EP0048031B1 - Method and device for sharpening the point of a twist drill - Google Patents
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- EP0048031B1 EP0048031B1 EP81107335A EP81107335A EP0048031B1 EP 0048031 B1 EP0048031 B1 EP 0048031B1 EP 81107335 A EP81107335 A EP 81107335A EP 81107335 A EP81107335 A EP 81107335A EP 0048031 B1 EP0048031 B1 EP 0048031B1
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- B24B3/24—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of drills
- B24B3/26—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of drills of the point of twist drills
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Zylindermantel-Spitzenanschliffs von Spiralbohrern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4 bzw. 6.The invention relates to a method for producing a cylindrical jacket point grinding of twist drills according to the preamble of
Herkömmliche Schleifvorrichtungen zur Durchführung des oben genannten Verfahrens arbeiten nach einem Prinzip, das wie folgt abläuft: Der zu schleifende Bohrer wird zunächst mit seiner Achse zur Schleiffläche beispielsweise einer Topf-Schleifscheibe so ausgerichtet, daß seine Achse in einer zur Schleiffläche senkrechten Bezugsebene zu liegen kommt und zur Schleiffläche um den halben Spitzenwinkel (Y12 geneigt verläuft (siehe Fig. 1). Der Bohrer wird in dieser Lage mittels einer Schleifvorrichtung fixiert, die um eine in dieser Bezugsebene und parallel zur Schleiffläche verlaufende Zylinderachse, welche die Bohrerachse im Abstand etwa eines Bohrerdurchmessers von der Bohrerspitze kreuzt, drehbar ist. Die Halterung wird nach Einstellung des Bohrers im oben beschriebenen Sinn - der Abstand der Bohrerachse von der Zylinderachse bestimmt den Freiwinkel der Hauptschneide - arretiert. In dieser Lage führt die Schleifvorrichtung unter Drehung der Schleifscheibe eine Schwenkbewegung um die Zylinderachse aus und erzeugt somit eine zylindrische Einhüllende der Freifläche des Bohrers. Der Abstand zwischen Bohrer- und Zylinderachse bestimmt die Größe des FreiwinkeIs α an der Hauptschneide, der im Zylindermantel-Spitzenanschliff über die gesamte Länge der Hauptebene im wesentlichen konstant ist. Würde dieser Abstand zu Null, so ergäbe sich ein Freiwinkel er von 0°, der ein nicht schneidfähiges Werkzeug zur Folge hätte.Conventional grinding devices for carrying out the above-mentioned method work according to a principle which proceeds as follows: the drill to be ground is first aligned with its axis to the grinding surface, for example a cup grinding wheel, so that its axis lies in a reference plane perpendicular to the grinding surface and The drill is fixed in this position by means of a grinding device, which is about a cylinder axis running in this reference plane and parallel to the grinding surface and which the drill axis at a distance of about a drill diameter of the holder is locked after setting the drill in the sense described above - the distance of the drill axis from the cylinder axis determines the clearance angle of the main cutting edge - in this position the grinding device swivels around the cylinder while rotating the grinding wheel derachse and thus creates a cylindrical envelope of the free surface of the drill. The distance between the drill and cylinder axis determines the size of the clearance angle α at the main cutting edge, which is essentially constant in the cylindrical surface tip grinding over the entire length of the main plane. If this distance became zero, there would be a clearance angle of 0 °, which would result in a tool that cannot be cut.
In der Praxis wird dieses Verfahren nur angewendet, wenn das Werkzeug in einer Halterung eingespannt und diese anschließend angetrieben werden kann. Dadurch wird ein Translationsantrieb für die Halterung oder die Schleifscheibe und ein Schwenkantrieb für die Schleifscheibe bzw. die Halterung erforderlich. Diese Nachteile hinsichtlich der Vielzahl von Freiheitsgraden der erforderlichen Schleifvorrichtung, sind inbesondere dann kritisch zu beurteilen, wenn der zu schleifende Bohrerrohling in Rundtaktmaschinen bearbeitet werden soll. Die Bohrerrohling wird dabei einmal auf einen Drehsupport aufgespannt und im Rundtakt-Verfahren den jeweiligen Bearbeitungsstationen zugeführt. Das oben angesprochene Verfahren ist dabei nur mehr bedingt anwendbar, da die Werkstückhalterung, um die Genauigkeit der Fertigung möglichst groß zu halten, nach Möglichkeit nicht beweglich ausgeführt werden soll (Lager- und Führungsspiel) und somit die Schleifscheibe als rotierendes Teil verschwenk- und verschiebbar angeordnet werden muß. Dadurch ergeben sich jedoch Nachteile, welche durch Kreisel-Kippmomente hervorgerufen werden und die sich in einem großen Verschleiß der Schleifscheiben-Lager und -Führungen niederschlagen.In practice, this method is only used if the tool is clamped in a holder and this can then be driven. This requires a translational drive for the holder or the grinding wheel and a swivel drive for the grinding wheel or the holder. These disadvantages with regard to the large number of degrees of freedom of the grinding device required are to be assessed critically in particular if the drill blank to be ground is to be machined in rotary transfer machines. The drill blank is clamped onto a turning support and fed to the respective processing stations in a rotary cycle. The method mentioned above can only be used to a limited extent, since the workpiece holder, in order to keep the manufacturing accuracy as high as possible, should not be designed to be movable if possible (bearing and guide play) and thus the grinding wheel is arranged as a rotating part so that it can be pivoted and displaced must become. However, this results in disadvantages which are caused by gyro tilting moments and which are reflected in a large wear of the grinding wheel bearings and guides.
Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken hat man nach Lösungen mit einfacheren kinematischen Verhältnissen gesucht.In order to counteract these disadvantages, solutions with simpler kinematic relationships have been sought.
Aus der DE-OS 2 523 204 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, mit dem durch eine einfache translatorische Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Bohrerachse ein Zylindermantel-Spitzenanschliff eines Bohrers erzeugt werden kann. Zu diesem Zweck werden die zu schleifenden Bohrer in ihrer Halterung in einer Ebene ausgerichtet, die parallel zu der Radialebene der profilierten Schleifscheibe erfolgt. Die Translations-Relativbewegung zwischen Bohrer und Schleifscheibe erfolgt in der gleichen Ebene. Die Profilierung der Schleifscheibe ist von einem Kreissektor gebildet und entspricht damit einem Torus-Oberflächenabschnitt. Beim Vorbeiziehen der Schleifscheibe am Bohrer wird durch diesen Torus-Oberflächenabschnitt eine zylinderförmige Freifläche geschliffen. Die Hauptschneide verläuft im wesentlichen parallel zur Radialebene der Schleifscheibe und damit zur Translations-Relativbewegungsrichtung, da nur auf diese Weise der Zylindermantel-Spitzenanschliff erzeugt werden kann. Durch leichtes Anstellen der Hauptschneide zur Translations-Relativbewegungsrichtung (g, Winkel a) kann der Freiwinkel entlang der Hauptschneide variiert werden, so daß ein Zylindermantel-Spitzenanschliff entsteht, der annähernd die Charakteristik eines Kegelmantel-Anschliffs aufweist.From DE-OS 2 523 204 a method according to the preamble of
Bei diesem bekannten Verfahren liegen sehr einfache kinematische Verhältnisse vor, d. h. beim Schleif-Arbeitsvorgang treten sehr einfache Bewegungsabläufe auf. Diese einfache Kinematik muß allerdings mit einem Nachteil erkauft werden, der sich in der Reduzierung der Qualität und der Standzeit der Hauptschneide des Bohrers äußerst. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Schleifriefen bei diesem Verfahren im wesentlichen parallel zur Hauptschneide verlaufen, so daß diese entweder nicht scharf genug wird oder bedingt durch die bei der Einleitung der Schnittkraft auftretenden Spannungsüberhöhung aufgrund einer notwendigerweise unmittelbar hinter der Schneidkante vorliegenden Schleifriefe ausbricht. Die Hauptschneidenkante wird sozusagen durch die Schnittkraft weggestemmt und brückelt im Laufe des Einsatzes immer mehr ab.In this known method there are very simple kinematic relationships, i. H. very simple movements occur during the grinding work process. However, this simple kinematics has to be bought with a disadvantage which results in the reduction of the quality and the service life of the main cutting edge of the drill. This is due to the fact that the grinding grooves in this method run essentially parallel to the main cutting edge, so that this either does not become sharp enough or breaks out due to the excessive tension occurring when the cutting force is introduced due to a grinding groove which is necessarily immediately behind the cutting edge. The main cutting edge is cut away by the cutting force, so to speak, and bridges more and more during use.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. die Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 4 bzw. von Anspruch 6 derart weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der einfachen Bearbeitungskinematik eine höherwertige Bohrerschneide gefertigt werden kann, deren Standzeit in Vergleich zu den mit dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren erzielbaren Werten wesentlich angehoben ist. Dabei soll das Verfahren die weitere Randbedingung erfüllen, daß es zur wirtschaftlichen Herstellung von hochwertigen Bohrern sowohl im Einzel- als auch im Rundtakt-Fertigungsverfahren in eine herkömmliche Schleifvorrichtung übertragbar ist.The invention is therefore based on the object of developing the method according to the preamble of
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 4 bzw. 6 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved with regard to the method by the method steps specified in the characterizing part of
Erfindungsgemäß wird die Translations-Bewegungsrichtung aus der Radialebene der Schleifscheibe heraus verlegt; sie bleibt allerdings parallel zur Ausrichtung der Hauptschneide. In den Berührungspunkten zwischen Schleifscheibe und Freifläche des Bohrers tritt somit ein Winkel zwischen Translations-Relativbewegungsrichtung und Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe auf. Dies gilt natürlich auch für den Bereich der Hauptschneide, so daß die Schleifriefen dort unter einem bestimmten Winkel zur Schneidkante verlaufen. Diese Schneidkante wird deshalb gleichmäßiger, da keine extrem spitzwinkelig zur Hauptschneide auslaufenden Schleifriefen mehr auftreten können, die - wie dies bei Betrachtung der Hauptschneide unter dem Mikroskop erkennbar ist - eine Bohrerschneide erzeugen, die leicht »ausfranst«. Andererseits treten durch die erfindungsgemäßen Schritte keine Spannungsüberhöhungen mehr auf, die auf die der Schneidkante unmittelbar benachbarten Zwischenstege der Schleifriefen zurückzuführen sind. Die Standzeit des Bohrers bzw. der Bohrerschneide wird zusätzlich angehoben, weil der Schnittkraft keine so große Angriffsfläche mehr an den Stegen zwischen den Schleifriefen gegeben wird. Um den zur Anwendung im Rundtakt-Bearbeitungsverfahren erforderlichen extrem einfachen Ablauf trotz des erfindungsgemäßen Verfahrens stets beibehalten zu können, wird die Schleifscheibe so profiliert, daß die von der Profilfläche beim Verschieben in der Translations-Relativbewegungsrichtung überstrichene Fläche einen Mantelflächenabschnitt eines Zylinders bildet. Damit kann der vorrichtungstechnische Aufwand auf ein Minimum reduziert werden, weil ausschließlich lineare Einstell- und Vorschubbewegungen erforderlich werden und die erforderliche elliptische Profilierung aus einem einfachen Zylinderschnitt hervorgeht und somit durch geeignete Abtastung beispielsweise einer zylindrischen Schleifschablone auf einfache Art und Weise hergestellt werden kann.According to the invention, the translation movement direction is shifted out of the radial plane of the grinding wheel; however, it remains parallel to the alignment of the main cutting edge. At the points of contact between the grinding wheel and the free surface of the drill, an angle therefore occurs between the direction of translational relative movement and the peripheral speed of the grinding wheel. Of course, this also applies to the area of the main cutting edge, so that the grinding marks there run at a certain angle to the cutting edge. This cutting edge becomes more even because there are no more grinding marks that run out at an acute angle to the main cutting edge, which - as can be seen when looking at the main cutting edge under the microscope - produce a cutting edge that is easily "frayed". On the other hand, the steps according to the invention no longer cause excessive stresses which are attributable to the intermediate webs of the grinding grooves which are directly adjacent to the cutting edge. The service life of the drill or drill bit is also increased because the cutting force is no longer given such a large contact surface on the webs between the grinding grooves. In order to always be able to maintain the extremely simple process required for use in rotary cycle machining processes, despite the method according to the invention, the grinding wheel is profiled in such a way that the surface swept by the profile surface during displacement in the direction of translational relative movement forms a lateral surface section of a cylinder. The outlay in terms of device technology can thus be reduced to a minimum, because only linear adjustment and feed movements are required and the required elliptical profiling results from a simple cylindrical section and can therefore be produced in a simple manner by suitable scanning, for example of a cylindrical grinding template.
Wenn der Bohrer mit der Bohrerhalterung auf geeignete Weise synchron mit der translatorischen Relativbewegung gemäß Unteranspruch 2 verschwenkt bzw. gemäß Unteranspruch 3 gedreht wird, kann mit dem oben genannten Verfahren ein Freiflächen-Anschliff erzeugt werden, der die Charakteristik eines Kegelmantel-Spitzenanschliffs besitzt, d. h. durch den entlang der Hauptschneide des Bohrers ein sich von der Spitze zur Schneidenecke hin stetig verkleinernder Freiwinkel erzeugt wird.If the drill with the drill holder is pivoted in a suitable manner in synchronism with the translational relative movement according to
Die Vorrichtung gemäß Unteranspruch 4 ermöglicht die Anwendung des neuen Verfahrens auf die Bohrerfertigung mit Rundtaktmaschinen, die im Umfang des Oberbegriffs des Patentanspruchs 4 bekannt sind. Der zu fertigende Bohrer-Rohling wird dabei fest in einer Bohrerhalterung eingespannt und gegenüber der Schleifvorrichtung positioniert. Die Schleifvorrichtung wird so ausgerichtet, daß die Haupt-Vorschubbewegung der Schleifscheibe im wesentlichen parallel zur Hauptschneide erfolgt. Der Freiwinkel ist durch Verschieben des Quersupports auf dem Längssupport, der Spitzenwinkel durch Verschwenken einer Supportplatte einstellbar. Der Quersupport wird durch Verschiebung des Längssupports in axialer Richtung des Bohrers zugestellt (Nachschleifen einer Spitze).The device according to
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch mit einer Vorrichtung verwirklichen, bei der gemäß Unteranspruch 6 nicht die Schleifscheibe, sondern die Werkstückhalterung die translatorische Relativbewegung ausführt. Diese Vorrichtung, die im Umfang der Merkmale des Oberbegriffs ebenfalls als bekannt vorausgesetzt werden kann, bietet sich inbesondere dann an, wenn der Bohrer bereits in einer anderen Maschine vorbearbeitet und in der Schleifvorrichtung lediglich geschliffen bzw. nachgeschliffen werden soll. Es ist natürlich auch eine Vorrichtung denkbar, bei der nicht die Bohrerhalterung, sondern die Schleifscheibe mit einem Vorschubantrieb versehen ist.The method according to the invention can also be implemented with a device in which, according to
Der Unteranspruch 8 richtet sich auf eine Vorrichtung, die den besonderen Vorteil hat, daß ein Bohrer-Spitzenanschliff erzeugt werden kann, der die Eigenschaften eines Kegelmantel-Spitzenanschliffs besitzt, der im Hinblick auf die Zerspannungswirkung besonders günstige Eigenschaften aufweist.The subclaim 8 is directed to a device which has the particular advantage that a drill point grinding can be produced which has the properties of a cone-shaped point grinding which has particularly favorable properties with regard to the cutting action.
Einen ähnlichen Effekt erreicht man mit der besonderen Weiterbildung der Vorrichtung gemäß dem Unteranspruch 9.A similar effect is achieved with the special development of the device according to subclaim 9.
Aus der DD-A 55917 ist ein Verfahren zum Anschleifen eines Spiralbohrers bekannt, das sich aber vom gattungsbildenden Stand der Technik gemäß DE-OS 2523204 grundsätzlich darin unterscheidet, daß keine spanabhebende Außenumfangsfläche vorgesehen ist, die der Schleifscheibe angehört. Dort dient eine Kegelmantelfläche einer Topfscheibe als spanabhebende Fläche. Ferner wird mit diesem bekannten Verfahren kein Zylindermantel-Spitzenanschliff geschaffen, weil die Freifläche bei Anwendung des Verfahrens gemäß DD-A 55 917 einem elliptischen Zylinder angehört. Schließlich liegen bei dem Verfahren gemäß DD-A 55 917 sich von dem Erfindungsgegenstand unterscheidende kinematische Verhältnisse insbesondere bezüglich der Bewegung der Schleifscheibe vor.From DD-A 55917 a method for grinding a twist drill is known, but it differs fundamentally from the generic state of the art according to DE-OS 2523204 in that no cutting outer peripheral surface is provided which belongs to the grinding wheel. There a conical surface of a cup wheel serves as a cutting surface. Furthermore, this known method does not create a cylindrical jacket point grinding because the free area belongs to an elliptical cylinder when using the method according to DD-A 55 917. Finally, in the method according to DD-A 55 917, there are kinematic conditions which differ from the subject matter of the invention, in particular with regard to the movement of the grinding wheel.
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
- Fig. 1 zur Erläuterung der geometrischen Zusammenhänge an einer Bohrerschneide eine Seitenansicht einer schematisierten herkömmlichen, kinematisch komplizierten Schleifvorrichtung zur Herstellung eines Zylindermantel-Spitzenanschliffs eines Bohrers,
- Fig. la eine Ansicht der Fig. mit Blickrichtung des Pfeils IA,
- Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer schematisierten kinematischen verbesserten Schleifvorrichtung zur Herstellung eines Zylindermantel-Spitzenanschliffs unter Verwendung des Verfahrens gemäß DE-OS 2 523 204,
- Fig. 3 eine Ansicht der Fig. 2 mit Blickrichtung des Pfeils III,
- Fig. 4 eine Darstellung der geometrischen Zusammenhänge beim erfindungsgemäßen Schleifverfahren,
- Fig. 5 eine Ansicht der Fig. 4 mit Blickrichtung des Pfeils V,
- Fig. 6 eine Ansicht der Fig. 5 mit Blickrichtung des Pfeils VI,
- Fig. 7 eine Ansicht eines Schnitts der Fig. 5 entlang der Linie VII-VII, wobei der in Fig. 5 dargestellte Bohrer nicht gezeigt wird,
- Fig. 8 einen Axialschnitt durch eine Ausführungsform der Profilschleifscheibe zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrensprinzips,
- Fig. 9 eine Ansicht der Fig. 8 mit Blickrichtung des Pfeils IX,
- Fig. 10 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Schleifvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei Rundtakt-Bearbeitungsmaschinen,
- Fig. 11 eine Ansicht der Schleifvorrichtung in Fig.10 mit verschwenkter Schleifscheibe mit Blickrichtung des Pfeils XI in Fig. 10, und
- Fig. 12 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Schleifvorrichtung.
- Fig. 1 for explaining the geometric zu Connections to a cutting edge are a side view of a schematic, conventional, kinematically complicated grinding device for producing a cylindrical jacket point grinding of a drill,
- Fig. La is a view of Fig. With the direction of arrow IA,
- FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1 of a schematic, kinematic, improved grinding device for producing a cylindrical jacket point grinding using the method according to
DE-OS 2 523 204, - 3 is a view of FIG. 2 with the direction of arrow III,
- 4 shows the geometric relationships in the grinding method according to the invention,
- 5 is a view of FIG. 4 with the direction of arrow V,
- 6 is a view of FIG. 5 with the direction of arrow VI,
- 7 is a view of a section of FIG. 5 along the line VII-VII, the drill shown in FIG. 5 not being shown,
- 8 shows an axial section through an embodiment of the profile grinding wheel to illustrate the principle of the method according to the invention,
- 9 is a view of FIG. 8 with the direction of arrow IX,
- 10 is a side view of an embodiment of a grinding device for performing the method in rotary cycle machine tools,
- 11 is a view of the grinding device in FIG. 10 with the grinding wheel pivoted with the direction of the arrow XI in FIG. 10, and
- Fig. 12 is a view of another embodiment of the grinding device.
Fig. 1 zeigt einen Bohrer 1, dessen Spitze auf herkömmliche Art und Weise mittels einer topfförmigen Schleifscheibe 2 mit einem Zylindermantel-Spitzenanschliff versehen wird. Der Bohrer 1 ist in eine nicht gezeigte Halterung eingespannt, die um eine zur Schleifscheiben-Radialebene 3 parallele Achse 4 schwenkbar in einem Gestell 5 gelagert ist. Die Fig. 1 zeigt den Bohrer 1 in der Stellung, in der seine Hauptschneide 6 in die Schleifscheiben-Radialebene 3 fällt, d. h. in einem Moment, in dem die Schwenkbewegung der Bohrerhalterung um die Achse 4 gerade ihr Vorzeichen wechselt. Der halbe Spitzenwinkel d/2 ist durch Neigung der Halterungs- bzw. Bohrerachse 1a zur Schleifscheiben-Radialebene 3 wählbar. Der bei diesem Verfahren über die ganze Hauptschneide 6 konstante Freiwinkel α wird dadurch sichergestellt, daß der von der Hauptschneide 6 während der Verschwenkbewegung der Bohrerhalterung beschriebene Zylindermantel Z einen Radius r besitzt, der größer ist als der Abstand D der Drehachse 4 zur Schleifscheibe 2. Die Größen D und r entsprechen im wesentlichen dem Bohrerdurchmesser und der Freiwinkel α kann durch Einstellung des Abstandes A der Bohrerachse 1a zur Zylinderachse 4 (Fig. 1a) variiert werden. Wenn gemäß Fig. 1 der Bohrer 1 aus der Zeichenebene nach oben herausgedreht wird, erzeugt die Schleifscheibe 2 eine, der sichtbaren Freifläche 7a gegenüberliegende, nicht erkennbare Freifläche 7b, die mit dem angedeuteten Zylindermantel Z zusammenfällt. Zum Schleifen der zweiten Freifläche 8a wird der Bohrer 1 in der Halterung um 180° gedreht.Fig. 1 shows a
Fig. 2 und 3 zeigen einen Bohrer 1, der im Verfahren gemäß DE-OS 2523204 angeschliffen wird. Die Hauptschneide 6 verläuft parallel zur Translations-Relativbewegungsrichtung T. Die Bohrerachse 1 ist, wie aus Fig. 2 erkennbar, unter einem gewissen Winkel δ/2 zu der Translations-Bewegungsrichtung T geneigt. Dieser Winkel δ/2 entspricht dem halben Spitzenwinkel δ des Bohrers 1. Die Lage der Hauptschneide 6 und der Bohrerachse 1a wird im gezeigten Zustand über eine nicht dargestellte Halterung festgelegt, und die Schleifscheibe 2 bzw. der Bohrer 1 wird bei laufender Schleifscheibe in einer zur Zeichenebene der Fig. 2 parallelen Ebene translatorisch in Richtung des Pfeils T bewegt. In Fig. 3 erkennt man, daß die Bohrerachse 1 parallel zu einer auf der Schleifscheibenachse senkrechten Ebene verläuft. Die Hauptschneide 6 stellt sich in dieser Ansicht als Punkt dar, und die Freifläche 7b als Kreissektor 10 einer Schleifscheibenprofilierung 11.2 and 3 show a
Die Freifläche 7b wird dadurch erzeugt, daß die Schleifscheibe 2 und der Bohrer 1 zueinander eine translatorische Relativbewegung T in einer zur Tangentialebene ε im Berührungspunkt zwischen Schleifscheibe 2 und Hauptschneide 6 parallelen Richtung ausführen, wodurch der Kreissektor 10 den Zylindermantel Z der Freifläche 7b erzeugt. Durch Parallelverschieben der Bohrerachse 1a in Richtung des Pfeils Va kann der Freiwinkel α der Hauptschneide, durch Verschwenken der Bohrerachse 1a in der Zeichenebene der Fig. 2 gemäß dem Pfeil VJ der Spitzenwinkel δ, und durch Verdrehen des Bohrers 1 um eine Achse 1 gemäß dem Pfeil V Ψ kann der Querschneidenwinkel Ψ variiert werden. Zum Schleifen der gegenüberliegenden Freifläche 7a wird der Bohrer um 180° um seine Achse gedreht.The
Man erkennt aus der Darstellung gemäß Fig. 2 und 3, daß der Kreissektor 10 unter Verschiebung der Schleifscheibe 2 exakt einen Abschnitt des aus der Fig. 1 ersichtlichen Zylindermantels Z erzeugt. Die Schwenkbewegung des Bohrers bzw. der Schleifscheibe um die in Fig. 1 gezeigte Achse 4 ist eliminiert.It can be seen from the illustration according to FIGS. 2 and 3 that the
Die geometrischen Zusammenhänge bei diesem bekannten Schleifverfahren erkannt man am besten aus den Fig. 4 bis 6. Der die Freifläche 7b erzeugende Zylindermantel Z ist als strichpunktierte Linie dargestellt. Der Bohrer 1 befindet sich gemäß Fig. 6 in der Lage, in der er auch in der Fig. 3 gezeigt ist. Die Schleifscheibe 2 ist um eine Schleifscheibenachse 2a drehbar angeordnet und wird relativ zum Bohrer 1 in Richtung der Hauptschneide 6 verschoben, wodurch die Freifläche 7b erzeugt wird. Im übrigen gelten die Einstell-Variationsmöglichkeiten gemäß der Fig. 2 und 3.The geometric relationships in this known grinding method can best be seen from FIGS. 4 to 6. The cylinder jacket Z which creates the
Man erkennt aus der Darstellung gemäß Fig. 4 bis 6, daß die Tangenten der Schleifscheibenprofilierung in der Berührungslinie auf der Freifläche parallel zur Hauptschneide 6 verlaufen, d. h., daß die Radialebene R der Schleifscheibe 2 parallel zur Hauptschneide 6 ausgerichtet ist, so daß auch die Schleifriefen des geschliffenen Bohrers 1 mit der in den Fig. 2 bis 6 gezeigten Schleif-Kinematik immer im wesentlichen parallel zur Hauptschneide gerichtet sind.It can be seen from the illustration according to FIGS. 4 to 6 that the tangents of the grinding wheel profiling in the line of contact on the free surface run parallel to the
Um diesem nachteiligen Effekt entgegenzuwirken, kann wie aus Fig. erkennbar eine Schleifscheibe 2' verwendet werden, deren Achse 2a' zur Achse 2a um einen gewissen Anstellwinkel rp um eine zur Zeichenebene gemäß Fig. 5 senkrechte Achse verschwenkt wird, so daß die Schleifriefen dann ebenfalls nicht mehr parallel zur Hauptschneide 6, sondern unter dem Winkel rp zu ihr geneigt verlaufen. Bei unveränderter und zur Hauptschneide 6 parallelen Vorschub- bzw. Translations-Bewegungsrichtung T der Schleifscheibe 2 bzw. des Bohrers 1, ist die Profilierung entsprechend dem angedeuteten Zylinderschnitt S korrigiert, so daß eine neue breitere Schleifscheibe 2' verwendet wird, deren Profilierung 11' von einer Ellipse 10' gebildet ist, die einen Teilbereich des geschnittenen Zylindermantels Z' darstellt. Die in Fig. 7 gezeigte Schleifscheibe 2' fällt in der Ansicht gemäß Fig. 6 mit der Schleifscheibe 2 zusammen.In order to counteract this disadvantageous effect, as can be seen from FIG. 1, a grinding wheel 2 'can be used, the
Fig. 8 zeigt eine Schleifscheibe 2' mit einer elliptischen Profilierung 11' in einem Axialschnitt. Die Schleifscheibe 2' rotiert um ihre Achse 2a', die um einen Anstellwinkel ϕ im oben genannten Sinn aus ihrer, zur Translations-Relativbewegungsrichtung T senkrechten Ausrichtung verschwenkt ist. Die Translations-Relativbewegungsrichtung T verläuft im wesentlichen parallel zur Zeichenebene in Fig. 8 und damit parallel zur Hauptschneide, wie dies auch aus Fig. 9 hervorgeht.8 shows a grinding wheel 2 'with an elliptical profile 11' in an axial section. The grinding wheel 2 'rotates about its
Aus den Fig. 3, 5 und 6 erkennt man, daß bei Festhalten des Bohrers 1 während des Schleifvorgangs in der dargestellten Anstellungslage und bei Verschiebung des Bohrers bzw. der Schleifscheibe in Translations-Relativbewegungsrichtung T ein Freiwinkel IX erzeugt wird, der über die ganze Länge der Hauptschneide 6 im wesentlichen konstant ist. Wenn man demgegenüber den Bohrer 1 während des Schleifvorgangs entweder um seine Achse 1a dreht oder ihn um eine, mit der Hauptschneide 6 zusammenfallende Achse schwenkt, so kann dieser Freiwinkel über der Hauptschneide 6 variiert werden und ein, die Charakteristik des Kegelmantel-Spitzenanschliffs aufweisender Bohreranschliff erzeugt werden. Da die Schleifscheibe gemäß Fig. 7-9 in einem Schnitt durch die Schleifscheibenmitte und senkrecht zur Translations-Relativbewegung T betrachtet dasselbe Profil wie die Schleifscheibe gemäß Fig. 3, 5 und 6 besitzt, ergeben sich mit dieser Schleifscheibe dieselben Variationsmöglichkeiten für den Freiwinkel a.3, 5 and 6 it can be seen that when the
Fig.10 und 11 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung sowohl des bekannten Schleifverfahrens gemäß DE-OS 2523204 als auch des neuen Schleifverfahrens. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere dann, wenn der Bohrer 1 in Rundtakt-Bearbeitungsmaschinen gefertigt wird. Der Bohrer 1 ist in einer Bohrerhalterung 20 eingespannt, die auf einem Rundtakttisch 21 montiert ist. Die den Schleif-Arbeitstakt ausführende Schleifstation 22 besitzt einen mit der Bohrerhalterung 20 ausgerichteten Längssupport 23, der eine Zustellbewegung ausführen kann, und einen Quersupport 24, der quer zum Längssupport 23 verfahren werden kann. Der Längssupport 23 trägt eine die Bohrerspitze unterstützende Halterung 25. Im Quersupport 24 ist eine Supportplatte 26 schwenkbar gelagert, wobei deren Schwenkachse Dd die verlängerte Bohrerachse 1a senkrecht schneidet. Durch Verschwenken der Supportplatte 26 wird der Spitzenwinkel δ eingestellt. Auf der Supportplatte 26 ist ein Vorschubschlitten 27 verschiebbar angeordnet, wobei die Vorschubrichtung die oben bezeichnete Relativ-Translationsbewegungsrichtung T darstellt. Der Vorschubschlitten 27 trägt eine zur Kompensierung der Schleifscheibenabnützung höhenverstellbare Schleifscheibenhalterung 28, die in der in Fig. 10 dargestellten Variante eine entsprechend der Fig. 2, 3 und 6 profilierte Schleifscheibe 2 trägt, deren Drehachse senkrecht auf der Zeichenebene der Fig. 10 steht. Die Schleifscheibe 2 berührt - in Blickrichtung des Pfeils T betrachtet - den Bohrer 1 wie in der Fig. 3 dargestellt. Bei Verschiebung der Schleifscheibe 2 in Richtung des Pfeils T wird der Freiflächenanschliff erzeugt. Durch Verschiebung des Quersupports 24 kann der Freiwinkel variiert werden.10 and 11 show a device for carrying out both the known grinding method according to DE-OS 2523204 and the new grinding method. This device is particularly suitable when the
Mit der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung, die eine Schleifscheibe gemäß DE-OS 2 523 204 besitzt, wird ein Bohreranschliff erzeugt, dessen Schleifriefen parallel zur Hauptschneide 6 verlaufen.With the device shown in FIG. 10, which has a grinding wheel according to
Wird die Schleifscheibenhalterung 28 allerdings so auf dem Vorschubschlitten 27 befestigt, daß sie um eine im wesentlichen durch die Bohrerachse gehende und senkrecht zur Supportplatte 26 verlaufende Drehachse Dϕ verschwenkbar ist - vgl. Fig. 11 -, so kann ein Freiflächenanschliff erzeugt werden, dessen Schleifriefen um den einstellbaren Verschwenkwinkel ϕ geneigt zur Hauptschneide 6 verlaufen.However, if the
Die in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung entspricht im wesentlichen der Vorrichtung gemäß Fig. 10 und stellt diese mit Blickrichtung parallel zur Drehachse DqJ betrachtet dar. Die Schleifscheibe 2 gem. Fig. 10 ist durch eine Schleifscheibe 2' ersetzt.The device shown in FIG. 11 essentially corresponds to the device according to FIG. 10 and represents it viewed in the direction of view parallel to the axis of rotation Dq J.
Man erkennt die Schleifscheibenhalterung 28, die verschwenk- und einstellbar auf dem Vorschubschlitten 27 montiert und auf der die Schleifscheibenlagerung 29 geführt ist. Die Schleifscheibenhalterung 28 ist - ähnlich wie die Supportplatte 26 in Fig. 10 - über eine Kulissenführung 31, in die Bolzen 32 eintauchen, um die oben bezeichnete Drehachse Dq) verschwenkbar. Die Vorschubrichtung ist mit dem Pfeil T gekennzeichnet. Ein Motor 30 treibt eine gemäß Fig. 7 bis 9 profilierte Schleifscheibe 2' an, deren Achse 2a' gegenüber der in Fig. 10 dargestellten Lage um einen Winkel ϕ verschwenkt ist. Dementsprechend ist die Schleifscheibe 2' mit einem - im Axialschnitt betrachtet - ellipti- schen Profilierung 11' versehen, deren Kontur in Richtung des Vorschubs T gesehen einen Kreissektor bildet, der den Zylindermantel Z erzeugt.One can see the
Fig. 12 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Schleifverfahrens. Dabei führt nicht die Schleifscheibe 2', sondern die Bohrerhalterung die Translations-Relativbewegung in Richtung des Pfeils T aus. Diese in Fig. 12 gezeigte Vorrichtung kann bei Flächenschleifmaschinen ohne großen Aufwand nachträglich montiert werden.12 shows a further device for carrying out the grinding method described above. It is not the grinding wheel 2 'but the drill holder that carries out the translational relative movement in the direction of the arrow T. This device shown in FIG. 12 can be retrofitted to surface grinding machines with little effort.
Ein Maschinengestell 40 trägt eine Schleifscheibe 2', so daß deren Schleifscheibenachse 2a' horizontal ausgerichtet ist. Ein Maschinenbett 41 nimmt einen horizontal ausgerichteten Anstellsupport 42 auf, der über entsprechende horizontale Führungen, z. B. 43, um eine vertikale Achse verschwenkbar und justierbar ist. Der Anstellsupport 42 trägt einen Vorschubschlitten 44, der längs des Anstellsupports 42 mittels eines Antriebsaggregats 45 verschiebbar ist. Um eine Achse senkrecht zum Anstellsupport 42 ist eine Bohrerhalterung 46 im Vorschubschlitten 44 verschwenk- und einstellbar montiert. Die Bohrerhalterung 46 nimmt den Bohrer 1 auf.A
Zur Einstellung des Spitzenwinkels ö wird die Bohrerhalterung entsprechend verschwenkt. Der Anstellsupport 42 legt den Anstellwinkel ϕ fest, welcher der Kontur der Schleifscheiben-Profilierung angepaßt werden muß.The Bohrerhal is ö to adjust the tip angle t augmentation pivoted accordingly. The
Selbstverständlich kann der Anstellsupport 42 auch starr am Maschinenbett 41 angebracht und die Schleifscheibe 2' um eine vertikale Achse verschwenkbar im Gestell 40 gelagert sein, um das oben beschriebene Verfahren realisieren zu können.Of course, the
Die Bohrerhalterung kann in allen gezeigten Ausführungsformen mit einem Rotationsantrieb um die Bohrerachse versehen oder über einen weiter oben angesprochenen Verschwenkmechanismus in der Schleifeinheit gelagert sein, wobei die Schwenkachse dann mit der Hauptschneide des Bohrers zusammenfallen soll. Durch entsprechendes synchrones Drehen bzw. Verschwenken der Bohrerhalterung während des Schleifhubs kann dadurch die Spitze des Bohrers mit einem Anschliff versehen werden, dessen Freiwinkel über der Hauptscheibe des Bohrers variiert.In all of the embodiments shown, the drill holder can be provided with a rotary drive around the drill axis or be mounted in the grinding unit via a pivoting mechanism mentioned above, the pivot axis then being intended to coincide with the main cutting edge of the drill. By correspondingly synchronous turning or pivoting of the drill holder during the grinding stroke, the tip of the drill can be provided with a bevel, the clearance angle of which varies over the main disk of the drill.
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