EP0084855B1 - Vorrichtung zum Ausspitzen eines Wendelbohrers - Google Patents

Vorrichtung zum Ausspitzen eines Wendelbohrers Download PDF

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EP0084855B1
EP0084855B1 EP83100446A EP83100446A EP0084855B1 EP 0084855 B1 EP0084855 B1 EP 0084855B1 EP 83100446 A EP83100446 A EP 83100446A EP 83100446 A EP83100446 A EP 83100446A EP 0084855 B1 EP0084855 B1 EP 0084855B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding wheel
drill
support
grinding
freedom
Prior art date
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Expired
Application number
EP83100446A
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English (en)
French (fr)
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EP0084855A2 (de
EP0084855A3 (en
Inventor
Knut Gühring
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guehring Automation GmbH
Original Assignee
Guehring Automation GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Guehring Automation GmbH filed Critical Guehring Automation GmbH
Priority to AT83100446T priority Critical patent/ATE29415T1/de
Publication of EP0084855A2 publication Critical patent/EP0084855A2/de
Publication of EP0084855A3 publication Critical patent/EP0084855A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0084855B1 publication Critical patent/EP0084855B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for tapping a twist drill, according to the preamble of claim 1.
  • Such known twist drill tapping machines have a profile grinding wheel and a : drill clamping device, on which the twist drill to be ground can be fixed in a predetermined spatial angular assignment to the grinding wheel.
  • the drill is aligned with the grinding wheel in such a way that its profile, viewed in a direction that coincides with a relative movement direction provided between the grinding wheel and the drill holder, produces the tapering surface of the twist drill.
  • the tapering surface is ground in by moving the grinding wheel or the drill holder back and forth.
  • a device for grinding a drill tip in which a grinding wheel and a drill holder can be moved relative to one another in two coordinate directions.
  • this device is also suitable for producing a tapering surface on a drill.
  • This device is primarily used to grind the drill bit pyramid-shaped.
  • a fixed indexing of the parts of the device which are guided so as to be movable relative to one another takes place during the grinding of the grinding surfaces, which opens up the possibility when using a cylindrical cup grinding wheel that the drill tip can roll on the end face of the cup grinding wheel.
  • this device would also have to be equipped with a profile grinding wheel, which specifies the shape of the finished point.
  • the tapering surface has to be optimally adapted to the respective cutting edge geometry due to the large influence on the cutting characteristics of the drill, the result is that the profile of the grinding wheel grinding in the tapering surface has to be selected corresponding to the respective drill geometry.
  • This in turn means that, for example, different profile grinding wheels must be provided for drills of different diameters, which means that the known sharpening method is expensive due to the relatively large outlay on tools.
  • changeover times occur, which additionally increase the costs of the conventional sharpening process. Due to the above-mentioned necessary high quality of the tapering surface, repeated dressing of the profile grinding wheels cannot be avoided, which increases the workload in the known tapering method and further increases the process costs.
  • the outlay in terms of device technology in the conventional tapering method is additionally increased in that the dressing devices for the various profile grinding wheels have to be constructed in a relatively complex manner.
  • the invention has for its object to provide a device for tapping a twist drill according to the preamble of claim 1, with which it is possible to make the tapping process more economical.
  • the conventional profile grinding wheel the profile contour of which corresponds to the tapering surface
  • a grinding wheel which has a wheel profile which is independent of the tapering surface to be produced and which is shape-invariable.
  • the one-dimensional relative movement between the grinding disc and the drill which was previously provided, is expanded by one dimension, so that a spatial relative movement between Grinding wheel and drill or drill holder is made possible.
  • this spatial relative movement is controlled by a movement control device, so that a large number of tapering surfaces can be produced with a single grinding wheel.
  • the tapering surface is generally very small, it is entirely sufficient to produce a high-quality sharpening, curve control of the relative movement between the grinding wheel and the drill holder in two coordinates, so that the cutting surface of the grinding wheel of the device according to the invention sweeps over a surface when carrying out the cutting movement , the the corresponds to the previously required surface of the profile grinding wheel.
  • the slight curvature of the tapering surface on the side facing away from the drill tip, which results from the grinding method according to the invention, has no influence whatsoever on the cutting characteristics of the twist drill, since this curved tapering surface never ends in the main or minor cutting edge.
  • the degrees of freedom of movement between the drill tip and the grinding wheel required to produce different tapering surfaces can be ensured by linear or rotary motion options.
  • a linear degree of freedom can also be combined with a rotary degree of freedom.
  • a particularly simple constructional technical solution is obtained if two rotational degrees of freedom are provided, although it should be noted that the path traversed by the drill tip or the grinding wheel when the method is carried out does not have an excessive curvature.
  • FIGS. 1 and 2 each show two views of point grindings for double twist drills which are ground in the area of their core at the tip, i. H. are pointed out.
  • the tapering surfaces created during the tapping process are designated by the reference number 9 in FIGS. 1 and 2. It can be seen from the representations according to FIGS. 1 and 2 that the tapering surfaces are designed differently depending on the requirements placed on the corresponding drill. For example, in one case the tapering surface 9 can be used to correct the main cutting edge, whereas in the other case only the transverse cutting edge should be shortened and the cutting conditions at the transition between the transverse cutting edge and the main cutting edge should be improved.
  • Fig. 3 shows schematically the kinematic prerequisites that are necessary for understanding the operation of the tapering device according to the invention.
  • the chuck 3 is rotatably received in the drill holder 2, an angle marking (not shown in more detail) being applied, for example, to a stop ring 4 of the chuck 3 in order to be able to precisely determine the angle of rotation of the chuck 3 relative to the drill holder 2.
  • the drill holder 2 is fastened on a support 5, a swivel setting in the level 51 of the support 5 being possible.
  • a circular segment groove guide 6 is provided in the support 5, in which, for example, the shaft of a clamping screw fastened on the underside of the drill holder slides, the threaded portion of which on the underside of the support 5 engages with a clamping nut.
  • the drill tip is in contact with a grinding wheel 7, which in the illustration according to FIG. 3 is frustoconical.
  • a flat contact contact occurs between the grinding wheel 7 and the drill tip, which, however, is shown as a contact point B in FIGS. 3 and 4 to simplify the illustration.
  • the grinding wheel can of course have a profile that differs from the shape of the truncated cone, but it is essential that this wheel profile is shape-invariable, ie it remains unchanged for all tapering surfaces of different drill geometries to be ground.
  • the lack of a grinding wheel profile adapted to the respective drill to be ground is compensated for by a relative movement in two coordinates K 1 and K 2 provided between the drill holder 2 and grinding wheel 7. This can be both linear and curvilinear coordinates. 3, straight-line coordinates have been chosen to simplify the illustration.
  • the support 5 or the grinding wheel is suitably controlled along the coordinates K 1 and K 2 . In the event that control of the grinding wheel in one of the two coordinate directions is already predetermined, it can of course also be provided that the grinding wheel 7 and the support 5 are each only moved in one coordinate direction.
  • the movement control of the support 5 along the coordinates K 1 and K 2 naturally depends on the contour of the grinding wheel profile for a given tapering surface.
  • a template can be used, for example, which is moved by a probe head that is firmly connected to the support 5.
  • a grinding wheel 7 is preferably used which is provided with an extremely hard abrasive coating.
  • This coating can consist, for example, of diamond, but preferably boron nitride, in particular cubic drilling nitride (BN). With these coatings it is possible to keep the window profile absolutely invariable in shape.
  • the grinding process for the thinning can best be illustrated by looking at the drill tip and the contour of the wheel profile in contact with it in a plane E, which is spanned by the axis 71 of the wheel 7 and point B, which is the central point of the moment represents tapered surface section to be ground.
  • This representation which is selected in FIG. 4, is obtained when the arrangement shown in FIG. 3 is viewed in the direction of arrow IV, to which plane E represents a normal plane.
  • the motion coordinate K appears undiminished, the coordinate K 2, however, to the coordinate K 2 shortened.
  • 4 shows the alignment of the drill axis 8 to the grinding wheel axis 71, which is necessary in order to be able to produce the desired tapering surface 9.
  • the grinding wheel 7 or the grinding wheel coating 72 of the grinding wheel 7 in the illustration according to FIG. 4 has already 'ground' a certain surface section into the drill tip.
  • point B and thus the point in cutting engagement - which actually represents a circular line, but which is relatively short - must move along dashed line 91.
  • Fig. 5 shows that curvilinear path coordinates were chosen in this preferred embodiment.
  • the support 5 or the support plate 51 is pivotally mounted about an axis 52 on a pivot block 53, which in turn is pivotally mounted about a pivot pin 54, the axis 55 of which is perpendicular to the pivot axis 52 of the support 5.
  • the support 5 and thus also the drill 1 receives two rotational degrees of freedom through which the required two directions of movement K 1 and K 2 can be determined. Due to the relatively large distance between the axes of rotation 52 and 55 from the drill tip, these directions of movement can, however, be regarded as straightforward in a first approximation.
  • the pivot pin 54 like the highly schematic grinding wheel 7, is mounted in a stationary manner in a machine frame 11, to which a carrier plate 12 is fastened below the front end of the support plate 51 and serves as a receptacle for a control template 13.
  • the control template 13 has a control surface 14 on which a stylus 15 slides, which is in fixed connection with the support 5. 5, the stylus 15 is received in a guide cylinder 16 fastened on the underside of the support 5, the construction being designed in such a way that the dimension is very fine by rotating a steep ring 17, which can be provided with a scale is adjustable by which the stylus 15 protrudes from the guide cylinder 16.
  • the template 13 is detachably connected to the carrier 12 and thus interchangeable, so that by changing the control surface 14 of the template 13 different tapering surfaces can be produced which are optimally adapted to the respective drill geometry.
  • the infeed movement for the grinding process is suitably carried out by turning the adjusting ring 17 for the stylus 15.
  • the infeed movement can be generated by moving the template 13.
  • the drive for the support 5 is carried out by hand, the necessary subsequent movement of the support being ensured by using gravity.
  • the support receives an automatic drive, the forced coupling between the intended directions of movement not being absolutely necessary.
  • two drive devices can be provided, each of which controls the support in one coordinate.
  • feed movements include, for example, a rotary movement of the drill around the drill axis, a swiveling movement of the drill holder or a linear displacement movement of the drill in the drill axis.
  • the drill is suitably aligned in the desired manner by means of an optical setting device.
  • the invention thus provides a device for grinding, in particular for sharpening a twist drill.
  • the device has a grinding wheel and a drill holder which is movable relative to this and which is fastened on a support, the relative movement of which to the grinding wheel is cam-controlled in two coordinates with a shape-variable wheel profile in order to produce different tapering surfaces.
  • the curve control is preferably carried out via an interchangeable curve template, so that it is possible to use a single grinding wheel, which no longer has to be dressed, to produce a large number of tapering surfaces which are optimally adapted to the respective drill geometry.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Drilling Tools (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausspitzen eines Wendelbohrers, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Es ist bekannt, einen Wendelbohrer-Spitzenanschliff auszuspitzen, um dadurch eine Verkleinerung der Querschneide zur Verminderung der Axialkraft, bzw. der Vorschubkraft zu bewirken. Beim Ausspitzen werden dabei ferner die Schnittverhältnisse am Übergang der Querschneide zu den Hauptschneiden verbessert. Häufig wird beim Ausspitzen die Hauptschneide zusätzlich korrigiert, so daß durch das Ausspitzen, d. h. das Ausschleifen des Kerns an der Bohrerspitze wesentlich die Schnittcharakteristik eines Wendelbohrers beeinflußt wird.
  • Ein Ausspitzen von Hand ist zwar möglich, erfordert jedoch eine große Geschicklichkeit, um Anschliffehler zu verhinderns. Es wurden deshalb Wendelbohrer-Ausspitzmaschinen bzw. -vorrichtungen geschaffen, durch die reproduzierbar eine genau definierte Ausspitzfläche am Bohrer erzeugt werden kann.
  • Derartige bekannte Spiralbohrer-Ausspitzmaschinen besitzen eine Profilschleifscheibe und eine :Bohrer-Aufspannvorrichtung, auf der der zu schleifende Wendelbohrer in einer vorbestimmten räumlichen Winkelzuordnung zur Schleifscheibe festgelegt werden kann. Der Bohrer wird zur Durchführung des Schleifvorgangs so zur Schleifscheibe ausgerichtet, daß deren Profil in einer Richtung betrachtet, die mit einer zwischen Schleifscheibe und Bohrerhalterung vorgesehenen Relativbewegungsrichtung zusammenfällt, die Ausspitzungsfläche des Wendelbohrers erzeugt. Durch Hin- und Herfahren der Schleifscheibe bzw. der Bohrerhalterung wird die Ausspitzungsfläche eingeschliffen.
  • Aus der FR-A-1 589 568 ist eine Vorrichtung zum Anschleifen einer Bohrerspitze bekannt, bei der eine Schleifscheibe und eine Bohrerhalterung relativ zueinander in zwei Koordinatenrichtungen bewegbar sind. Diese Vorrichtung ist grundsätzlich auch dazu geeignet, eine Ausspitzungsfläche an einem Bohrer zu erzeugen. In erster Linie dient diese Vorrichtung jedoch dazu, die Bohrerspitze pyramidenförmig anzuschleifen. Zu diesem Zweck erfolgt beim Schleifen der Anschlifflächen eine feste Indexierung der relativ zueinander bewegbar geführten Teile der Vorrichtung, wodurch bei Verwendung einer zylindrischen Topfschleifscheibe die Möglichkeit eröffnet wird, daß die Bohrerspitze an der Stirnfläche der Topfschleifscheibe abwälzen kann. Zur Herstellung einer Ausspitzung eines Wendelbohrers müßte auch diese Vorrichtung mit einer Profilschleifscheibe ausgestattet werden, die die Formgebung der fertigen Ausspitzung vorgibt.
  • Weil die Ausspitzungsfläche aufgrund des großen Einflusses auf die Schnittcharakteristik des Bohrers der jeweiligen Schneidengeometrie optimal angepaßt werden muß, ergibt es sich, daß das Profil der die Ausspitzungsfläche einschleifenden Schleifscheibe der jeweiligen Bohrergeometrie entsprechend gewählt werden muß. Daraus folgt wiederum, daß beispielsweise für Bohrer unterschiedlicher Durchmesser unterschiedliche Profilschleifscheiben vorgesehen werden müssen, wodurch das bekannte Ausspitzverfahren durch relativ großen Werkzeugaufwand teuer wird. Darüberhinaus treten durch das notwendig werdende Auswechseln der Profilschleifscheiben Umrüstzeiten auf, die die Kosten des herkömmlichen Ausspitzverfahrens zusätzlich anheben. Durch die oben angesprochene notwendige höchste Qualität der Ausspitzungsfläche ist darüberhinaus ein wiederholtes Abrichten der Profilschleifscheiben nicht zu umgehen, wodurch der Arbeitsaufwand beim bekannten Ausspitzverfahren noch vergrößert wird und die Verfahrenskosten weiter angehoben werden. Der vorrichtungstechnische Aufwand beim herkömmlichen Ausspitzverfahren wird zusätzlich dadurch angehoben, daß die Abrichtvorrichtungen für die verschiedenen Profilschleifscheiben verhältnismäßig aufwendig konstruiert werden müssen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausspitzen eines Wendelbohrers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit der es gelingt, das Ausspitzverfahren wirtschaftlicher zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Erfindungsgemäß kann die herkömmliche Profilschleifscheibe, deren Profilkontur der Ausspitzungsfläche entspricht, durch eine Schleifscheibe ersetzt werden, die ein von der zu erzeugenden Ausspitzungsfläche unabhängiges Scheibenprofil besitzt, das forminvariabel ist. Um mit diesem forminvariablen Scheibenprofil dennoch verschiedene Ausspitzungsflächen erzeugen zu können, und dadurch mit einer einzigen Vorrichtung und einer einzigen Schleifscheibe verschieden dimensionierte Bohrer ausspitzen zu können, wird die bislang vorgesehene eindimensionale Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Bohrer um eine Dimension erweitert, so daß eine räumliche Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Bohrer bzw. Bohrerhalterung ermöglicht wird. Diese räumliche Relativbewegung ist erfindungsgemäß durch eine Bewegungssteuereinrichtung gesteuert, so daß sich mit einer einzigen Schleifscheibe eine Vielzahl von Ausspitzungsflächen erzeugen lassen. Weil die Ausspitzungsfläche in der Regel sehr klein ist, reicht es zur Erzeugung eines qualitativ hochwertigen Ausspitzungsanschliffs vollkommen aus, die Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Bohrerhalterung in zwei Koordinaten kurvenzusteuern, so daß die Schneidfläche der Schleifscheibe der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Durchführung der spanabhebenden Bewegung eine Fläche überstreicht, die der bislang erforderlichen Oberfläche der Profilschleifscheibe entspricht. Die sich durch das erfindungsgemäße Schleifverfahren ergebende leichte Krümmung der Ausspitzfläche auf der der Bohrerspitze abgewandten Seite hat keinerlei Einfluß auf die Schneidcharakteristik des Wendelbohrers, da diese gekrümmte Ausspitzungsfläche an keiner Stelle in die Haupt-oder Nebenschneide ausläuft. Durch Hinzunahme eines einzigen Bewegungsfreiheitsgrades zwischen Schleifscheibe und Bohrerhalterung wird somit erreicht, daß der bislang erforderliche Aufwand zum Abrichten der verschiedenen Profilschleifscheiben und des Auswechselns dieser Scheiben entfallen kann, so daß das Ausspitzen von Wendelbohrern wesentlich wirtschaftlicher als bislang durchgeführt werden kann. Die gegenüber einer abzurichtenden Profilschleifscheibe etwas höheren Anschaffungskosten einer Schleifscheibe mit forminvariablem Scheibenprofil werden durch die stark reduzierten Verfahrenskosten bei weitem kompensiert, so daß sich selbst bei Verwendung äußerst standfester und deshalb auch teuerer Schleifscheiben mit Diamant-oder Bornitrid(kubisch)-Beschichtung große wirtschaftliche Vorteile ergeben.
  • Zu einer besonders einfachen Realisierung der Kurvensteuerung gelangt man mit den Merkmalen des Unteranspruchs 2. Diese Weiterbildung hat den zusätzlichen Vorteil, daß die somit geschaffene Vorrichtung als Zusatzeinrichtung für eine bereits vorhandene Schleifmaschine Verwendung finden kann.
  • Die zur Erzeugung unterschiedlicher Ausspitzungsflächen notwendigen Bewegungsfreiheitsgrade zwischen Bohrerspitze und Schleifscheibe können durch lineare oder rotatorische Bewegungsmöglichkeiten sichergestellt werden. Es kann auch ein linearer Freiheitsgrad mit einem rotatorischen kombiniert werden. Zu einer besonders einfachen Konstruktionstechnischen Lösung gelangt man dann, wenn zwei rotatorische Freiheitsgrade vorgesehen werden, wobei allerdings zu beachten ist, daß die bei der Durchführung des Verfahrens von der Bohrerspitze bzw. der Schleifscheibe durchfahrene Bahn keine zu starke Krümmung aufweist.
  • Mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 5 wird erreicht, daß die Einleitung der Antriebskraft nur in einer Richtung erfolgen muß, um eine Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Bohrerhalterung bzw. Bohrerspitze in zwei Koordinaten zu induzieren. Mit dieser Weiterbildung wird in vorteilhafter Weise die potentielle Energie des Supports herangezogen, um diesen exakt entlang einer Bahn zu führen.
  • Mit den Merkmalen des Unteranspruchs 7 werden die notwendigen Bewegungsfreiheitsgrade auf kleinstem Raum und mit geringstmöglichem vorrichtungstechnischen Aufwand realisiert.
  • Die Weiterbildung gemäß Unteranspruch 8 hat den besonderen Vorteil, daß auf diese Weise eine sehr fein justierbare Zustellbewegung erzeugt werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
  • Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen :
    • Figuren 1 und 2 jeweils Darstellungen von verschiedenen Wendelbohrer-Spitzenanschliffen mit jeweils modifizierten Ausspitzungsflächen,
    • Figur 3 eine schematisierte perspektivische Ansicht einer Bohrerhalterung mit eingespanntem Wendelbohrer, in den mittels einer SchleifschIeibe mit forminvariablem Scheibenprofil eine Auspitzungsfläche geschliffen wird,
    • Figur 4 eine im vergrößerten Maßstab gezeigte Ansicht der Bohrerspitze mit Blickrichtung des Pfeils IV in Fig. 3, und
    • Figur 5 eine perspektivische Gesamtansicht der Ausspitzmaschine mit eingespanntem Wendelbohrer, wobei die Schleifscheibe nur angedeutet ist.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen in jeweils zwei Ansichten Spitzenanschliffe für Doppelwendelbohrer, die im Bereich ihres Kerns an der Spitze ausgeschliffen, d. h. ausgespitzt sind. Die beim Ausspitzvorgang entstehenden Ausspitzungsflächen sind in den Fig. 1 und 2 mit der Bezugsnummer 9 bezeichnet. Man erkennt aus den Darstellungen gemäß Fig. 1 und 2, daß die Ausspitzungsflächen je nach den Anforderungen, die man an den entsprechenden Bohrer stellt, unterschiedlich gestaltet sind. Beispielsweise kann im einen Fall die Ausspitzungsfläche 9 zur Korrektur der Hauptschneide herangezogen werden, wohingegen im anderen Fall lediglich die Querschneide verkürzt und die Schnittverhältnisse am Übergang zwischen Querschneide und Hauptschneide verbessert werden sollen. Damit beispielsweise bei einem Doppelwendelbohrer reproduzierbare Anschliffe im Bereich .beider Hauptschneiden erzielt werden können, sollte das Ausspitzen der Bohrerspitzenanschliffe maschinell durchgeführt werden. Dabei geht man bislang so vor, daß für jede Ausspitzungsfläche eine gesonderte Profilschleifscheibe verwendet wird, durch die eine der betreffenden Bohrergeometrie angepaßte Ausspitzungsfläche erzeugt werden kann. Aus den Fig. 1 und 2 ist ohne weiteres ersichtlich, daß beispielsweise bei Vergrößerung des Bohrerdurchmessers D auch das Profil der Profilschleifscheibe verändert werden muß, um vergleichbare Schnittwerte mit Bohrern verschiedener Durchmesser erzielen zu können. Es sind deshalb bislang für Bohrer unterschiedlicher Durchmesser jeweils unterschiedliche Profilschleifscheiben notwendig. Entsprechendes gilt auch für den Fall, daß der Spitzenanschliff in Anpassung an das zu bearbeitende Material unterschiedlich gewählt wird. Auch in diesem Fall muß die Ausspitzung eine andere Form bekommen, was bislang wiederum nur durch eine andere Profilschleifscheibe möglich ist.
  • Fig. 3 zeigt schematisch die kinematischen Voraussetzungen, die für das Verständnis der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Ausspitzvorrichtung notwendig sind. Man erkennt einen Bohrer 1, der in einer Bohrerhalterung 2 bzw. in einem Spannfutter 3 festgelegt ist. Um die Positionierung des Bohrers zu erleichtern, ist das Spannfutter 3 drehbar in der Bohrerhalterung 2 aufgenommen, wobei beispielsweise auf einem Anschlagring 4 des Spannfutters 3 eine nicht näher dargestellte Winkelmarkierung aufgebracht ist, um den Drehwinkel des Spannfutters 3 zur Bohrerhalterung 2 genau bestimmen zu können. Die Bohrerhalterung 2 ist auf einem Support 5 befestigt, wobei eine Schwenkeinstellung in der Ebene 51 des Supports 5 möglich ist. Zu diesem Zweck ist eine Kreissegment-Nutenführung 6 im Support 5 vorgesehen, in der beispielsweise der Schaft einer auf der Unterseite der Bohrerhalterung befestigten Klemmschraube gleitet, deren Gewindeabschnitt auf der Unterseite des Supports 5 mit einer Klemmutter in Eingriff steht. Die Bohrerspitze steht in der Darstellung gemäß Fig. 3 mit einer Schleifscheibe 7 in Berührungskontakt, die in der Darstellung gemäß Fig. 3 kegelstumpfförmig gestaltet ist. Zwischen der Schleifscheibe 7 und der Bohrerspitze tritt ein flächiger Berührungskontakt auf, der jedoch zur Vereinfachung der Darstellung in den Fig. 3 und 4 als Berührungspunkt B dargestellt ist. Die Schleifscheibe kann selbstverständlich ein von der gezeigten Kegelstumpfform abweichendes Profil besitzen, es ist jedoch wesentlich, daß dieses Scheibenprofil forminvariabel ist, d. h. für alle zu schleifenden Ausspitzungsflächen verschiedener Bohrergeometrien unverändert bleibt. Das Fehlen eines dem jeweiligen zu schleifenden Bohrer angepaßten Schleifscheibenprofils wird durch eine zwischen Bohrerhalterurig 2 und Schleifscheibe 7 vorgesehene Relativbewegung in zwei Koordinaten K1 und K2 kompensiert. Hierbei kann es sich sowohl um geradlinige als auch um krummlinige Koordinaten handeln. In Fig. 3 sind zur Vereinfachung der Darstellung geradlinige Koordinaten gewählt worden. Durch Steuerung der Relativbewegung zwischen Schleifscheibe 7 und Bohrerhalterung 2 bzw. Bohrer 1 wird geeigneterweise entweder der Support 5 oder die Schleifscheibe entlang der Koordinaten K1 und K2 gesteuert. Für den Fall, daß eine Steuerung der Schleifscheibe in einer der beiden Koordinatenrichtungen bereits vorgegeben ist, kann natürlich auch vorgesehen sein, daß die Schleifscheibe 7 und der Support 5 jeweils nur in einer Koordinatenrichtung bewegt werden.
  • Die Bewegungssteuerung des Supports 5 entlang der Koordinaten K1 und K2 hängt bei einer vorgegebenen Ausspitzungsfläche selbstverständlich von der Kontur des Schleifscheibenprofils ab. Zur einfachen Steuerung der erwünschten Bewegung des Supports kann beispielsweise eine Schablone dienen, die von einem mit dem Support 5 fest verbundenen Tastkopf abgefahren wird. Um die Form der Schablone auch bei wiederholtem Schleif-Verfahrensablauf nicht immer wieder korrigieren zu müssen, bzw. um das Abrichten der Schleifscheibe 7 auch nach mehrfachem Einsatz ausschalten zu können, wird bevorzugterweise eine Schleifscheibe 7 verwendet, die mit einer extrem harten Schleifmittelbeschichtung versehen ist. Diese Beschichtung kann beispielsweise aus Diamant, bevorzugerweise jedoch aus Bornitrid, insbesondere aus kubischem Bohrnitrid (BN) bestehen. Mit diesen Beschichtungen gelingt es, das Scheibenprofil absolut forminvariabel zu halten.
  • Der Schleifvorgang für die Ausspitzung läßt sich am besten darstellen, wenn man die Bohrerspitze und die damit in Kontakt stehende Kontur des Scheibenprofils in einer Ebene E betrachet, die von der Achse 71 der Schleifscheibe 7 und dem Punkt B aufgespannt wird, der den Zentralpunkt des momentan zu schleifenden Ausspitzungsflächenabschnitts darstellt. Man erhält diese Darstellung, die in Fig. 4 gewählt ist, bei Betrachtung der in Fig. 3 gezeigten Anordnung mit Blickrichtung des Pfeils IV, zu dem die Ebene E eine Normalebene darstellt.
  • Bei dieser Betrachtungsweise erscheint die Bewegungskoordinate K, unverkürzt, die Koordinate K2 jedoch zu der Koordinate K2, verkürzt. Man erkennt aus der Darstellung gemäß Fig. 4 sehr gut die Ausrichtung der Bohrerachse 8 zur Schleifscheibenachse 71, die notwendig ist, um die erwünschte Ausspitzungsfläche 9 erzeugen zu können. Die Schleifscheibe 7 bzw. die Schleifscheibenbeschichtung 72 der Schleifscheibe 7 hat bei der Darstellung gemäß Fig. 4 bereits einen ' gewissen Flächenabschnitt in die Bohrerspitze eingeschliffen. Um die Ausspitzungsfläche 9 mit der erwünschten Form herstellen zu können, muß der Punkt B und damit der in Schneideingriff stehende Punkt - der eigentlich eine Kreislinie darstellt, die jedoch relativ kurz ist - entlang der gestrichelten Linie 91 wandern. Man erkennt, daß die beiden Koordinaten K, und K2, geeignet sind, diese Kurve zu erzeugen, wodurch sich die gewünschte Ausspitzungsfläche 9 ergibt. Streng genommen ist die in Fig. 4 gezeigte Darstellung nur für einen unendlich großen Radius der Schleifscheibe 7 exakt. Dieser Schleifscheibenradius ist jedoch im Vergleich zu der zu schleifenden Ausspitzungsfläche so groß, daß diese Vereinfachung der Darstellung zulässig erscheint.
  • In Fig. 5 ist in perspektivischer Darstellung die gesamte Vorrichtung zum Ausspitzen von Wendelbohrern gezeigt. Für die Gestaltung der Bohrerhalterung und der für diese vorgesehenen Fixiereinrichtung gelten die Auführungen, die weiter oben unter Bezugnahme auf die Fig. 3 gemacht wurden. Auf die konstruktionstechnischen Einzelheiten dieses Bereichs der Vorrichtung soll deshalb hier nicht mehr näher eingegangen werden. Fig. 5 zeigt, daß bei dieser bevorzugten Ausführungsform krummlinige Wegkoordinaten gewählt wurden. Zu diesem Zweck ist der Support 5 bzw. die Supportplatte 51 verschwenkbar um eine Achse 52 auf einem Schwenkklotz 53 gelagert, der seinerseits drehbar um einen Schwenkzapfen 54 gelagert ist, dessen Achse 55 zur Schwenkachse 52 des Supports 5 senkrecht verläuft. Auf diese Weise erhält der Support 5 und damit auch der Bohrer 1 zwei rotatorische Freiheitsgrade, durch die die erforderlichen zwei Bewegungsrichtungen K1 und K2 festgelegt werden. Aufgrund des relativ großen Abstands der Drehachsen 52 und 55 zur Bohrerspitze können diese Bewegungsrichtungen allerdings in erster Näherung als geradlinig angesehen werden.
  • Der Schwenkzapfen 54 ist ebenso wie die stark schematisierte Schleifscheibe 7 ortsfest in einem Maschinengestell 11 gelagert, an dem unterhalb des vorderen Endes der Supportplatte 51 eine Trägerplatte 12 befestigt ist, die als Aufnahme für eine Steuerschablone 13 dient. Die Steuerschablone 13 besitzt eine Steueroberfläche 14, auf der ein Taststift 15 gleitet, der mit dem Support 5 in fester Verbindung steht. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist der Taststift 15 in einem auf der Unterseite des Supports 5 befestigten Führungszylinder 16 aufgenommen, wobei die Konstruktion derart gestaltet ist, daß durch Drehen eines Steilrings 17, der mit einer Skala versehen werden kann, das Maß sehr fein justierbar ist, um das der Taststift 15 vom Führungszylinder 16 vorsteht. Die Schablone 13 ist lösbar mit dem Träger 12 verbunden und somit auswechselbar, so daß durch Veränderung der Steuerfläche 14 der Schablone 13 verschiedene Ausspitzungsflächen erzeugt werden können, die der jeweiligen Bohrergeometrie optimal angepaßt sind.
  • Gemäß der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Zustellbewegung für den Schleifvorgang geeigneterweise durch Verdrehen des Einstellrings 17 für den Taststift 15. Generell sind jedoch all diejenigen Zustellbewedungen vorteilhaft, die in einer bereits in der Vorrichtung vorgesehenen Führungsflächenrichtung eifolgen. So kann die Zustellbewegung beispielsweise durch Verschieben der Schablone 13 erzeugt werden.
  • Der Antrieb für den Support 5 erfolgt beim beschriebenen Ausführungsbeispiel von Hand, wobei die notwendige Folgebewegung des Supports durch Ausnutzung der Schwerkraft sichergestellt wird. Auf diese Weise wird die Vorrichtung äußerst einfach. Es kann jedoch auch vorgesehen werden, daß der Support einen automatischen Antrieb erhält, wobei die Zwangskopplung zwischen den vorgesehenen Bewegungsrichtungen nicht unbedingt erforderlich ist. So können beispielsweise auch zwei Antriebseinrichtungen vorgesehen werden, die den Support in jeweils einer Koordinate steuern. Durch geeignete Synchronisation der Relativbewegung des Supports zur Schleificheibe mit einer Vorschubbewegung des Bohrers können besondere Ausspitzungsanschliffe hergestellt werden. Mögliche Vorschubbewegungen sind beispielsweise im einzelnen eine Drehbewegung des Bohrers um die Bohrerachse, eine Schwenkbewegung der Bohrerhalterung oder eine lineare Verschiebebewegung des Bohrers in Bohrerachse.
  • Vor Beginn des Ausspitzvorgangs wird der Bohrer geeigneterweise mittels einer optischen Einstellvorrichtung in gewünschter Weise ausgerichtet.
  • Vorstehend wurde eine Ausführungsform beschrieben, bei der allein der Support die für den Schleifvorgang notwendigen kurvengesteuerten Bewegungen ausführt. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, daß der Support ortsfest im Maschinengestell festgelegt und dafür die Schleifscheibe auf einem Support gelagert wird, der dann auf die oben beschriebene Art und Weise kurvengesteuert wird. Darüberhinaus kann sowohl die Schleifscheibe als auch der Support bewegt werden, wobei sowohl lineare als auch rotatorische Freiheitsgrade, die auch miteinander kombiniert werden können, Anwendung finden können. So ist beispielsweise eine Vorrichtung anwendbar, bei der die Schleifscheibe auf einem verschieb- bzw. verschwenkbaren Support befestigt ist, dessen Bewegung direkt auf die im vorangehenden beschriebene auswechselbare Schablone übertragen wird, von der dann die Bewegungskoordinate senkrecht zur Bewegung der Schleifscheibe vom Support der Bohrerhalterung abgegriffen wird.
  • Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zum Anschleifen, insbesondere zum Ausspitzen eines Wendelbohrers. Die Vorrichtung besitzt eine Schleifscheibe und eine relativ zu dieser bewegbaren Bohrerhalterung, die auf einem Support befestigt ist, dessen Relativbewegung zur Schleifscheibe zur Erzeugung verschiedener Ausspitzungsflächen mit einem forminvariablen Scheibenprofil in zwei Koordinaten kurvengesteuert ist. Die Kurvensteuerung erfolgt bevorzugterweise über eine auswechselbare Kurvenschablone, so daß es gelingt, mit einer einzigen Schleifscheibe, die nicht mehr abgerichtet werden muß, eine Vielzahl von Ausspitzungsflächen zu erzeugen, die der jeweiligen Bohrergeometrie optimal angepaßt sind.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Ausspitzen eines Wendelbohrers (1), bei der eine Schleifscheibe (7) und eine Bohrerhalterung (2) relativ zueinander in zwei Koordinatenrichtungen bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Schleifabtrag wirksame Schleifscheiben-Außenkontur in einer durch die Drehachse (71) der Schleifscheibe (7) gehenden Eingriffsebene (E) betrachtet, die Kontur der herzustellenden Ausspitzungsfläche (9) nur teilweise ausfüllt, und daß eine Bewegungsteuereinrichtung (13 bis 15) zur Kurvengesteuerten Führung der Schnitteingriffsfläche der Schleifscheibe (7) entlang der jeweils gewünschten herzustellenden Ausspitzungskontur (9) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (7) ortsfest in einem Maschinengestellt (11) gelagert und der Support (5) mittels einer auswechselbaren Schablone (13) zwangsweise kurvengesteuert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (5) zwei lineare Freiheitsgrade besitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (5) zwei rotatorische Freiheitsgrade um zwei Achsen (52, 55) besitzt, die unterschiedliche Normalebenen bestimmen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (5) unter Schwerkrafteinwirkung mit der Schablone (13) in Berührungskontakt steht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrerhalterung (2) ein Spannfutter (3) aufweist, das in einer Spannfutteraufnahme (2) verdrehbar aufgenommen ist, die auf einer Supportplatte (51) in verschiedenen Winkelausrichtungen zur Schleifscheibenebene festlegbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch einen ersten Lagerungszapfen (55) und einem darauf festgelegten und dazu senkrechten zweiten Lagerungszapfen (52), der eine Supportplatte (51) verschwenkbar haltert, die sich zur Schleifscheibe (7) hin erstreckt und an ihrem der Schleifscheibe (7) zugewandten Endabschnitt auf der Oberseite die Bohrerhalterung (2) und auf der Unterseite eine Abtasteinrichtung (15 bis 17) trägt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrich- : tung (15 bis 17) einen Taststift (15) besitzt, der in einem Führungszylinder (16) aufgenommen und dort verstellbar festgelegt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe eine Diamantbeschichtung (72) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (7) eine Beschichtung (72) aus kubischem Bornitrid (BN) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (7) zumindest einen Freiheitsgrad des Supports (5) der Bohrerhalterung (2) erhält.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (7) auf einem Schlitten montiert ist, der einen Bewegungs-Freiheitsgrad besitzt und in Richtung dieses Freiheitsgrades mit der auswechselbaren Schablone (13) gekoppelt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (5) der Bohrerhalterung (2) ortsfest im Maschinengestell (11) festgelegt und die Schleifscheibe (7) mittels der auswechselbaren Schablone (13) kurvengesteuert ist.
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