NL1004625C2

NL1004625C2 - Drill for drilling by hand and method of its manufacture

Info

Publication number: NL1004625C2
Application number: NL1004625A
Authority: NL
Inventors: Jan Snijder
Original assignee: Univ Delft Tech
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-05-28

Abstract

The drill head consists of a pointed end with cutting edges (5) on the ends of the flutes (3). The endface of the drill head, opposite the pointed end, incorporates a central blind hole (6). A separate drill shaft (2) has a cylindrical protrusion at its end which fits into the hole in the drill head to which it is attached by hard soldering. The drill head is made from a hard metal and is cut-of from a standard drill e.g by spark erosive machining which can also be used for making the hole in the endface of the head. The drill shank is made from a hardened steel.

Description

Boor, en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke boorDrill, and method of manufacturing such a drill

De uitvinding heeft betrekking op een boor voor het handboren van vezelhoudende materialen omvattende een boor-schacht en een op een uiteinde van de boorschacht aangebrachte boorkop met een boorpunt en in de boorpunt uitmondende 5 snijvlakken.The invention relates to a drill for hand drilling of fibrous materials, comprising a drill shank and a drill head with a drill point arranged on one end of the drill shank and cutting surfaces opening into the drill point.

Een dergelijke boor is bekend uit de praktijk en vindt vooral toepassing bij het vervaardigen van vliegtuigen en het onderhoud daarvan. Indien een reparatie aan een deel van het vliegtuig dient te worden verricht, worden (klinkna-10 gel)gaten ten behoeve van de reparatie met een boor en door middel van handboren gemaakt. Aan de daarbij gebruikte boren worden hoge eisen gesteld. Dit hangt samen met de omstandigheid dat de te boren vezelhoudende materialen, veelal zijn dit vezelversterkte kunststoffen of laminaten van vezels en 15 metaal, tot hoge slijtage leiden ten gevolge van de abrasieve eigenschappen van de vezels. Dit brengt met zich mee dat de standtijd van de boor beperkt is indien het materiaal van de boor niet voldoende slijtvast is. De bekende boren die zijn vervaardigd uit een harde staalsoort kennen een korte stand-20 tijd wegens een te geringe slijtvastheid. Ook zijn bekend boren die uit hardmetaal, zoals carbiden, zijn vervaardigd. Deze hebben weliswaar een hoge slijtvastheid en in beginsel een verlengde standtijd, echter blijken dergelijke boren zeer gevoelig voor zijwaartse krachten op de boor of trillingen, 25 waardoor de boor voortijdig breekt, zodat de in beginsel lange standtijd niet wordt gehaald.Such a drill is known from practice and is mainly used in the manufacture of aircraft and the maintenance thereof. If a repair is to be carried out on a part of the aircraft, (rivet-10 gel) holes are made for the repair with a drill and by means of hand drills. High demands are made on the drills used therein. This is related to the fact that the fibrous materials to be drilled, usually these fiber-reinforced plastics or laminates of fibers and metal, lead to high wear due to the abrasive properties of the fibers. This means that the tool life of the drill is limited if the material of the drill is not sufficiently wear resistant. The known drills which are made of a hard steel type have a short standing time because of too little wear resistance. Also known are carbide drills, such as carbides. Although they have a high wear resistance and in principle an extended service life, such drills prove to be very sensitive to lateral forces on the drill or vibrations, as a result of which the drill breaks prematurely, so that the in principle long service life is not achieved.

Met de uitvinding wordt nu beoogd een boor voor het boren van vezelhoudende materialen te verschaffen, welke een zeer lange standtijd heeft, en welke relatief ongevoelig is 30 voor verstoringen tijdens het boren gevormd door zijwaartse krachten of trillingen, en welke boor niet leidt aan het euvel van voortijdige breuk vanwege dergelijke verstoringen of trillingen.The object of the invention is now to provide a drill bit for drilling fibrous materials, which has a very long service life, and which is relatively insensitive to disturbances during drilling formed by lateral forces or vibrations, and which drill bit does not lead to the problem of premature breakage due to such disturbances or vibrations.

De boor volgens de uitvinding is er daartoe door 35 gekenmerkt, dat de boorkop in hoofdzaak uit hardmetaal be- 1004625 2 staat, en dat de boorschacht in hoofdzaak uit een geharde staalsoort bestaat.To this end, the drill according to the invention is characterized in that the drill bit consists mainly of hard metal 1004625 2, and that the drill shank consists mainly of a hardened steel type.

Bij voorkeur is de boorkop aan de van de boorpunt afgerichte zijde voorzien van een uitsparing waarin nauw pas-5 send een uitsteeksel is opgenomen dat is voorzien aan de kopse zijde van de boorschacht. Hiermee is een stabiele bevestiging van de boorkop op de boorschacht mogelijk.Preferably, on the side facing away from the drill tip, the drill bit is provided with a recess in which a projection is provided which fits closely on the end side of the drill shank. This allows stable mounting of the drill bit on the drill shank.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een boor voor het handboren 10 van vezelhoudende materialen. Deze werkwijze is gekenmerkt door het aanbrengen van een centraal ten opzichte van de lengteas van een boorschacht te positioneren uitsteeksel, en het aan een van de boorpunt van een boorkop afgerichte zijde centraal ten opzichte van de lengteas van de boorkop daarin 15 aanbrengen van een uitsparing, waarna het uitsteeksel in de uitsparing wordt geplaatst en de boorkop en de boorschacht door hardsoldering of lijmen met elkaar worden verbonden.The invention also relates to a method for manufacturing a drill for hand drilling of fiber-containing materials. This method is characterized by arranging a projection to be positioned centrally relative to the longitudinal axis of a drill shank, and arranging a recess therein centrally relative to the longitudinal axis of the drill bit on a side facing the drilling point of a drill bit, whereupon the protrusion is placed in the recess and the drill bit and drill shank are joined together by brazing or gluing.

De volgens deze werkwijze te verschaffen boor is bijzonder betrouwbaar, kent een lange standtijd, en is vrij 20 van trillingen.The drill to be provided by this method is particularly reliable, has a long service life, and is free from vibrations.

Een voordelige en nauwkeurige wijze van plaatsen van de uitsparing in de boorkop is erdoor gekenmerkt, dat deze wordt verschaft door vonkverspanen.An advantageous and accurate manner of placing the recess in the drill bit is characterized in that it is provided by spark machining.

Voordelig is dat de boorkop wordt verkregen door af-25 scheiding van de boorkop van een ongedeelde hardmetalen boor. Deze werkwijze leent zich voor het tegen lage kosten verschaffen van de gewenste hardmetalen boorkop.It is advantageous that the drill bit is obtained by separating the drill bit from an undivided carbide drill. This method lends itself to providing the desired carbide drill bit at a low cost.

De kosten kunnen nog verder worden verlaagd doordat een boorkop wordt verkregen door na afscheiding van de boor-30 kop het overblijvende deel van de ongedeelde hardmetalen boor tot een nieuwe boorkop te slijpen en opnieuw af te scheiden.The costs can be further reduced by obtaining a drill bit by grinding the remaining part of the undivided carbide drill bit into a new drill bit after separation of the drill bit and separating it again.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening van een deels in doorsnede en in zijaanzicht weergegeven boor volgens de uitvinding.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing of a drill according to the invention, shown partly in cross-section and in side view.

35 In de tekening is een enkele figuur weergegeven van een boor 1 omvattende een boorschacht 2, en een op de boorschacht 2 aangebrachte boorkop. De boorkop 3 heeft een boorpunt 4 en in de boorpunt 4 uitmondende snijvlakken 5. Volgens de uitvinding bestaat de boorkop 3 in hoofdzaak uit hardme- - ---:-25 ' 3 taal en de boorschacht 2 in hoofdzaak uit een geharde staalsoort. De boorkop 3 is op de boorschacht 2 bevestigd doordat de boorkop 3 aan de van de boorpunt 4 afgerichte zijde is voorzien van een uitsparing 6 waarin nauw passend een uit-5 steeksel is opgenomen dat is voorzien op de boorschacht 2.The drawing shows a single figure of a drill 1 comprising a drill shank 2 and a drill head mounted on the drill shank 2. The drill head 3 has a drilling point 4 and cutting surfaces 5 opening into the drilling point 4. According to the invention, the drill head 3 consists mainly of hard metal and the drill shank 2 mainly of a hardened steel type. The drill head 3 is fixed to the drill shank 2 in that the drill head 3 is provided on the side facing away from the drill tip 4 with a recess 6 in which a projection is provided which fits snugly on the drill shank 2.

Aan de hand van het hierna volgende voorbeeld zal de boor volgens de uitvinding worden vergeleken met enkele boren beschikbaar volgens de stand van de techniek. In de tabel zijn de diverse boortypen en de daarmee bereikte resultaten 10 weergegeven.By means of the following example, the drill according to the invention will be compared with some of the drills available in the prior art. The table shows the various drill types and the results achieved with them.

Nr fabrikaat materiaal aantal opmerking gaten 15----- 1 Cleveland staal 25 na 14 gaten verslechterd boorvermogen 2 Cleveland staal 25 na 14 gaten verslechterd 20 boorvermogen 3 - hardmetaal 5 vibreren boor + slechte insert boorgatafwerking 25 4 uitvinding hardmetaal 95 goede boorgatafwerking boorkop 5 Guhring hardmetaal 5 moeilijk centreerbaar 30 6 Guhring hardmetaal 25 goede boorgatkwaliteitNo. make material number of remark holes 15 ----- 1 Cleveland steel 25 after 14 holes deteriorated drilling power 2 Cleveland steel 25 after 14 holes deteriorated 20 drilling power 3 - carbide 5 vibrating drill + poor insert bore finish 25 4 invention carbide 95 good bore finish drill head 5 Guhring carbide 5 hard to center 30 6 Guhring carbide 25 good bore hole quality

De boren nr. 1 en 2 zijn hardstalen boren van het fabrikaat "Cleveland". Van beide boren kan gezegd worden dat 35 deze een aantal van 14 gaten met goede boorgatkwaliteit en met goed boorvermogen kunnen realiseren. Indien het aantal gaten dat getracht wordt met deze boren te vervaardigen toeneemt, loopt het boorvermogen terug alsmede de kwaliteit van de boorgatafwerking. Dit wordt veroorzaakt door slijtage van 40 de boor tengevolge van het sterk abrasieve vezelhoudende materiaal waarin de gaten worden aangebracht.Drills No. 1 and 2 are hard steel drills made by "Cleveland". Both drills can be said to realize a number of 14 holes with good borehole quality and with good drilling power. As the number of holes attempted to make with these drills increases, the drilling power and quality of the borehole finish decrease. This is caused by wear of the drill due to the highly abrasive fibrous material in which the holes are made.

Boor nr. 3 betrof een boor van onbekend fabrikaat die in hoofdzaak uit staal bestaat, maar waarbij in de boorkop een hardmetalen insert is ingebracht. Met deze boor ble-45 ken slechts vijf gaten te vervaardigen met een slechte boorgatafwerking. De boor bleek bovendien vibratiegevoelig.Drill No. 3 was a drill of unknown manufacture consisting mainly of steel, but with a carbide insert inserted into the drill bit. With this drill, only 45 holes can be made with a poor borehole finish. The drill was also found to be vibration sensitive.

1004625 41004625 4

Boren nr. 5 en 6 betroffen geheel hardmetalen boren van het merk "Guhring", waarbij het mogelijk bleek om respectievelijk vijf en 25 gaten te boren. Boor nr. 5 bleek moeilijk centreerbaar en onderhevig aan sterke trillingen; voorts 5 bleek deze boor breukgevoelig. Boor nr. 6 gaf uitstekende boorresultaten tot een aantal van 25 gaten. De boor behoefde wel veel zorg voor wat betreft uitlijning teneinde deze goede boorgatkwaliteit te realiseren.Drills No. 5 and 6 were all carbide drills of the "Guhring" brand, where it was possible to drill five and 25 holes, respectively. Drill No. 5 proved difficult to center and subject to strong vibrations; furthermore, this drill proved to be fracture sensitive. Drill No. 6 gave excellent drilling results up to a number of 25 holes. The drill did require a great deal of alignment care to achieve this good borehole quality.

De boor volgens de uitvinding, boor nr. 4, bleek 10 uitstekend te functioneren; met deze boor bleek het mogelijk 95 gaten van goede kwaliteit te realiseren onder handhaving van een uitstekend boorvermogen door een optimale weerstand tegen de abrasieve werking van het vezelhoudende materiaal waarin geboord werd.The drill according to the invention, drill no. 4, has been found to function excellently; with this drill it has been found possible to realize 95 holes of good quality while maintaining an excellent drilling power due to an optimal resistance to the abrasive action of the fibrous material in which drilling was performed.

Ί 00 46 2 546 00 46 2 5

Claims

1. Drill for hand drilling of fibrous materials comprising a drill shank and a drill bit mounted on one end of the drill shank with a drill point and cutting surfaces opening into the drill point, characterized in that the drill bit consists mainly of carbide, and that the drill shank consists mainly of a hardened steel grade.

2. Drill as claimed in claim 1, characterized in that the drill bit on the side facing away from the drill tip is provided with a recess in which a projection is provided which fits closely on the end side of the drill shank.

Method for manufacturing a drill for hand drilling of fibrous materials, characterized by providing a projection to be positioned centrally relative to the longitudinal axis of a drill shaft, and the side facing centrally at a drill point of a drill bit make a recess therein relative to the longitudinal axis of the drill bit, after which the protrusion is placed in the recess and the drill bit and the drill shank are joined together by brazing or gluing.

Method according to claim 3, characterized in that the recess in the drill bit is provided by spark machining.

5. A method according to claim 3 or 4, characterized in that the drill bit is obtained by separating the drill bit from an undivided carbide drill bit.

6. A method according to claim 5, characterized in that a further drill bit is obtained by grinding the remaining part of the undivided hard metal drill into a new drill bit after separation of the drill bit and separating it again. 5