekannt. Sie konnten bis jetzt jedoch nur bei Präs.- und Drehwerkzeugen eingesetzt werden, aus den genannten Platz- und Schneidgeometriegründen jedoch nicht bei Spiralbohrern.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen an gegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Spiralbohrers in Richtung gemäß Pfeil I in Fig. 1 gesehen, wobei die Schneidplatte parallel zur Zeichenebene liegt,

Fig. 2 den Spiralbohrer nach Fig. 1 in einer um 9°° gedrehten Seitenansicht in Richtung gemäß Pfeil II in Fig. 1 gesehen,

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	3	die	Stirnansicht des Bohrers nach den Fig. 1	und 2,	Spiralbohrer nach Fig. 4 in Stirnansicht	ι	Fig. 1	S
	4		eine Variante des erfindtmgsgemäßen Bohrers :	ua einer	eine weitere Variante ebenfalls in einer der
Fig.			der	Fig. 1 entsprechenden Seitenansicht in Teil-
Fig.			darstellung,
	5	den
	6
Fig.
Fig.

entsprechenden Darstellung in Teilansicht und

Pig. 7 eine weitere Variante des Spiralbohrers in einer der Fig. 2 entsprechenden Seitenansicht in Teildarstellung.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Spiralbohrer 1 besitzt einen einzigen Spiralgang 2, der in den Bohrerumfang eingelassen ist und zur Spanabfuhr dient. In diesem Spiralgang 2 werden die mit Hilfe des Bohrers vom zu bearbeitenden Werkstück abgetragenen Späne von der Bohrerstirnfläche aus nach hinten gefördert. Lies erfolgt in gleicher Weise wie bei einem zweispiraligen Bohrer, so daß nicht weiter darauf eingegangen zu werden braucht. Der Spiralgang 2 mündet an der Bohrerstirnfläche 3 aus, wobei am Spiralgangende in der Stirnfläche 3 eine Schneidkante 4 enthalten ist. Diese ist an einer Seite der Mündung des Spiralgangs angeordnet und erstreckt sich vom Bohrerumfang nach radial innen, zweckmäßigerweise mit genau radialem Verlauf. Die Schneidkante 4 liegt ferner in Drehrichtung 5 des Bohrers frei und steht in axialer Richtung entwas vor. Die die Schneidkante 4 enthaltende Stirnfläche

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besitzt kegelähnliche Gestalt, so daß die Schneidkante 4 gegen die axiale Richtung 6 wie bei Spiralbohrern üblich um einen Winkeld. geneigt ist. Ferner ist die Schneidkante 4, wie ebenfalls bekannt, in Umfangsrichtung hinterschnitten, so daß sich ein Schnitt winkel β ergibt.

Die Schneidkante 4 wird -von einer Schneidplatte 7 gebildet, die aus einem härteren Material als der Bohrer-Grundkörper, der den übrigen Bohrer-.ausmacht, gefertigt ist. Beim Ausführungsbeispiel ist ein polykristallines Schneidmaterial für die Schneidplatte 7 vorgesehen, z. B. polykristalliner Diamant oder polykristallines Bornitrid. Diese Schneidplatte 7 ist mit einer Trägerplatte 8 aus Hartmetall flächig fest verbunden, was üblicherweise durch Zusammenpressen bei hohen Temperaturen erfolgt. Die Schneidplatte 7 ist zusammen mit der Trägerplatte 8 ein gesondertes Fertigungsprodukt, das z. B. durch Anlöten starr am Bohrer-Grundkörper befestigt ist.

Der Bohrer-Grundkörper besitzt am Spiralgangende eine Erweiterung 9? die in Umfangsrichtung einerseits von einer Befestigungs fläche 10 und andererseits von einer Wandfläche 11 begrenzt wird Auf die parallel zu einer Durchmesserebene verlaufende Befestigungswand 10 ist die Trägerplatte 8 mit der Schneidplatte aufgelötet. Dabei entspricht der Abstand zwischen der Befestigungswand 10 und der parallelen Durchmesserebene der Dicke der beiden Platten 7» 8, so daß die Schneidplatte 7 mit ihrer die Schneidkante 4 enthaltenden Ebene sich in dieser Durchmesserebene erstreckt. Die gegenüberliegende Wandfläche 11 wird vom Bohrer-Grundkörper gebildet und stellt zusammen mit der

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zugewandten Senneidplattenflache die Mündung des Spiralgangs 2 dar. Dabei ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Wandfläche 11 mit ihrem stirnseitigen Bereich etwa parallel zu einer anderen Durchmess er ebene gerichtet, die mit der erstgenannten Durchmesserebene einen Winkel von etwa 90° bildet. In axialer Richtung nach hinten gesehen schließt sich an die Wandfläche eine gewölbte Wandpartie 12 an, die über eine Kante 13 in die Wandung des Spiralgangs 2 übergeht. Die Erweiterung 9 ist so bemessen, daß das mit der Bohrerachse 6 zusammenfallende Bohrerzentrum frei gelassen wird.

Hierdurch wird es möglich, die Schneidkante 4 bis zum Bohrzentrum verlaufen zu lassen, wo sie eine Bohrerspitze 14 bildet. Ferner ist die Schneidkante 4 bzw. die diese bildende Schneidplatte 7 über die Bohrerspitze 14 zur anderen Bohrerseite hin verlängert, wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist. Die Schneidplatte 7 besitzt in Draufsicht etwa die Gestalt eines Hauses mit einer kurzen Dachseite, die die verlängerte Scineidkantenpartie 15 bildet, während die längere Dachseite die Schneidkante 3 darstellt.

Die Schneidplatte 7 mit d.er Trägerplatte 8 steht an der der stirnseitigen Schneidkante 4 entgegengesetzten Innenseite in den Spiralgang 2 bzw. in die Erweiterung 9 hinein vor, wie Fig. 2 deutlich zeigt. Um die hierdurch bewirkte Verengung der Spanabfuhr auszugleichen, ist die schräg gegenüber liegende ausgewölbte Wandpartie 12 vorhauden. Gemäß Fig. 7, die eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht zeigt, kann dio Schneidplatte an der der Schneidkante 4a entgegengesetzten Innenseite 16 jedoch auch abgeschrägt oder abgerundet in die

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sich anschließende, vom Bohrer-Grundkörper gebildete Partie der Wandung 17 des Spiralgangs 2a übergehen, so daß keine solche Verengung eintritt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß den Pig. 1 bis 3 insofern abgeänderte Variante, als hier die Erweiterung °/b an der der Schneidplatte 7b gegenüberliegenden Seite, also an der Wandfläche 11b, trichterförmig ausläuft. Auch dies dient einer Verbesserung der Spanabfuhr. Ansonsten besteht Übereinstimmung mit dem anhand der Pig. 1 bis $ beschriebenen Ausführungsbeispiel. In jedem Palle erstreckt sich die Erweiterung über einen größeren Umfangswinkel als der Spiralgang und mindest:ens über die axiale Länge der Schneidplatte.

Aus Pig. 3 geht des weiteren hervor, daß die Bohrerstirnfläche etwa radial gerichtete Schleifkanten 18 enthält, die ebene Schleifflächen voneinander trennen, die sich beim Schleifen der Bohrerstirnfläche in die gewünschte Gestalt ergeben. Diese Schleifkanten sind in Pig. 5 der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Außerdem ist die Bohrerstirnfläche randseitig von einer Anphasung 19 begrenzt.

Die Schneidplatte 7 - dies kann auch für die Schneidplatten der in den anderen Piguren dargestellten Bohrer gelten besitzt außerdem eine sich an die stirnseitige Schneidkante 4-außen anschließende axial verlaufende Schneidkante 20, die zur weiteren Glättung der Bohrungswand beiträgt.

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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen verläuft die Schneidkante bis zur Bohrerspitze 14 linear. Bei der in Fig. 6 dargestellten Variante ist dagegen vorgesehen, daß die stirnseitige Schneidkante 4c der Schneidplatte 7c eine axial gerichtete Vertiefung 21 aufweist, derart, daß sie außer der Bohrerspitze 14c eine umfangsseitige Spitze 22 bildet, die mit Bezug auf die Bohrerspitze 14c in axialer Richtung etwas zurückgesetzt ist. Hierdurch wird folgende Wirkung erzielt:

Am Ende einer Durchgangsbohrung kann man im Bereich der Bohrerspitze 14c in geringem Umfange ein Durchbrechen des Materials des jeweiligen Werkstückes erhalten. Der "ausgefranste" Mündungs bereich der Werkstückbohrung ist jedoch klein und wird anschlies send entfernt, wenn die umfangsseitige Spitze 22 in diese Materialebene gelangt.

Claims (6)

Ansprüche

1. Spiralbohrer mit einem zur Spana"bfuhr dienenden, am Bohrerumfang eingelassenen UTid an der Bohrerstirnfläche ausmündenden Spiralgang, wobei in der Stirnfläche am Spiralgangende eine in Bohrerdrehrichtung freie, sich vom Bohrerumfang nach radial innen erstreckende und axial vorstehende Schneidkante enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Spiralgang (2) vorhanden ist und daß die Schneidkante (4) von einer mit dem Bohrer-Grundkörper starr verbundenen Schneidplatte (7) aus mit Bezug auf das Material des Bohrer-Grundkörpers härterem Material, insbesondere

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aus polykristallinem Senneidmaterial, ζ. B. Diamant oder Bornitrid, gebildet wird, derart, daß die Senneidkante (4) der Schneidplatte (7) bis zum Bohrzentrum verläuft, iu 3ohrzentrum eine Bohrerspitze (14) "bildet und über die Bohrerspitze (14) hinaus verlängert ist, indem der Bohrer-Grundkörper am Spiralgangende eine das Bohrerzentrum freilassende Erweiterung (9) "besitzt.

2. Spiralbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die stirnseitige Schneidkante (4) außen eine axial verlaufende Schneidkante (20) anschließt.

3· Spiralbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatte (7) an ihrer der stirnseitigen Schneidkante (4) entgegengesetzten Innenseite (16) abgeschrägt oder abgerundet in die sich anschließende, vom Bohrer-Grundkörper gebildete Partie (17) der Spiralgangswandung übergeht.

4. Spiralbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erweiterung (9) über einen größeren Umfangswinkel als der Spiralgang (2) und mindestens über die axiale Länge der Schneidplatte (7) erstreckt.

5« Spiralbohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (9) an der dtr Schneidplatte (7) gegenüberliegenden Seite trichterähnlich ausläuft»(Pig. 4 und 5)·

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6. SpiralTaohrer nach einem der Ansprüche Λ bis 5? dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Schneidkante (4c) eine axial gerichtete Vertief ung (21) auf v/eist, derart, daß sie außer der Bohrerspitze (14-c) eine umfangsseitige Spitze (22) bildet, die mit Bezug auf die Bohrerspitze (146) etwas zurückgesetzt ist.

7· Spiralbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (4) über ihre gesamte Länge genau radial verläuft.