WO2020115301A1 - Step drill - Google Patents

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WO2020115301A1
WO2020115301A1 PCT/EP2019/084034 EP2019084034W WO2020115301A1 WO 2020115301 A1 WO2020115301 A1 WO 2020115301A1 EP 2019084034 W EP2019084034 W EP 2019084034W WO 2020115301 A1 WO2020115301 A1 WO 2020115301A1
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WO
WIPO (PCT)
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boring
cutting edge
step drill
drill
tip
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/084034
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dennis MAI
Oezkan YILDIRIM
Daniel HOECK
David ONDRA
Original Assignee
Ruko Gmbh Praezisionswerkzeuge
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/009—Stepped drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2220/00—Details of turning, boring or drilling processes
    • B23B2220/44—Roughing
    • B23B2220/445—Roughing and finishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/04—Angles, e.g. cutting angles

Definitions

  • the invention relates to a step drill according to the kind specified in the preamble of claim 1.
  • Step drills of the type mentioned here are known and are used, for example, for drilling holes in thin sheet materials up to approximately 4 mm thick.
  • the stepped design of the drill allows holes of different diameters to be drilled into a workpiece with a single tool, without the need for unnecessary time being spent on clamping and clamping a new tool.
  • the known step drills have, inter alia, a drill bit with at least one geometrically defined cutting edge and at least one boring step which has a larger outer diameter than the drill bit and which likewise comprises a number of cutting edges.
  • the cutting edges of both the drilling tip and the at least one boring step are assigned flutes which serve to remove the chips removed from the cutting bits of the drilling tip or the cutting edges of the boring step, which occur when using the step drill, i.e. when machining a workpiece.
  • a safe and low-friction removal of the chips is a prerequisite for the safe function of the step drill.
  • the cutting speeds of the cutting edges of the drill tip and the at least one boring stage differ greatly from one another due to the different radii. It is therefore often very difficult to determine the cutting conditions
  • Step drills are realized in different embodiments, namely as so-called
  • Multi-phase step drill i.e. as a step drill, in which both the cutting edges of the drill bit and the cutting edges of the boring step have their own flutes, and as a simple step drill.
  • the flutes of the drill tip continuously merge into the drilling step or the drilling steps.
  • the simple step drill has as many flutes as there are cutting edges at the tip of the drill, usually two. This version is relatively inexpensive to manufacture and offers good tool stability.
  • both the chips removed from the drill tip and the chips removed from the boring stage or the boring stages are removed in the same flutes.
  • the flutes are evenly spaced around the circumference of the step drill.
  • the invention relates primarily to a simple step drill.
  • the known step drills have a distal end and a proximal end located away therefrom.
  • a drill tip is provided at the distal end.
  • the drill tip is provided with a tip at the distal end of the step drill and has a number of geometrically defined cutting edges, each of which is assigned a flute.
  • the radial distance from the longitudinal axis of the step drill to the cutting edge increases linearly in a first radial distance range in the direction of the proximal end.
  • the drilling tip is followed by at least one first boring step, which is arranged at a distance from the distal end and also has a number of geometrically defined cutting edges, each of which is assigned one of the flutes.
  • the radial distance from the longitudinal axis to the cutting edge increases linearly in a second radial distance range in the direction of the proximal end.
  • a clamping area with which the step drill can be clamped in a drill chuck of a drilling machine or a CNC machine.
  • a disadvantage of the known step drills is the relatively short service life of the step drills, but also the uneven drilling behavior during drilling into the workpiece to be machined.
  • the service life is negatively influenced by poor chip evacuation and therefore greater heat development.
  • the common cutting edge geometry leads to a jamming of the stepped drill in the workpiece to be machined and thus to a failure of the stepped drill due to the resulting excessive torques.
  • hooking can lead to personal injury, For example, damage to arm, hand, shoulder, etc. Due to the high forces and torques that occur, the bore quality suffers in terms of shape, namely roundness, burr formation and can lead to deformation of the workpiece.
  • step drills can only be used in a range of materials up to approx. 4 mm thick.
  • step drills which can process larger material thicknesses.
  • the invention has for its object a step drill according to the in the preamble of
  • Claim 1 specified type in such a way that, while avoiding the disadvantages mentioned, the possibility is created to process larger material thicknesses (ie greater than 4 mm material thickness), with a long service life and good drilling quality. In addition, a quiet drilling behavior should be guaranteed.
  • the invention is based on the knowledge that the provision of a pre-cutting edge and a subsequent post-cutting edge can reduce the cutting forces that arise per cutting edge, which is a prerequisite for processing larger material thicknesses.
  • Pre-cutting and post-cutting have different, but coordinated cutting profiles.
  • the drilling behavior also improves during drilling.
  • the optimization is achieved by designing the cutting edges accordingly.
  • the step drill is provided with a distal end and an opposite proximal end.
  • a drill tip At the distal end of the step drill, a drill tip has a tip with a geometrically defined cross cutting edge and two main cutting edges, each of which is assigned to a flute.
  • the cutting edges arranged adjacent in the circumferential direction are one
  • Cutting is different, with one of the adjacent cutting edges forming a preliminary cutting edge and the other cutting edge forming a secondary cutting edge.
  • the different cutting edges are present in at least some of the several boring stages, preferably after the third and immediately following
  • the step drill becomes a multi-phase step drill.
  • the pre-cutting edge is uniformly curved over a predetermined first area from a distal end of the pre-cutting edge in the direction of a proximal end of the pre-cutting edge and is assigned a radius (R).
  • R radius
  • the pre-cutting edge extends tangentially from the first area with a constant slope starting from its proximal end of the first area in the direction of a proximal end of the second area. This makes it easy to determine which of the cutting edges is more or less active when drilling.
  • essentially the curved area of the pre-cutting edge forms the area in which the pre-cutting edge is effective.
  • the radius with increasing boring steps up to and including 1.5 mm is in a range from 0.5 mm up to and including 1.5 mm, preferably at 1.0 mm, with increasing boring steps greater than 1.5 mm, e.g. Diameter steps with 6, 8, 10, 12, etc in a range from 2.4 mm up to and including 3.4 mm, preferably at 2.9 mm. This enables quiet drilling behavior to be achieved in particular.
  • the second area in the preliminary cutting, forms an angle to the longitudinal central axis of the stepped drill or a parallel thereto, which is in a range of including 31 ° to 39 ° inclusive, preferably including 34 ° to 36 ° inclusive, preferably 35 °.
  • the regrooving has a constant slope over its effective area.
  • the regrooving can form an angle with the longitudinal axis of the step drill or a parallel thereto, which is in a range from 41 ° to 49 ° inclusive, preferably from 44 ° to 46 ° inclusive. In particular, the angle is 45 °.
  • only a part of the plurality of boring stages has four flutes, in particular the second boring stage and subsequent boring stages.
  • the drill tip is designed in particular as follows:
  • the cutting edges of the drill tip can have an angle to one another which is in a range from 121 ° to 127 ° inclusive, in particular 124 °.
  • the diameter of the drill tip can be 30% smaller, preferably 35% smaller, in particular 40% smaller than the diameter of the subsequent drilling tip.
  • the maximum distance of the drill tip from the first boring stage is preferably in a range of 1.6 mm to 2.2 mm, in particular 1.9 mm.
  • the distance measurement takes place parallel to the longitudinal axis.
  • the flutes have one to the cutting edge
  • Rake angle in a range from 0 ° to 3 °, in particular 1 °, at the tip and constantly increasing up to a range from 9 ° to 15 °, in particular 12 °, at the flute end.
  • the flutes preferably have a rake angle to the recutting edge in a range from 24 ° to 30 °, in particular 27 °.
  • the flutes of the re-cutting start from the second drilling stage, but are only used between the third and fourth drilling stages.
  • the number of flutes of the drill tip and the subsequent boring stage or the subsequent boring stages is different.
  • two flutes can be provided in the drill tip and four flutes in the subsequent boring stage or the subsequent boring stages.
  • the flute of the drill tip can pass into the flute of the subsequent boring step or bores.
  • the length of a boring step can therefore be between 4 mm and 16 mm inclusive, preferably between 8 mm and 12 mm inclusive, in particular 10 mm.
  • the small step drill preferably has a diameter from the first to the last drilling step of 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, the middle step drill has a diameter from the first to the last drilling step from 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm,
  • step drills according to the invention show the best performance in structural steel, stainless steel, non-ferrous metals,
  • Wood, plastics and plexiglass When drilling larger diameters, there is no need to pre-drill with a smaller twist drill and thus also to change tools. If multiple holes in different diameters have to be drilled, the tool change is also omitted. With the step drill according to the invention can be deburred at the same time.
  • the step drill described is used in all sheet thicknesses up to and including 10mm.
  • the optimal use is between 2mm and 10mm.
  • Figure 1 is a perspective view of a step drill according to the invention obliquely from above.
  • Fig. 2 is a side view of the step drill of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a bottom view of the step drill of Fig. 2;
  • FIG. 4a shows an enlarged detailed view of the drill tip according to the circle A in FIG. 2;
  • FIG. 4b shows the enlarged detailed illustration of the drill tip from FIG. 4a with dimensions
  • Fig. 5 is a schematic view of a detail B of Figure 2, in which the 90 ° offset course of the pre-cutting and post-cutting are superimposed.
  • 6a is a schematic view of the course of the pre-cutting edge
  • Fig. 6b is a schematic view of the course of the regrooving
  • Fig. 7 is a sectional view taken along section line C-C of Fig. 2 to the rake angle of
  • FIGS. 1 to 7 show an example of a step drill 10 with a distal end 12 and a proximal end 14 located distant from it.
  • the step drill 10 is provided with a drill tip 16 and with seven boring steps 18 to 30 adjoining it in the direction of the proximal end 14.
  • the drill tip 16 has a tip 32 formed by cutting 16a and 16b at the distal end.
  • the two geometrically defined cutting edges 16a and 16b are provided, which are in relation to each other with respect to the longitudinal axis 44 of the step drill 10
  • a flute 36 or 38 is assigned to each cutting edge 16a, 16b. Two mutually corresponding flutes 36, 38 are thus provided in the drill tip 16.
  • the flute 36, 38 mainly serves to remove the chips removed by the cutting edge 16a, 16b.
  • the flutes 36, 38 each extend continuously from the distal end 12 of the drill tip 16 in a spiral shape with a gradient decreasing from the tip 32 in the direction of the proximal end 14 and thus an increasing helix angle beyond the last boring step 30 into an end piece 40 the end piece 40 is followed by a cylindrically shaped shaft 42, in which three flat clamping surfaces 42a are introduced in the shaft 42, each running at 120 ° to one another, in the longitudinal direction.
  • the configuration of the shank 42 of drills, including stepped drills, with such a shank 42 is known, so that it will not be discussed further here.
  • Each boring stage 18 to 30 each has two cutting edges 18a to 22a and pre-cutting edges 24a to 30a formed by the flutes 36 and 38 and two further re-cutting edges 24b to 30b formed only by the boring stages 20 to 30.
  • the flute 46, 48 starts from the second boring step, runs continuously in the direction of the proximal end 14 with a constant spiral angle of 12 ° and beyond the last boring step 30 into the end piece 40. At a distance of 90 °, the flute 36 with a cutting edge 24a to 30a, then the flute 46 with a flute 24b to 30b, then the flute 38 with a flute 24a to 30a and then the flute 48 with a flute 24b to 30b.
  • the first three drilling stages 18 to 22 are pro
  • this area is not referred to as pre- and post-cutting or a pre-cutter and a nibbler. Rather, drilling takes place here as in a standard step drill with two flutes 36, 38 and thus two cutting edges 18a to 22a.
  • drilling takes place here as in a standard step drill with two flutes 36, 38 and thus two cutting edges 18a to 22a.
  • Material fraction of the step drill 10 with four cutting edges and thus four flutes 36, 38, 46, 48 starting from the tip 32 in this area is too small. The step drill 10 would break too quickly in this area.
  • the boring stage 18 thus has two cutting edges 18a, the boring stage 20 has two cutting edges 20a, the boring stage 22 has two cutting edges 22a, the boring stage 24 has two pre-cutting edges 24a and two re-cutting edges 24b, the boring stage 26 has two pre-cutting edges 26a and two Post-cutting 26b, the boring stage 28 has two pre-cutting 28a and two re-cutting 28b, the boring stage 30 has two pre-cutting 30a and two re-cutting 30b.
  • the preliminary cuts 24a to 30a and the secondary cuts 24b to 30b each have one
  • the pre-cutting edge 24a to 30a is uniformly curved over a first area and assigned to a radius R, see FIG. 6a.
  • the radius R is 1 mm in the present case.
  • the first area of the pre-cutting edge 24a to 30a is followed by a second area, that is to say starting from the proximal end of the first area in the direction of a proximal end of the second area.
  • the pre-cutting edge runs tangentially from the first area with a constant slope and in this case encloses an angle of 35 ° to a line parallel to the longitudinal axis 44.
  • the first area of the pre-cutting edge 24a to 30a is effective, as can be seen from the course of the re-cutting edges 24b to 30b, which are described below.
  • the re-cutting edges 24b to 30b have a constant slope over their entire course, see FIG. 6b.
  • the regrooving enclose an angle of 45 ° to a line parallel to the longitudinal axis 44.
  • FIG. 5 shows the two courses of a preliminary cutting edge 24a to 30a and a secondary cutting edge 24b to 30b superimposed, that is to say the secondary cutting edge 24b to 30b is at 90 ° in the direction of Pre-cutting edge 24a to 30a shown rotated together with the pre-cutting edge 24a to 30a. It is clear from this that the curves are designed differently and intersect at an intersection point S.
  • the pre-cutting edge 24a to 30a is positioned upstream with respect to the direction of rotation of the secondary cutting edge 24b to 30b. In this respect, the pre-cutting edge 24a to 30a acts essentially in its curved area and then the secondary cutting edge 24b to 30b.
  • four flutes 36, 38, 46, 48 are provided per boring step 24 to 30, two flutes 36, 38 forming two pre-cuts 24a to 30a and two flutes 46, 48 forming two re-cuts 24b to 30b of a boring step 24 to 30 .
  • the drill tip 16 is shown in detail in FIGS. 4a and 4b, in this case the drill tip 16 has a diameter of 3.2 mm and the first boring stage 18 has a diameter of 6 mm.
  • This diameter is therefore more than 40% smaller than the diameter of the subsequent one
  • Boring step 18 The cutting edges of the drill bit 16 have an angle of 124 ° to one another.
  • the maximum distance of the drill tip 16 from the first construction stage is 1.9 mm based on a parallel to the longitudinal axis 44.
  • the rake angle a which the flutes 36, 38 take up to the pre-cutting edges 24a to 30a, is different from the rake angle b, which the flutes 46, 48 take up to the re-cutting edges 24b to 30b, see FIG. 7.
  • the flutes 36, 38 close the pre-cutting edges 24a to 30a each have a rake angle a of 1 ° at the tip 32, which rises constantly up to a rake angle of 12 ° at the end of the flutes 36, 38.
  • the flutes 46, 48 face the re-edge 24b up to 30b a rake angle b of constant 27 °.
  • the direction of rotation is indicated by D.
  • each boring stage 18 to 30 is 10 mm.
  • the diameter of the first boring stage 18 is 6 mm
  • the second boring stage 20 is 7 mm
  • the third boring stage 22 is 8 mm
  • the fourth boring stage 24 is 9 mm
  • the fifth boring stage 26 is 10 mm
  • the sixth boring stage 28 is 11 mm
  • the seventh boring stage 30 is 12 mm.
  • the cutting edge geometry ensures very quiet drilling behavior.
  • the design of the step drill according to the invention improves the surface quality and the roundness of the hole and reduces the formation of burrs on the edges. Due to the extremely reduced heat development, the service life of the step drill 10 is decisively improved.
  • the chip removal volume of the preliminary cutting edge 24a to 30a and the secondary cutting edge 24b to 30b is balanced.
  • the pre-cutting edge 24a to 30a and the secondary cutting edge 24b to 30b each produce a narrower chip, which can be more easily removed to the rear by the spiral flutes 36, 38, 46, 48.
  • the forces are reduced by the four flutes 36, 38, 46, 48 with the respective pre-cutting 24a to 30a and re-cutting 24b to 30b.
  • the cutting edges 24a to 30a, 24b to 30b are stressed less, the heat development is less and the heat dissipation is favored by the multiple number of cutting edges.
  • the step drill 10 according to the invention is particularly in guided drilling units and
  • 8 different twist drills, grains and deburring tools were required for material thicknesses of up to 10 mm.
  • step drill 10 according to the invention there is a time saving of up to 75%, since the work steps of punching, drilling with 1 to 3 twist drills and deburring are eliminated.
  • different bore diameters can be machined with one tool instead of several twist drills or core drills.
  • the centering and the tapping behavior are improved by the formation of the drill tip 16.
  • the step drill 10 combines a wide variety of applications with one another, namely a twist drill, a core drill, a step drill, grains and a deburring tool.
  • a twist drill a core drill
  • a step drill a step drill
  • grains a deburring tool
  • deburring tool a tool that is used to reduce the machining times.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

The invention relates to a step drill (10) having a distal end (12) and an opposite, proximal end (14), having a drill tip (16), which, at the distal end (12) of the step drill (10), has a tip (32) with two geometrically defined main lips (16a, 16b), to each of which a flute (36, 38) is assigned, and having at least one first countersink step (18), which is arranged at a distance from the distal end (12) and has a number of geometrically defined lips (18a to 30a), to each of which a flute (36, 38) is assigned. According to the invention, the lips (24a, 24b to 30a, 30b) of a countersink step (24 to 30), said lips being arranged adjacently in the circumferential direction, are configured such that the profile of the distance of a lip (24a, 24b to 30a, 30b) from a longitudinal axis of the step drill differs between adjacent lips (24a, 24b to 30a, 30b) from the distal end of the step drill in the direction of the proximal end, wherein one of the adjacent lips forms a roughing lip (24a to 30a) and the other lip forms a finishing lip (24b to 30b).

Description

Stufenbohrer Step drill
Die Erfindung betrifft einen Stufenbohrer gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben Art. The invention relates to a step drill according to the kind specified in the preamble of claim 1.
Stufenbohrer der hier angesprochenen Art sind bekannt und werden beispielsweise zum Aufbohren von Löchern in dünnen Blechmaterialien bis zu ca. 4 mm Materialstärke verwendet. Die gestufte Ausbildung des Bohrers gestattet es, mit einem einzigen Werkzeug Bohrungen verschiedener Durchmesser in ein Werkstück einzubringen, ohne dass für das Aus- und Einspannen eines neuen Werkzeugs unnötig Zeit aufgewendet werden muss. Step drills of the type mentioned here are known and are used, for example, for drilling holes in thin sheet materials up to approximately 4 mm thick. The stepped design of the drill allows holes of different diameters to be drilled into a workpiece with a single tool, without the need for unnecessary time being spent on clamping and clamping a new tool.
Die bekannten Stufenbohrer weisen unter anderem eine Bohrspitze mit zumindest einer geometrisch definierten Schneide auf sowie mindestens eine einen größeren Außendurchmesser als die Bohrspitze aufweisende Aufbohrstufe, die ebenfalls eine Anzahl von Schneiden umfasst. Den Schneiden sowohl der Bohrspitze als auch der zumindest einen Aufbohrstufe sind Spannuten zugeordnet, welche dazu dienen, die von den Schneiden der Bohrspitze beziehungsweise den Schneiden der Aufbohrstufe abgetragenen Späne abzuführen, die bei Verwendung des Stufenbohrers auftreten, also bei der Bearbeitung eines Werkstücks. Eine sichere und reibungsarme Abfuhr der Späne ist Voraussetzung für eine sichere Funktion des Stufenbohrers. Die Schnittgeschwindigkeiten der Schneiden der Bohrspitze und der mindestens einen Aufbohrstufe weichen durch die unterschiedlichen Radien teilweise stark voneinander ab. Daher ist es oft sehr schwierig, die Schnittbedingungen, also die The known step drills have, inter alia, a drill bit with at least one geometrically defined cutting edge and at least one boring step which has a larger outer diameter than the drill bit and which likewise comprises a number of cutting edges. The cutting edges of both the drilling tip and the at least one boring step are assigned flutes which serve to remove the chips removed from the cutting bits of the drilling tip or the cutting edges of the boring step, which occur when using the step drill, i.e. when machining a workpiece. A safe and low-friction removal of the chips is a prerequisite for the safe function of the step drill. The cutting speeds of the cutting edges of the drill tip and the at least one boring stage differ greatly from one another due to the different radii. It is therefore often very difficult to determine the cutting conditions
Schnittgeschwindigkeit und den Vorschub so zu wählen, dass sich für alle Schneiden eine für eine sichere Spanabfuhr erforderliche Spanbildung ergibt. Insofern ist die Geometrie des Stufenbohrers, insbesondere die Geometrie der Schneiden und der Spannuten von entscheidender Bedeutung für die sichere Spanbildung und Spanabfuhr. Stufenbohrer werden in verschiedenen Ausführungsformen realisiert, nämlich als sogenannte Select the cutting speed and the feed so that the chips required for safe chip removal result for all cutting edges. In this respect, the geometry of the step drill, in particular the geometry of the cutting edges and flutes, is of crucial importance for safe chip formation and chip removal. Step drills are realized in different embodiments, namely as so-called
Mehrphasen-Stufenbohrer, also als ein Stufenbohrer, bei dem sowohl die Schneiden der Bohrspitze als auch die Schneiden der Aufbohrstufe eigene Spannuten aufweisen, sowie als einfache Stufenbohrer. Multi-phase step drill, i.e. as a step drill, in which both the cutting edges of the drill bit and the cutting edges of the boring step have their own flutes, and as a simple step drill.
Bei den einfachen Stufenbohrern gehen die Spannuten der Bohrspitze in die Aufbohrstufe bzw. die Aufbohrstufen kontinuierlich über. Der einfache Stufenbohrer hat genauso viele Spannuten wie Schneiden an der Bohrerspitze, also in der Regel zwei. Diese Ausführung ist in der Fertigung relativ kostengünstig und bietet eine gute Stabilität des Werkzeugs. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks werden sowohl die von der Bohrspitze abgetragenen Späne, als auch die von der Aufbohrstufe bzw. den Aufbohrstufen abgetragenen Späne in denselben Spannuten abgeführt. Die Spannuten sind über den Umfang des Stufenbohrers in einem gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnet. In the case of simple step drills, the flutes of the drill tip continuously merge into the drilling step or the drilling steps. The simple step drill has as many flutes as there are cutting edges at the tip of the drill, usually two. This version is relatively inexpensive to manufacture and offers good tool stability. When machining a workpiece, both the chips removed from the drill tip and the chips removed from the boring stage or the boring stages are removed in the same flutes. The flutes are evenly spaced around the circumference of the step drill.
Die Erfindung betrifft in erster Linie einen einfachen Stufenbohrer. The invention relates primarily to a simple step drill.
Im Einzelnen weisen die bekannten Stufenbohrer ein distales Ende und ein hiervon entfernt gelegenes proximales Ende auf. Beim distalen Ende ist eine Bohrspitze vorgesehen. Die Bohrspitze ist mit einer Spitze an dem distalen Ende des Stufenbohrers versehen und weist eine Anzahl geometrisch definierter Schneiden auf, denen jeweils eine Spannut zugeordnet ist. Der radiale Abstand von der Längsachse des Stufenbohrers zur Schneide nimmt in einem ersten radialen Abstandsbereich in Richtung des proximalen Endes linear zu. An die Bohrspitze schließt sich mindestens eine, in einem Abstand zum distalen Ende angeordnete erste Aufbohrstufe an, die ebenfalls eine Anzahl geometrisch definierter Schneiden aufweist, denen jeweils eine der Spannuten zugeordnet ist. Der radiale Abstand von der Längsachse zur Schneide nimmt in einem zweiten radialen Abstandsbereich in Richtung des proximalen Endes linear zu. Im Bereich des proximalen Endes ist ein Einspannbereich vorhanden, mit dem der Stufenbohrer in ein Bohrfutter einer Bohrmaschine oder einer CNC-Maschine eingespannt werden kann. In detail, the known step drills have a distal end and a proximal end located away therefrom. A drill tip is provided at the distal end. The drill tip is provided with a tip at the distal end of the step drill and has a number of geometrically defined cutting edges, each of which is assigned a flute. The radial distance from the longitudinal axis of the step drill to the cutting edge increases linearly in a first radial distance range in the direction of the proximal end. The drilling tip is followed by at least one first boring step, which is arranged at a distance from the distal end and also has a number of geometrically defined cutting edges, each of which is assigned one of the flutes. The radial distance from the longitudinal axis to the cutting edge increases linearly in a second radial distance range in the direction of the proximal end. In the area of the proximal end there is a clamping area with which the step drill can be clamped in a drill chuck of a drilling machine or a CNC machine.
Nachteilig an den bekannten Stufenbohrern ist die relativ geringe Standzeit der Stufenbohrer, aber auch das unruhige Bohrverhalten währende des Bohrens in das zu bearbeitende Werkstück. Die Standzeit wird u.a. durch eine schlechte Spanabfuhr und somit stärkerer Wärmeentwicklung negativ beeinflusst. Des Weiteren führt die gängige Schneidengeometrie während des Bearbeitens zu einem Verhaken des Stufenbohrers in dem zu bearbeitenden Werkstück und somit zu einem Ausfall des Stufenbohrers aufgrund der dadurch entstehenden zu hohen Drehmomente. Beispielsweise bei Verwendung des Stufenbohrers in handbetriebenen Maschinen kann das Verhaken zu Personenschäden führen, beispielsweise zu Schäden an Arm, Hand, Schulter usw. Durch die dabei auftretenden hohen Kräfte und Drehmomente leidet die Bohrungsqualität in Hinblick auf die Form, nämlich Rundheit, Gratbildung und kann zu einer Deformierung des Werkstücks führen. A disadvantage of the known step drills is the relatively short service life of the step drills, but also the uneven drilling behavior during drilling into the workpiece to be machined. The service life is negatively influenced by poor chip evacuation and therefore greater heat development. Furthermore, the common cutting edge geometry leads to a jamming of the stepped drill in the workpiece to be machined and thus to a failure of the stepped drill due to the resulting excessive torques. For example, when using the step drill in hand-operated machines, hooking can lead to personal injury, For example, damage to arm, hand, shoulder, etc. Due to the high forces and torques that occur, the bore quality suffers in terms of shape, namely roundness, burr formation and can lead to deformation of the workpiece.
Ein weiterer Nachteil der bisherigen Stufenbohrer ist, dass die herkömmlichen Stufenbohrer lediglich in einem Einsatzbereich von Materialstärken bis zu ca. 4 mm verwendet werden können. Es besteht aber erheblicher Bedarf an Stufenbohrern, welche größere Materialstärken bearbeiten können. Another disadvantage of the previous step drills is that the conventional step drills can only be used in a range of materials up to approx. 4 mm thick. However, there is a considerable need for step drills which can process larger material thicknesses.
Aus der DE 10 2016 214 386 A1 ist ein Mehrphasenstufenborher mit einer Aufbohrstufe bekannt. DE 10 2016 214 386 A1 discloses a multi-phase step drill with a boring step.
Aus der DE 203 03 656 U1 ist ein gattungsgemäßer einfacher Stufenbohrer bekannt, dessen beide Spannuten von der Bahrspitze über die einzelnen Aufbohrstufen verlaufen. From DE 203 03 656 U1 a generic simple step drill is known, the two flutes of which run from the boring tip over the individual boring steps.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stufenbohrer gemäß der im Oberbegriff des The invention has for its object a step drill according to the in the preamble of
Anspruches 1 angegeben Art derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile die Möglichkeit geschaffen wird, größere Materialstärken (also größer als 4 mm Materialstärke) zu bearbeiten, und zwar bei hoher Standzeit und guter Bohrqualität. Zudem soll ein ruhiges Bohrverhalten gewährleistet werden. Claim 1 specified type in such a way that, while avoiding the disadvantages mentioned, the possibility is created to process larger material thicknesses (ie greater than 4 mm material thickness), with a long service life and good drilling quality. In addition, a quiet drilling behavior should be guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen gelöst. This object is achieved by the characterizing features of claim 1 in conjunction with the preamble features.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The subclaims form advantageous developments of the invention.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch das Vorsehen einer Vorschneide und einer nachfolgenden Nachschneide sich die entstehenden Schnittkräfte pro Schneide verringern lassen, was Voraussetzung für eine Bearbeitung größerer Materialstärken ist. Vorschneide und Nachschneide weisen dabei unterschiedliche, jedoch aufeinander abgestimmte Schneidenverläufe auf. Dabei verbessert sich während des Bohrens auch das Bohrverhalten. Die Optimierung wird durch eine entsprechende Gestaltung der Schneiden erreicht. The invention is based on the knowledge that the provision of a pre-cutting edge and a subsequent post-cutting edge can reduce the cutting forces that arise per cutting edge, which is a prerequisite for processing larger material thicknesses. Pre-cutting and post-cutting have different, but coordinated cutting profiles. The drilling behavior also improves during drilling. The optimization is achieved by designing the cutting edges accordingly.
Der Stufenbohrer ist mit einem distalen Ende und einem gegenüberliegenden proximalen Ende versehen. Eine Bohrspitze weist am distalen Ende des Stufenbohrers eine Spitze mit einer geometrisch definierten Querschneide und zwei Hauptschneiden auf, die jeweils einer Spannut zugeordnet sind. Mindestens eine, in einem Abstand zum distalen Ende angeordnete erste Aufbohrstufe ist vorgesehen, die eine Anzahl geometrisch definierter Schneiden aufweist, denen jeweils eine Spannut zugeordnet ist. Nach der Erfindung sind die in Umfangsrichtung benachbart angeordneten Schneiden einer The step drill is provided with a distal end and an opposite proximal end. At the distal end of the step drill, a drill tip has a tip with a geometrically defined cross cutting edge and two main cutting edges, each of which is assigned to a flute. At least one first boring step, which is arranged at a distance from the distal end, is provided, which has a number of geometrically defined cutting edges, each of which is assigned a flute. According to the invention, the cutting edges arranged adjacent in the circumferential direction are one
Aufbohrstufe so ausgebildet, dass der Verlauf des Abstands einer Schneide von einer Längsachse des Stufenbohrers von deren distalem Ende in Richtung proximalem Ende zwischen benachbarten Boring step designed so that the course of the distance of a cutting edge from a longitudinal axis of the step drill from its distal end towards the proximal end between adjacent
Schneiden unterschiedlich ist, wobei eine der benachbarten Schneiden eine Vorschneide und die andere Schneide eine Nachschneide bildet. Cutting is different, with one of the adjacent cutting edges forming a preliminary cutting edge and the other cutting edge forming a secondary cutting edge.
Um die Schneidkräfte zu optimieren sind die unterschiedlichen Schneiden mindestens in einigen der mehreren Aufbohrstufen vorhanden, vorzugsweise nach der dritten und unmittelbar folgenden In order to optimize the cutting forces, the different cutting edges are present in at least some of the several boring stages, preferably after the third and immediately following
Aufbohrstufe bzw. Aufbohrstufen. Insbesondere können dafür auch zusätzliche Spannnuten vorgesehen sein. Der Stufenbohrer wird dadurch zum Mehrphasen-Stufenbohrer. Boring stage or boring stages. In particular, additional clamping grooves can also be provided for this. The step drill becomes a multi-phase step drill.
Um die Schnittkräfte zu optimieren, ist die Vorschneide über einen vorbestimmten ersten Bereich von einem distalen Ende der Vorschneide in Richtung eines proximalen Endes der Vorschneide gleichmäßig gekrümmt und einem Radius (R) zugeordnet. Durch die Krümmung wird gewährleistet, dass sich die Standzeit erhöht und beim Bohren das Bohrverhalten ruhiger wird. In order to optimize the cutting forces, the pre-cutting edge is uniformly curved over a predetermined first area from a distal end of the pre-cutting edge in the direction of a proximal end of the pre-cutting edge and is assigned a radius (R). The curvature ensures that the tool life increases and the drilling behavior becomes quieter when drilling.
Vorzugsweise verläuft die Vorschneide über einen vorbestimmten zweiten Bereich ausgehend von ihrem proximalen Ende des ersten Bereichs in Richtung eines proximalen Endes des zweiten Bereichs tangential von dem ersten Bereich mit einer konstanten Steigung. Auf einfache Weise kann dadurch festgelegt werden, welche der Schneiden mehr oder weniger aktiv beim Bohren ist. Insbesondere im Wesentlichen der gekrümmte Bereich der Vorschneide bildet den Bereich, in dem die Vorschneide wirksam ist. Preferably, the pre-cutting edge extends tangentially from the first area with a constant slope starting from its proximal end of the first area in the direction of a proximal end of the second area. This makes it easy to determine which of the cutting edges is more or less active when drilling. In particular, essentially the curved area of the pre-cutting edge forms the area in which the pre-cutting edge is effective.
Der Radius bei steigenden Aufbohrstufen bis einschließlich 1 ,5 mm, z.B. Durchmesserstufen mit 6, 7, 8, 9, etc mm, liegt in einem Bereich von einschließlich 0,5 mm bis einschließlich 1 ,5 mm, bevorzugt bei 1 ,0 mm, bei steigenden Aufbohrstufen größer als 1 ,5 mm, z.B. Durchmesserstufen mit 6, 8, 10, 12, etc in einem Bereich von einschließlich 2,4 mm bis einschließlich 3,4 mm, bevorzugt bei 2,9 mm. Hierdurch lässt sich insbesondere ein ruhiges Bohrverhalten erzielen. The radius with increasing boring steps up to and including 1.5 mm, e.g. Diameter steps with 6, 7, 8, 9, etc. mm, is in a range from 0.5 mm up to and including 1.5 mm, preferably at 1.0 mm, with increasing boring steps greater than 1.5 mm, e.g. Diameter steps with 6, 8, 10, 12, etc in a range from 2.4 mm up to and including 3.4 mm, preferably at 2.9 mm. This enables quiet drilling behavior to be achieved in particular.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet bei der Vorschneide der zweite Bereich einen Winkel zur Längsmittelachse des Stufenbohrers oder einer Parallelen hierzu, der in einem Bereich von einschließlich 31 ° bis einschließlich 39° liegt, bevorzugt einschließlich 34° bis einschließlich 36°, vorzugsweise 35° aufweist. According to one embodiment of the invention, in the preliminary cutting, the second area forms an angle to the longitudinal central axis of the stepped drill or a parallel thereto, which is in a range of including 31 ° to 39 ° inclusive, preferably including 34 ° to 36 ° inclusive, preferably 35 °.
Um insbesondere ein optimales Bohrergebnis zu erzielen, weist die Nachschneide über ihren wirksamen Bereich eine konstante Steigung auf. In order to achieve an optimal drilling result in particular, the regrooving has a constant slope over its effective area.
Hierbei kann die Nachschneide einen Winkel mit der Längsachse des Stufenbohrers oder einer Parallelen hierzu bilden, der in einem Bereich von einschließlich 41 ° bis einschließlich 49° liegt, bevorzugt von einschließlich 44° bis einschließlich 46°. Insbesondere beträgt der Winkel 45°. Here, the regrooving can form an angle with the longitudinal axis of the step drill or a parallel thereto, which is in a range from 41 ° to 49 ° inclusive, preferably from 44 ° to 46 ° inclusive. In particular, the angle is 45 °.
Es hat sich herausgestellt, dass sehr gute Bohrergebnisse bei vier Spannuten in der Aufbohrstufe bzw. den Aufbohrstufen erzielt werden können, wobei zwei Spannuten jeweils eine Vorschneide und zwei Spannuten jeweils eine Nachschneide einer Aufbohrstufe bilden. Insbesondere werden die auftretenden Schnittkräfte auf die Vorschneide und Nachschneide nahezu gleichmäßig verteilt, sodass sich ein ruhiges Bohrverhalten ergibt. Zudem können dadurch erheblich größere Materialstärken bearbeitet werden und höhere Schnittgeschwindigkeiten gefahren werden. It has been found that very good drilling results can be achieved with four flutes in the boring stage or the boring stages, with two flutes each forming a pre-cutting edge and two flutes forming a recutting edge of a drilling level. In particular, the cutting forces that occur are distributed almost evenly over the pre-cutting and post-cutting, so that there is a smooth drilling behavior. In addition, significantly thicker materials can be processed and higher cutting speeds can be achieved.
Vorzugsweise weist dabei lediglich ein Teil der mehreren Aufbohrstufen vier Spannuten auf, insbesondere die zweite Aufbohrstufe und folgenden Aufbohrstufen. Preferably, only a part of the plurality of boring stages has four flutes, in particular the second boring stage and subsequent boring stages.
Um ein Ankörnen mit einem Spezialwerkzeug zu vermeiden, ist die Bohrspitze insbesondere wie folgt ausgebildet: In order to avoid graining with a special tool, the drill tip is designed in particular as follows:
Die Schneiden der Bohrspitze können zueinander einen Winkel aufweisen, der in einem Bereich von einschließlich 121 ° bis einschließlich 127°, insbesondere bei 124° liegt. The cutting edges of the drill tip can have an angle to one another which is in a range from 121 ° to 127 ° inclusive, in particular 124 °.
Alternativ oder ergänzend kann der Durchmesser der Bohrspitze 30% kleiner, bevorzugt 35% kleiner, insbesondere 40% kleiner sein als der Durchmesser der nachfolgenden Aufbohrspitze. Alternatively or additionally, the diameter of the drill tip can be 30% smaller, preferably 35% smaller, in particular 40% smaller than the diameter of the subsequent drilling tip.
Vorzugsweise liegt der maximale Abstand der Bohrspitze von der ersten Aufbohrstufe in einem Bereich von einschließlich 1 ,6 mm bis 2,2 mm, insbesondere bei 1 ,9 mm. Die Abstandsmessung erfolgt dabei zu einer Parallelen zur Längsachse. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Spannuten zu der Vorschneide einen The maximum distance of the drill tip from the first boring stage is preferably in a range of 1.6 mm to 2.2 mm, in particular 1.9 mm. The distance measurement takes place parallel to the longitudinal axis. According to one embodiment of the invention, the flutes have one to the cutting edge
Spanwinkel in einem Bereich von 0° bis 3°, insbesondere 1°, an der Spitze und konstant ansteigend bis zu einem Bereich von 9° bis 15°, insbesondere 12°, am Spannutende auf. Hierdurch wird das Rake angle in a range from 0 ° to 3 °, in particular 1 °, at the tip and constantly increasing up to a range from 9 ° to 15 °, in particular 12 °, at the flute end. This will
Schneidverhalten des Stufenbohrers nach der Erfindung weiter verbessert. Cutting behavior of the step drill according to the invention further improved.
Vorzugsweise weisen dabei die Spannuten zu der Nachschneide einen Spanwinkel in einem Bereich von 24° bis 30°, insbesondere 27°, auf. Insbesondere beginnen die Spannuten der Nachschneiden ab der zweiten Aufbohrstufe, sind aber erst zwischen der dritten und vierten Aufbohrstufe in Nutzung. The flutes preferably have a rake angle to the recutting edge in a range from 24 ° to 30 °, in particular 27 °. In particular, the flutes of the re-cutting start from the second drilling stage, but are only used between the third and fourth drilling stages.
Durch die Geometrie der Schneiden und der Stufenübergänge wird nun kein Entgräter mehr benötigt, da die Stufenübergänge diese Funktion übernehmen Thanks to the geometry of the cutting edges and the step transitions, deburring is no longer required, since the step transitions take over this function
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Zahl der Spannuten der Bohrspitze und der nachfolgenden Aufbohrstufe bzw. der nachfolgenden Aufbohrstufen unterschiedlich. Insbesondere können zwei Spannuten in der Bohrspitze und vier Spannuten in der nachfolgenden Aufbohrstufe bzw. der nachfolgenden Aufbohrstufen vorgesehen sein. Vor allem kann dabei die Spannut der Bohrspitze in die Spannut der nachfolgenden Aufbohrstufe bzw. der nachfolgenden Aufbohrstufen übergehen. According to one embodiment of the invention, the number of flutes of the drill tip and the subsequent boring stage or the subsequent boring stages is different. In particular, two flutes can be provided in the drill tip and four flutes in the subsequent boring stage or the subsequent boring stages. Above all, the flute of the drill tip can pass into the flute of the subsequent boring step or bores.
Durch die vorgenannten geometrischen Veränderungen des Stufenbohrers lassen sich nunmehr größere Materialstärken mit dem erfindungsgemäßen Stufenbohrer ohne Werkzeugwechsel bearbeiten. Die Länge einer Aufbohrstufe kann daher zwischen einschließlich 4 mm und einschließlich 16 mm liegen, bevorzugt zwischen einschließlich 8 mm und einschließlich 12 mm, insbesondere bei 10 mm. Due to the above-mentioned geometrical changes of the step drill, larger material thicknesses can now be processed with the step drill according to the invention without changing tools. The length of a boring step can therefore be between 4 mm and 16 mm inclusive, preferably between 8 mm and 12 mm inclusive, in particular 10 mm.
In ersten Versuchen haben sich ein kleiner Stufenbohrer mit sieben Aufbohrstufen, ein mittlerer Stufenbohrer mit acht Aufbohrstufen und ein großer Stufenbohrer mit ebenfalls acht Aufbohrstufen bewährt. Vorzugsweise hat dabei der kleine Stufenbohrer einen Durchmesser von der ersten bis zur letzten Aufbohrstufe von 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, der mittlere Stufenbohrer einen Durchmesser von der ersten bis zur letzten Aufbohrstufe von 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm,In the first tests, a small step drill with seven drilling steps, a medium step drill with eight drilling steps and a large step drill with also eight drilling steps have proven their worth. The small step drill preferably has a diameter from the first to the last drilling step of 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, the middle step drill has a diameter from the first to the last drilling step from 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm,
14 mm, 16 mm, 18 mm, 20 mm, und der große Stufenbohrer einen Durchmesser von der ersten bis zur letzten Ausbohrstufe von 6 mm, 9 mm, 12 mm, 15 mm, 18 mm, 21 mm, 24 mm, 27 mm. 14 mm, 16 mm, 18 mm, 20 mm, and the large step drill a diameter from the first to the last boring step of 6 mm, 9 mm, 12 mm, 15 mm, 18 mm, 21 mm, 24 mm, 27 mm.
Die Stufenbohrer nach der Erfindung zeigen beste Performance in Baustahl, Edelstahl, NE-Metalle,The step drills according to the invention show the best performance in structural steel, stainless steel, non-ferrous metals,
Holz, Kunststoffe und Plexiglas. Bei Bohrungen von größeren Durchmessern entfällt das Vorbohren mit einem kleineren Spiralbohrer und damit auch ein Werkzeugwechsel. Wenn mehrere Löcher in verschiedenen Durchmessern gebohrt werden müssen, entfällt ebenfalls der Werkzeugwechsel. Mit dem Stufenbohrer nach der Erfindung kann gleichzeitig entgratet werden. Wood, plastics and plexiglass. When drilling larger diameters, there is no need to pre-drill with a smaller twist drill and thus also to change tools. If multiple holes in different diameters have to be drilled, the tool change is also omitted. With the step drill according to the invention can be deburred at the same time.
Einsatz findet der beschriebene Stufenbohrer in allen Blechstärken bis einschließlich 10mm. Der optimale Einsatz befindet sich zwischen 2mm und 10mm. The step drill described is used in all sheet thicknesses up to and including 10mm. The optimal use is between 2mm and 10mm.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Further advantages, features and possible applications of the present invention result from the following description in connection with the embodiment shown in the drawings.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet: In the description, in the claims and in the drawing, the terms and associated reference symbols used in the list of reference symbols given below are used. In the drawing means:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Stufenbohrers nach der Erfindung von schräg oben; Figure 1 is a perspective view of a step drill according to the invention obliquely from above.
Fig. 2 eine Seitenansicht des Stufenbohrers von Fig. 1 ; Fig. 2 is a side view of the step drill of Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht von unten auf den Stufenbohrer von Fig. 2; Fig. 3 is a bottom view of the step drill of Fig. 2;
Fig. 4a eine vergrößerte Detailansicht der Bohrspitze gemäß dem Kreis A von Fig. 2; 4a shows an enlarged detailed view of the drill tip according to the circle A in FIG. 2;
Fig. 4b die vergrößerte Detaildarstellung der Bohrspitze von Fig. 4a mit Bemaßung; 4b shows the enlarged detailed illustration of the drill tip from FIG. 4a with dimensions;
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Details B von Fig. 2, bei der die um 90° versetzten Verläufe der Vorschneide und Nachschneide überei nandergelegt sind; Fig. 5 is a schematic view of a detail B of Figure 2, in which the 90 ° offset course of the pre-cutting and post-cutting are superimposed.
Fig. 6a eine schematische Ansicht des Verlaufs der Vorschneide; 6a is a schematic view of the course of the pre-cutting edge;
Fig. 6b eine schematische Ansicht des Verlaufs der Nachschneide, und Fig. 6b is a schematic view of the course of the regrooving, and
Fig. 7 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie C-C von Fig. 2, um die Spanwinkel der Fig. 7 is a sectional view taken along section line C-C of Fig. 2 to the rake angle of
Vorschneide und der Nachschneide darzustellen. In den Figuren 1 bis 7 ist ein Beispiel eines Stufenbohrers 10 mit einem distalen Ende 12 sowie einem hierzu entfernt gelegenen proximalen Ende 14 dargestellt. Der Stufenbohrer 10 ist ausgehend von dem distalen Ende 12 mit einer Bohrspitze 16 und mit sich daran in Richtung des proximalen Endes 14 anschließenden sieben Aufbohrstufen 18 bis 30 versehen. Die Bohrspitze 16 weist an dem distalen Ende eine durch Schneiden 16a und 16b gebildete Spitze 32 auf. To represent pre-cutting and post-cutting. FIGS. 1 to 7 show an example of a step drill 10 with a distal end 12 and a proximal end 14 located distant from it. Starting from the distal end 12, the step drill 10 is provided with a drill tip 16 and with seven boring steps 18 to 30 adjoining it in the direction of the proximal end 14. The drill tip 16 has a tip 32 formed by cutting 16a and 16b at the distal end.
An der Spitze 32 der Bohrspitze 16 sind die zwei geometrisch definierten Schneiden 16a und 16b vorgesehen, die sich bezogen auf die Längsachse 44 des Stufenbohrers 10 in zueinander At the tip 32 of the drill tip 16, the two geometrically defined cutting edges 16a and 16b are provided, which are in relation to each other with respect to the longitudinal axis 44 of the step drill 10
entgegengesetzten Richtungen in einem gleichen Winkel verlaufen, auf den später noch eingegangen wird. Jeder Schneide 16a, 16b ist eine Spannut 36 bzw. 38 zugeordnet. Es sind somit zwei einander entsprechende Spannuten 36, 38 in der Bohrspitze 16 vorgesehen. Die Spannut 36, 38 dient dazu, vor allem die von der Schneide 16a, 16b abgetragenen Späne abzuführen. opposite directions run at the same angle, which will be discussed later. A flute 36 or 38 is assigned to each cutting edge 16a, 16b. Two mutually corresponding flutes 36, 38 are thus provided in the drill tip 16. The flute 36, 38 mainly serves to remove the chips removed by the cutting edge 16a, 16b.
Die Spannut 36, 38 erstreckt sich jeweils von dem distalen Ende 12 der Bohrerspitze 16 durchgehend spiralförmig mit einer von der Spitze 32 in Richtung des proximalen Endes 14 abnehmender Steigung und somit einem zunehmenden Spiralwinkel bis über die letzte Aufbohrstufe 30 hinaus in ein Endstück 40. An das Endstück 40 schließt sich ein zylindrisch ausgebildeter Schaft 42 an, in dem drei ebene Spannflächen 42a in Längsrichtung verlaufend jeweils 120° zueinander versetzt im Schaft 42 eingebracht sind. Die Ausgestaltung des Schaftes 42 von Bohrern, auch von Stufenbohrern, mit einem derartigen Schaft 42 ist bekannt, sodass hier nicht weiter darauf eingegangen wird. The flutes 36, 38 each extend continuously from the distal end 12 of the drill tip 16 in a spiral shape with a gradient decreasing from the tip 32 in the direction of the proximal end 14 and thus an increasing helix angle beyond the last boring step 30 into an end piece 40 the end piece 40 is followed by a cylindrically shaped shaft 42, in which three flat clamping surfaces 42a are introduced in the shaft 42, each running at 120 ° to one another, in the longitudinal direction. The configuration of the shank 42 of drills, including stepped drills, with such a shank 42 is known, so that it will not be discussed further here.
Jede Aufbohrstufe 18 bis 30 weist jeweils zwei durch die Spannuten 36 und 38 gebildete Schneiden 18a bis 22a und Vorschneiden 24a bis 30a und durch weitere, lediglich in den Aufbohrstufen 20 bis 30 sich befindliche Spannuten 46 und 48 jeweils gebildete zwei Nachschneiden 24b bis 30b auf. Die Spannut 46, 48 beginnt ab der zweiten Aufbohrstufe, verläuft durchgehend spiralförmig in Richtung des proximalen Endes 14 mit konstantem Spiralwinkel von 12° bis über die letzte Aufbohrstufe 30 hinaus in das Endstück 40. Über den Umfang der Aufbohrstufe 24 bis 30 ist in Drehwinkel-Abstand von 90° die Spannut 36 mit einer Vorschneide 24a bis 30a, dann die Spannut 46 mit einer Nachschneide 24b bis 30b, dann die Spannut 38 mit einer Vorschneide 24a bis 30a und dann die Spannut 48 mit einer Nachschneide 24b bis 30b angeordnet. Bei den ersten drei Aufbohrstufen 18 bis 22 sind pro Each boring stage 18 to 30 each has two cutting edges 18a to 22a and pre-cutting edges 24a to 30a formed by the flutes 36 and 38 and two further re-cutting edges 24b to 30b formed only by the boring stages 20 to 30. The flute 46, 48 starts from the second boring step, runs continuously in the direction of the proximal end 14 with a constant spiral angle of 12 ° and beyond the last boring step 30 into the end piece 40. At a distance of 90 °, the flute 36 with a cutting edge 24a to 30a, then the flute 46 with a flute 24b to 30b, then the flute 38 with a flute 24a to 30a and then the flute 48 with a flute 24b to 30b. In the first three drilling stages 18 to 22 are pro
Aufbohrstufe 18 bis 22 lediglich zwei Schneiden im Eingriff 18a; 20a,; 22a,. Vor- und Nachschneiden 24a bis 30a, 24b bis 30b sind erst nach der dritten Aufbohrstufe 22 im Einsatz. Die Spannut 36, 38 verläuft also durchgehend von der Spitze 32 bis zum Endstück 40. Die Spannut 46, 48 ist ab der zweiten Aufbohrstufe 20 vorhanden, aber erst ab der vierten Aufbohrstufe 24 relevant, d. h. ab der vierten Aufbohrstufe 24 verfügen diese Spannuten 46, 48 über die Nachschneiden 24b bis 30b, welche beim Bohren im Einsatz sind. Vor der vierten Aufbohrstufe 24, also bis einschließlich der dritten Aufbohrstufe 22, sind nur die Schneiden 18a bis 22a der beiden Spannuten 36, 38 im Eingriff. Daher wird bei diesem Bereich auch nicht von Vor- und Nachschneiden oder einem Vorschneider und einem Naschschneider gesprochen. Vielmehr erfolgt hier das Bohren wie bei einem Standard-Stufenbohrer mit zwei Spannuten 36, 38 und somit zwei Schneiden 18a bis 22a. Ein Grund hierfür ist, dass der Boring step 18 to 22 only two cutting edges in engagement 18a; 20a ,; 22a ,. Pre-cutting and re-cutting 24a to 30a, 24b to 30b are only used after the third boring stage 22. The flute 36, 38 thus runs continuously from the tip 32 to the end piece 40. The flute 46, 48 is present from the second boring stage 20, but only relevant from the fourth boring stage 24, ie from the fourth boring stage 24, these flutes 46, 48 have the recutting 24b to 30b, which are used during drilling. Before the fourth boring stage 24, ie up to and including the third boring stage 22, only the cutting edges 18a to 22a of the two flutes 36, 38 are in engagement. For this reason, this area is not referred to as pre- and post-cutting or a pre-cutter and a nibbler. Rather, drilling takes place here as in a standard step drill with two flutes 36, 38 and thus two cutting edges 18a to 22a. One reason for this is that the
Materialanteil des Stufenbohrers 10 bei vier Schneiden und somit vier Spannuten 36, 38, 46, 48 ausgehend von der Spitze 32 in diesem Bereich zu gering ist. Der Stufenbohrer 10 würde in diesem Bereich zu schnell brechen. Material fraction of the step drill 10 with four cutting edges and thus four flutes 36, 38, 46, 48 starting from the tip 32 in this area is too small. The step drill 10 would break too quickly in this area.
Somit weist die Aufbohrstufe 18 zwei Schneiden 18a auf, die Aufbohrstufe 20 weist zwei Schneiden 20a auf, die Aufbohrstufe 22 weist zwei Schneiden 22a auf, die Aufbohrstufe 24 weist zwei Vorschneiden 24a und zwei Nachschneiden 24b auf, die Aufbohrstufe 26 weist zwei Vorschneiden 26a und zwei Nachschneiden 26b auf, die Aufbohrstufe 28 weist zwei Vorschneiden 28a und zwei Nachschneiden 28b auf, die Aufbohrstufe 30 weist zwei Vorschneiden 30a und zwei Nachschneiden 30b auf. The boring stage 18 thus has two cutting edges 18a, the boring stage 20 has two cutting edges 20a, the boring stage 22 has two cutting edges 22a, the boring stage 24 has two pre-cutting edges 24a and two re-cutting edges 24b, the boring stage 26 has two pre-cutting edges 26a and two Post-cutting 26b, the boring stage 28 has two pre-cutting 28a and two re-cutting 28b, the boring stage 30 has two pre-cutting 30a and two re-cutting 30b.
Die Vorschneiden 24a bis 30a und die Nachschneiden 24b bis 30b weisen jeweils einen The preliminary cuts 24a to 30a and the secondary cuts 24b to 30b each have one
unterschiedlichen Verlauf pro Aufbohrstufe 24 bis 30 des Stufenbohrers 10 auf. Die Vorschneide 24a bis 30a ist jeweils ausgehend von ihrem distalen Ende in Richtung eines proximalen Endes der Vorschneide 24a bis 30a über einen ersten Bereich gleichmäßig gekrümmt und einem Radius R zugeordnet, siehe hierzu Fig. 6a. Der Radius R beträgt im vorliegenden Fall 1 mm. An den ersten Bereich der Vorschneide 24a bis 30a schließt sich ein zweiter Bereich an, also ausgehend von dem proximalen Ende des ersten Bereichs in Richtung eines proximalen Endes des zweiten Bereichs. In diesem zweiten Bereich verläuft die Vorschneide tangential von dem ersten Bereich mit einer konstanten Steigung und schließt hierbei einen Winkel von 35° zu einer zur Längsachse 44 Parallelen ein. Hierbei ist in Betrieb im Wesentlichen der erste Bereich der Vorschneide 24a bis 30a wirksam, wie sich aus dem Verlauf der Nachschneiden 24b bis 30b ergibt, die im Folgenden beschrieben werden. different course per boring step 24 to 30 of the step drill 10. Starting from its distal end in the direction of a proximal end of the pre-cutting edge 24a to 30a, the pre-cutting edge 24a to 30a is uniformly curved over a first area and assigned to a radius R, see FIG. 6a. The radius R is 1 mm in the present case. The first area of the pre-cutting edge 24a to 30a is followed by a second area, that is to say starting from the proximal end of the first area in the direction of a proximal end of the second area. In this second area, the pre-cutting edge runs tangentially from the first area with a constant slope and in this case encloses an angle of 35 ° to a line parallel to the longitudinal axis 44. In operation, essentially the first area of the pre-cutting edge 24a to 30a is effective, as can be seen from the course of the re-cutting edges 24b to 30b, which are described below.
Die Nachschneiden 24b bis 30b weisen im Gegensatz zu den Vorschneiden24a bis 30a über ihren ganzen Verlauf eine konstante Steigung auf, siehe Fig. 6b. Die Nachschneiden schließen dabei einen Winkel von 45° zu einer zur Längsachse 44 Parallelen ein. In contrast to the pre-cutting edges 24a to 30a, the re-cutting edges 24b to 30b have a constant slope over their entire course, see FIG. 6b. The regrooving enclose an angle of 45 ° to a line parallel to the longitudinal axis 44.
In Fig. 5 sind die beiden Verläufe einer Vorschneide 24a bis 30a und einer Nachschneide 24b bis 30b übereinandergelegt dargestellt, also die Nachschneide 24b bis 30b ist um 90° in Richtung der Vorschneide 24a bis 30a gedreht zusammen mit der Vorschneide 24a bis 30a dargestellt. Hieraus wird deutlich, dass die Kurven unterschiedlich ausgebildet sind und sich in einem Schnittpunkt S schneiden. Die Vorschneide 24a bis 30a ist im Hinblick auf die Drehrichtung der Nachschneide 24b bis 30b vorgelagert. Insofern wirkt zunächst die Vorschneide 24a bis 30a im Wesentlichen in ihrem gekrümmten Bereich und anschließend die Nachschneide 24b bis 30b. Durch diesen Verlauf ergeben sich nahezu ausgeglichene Kräfteverhältnisse beim Spanen zwischen der Vorschneide 24a bis 30a und der Nachschneide 24b bis 30b. Hierdurch wird ein ruhiges Bohrverhalten ermöglicht. Aus der Darstellung wird auch deutlich, dass sich das Kräfteverhältnis durch Verschieben des Schnittpunktes einstellen lässt, also beispielsweise wenn die Nachschneide 24b bis 30b einen geringeren Winkel aufweist. 5 shows the two courses of a preliminary cutting edge 24a to 30a and a secondary cutting edge 24b to 30b superimposed, that is to say the secondary cutting edge 24b to 30b is at 90 ° in the direction of Pre-cutting edge 24a to 30a shown rotated together with the pre-cutting edge 24a to 30a. It is clear from this that the curves are designed differently and intersect at an intersection point S. The pre-cutting edge 24a to 30a is positioned upstream with respect to the direction of rotation of the secondary cutting edge 24b to 30b. In this respect, the pre-cutting edge 24a to 30a acts essentially in its curved area and then the secondary cutting edge 24b to 30b. This course results in almost balanced force relationships during cutting between the pre-cutting edge 24a to 30a and the secondary cutting edge 24b to 30b. This enables quiet drilling behavior. It is also clear from the illustration that the force ratio can be adjusted by shifting the point of intersection, that is to say, for example, if the secondary cutting edge 24b to 30b has a smaller angle.
Wie bereits ausgeführt wurde, sind pro Aufbohrstufe 24 bis 30 vier Spannuten 36, 38, 46, 48 vorgesehen, wobei zwei Spannuten 36, 38 zwei Vorschneiden 24a bis 30a und zwei Spannuten 46, 48 zwei Nachschneiden 24b bis 30b einer Aufbohrstufe 24 bis 30 bilden. As already explained, four flutes 36, 38, 46, 48 are provided per boring step 24 to 30, two flutes 36, 38 forming two pre-cuts 24a to 30a and two flutes 46, 48 forming two re-cuts 24b to 30b of a boring step 24 to 30 .
Die Bohrspitze 16 ist im Detail in den Figuren 4a und 4b dargestellt, hierbei weist die Bohrspitze 16 einen Durchmesser von 3,2 mm und die erste Aufbohrstufe 18 einen Durchmesser von 6 mm auf.The drill tip 16 is shown in detail in FIGS. 4a and 4b, in this case the drill tip 16 has a diameter of 3.2 mm and the first boring stage 18 has a diameter of 6 mm.
Dieser Durchmesser ist somit mehr als 40 % kleiner als der Durchmesser der anschließenden This diameter is therefore more than 40% smaller than the diameter of the subsequent one
Aufbohrstufe 18. Die Schneiden der Bohrspitze 16 weisen zueinander einen Winkel von 124° auf. Der maximale Abstand der Bohrspitze 16 von der ersten Aufbaustufe beträgt 1,9 mm bezogen auf eine Parallele zur Längsachse 44. Boring step 18. The cutting edges of the drill bit 16 have an angle of 124 ° to one another. The maximum distance of the drill tip 16 from the first construction stage is 1.9 mm based on a parallel to the longitudinal axis 44.
Der Spanwinkel a, welche die Spannuten 36, 38 zu den Vorschneiden 24a bis 30a einnehmen, ist unterschiedlich zu dem Spanwinkel b, welche die Spannuten 46, 48 zu den Nachschneiden 24b bis 30b einnehmen, siehe Fig. 7. Die Spannuten 36, 38 zu der Vorschneide 24a bis 30a weisen jeweils einen Spanwinkel a von 1° an der Spitze 32 auf, der konstant ansteigt bis zu einem Spanwinkel von 12° am Ende der Spannuten 36, 38. Im Gegensatz hierzu weisen die Spannuten 46, 48 zu der Nachschneide 24b bis 30b einen Spanwinkel b von konstant 27° auf. Die Drehrichtung ist mit D angezeigt. The rake angle a, which the flutes 36, 38 take up to the pre-cutting edges 24a to 30a, is different from the rake angle b, which the flutes 46, 48 take up to the re-cutting edges 24b to 30b, see FIG. 7. The flutes 36, 38 close the pre-cutting edges 24a to 30a each have a rake angle a of 1 ° at the tip 32, which rises constantly up to a rake angle of 12 ° at the end of the flutes 36, 38. In contrast, the flutes 46, 48 face the re-edge 24b up to 30b a rake angle b of constant 27 °. The direction of rotation is indicated by D.
Die Länge jeder Aufbohrstufe 18 bis 30 beträgt 10 mm. Der Durchmesser der ersten Aufbohrstufe 18 beträgt 6 mm, der zweiten Aufbohrstufe 20 beträgt 7 mm, der dritten Aufbohrstufe 22 beträgt 8 mm, der vierten Aufbohrstufe 24 beträgt 9 mm, der fünften Aufbohrstufe 26 beträgt 10 mm, der sechsten Aufbohrstufe 28 beträgt 11 mm, und der siebten Aufbohrstufe 30 beträgt 12 mm. Die Schneidengeometrie gewährleistet ein sehr ruhiges Bohrverhalten. Zudem verbessert die erfindungsgemäße Ausbildung des Stufenbohrers die Oberflächenqualität sowie die Rundheit der Bohrung und reduziert die Gratbildung an den Kanten. Durch die extrem verringerte Wärmeentwicklung wird die Standzeit der Stufenbohrer 10 entscheidend verbessert. The length of each boring stage 18 to 30 is 10 mm. The diameter of the first boring stage 18 is 6 mm, the second boring stage 20 is 7 mm, the third boring stage 22 is 8 mm, the fourth boring stage 24 is 9 mm, the fifth boring stage 26 is 10 mm, the sixth boring stage 28 is 11 mm, and the seventh boring stage 30 is 12 mm. The cutting edge geometry ensures very quiet drilling behavior. In addition, the design of the step drill according to the invention improves the surface quality and the roundness of the hole and reduces the formation of burrs on the edges. Due to the extremely reduced heat development, the service life of the step drill 10 is decisively improved.
Mit dem neuen Stufenbohrer 10 ist das Zeitspanvolumen der Vorschneide 24a bis 30a und der Nachschneide 24b bis 30b ausgewogen. Durch die Vorschneide 24a bis 30a und die Nachschneide 24b bis 30b entsteht jeweils ein schmalerer Span, welche durch die spiralgenuteten Spannuten 36, 38, 46, 48 einfacherer nach hinten abtransportiert werden kann. With the new step drill 10, the chip removal volume of the preliminary cutting edge 24a to 30a and the secondary cutting edge 24b to 30b is balanced. The pre-cutting edge 24a to 30a and the secondary cutting edge 24b to 30b each produce a narrower chip, which can be more easily removed to the rear by the spiral flutes 36, 38, 46, 48.
Des Weiteren reduzieren sich die Kräfte durch die vier Spannuten 36, 38, 46, 48 mit den jeweiligen Vorschneiden 24a bis 30a und Nachschneiden 24b bis 30b. Die Schneiden 24a bis 30a, 24b bis 30b werden weniger stark beansprucht, die Wärmeentwicklung ist geringer und die Wärmeabfuhr wird durch die vielfache Schneidenanzahl begünstigt. Furthermore, the forces are reduced by the four flutes 36, 38, 46, 48 with the respective pre-cutting 24a to 30a and re-cutting 24b to 30b. The cutting edges 24a to 30a, 24b to 30b are stressed less, the heat development is less and the heat dissipation is favored by the multiple number of cutting edges.
Der erfindungsgemäße Stufenbohrer 10 ist insbesondere in geführten Bohreinheiten und The step drill 10 according to the invention is particularly in guided drilling units and
Handbohrmaschinen geeignet und eignet sich für Baustähle, höherlegierte Stähle, Messing, Aluminium, Plexiglas, aber auch Holz. Bisher waren bei Materialstärken bis zu 10 mm 8 verschiedene Spiralbohrer, Körner und Entgratwerkzeuge notwendig. Mit dem erfindungsgemäßen Stufenbohrer 10 gibt es eine Zeitersparnis von bis zu 75 %, da die Arbeitsschritte Ankörnen, Aufbohren mit 1 bis 3 Spiralbohrern und Entgraten entfallen. Außerdem können unterschiedliche Bohrungsdurchmesser mit einem Werkzeug, anstatt mit mehreren Spiralbohrern oder auch Kernbohrer, bearbeitet werden. Hand drills suitable and suitable for structural steels, higher-alloy steels, brass, aluminum, plexiglass, but also wood. Up to now, 8 different twist drills, grains and deburring tools were required for material thicknesses of up to 10 mm. With the step drill 10 according to the invention there is a time saving of up to 75%, since the work steps of punching, drilling with 1 to 3 twist drills and deburring are eliminated. In addition, different bore diameters can be machined with one tool instead of several twist drills or core drills.
Durch die Ausbildung der Bohrspitze 16 werden die Zentrierung und das Anbohrverhalten verbessert. The centering and the tapping behavior are improved by the formation of the drill tip 16.
Der Stufenbohrer 10 nach der Erfindung vereint verschiedenste Anwendungen miteinander, nämlich einen Spiralbohrer, einen Kernbohrer, einen Stufenbohrer, Körner und ein Entgratwerkzeug. Zudem wird die Flexibilität des Stufenbohrers 10 erhöht und die Bearbeitungszeiten verringert, da diese unterschiedlichste Anwendungen miteinander vereint. Bezugszeichenliste The step drill 10 according to the invention combines a wide variety of applications with one another, namely a twist drill, a core drill, a step drill, grains and a deburring tool. In addition, the flexibility of the step drill 10 is increased and the machining times are reduced, since this combines the most varied of applications. Reference symbol list
10 Stufenbohrer 10 step drills
12 distales Ende 12 distal end
14 proximales Ende 14 proximal end
16 Bohrspitze 16 drill bit
16a Schneide - links 16a cutting edge - left
16b Schneide - rechts 16b cutting edge - right
18 erste Aufbohrstufe 18 first boring stage
18a Schneide 18a cutting edge
20 zweite Aufbohrstufe 20 second boring stage
20a Schneide 20a cutting edge
22 dritte Aufbohrstufe 22 third boring stage
22a Schneide 22a cutting edge
24 vierte Aufbohrstufe 24 fourth boring stage
24a Vorschneide 24a cutting edge
24b Nachschneide 24b regrooving
26 fünfte Aufbohrstufe 26 fifth boring stage
26a Vorschneide 26a cutting edge
26b Nachschneide 26b regrooving
28 sechste Aufbohrstufe 28 sixth boring stage
28a Vorschneide 28a cutting edge
28b Nachschneide 28b regrooving
30 siebte Aufbohrstufe 30 seventh boring stage
30a Vorschneide 30a cutting edge
30b Nachschneide 30b regrooving
32 Spitze 32 top
36 Spannut in der Bohrspitze 16 und der Aufbohrstufen 18 bis 30 zur Bildung von Schneiden 18a bis 22a und Vorschneiden 24a bis 30a 38 Spannut in der Bohrspitze 16 und der Aufbohrstufen 18 bis 30 zur Bildung von Schneiden 18a bis 22a und Vorschneiden 24a bis 30a 40 Endstück 36 flute in the drill tip 16 and the boring stages 18 to 30 for the formation of cutting edges 18a to 22a and pre-cutting 24a to 30a 38 flute in the drilling tip 16 and the boring stages 18 to 30 for the formation of cutting edges 18a to 22a and pre-cutting edges 24a to 30a 40 end piece
42 Schaft 42 shaft
42a Spannflächen am Schaft 42 42a clamping surfaces on the shaft 42
44 Längsachse 44 longitudinal axis
46 Spannut nur in der Aufbohrstufen zur Bildung von Nachschneiden 46 Flute only in the boring stages to form re-cuts
48 Spannut nur in den Aufbohrstufen zur Bildung von Nachschneiden48 Flute only in the boring stages to form re-cuts
50 50
R Schneidenradius der Vorschneide 24a bis 30a R cutting radius of the cutting edge 24a to 30a
a Spanwinkel der Vorschneide 24a bis 30a a Rake angle of the cutting edge 24a to 30a
b Spanwinkel der Nachschneide 24b bis 30b b Rake angle of the secondary cutting edge 24b to 30b
S Schnittpunkt von Vorschneide 24a bis 30a und Nachschneide 24b S intersection of pre-cutting edge 24a to 30a and secondary cutting edge 24b
bis 30b up to 30b
D Drehrichtung des Stufenbohrers 10 im Betrieb D Direction of rotation of the step drill 10 in operation

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Stufenbohrer (10) mit 1. Step drill (10) with
a. einem distalen Ende (12) und einem gegenüberliegenden proximalen Ende (14), b. einer Bohrspitze (16), die am distalen Ende (12) des Stufenbohrers (10) eine Spitze (32) mit zwei geometrisch definierten Hauptschneiden (16a, 16b) aufweist, denen jeweils eine Spannut (36, 38) zugeordnet ist, a. a distal end (12) and an opposite proximal end (14), b. a drill tip (16) which has a tip (32) at the distal end (12) of the step drill (10) with two geometrically defined main cutting edges (16a, 16b), each of which is assigned a flute (36, 38),
c. mindestens einer, in einem Abstand zum distalen Ende (12) angeordneten ersten Aufbohrstufe (18), die eine Anzahl geometrisch definierter Schneiden (18a bis 30a) aufweist, denen jeweils eine Spannut (36, 38) zugeordnet ist, c. at least one first boring step (18) which is arranged at a distance from the distal end (12) and has a number of geometrically defined cutting edges (18a to 30a), each of which is assigned a flute (36, 38),
dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung benachbart angeordnete Schneiden (24a, 24b bis 30a, 30b) einer Aufbohrstufe (24 bis 30) so ausgebildet sind, dass der Verlauf des Abstands einer Schneide (24a, 24b bis 30a, 30b) von einer Längsachse des characterized in that the cutting edges (24a, 24b to 30a, 30b) of a boring step (24 to 30) arranged adjacent in the circumferential direction are designed such that the course of the distance of a cutting edge (24a, 24b to 30a, 30b) from a longitudinal axis of the
Stufenbohrers von deren distalem Ende in Richtung proximalem Ende zwischen benachbarten Schneiden (24a, 24b bis 30a, 30b) unterschiedlich ist, wobei eine der benachbarten Step drill from its distal end towards the proximal end between adjacent cutting edges (24a, 24b to 30a, 30b) is different, one of the adjacent ones
Schneiden eine Vorschneide (24a bis 30a) und die andere Schneide eine Nachschneide (24b bis 30b) bildet. Cut one pre-cutting edge (24a to 30a) and the other cutting edge forms a secondary cutting edge (24b to 30b).
2. Stufenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen 2. Step drill according to claim 1, characterized in that the different
Schneiden (24a, 24b bis 30a, 30b) mindestens in einigen der mehreren Aufbohrstufen (18 bis 30) vorhanden sind, vorzugsweise nach der dritten Aufbohrstufe (18 bis 30) und unmittelbar folgenden Aufbohrstufen (18 bis 30). Cutting (24a, 24b to 30a, 30b) are present in at least some of the several boring stages (18 to 30), preferably after the third boring stage (18 to 30) and immediately following boring stages (18 to 30).
3. Stufenbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschneide (24a bis 30a) über einen vorbestimmten ersten Bereich von einem distalen Ende der Vorschneide (24a bis 30a) in Richtung eines proximalen Endes der Vorschneide (24a bis 30a) gleichmäßig gekrümmt ist und einem Radius (R) zugeordnet ist. 3. Step drill according to claim 1 or 2, characterized in that the pre-cutting edge (24a to 30a) is uniform over a predetermined first area from a distal end of the pre-cutting edge (24a to 30a) towards a proximal end of the pre-cutting edge (24a to 30a) is curved and is assigned a radius (R).
4. Stufenbohrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschneide (24a bis 30a) über einen vorbestimmten zweiten Bereich ausgehend von ihrem proximalen Ende des ersten Bereichs in Richtung eines proximalen Endes des zweiten Bereichs tangential von dem ersten Bereich mit einer konstanten Steigung verläuft. 4. Step drill according to claim 3, characterized in that the pre-cutting edge (24a to 30a) extends tangentially from the first area with a constant gradient over a predetermined second area starting from its proximal end of the first area in the direction of a proximal end of the second area.
5. Stufenbohrer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen der gekrümmte Bereich der Vorschneide (24a bis 30a) den Bereich bildet, in dem die Vorschneide (24a bis 30a) wirksam ist. 5. Step drill according to claim 3 or 4, characterized in that essentially the curved area of the pre-cutting edge (24a to 30a) forms the area in which the pre-cutting edge (24a to 30a) is effective.
6. Stufenbohrer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) bei steigenden Aufbohrstufen in Stufen von bis zu einschließlich 1,5 mm in einem Bereich von einschließlich 0,5 mm bis einschließlich 1,5 mm, bevorzugt bei 1,0 mm liegt, bei steigenden Aufbohrstufen in Stufen größer als 1,5 mm in einem Bereich von einschließlich 2,4 mm bis einschließlich 3,4 mm, bevorzugt bei 2,9 mm liegt. 6. Step drill according to one of claims 3 to 5, characterized in that the radius (R) with increasing boring steps in steps of up to and including 1.5 mm in a range of 0.5 mm to and including 1.5 mm, preferably is 1.0 mm, with increasing boring steps in steps greater than 1.5 mm in a range of 2.4 mm to 3.4 mm inclusive, preferably 2.9 mm.
7. Stufenbohrer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorschneide (24a bis 30a) der zweite Bereich einen Winkel zu einer Längsmittelachse (44) des Stufenbohrers (10) oder einer Parallelen hierzu bildet, der in einem Bereich von einschließlich 31° bis einschließlich 39° liegt, bevorzugt einschließlich 34° bis einschließlich 36°, vorzugsweise 35° aufweist. 7. Step drill according to one of claims 3 to 6, characterized in that in the pre-cutting edge (24a to 30a) the second region forms an angle to a longitudinal central axis (44) of the step drill (10) or a parallel thereto, which is in a range of including 31 ° to 39 ° inclusive, preferably including 34 ° to 36 ° inclusive, preferably 35 °.
8. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschneide (24b bis 30b) über ihren wirksamen Bereich eine konstante Steigung aufweist. 8. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary cutting edge (24b to 30b) has a constant slope over its effective range.
9. Stufenbohrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachschneide (24b bis 30b) einen Winkel mit der Längsachse (44) des Stufenbohrers (10) oder einer Parallelen hierzu bildet, der in einem Bereich von einschließlich 41° bis einschließlich 49° liegt, bevorzugt von einschließlich 44° bis einschließlich 46°, insbesondere 45° aufweist. 9. Step drill according to claim 8, characterized in that the secondary cutting edge (24b to 30b) forms an angle with the longitudinal axis (44) of the step drill (10) or a parallel thereto, which is in a range from 41 ° to 49 ° inclusive , preferably from 44 ° to 46 ° inclusive, in particular 45 °.
10. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier Spannnuten (36, 38, 46, 48) in der Aufbohrstufe (18 bis 30) bzw. den Aufbohrstufen (24 bis 30) vorgesehen sind, wobei zwei Spannuten (36, 38) jeweils eine Vorschneide (24a bis 30a) und zwei Spannuten (46, 48) jeweils eine Nachschneide (24b bis 30b) einer Aufbohrstufe (24 bis 30) bilden. 10. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that four clamping grooves (36, 38, 46, 48) in the boring step (18 to 30) or the boring steps (24 to 30) are provided, wherein two flutes (36, 38) each form a pre-cutting edge (24a to 30a) and two flutes (46, 48) each form a re-cutting edge (24b to 30b) of a boring step (24 to 30).
11. Stufenbohrer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich ein Teil der 11. Step drill according to claim 10, characterized in that only a part of
Aufbohrstufen (18 bis 30) vier Spannuten aufweist, insbesondere die zweite Aufbohrstufe (20) und folgenden Aufbohrstufen (22 bis 30). Boring stages (18 to 30) has four flutes, in particular the second boring stage (20) and subsequent boring stages (22 to 30).
12. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (16a, 16b) der Bohrspitze (16) zueinander einen Winkel aufweisen, der in einem Bereich von einschließlich 121° bis einschließlich 127°, insbesondere bei 124° liegt. 12. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting edges (16a, 16b) of the drill tip (16) have an angle to one another which is in a range from 121 ° to 127 ° inclusive, in particular 124 °.
13. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Bohrspitze (16) 30% kleiner, bevorzugt 35% kleiner, insbesondere 40% kleiner als der Durchmesser der nachfolgenden Aufbohrspitze (18) ist. 13. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the drill tip (16) is 30% smaller, preferably 35% smaller, in particular 40% smaller than the diameter of the subsequent drilling tip (18).
14. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Abstand der Spitze (32) der Bohrspitze (16) von der ersten Aufbohrstufe (18) in einem Bereich von einschließlich 1,6 mm bis 2,2 mm, insbesondere bei 1,9 mm liegt. 14. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum distance of the tip (32) of the drill bit (16) from the first boring step (18) in a range of 1.6 mm to 2.2 mm, in particular at 1.9 mm.
15. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannuten (36, 38) zu der Vorschneide (24a bis 30a) einen Spanwinkel (a) in einem Bereich von 0° bis 3°, insbesondere 1°, an der Spitze (32) und konstant ansteigend bis zu einem Bereich von 9° bis 15°, insbesondere 12°, am Ende der Spannuten (36, 38) aufweist. 15. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the flutes (36, 38) to the cutting edge (24a to 30a) have a rake angle (a) in a range from 0 ° to 3 °, in particular 1 °, at the tip (32) and constantly increasing up to a range of 9 ° to 15 °, in particular 12 °, at the end of the flutes (36, 38).
16. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannuten (46, 48) zu der Nachschneide (24b bis 30b) einen konstanten Spanwinkel (b) in einem Bereich von 24° bis 30°, insbesondere 27°, aufweist. 16. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the flutes (46, 48) to the secondary cutting edge (24b to 30b) have a constant rake angle (b) in a range from 24 ° to 30 °, in particular 27 °.
17. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Spannuten (36, 38) der Bohrspitze (16) und der nachfolgenden Aufbohrstufe (18 bis 30) bzw. der nachfolgenden Aufbohrstufen (18 bis 30) unterschiedlich ist, insbesondere zwei Spannuten (36, 38) in der Bohrspitze (16) und vier Spannuten (36, 38, 46, 48) in einer der nachfolgenden Aufbohrstufe (18 bis 30) bzw. der nachfolgenden Aufbohrstufen (18 bis 30) vorgesehen sind. 17. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the number of flutes (36, 38) of the drill tip (16) and the subsequent boring stage (18 to 30) or the subsequent boring stages (18 to 30) is different, in particular two flutes (36, 38) in the drill tip (16) and four flutes (36, 38, 46, 48) in one of the subsequent boring stages (18 to 30) or the subsequent boring stages (18 to 30) are provided.
18. Stufenbohrer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannut (36, 38) der Bohrspitze (16) in die Spannut (36, 38) der nachfolgenden Aufbohrstufe (18 bis 30) bzw. der nachfolgenden Aufbohrstufen (18 bis 30) übergeht. 18. Step drill according to claim 17, characterized in that the flute (36, 38) of the drill tip (16) merges into the flute (36, 38) of the subsequent boring stage (18 to 30) or the subsequent boring stage (18 to 30) .
19. Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge einer Aufbohrstufe (18 bis 30) zwischen einschließlich 4 mm und einschließlich 16 mm liegt, bevorzugt zwischen einschließlich 8 mm und einschließlich 12 mm, insbesondere bei 10 mm. 19. Step drill according to one of the preceding claims, characterized in that the length of a boring step (18 to 30) is between 4 mm and 16 mm inclusive, preferably between 8 mm and 12 mm inclusive, in particular 10 mm.
20 Stufenbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sieben Aufbohrstufen (18 bis 30) mit einem Durchmesser von der ersten zur letzten 20 step drill according to one of the preceding claims, characterized in that seven boring steps (18 to 30) with a diameter from the first to the last
Aufbohrstufe (18 bis 30) von 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm vorgesehen sind; oder acht Aufbohrstufen (18 bis 30) mit einem Durchmesser von 6 mm, 8 mm, 10 mm, Boring step (18 to 30) of 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm are provided; or eight boring stages (18 to 30) with a diameter of 6 mm, 8 mm, 10 mm,
12 mm, 14 mm, 16 mm, 18 mm, 20 mm vorgesehen sind; oder acht Aufbohrstufen (18 bis 30) mit einem Durchmesser von 6 mm, 9 mm, 12 mm, 15 mm, 18 mm, 21 mm, 24 mm, 27 mm vorgesehen sind. 12 mm, 14 mm, 16 mm, 18 mm, 20 mm are provided; or eight boring stages (18 to 30) with a diameter of 6 mm, 9 mm, 12 mm, 15 mm, 18 mm, 21 mm, 24 mm, 27 mm are provided.
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