WO2021078425A1 - Deep-hole drilling tool - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a deep hole drilling tool for the machining of a deep hole bore in a workpiece, comprising a drill shank having a proximal clamping section, at the distal end of which at least one geometrically transverse cutting edge is arranged, which has at least one flute machined along the outer circumference of the drill shank for removing through the at least one cutting edge is assigned to chips removed from the workpiece, the edge of which, at least on one side, the chip flute protruding radially from the outer circumference of the drill shank, comes slidingly into contact with the wall of the bore.
- the field of application of the invention extends to the production of deep-hole bores in workpieces, which preferably consist of a machinable metal.
- workpieces which preferably consist of a machinable metal.
- VDI 3210 deep hole drilling begins at a drilling depth of 3 times the tool diameter.
- the main difficulty with deep hole drilling is to minimize the migration of the drill head center away from the set axis, although the drill shank has a lower flexural rigidity due to its length than in normal drilling.
- axial deviations in bores can be avoided in that there is no blunt cross cutting edge in the center of the drill tip, which only displaces or scrapes material, requires high drilling pressure and provokes lateral evasive movements of the deep hole drill. Instead, it uses the entire cross-sectional area Regularly cut by one or more cutting edges.
- special single-lip deep hole drills or two-lip deep hole drills are used for this purpose.
- twist drills with a double guide chamfer which can be used for deep hole drilling. Since the drill shank itself cannot provide a clear definition of the position of the drill head, this task is taken over by the wall of the hole that has already been drilled.
- one or more longitudinal webs, so-called guide strips, on the outside ensure this definition of the position. These are either left standing during the outer grinding of the outer circumference of the drill shank or specially inserted into grooves. The interaction of these guide strips with the wall of the borehole absorbs the transverse forces that arise during deep-hole drilling. Usually a pilot hole or an additional drill bushing is required at the beginning of the drilling process.
- twist drilling A problem with deep hole drilling called twist drilling is caused by vibrations on the deep hole drilling tool, which during the drilling process also cause Rreliter phenomena and non-circular drilling to build up. Twist drilling occurs in particular at high speeds with a high feed rate at the same time, i.e. with high drilling performance.
- the predominant disturbing vibration is the bending vibration of the deep hole drilling tool perpendicular to the drilling axis with an oscillation frequency of less than 100 Hz.
- axial alignment of the drilling axis of the tool with the partial spindle axis of the machine is only insufficiently controllable, especially in multi-spindle machines, so that this state also contributes to the twist problem .
- Tool holder for the interface in the machine. Overall, this leads to an inadequate drilling result, i.e. non-circular drill holes, as well as premature tool wear. Typical is the so-called polygon formation, which is shown to an observer when looking into the bore through so-called twist marks. It is therefore the object of the present invention to minimize or reduce the chattering tendencies that occur during deep hole drilling and twist drilling.
- the invention includes the technical teaching that to avoid twist drilling and to minimize the tendency to chatter in the longitudinal direction of the shank adjacent to the flute of the deep hole drilling tool, at least one cutting guide strip protruding radially from the outer circumference is formed, which is provided with a cutting edge acting in the working direction of rotation of the drill shank for cutting free the bore wall is.
- a cutting guide bar is produced in that the guide bar edge, which is usually rounded, is provided with a cutting geometry.
- the tool geometry according to the invention with regard to the cutting guide bar is able to greatly reduce the tendency to twist, especially in the case of two-lip deep hole drills, and to bring about the compressive strength by introducing residual compressive stresses to the required level to achieve the pulse compressive strength without subsequent increasing measures.
- the drill shank is provided with a single cutting edge with an associated flute for forming a single-lip deep hole drill, which corresponds to at least one guide strip with a cutting edge.
- two or more guide strips should preferably be provided in combination with the individual flute.
- the drill shank is provided with two cutting edges with associated flutes for forming a two-lip deep hole drill, which correspond to at least two guide strips with cutting edges.
- two such guide strips are provided for the two flutes and are spaced apart from one another over the outer circumference.
- a fully symmetrical cross-sectional arrangement is advantageously sought in order to ensure uniform drill guidance.
- the flute of the single-lip deep hole drill and the two flutes of the two-lip drill with respectively associated guide strips preferably run in a straight line along the outer circumference of the drill shank.
- a helical arrangement in the form of a twist drill is also conceivable, which, in the case of special workpiece materials, ensures improved removal of the chips produced during drilling to the outside. If the deep hole drilling tool is designed in the manner of a twist drill, this preferably has a double guide bar.
- each cutting guide strip be assigned a secondary flute which is formed jointly with the outer circumference and runs parallel to the flute of the drill bit.
- this secondary chip flute is connected to the main chip flute of the drill bit via at least one transverse channel, so that a reliable fine chip evacuation is achieved in particular with deep bores.
- the deep hole drilling tool according to the invention can be manufactured from a suitable cutting material throughout.
- the drill bit arranged at the distal end of the drill shank is formed on a hard metal head of the drill shank otherwise made of a lower alloyed tool steel, with the at least one cutting guide bar over the common outer circumference, i.e. laterally over the hard metal head and the rest of the drill shank runs.
- Fig. 2 is a detailed perspective view of the single-lip
- Deep hole drilling tool according to FIG. 1 in the area of the drill head
- FIG. 3 shows a plan view of the distal end of the deep hole drilling tool according to FIG. 1 in the borehole
- FIG. 5 shows a plan view of the distal end of the deep hole drilling tool according to FIG. 4 in the borehole
- FIG. 6 shows a further top view of a two-lip deep hole drilling tool in the borehole according to an alternative embodiment
- Fig. 7 is a perspective view of a two-lip
- Deep hole drilling tool with secondary flute according to a first embodiment
- Fig. 8 is a perspective view of a two-lip
- Deep hole drilling tool with secondary flute according to a second embodiment.
- a single-lip deep hole drilling tool consists essentially of a drill shank 1 with a proximal clamping section 2 for a tool holder on a drilling or lathe, preferably a multi-spindle lathe with drilling units.
- a cutting edge 3 running transversely in terms of cutting geometry, which is assigned a flute 5 running along the outer circumference 4 along the drill shank 1 for removing chips removed by the cutting edge 3.
- the cutting edge 3 arranged at the distal end of the drill shank 1 is formed on a hard metal head 6 of the drill shank 1 which otherwise consists of a solid hard metal.
- a first guide bar 7a and a second guide bar 7b which are circumferentially spaced from one another and from the chip groove 5, are formed adjacent to the flute 5 formed along the drill shank 1. Furthermore, on one side of the flute 5, a radially outwardly protruding edge strip 8 is provided, which comes into sliding contact with the wall of the bore.
- Fig. 3 the sliding edge strip 8 and the two guide strips 7a and 7b is illustrated in cross section.
- the flute 5 is further delimited by a second further edge strip 9 that comes to rest in a sliding manner on the bore wall 10.
- a deep hole drilling tool is designed as a two-lip deep hole drill and comprises a drill shank 1 with two front drill bits 3a and 3b. These are each assigned a flute 5a or 5b. The two cutting edges 3a and 3b are also formed here on a hard metal head 6 of the deep hole drilling tool.
- the two flutes 5a and 5b correspond to two associated cutting guide strips 7a and 7b, each with a respective cutting edge 1 and 12, arranged at a distance from one another over the outer circumference 4.
- the two edge strips 8a and 8b delimiting the groove come to bear on the bore wall 10 in a sliding manner.
- FIG. 6 shows an embodiment in which two additional cutting guide strips 7c ‘and 7d are arranged at a distance from the edge strip 8a and the cutting guide strip 7a or from the edge strip 8b and the cutting guide strip 7b‘.
- each cutting guide strip 7a and 7b is assigned a secondary flute 13 (exemplary) which is formed jointly with the outer circumference 4 and which runs parallel to the main flute 5 (exemplary) of the cutting edge 3.
- the secondary flute 13 is connected to the main flute 5 of the cutting edge 3 via at least one transverse channel 14 in order to facilitate the removal of the fine chips that collect in the secondary flute 13.
Abstract
The invention relates to a deep-hole drilling tool for producing a deep-hole bore in a workpiece in a material-removing manner, comprising a drill shank (1) which has a proximal clamping portion (2) and at the distal end of which at least one drill bit (3; 3a, 3b) that extends transversely in terms of cutting geometry is arranged, which drill bit is assigned at least one flute (5; 5a, 5b) that is incorporated along the outer circumference (4) of the drill shank (1) and is intended for carrying away chips that have been removed from the workpiece by the at least one bit (3), the edge strip (8, 9) of which flute that protrudes at least one one side of the flute (5, 5a, 5b) radially from the outer circumference (4) of the drill shank (1) slidingly abuts the bore wall (10), wherein in order to prevent twist boring in the shank longitudinal direction, at least one cutting guide strip (7a, 7b; 7a', 7b') that protrudes radially from the outer circumference (4) is formed adjacently to the flute (5, 5a, 5b), which guide strip is provided with a cutting edge (11; 12) that acts in the working direction of rotation of the drill shank (1) and is intended for cutting out the bore wall.
Description
Beschreibung description
Titel: Title:
Tieflochbohrwerkzeug Deep hole drilling tool
Die Erfindung betrifft ein Tieflochbohrwerkzeug zur spanenden Erzeugung einer Tieflochbohrung in einem Werkstück, umfassend einen einen proximalen Einspannabschnitt aufweisenden Bohrerschaft, an dessen distalem Ende mindestens eine schneidgeometrisch quer verlaufende Bohrschneide angeordnet ist, welche mindestens einer längs am Außenumfang des Bohrerschaftes eingearbeiteten Spannut zum Abführen von durch die mindestens eine Schneide vom Werkstück abgetragenen Spänen zugeordnet ist, deren zumindest einseitig der Spannut radial vom Außenumfang des Bohrerschafts hervorstehende Randleiste an der Bohrungswandung gleitend zur Anlage kommt. The invention relates to a deep hole drilling tool for the machining of a deep hole bore in a workpiece, comprising a drill shank having a proximal clamping section, at the distal end of which at least one geometrically transverse cutting edge is arranged, which has at least one flute machined along the outer circumference of the drill shank for removing through the at least one cutting edge is assigned to chips removed from the workpiece, the edge of which, at least on one side, the chip flute protruding radially from the outer circumference of the drill shank, comes slidingly into contact with the wall of the bore.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Fertigung von Tieflochbohrungen in Werkstücken, die vorzugsweise aus einem spanbaren Metall bestehen. Gemäß geltender Normen (VDI 3210) beginnt das Tieflochbohren bei einer Bohrungstiefe vom 3-fachen des Werkzeugdurchmessers. Hauptschwierigkeit beim Tieflochbohren ist, das Wandern der Bohrkopfmitte weg von der eingestellten Achse zu minimieren, obwohl der Bohrerschaft wegen seiner Länge eine geringere Biegesteifigkeit besitzt als beim gewöhnlichen Bohren. The field of application of the invention extends to the production of deep-hole bores in workpieces, which preferably consist of a machinable metal. According to the applicable standards (VDI 3210), deep hole drilling begins at a drilling depth of 3 times the tool diameter. The main difficulty with deep hole drilling is to minimize the migration of the drill head center away from the set axis, although the drill shank has a lower flexural rigidity due to its length than in normal drilling.
Stand der Technik State of the art
Gemäß dem allgemein bekannten Stand der Technik können Achsabweichungen bei Bohrungen dadurch vermieden werden, dass keine stumpfe Querschneide in der Mitte der Bohrerspitze vorhanden ist, welche nur Material verdrängt oder abschabt, einen hohen Bohrdruck erfordert und seitliche Ausweichbewegungen des Tieflochbohrers provoziert. Stattdessen wird die gesamte Querschnittsfläche
durch eine oder mehrere Schneiden regulär spanabhebend geschnitten. So sind in der Praxis zu diesem Zweck spezielle Einlippen-Tieflochbohrer oder Zweilippen-Tieflochbohrer gebräuchlich. Daneben existieren auch Spiralbohrer mit doppelter Führungsfase, welche zum Tieflochbohren zum Einsatz kommen können. Da der Bohrerschaft selbst keine saubere Definition der Lage des Bohrerkopfes liefern kann, übernimmt diese Aufgabe die Wandung des bereits gebohrten Loches. Außer bei einfachen Tieflochbohrern sorgen ein oder mehrere Längsstege, sogenannte Führungsleisten, an der Außenseite für diese Lagedefinition. Diese sind entweder beim äußeren Abschleifen des Außenumfangs des Bohrerschafts stehen gelassen oder speziell in Nuten eingefügt. Durch das Zusammenwirken dieser Führungsleisten mit der Wandung des Bohrlochs werden die beim Tieflochbohren entstehenden Querkräfte aufgenommen. Gewöhnlich ist zu Beginn des Bohrprozesses eine Pilotbohrung oder eine zusätzliche Bohrbuchse erforderlich. According to the generally known prior art, axial deviations in bores can be avoided in that there is no blunt cross cutting edge in the center of the drill tip, which only displaces or scrapes material, requires high drilling pressure and provokes lateral evasive movements of the deep hole drill. Instead, it uses the entire cross-sectional area Regularly cut by one or more cutting edges. In practice, special single-lip deep hole drills or two-lip deep hole drills are used for this purpose. There are also twist drills with a double guide chamfer, which can be used for deep hole drilling. Since the drill shank itself cannot provide a clear definition of the position of the drill head, this task is taken over by the wall of the hole that has already been drilled. Except for simple deep hole drills, one or more longitudinal webs, so-called guide strips, on the outside ensure this definition of the position. These are either left standing during the outer grinding of the outer circumference of the drill shank or specially inserted into grooves. The interaction of these guide strips with the wall of the borehole absorbs the transverse forces that arise during deep-hole drilling. Usually a pilot hole or an additional drill bushing is required at the beginning of the drilling process.
Eine als Drallbohren bezeichnete Problematik beim Tieflochbohren wird durch Schwingungen am Tieflochbohrwerkzeug verursacht, welche während des Bohrprozesses auch ein Aufschaukeln von Rätter- Erscheinungen und Unrundbohren verursachen. Das Drallbohren tritt insbesondere bei hohen Umdrehungszahlen mit gleichzeitig hohem Vorschub, also bei hoher Bohrleistung, auf. Die vorherrschende störende Schwingung ist hierbei die Biegeschwingung des Tieflochbohrwerkzeugs senkrecht zur Bohrachse mit einer Schwingungsfrequenz von unterhalb 100 Hz. Weiterhin ist eine axiale Fluchtung der Bohrachse des Werkzeugs zur Teilspindelachse der Maschine nur unzureichend beherrschbar, insbesondere bei Mehrspindelmaschinen, so dass dieser Zustand zusätzlich zur Drallproblematik beiträgt. Ebenso bestehen Rundlauffehler am Werkzeug und Rundlauffehler in derA problem with deep hole drilling called twist drilling is caused by vibrations on the deep hole drilling tool, which during the drilling process also cause Rätter phenomena and non-circular drilling to build up. Twist drilling occurs in particular at high speeds with a high feed rate at the same time, i.e. with high drilling performance. The predominant disturbing vibration is the bending vibration of the deep hole drilling tool perpendicular to the drilling axis with an oscillation frequency of less than 100 Hz. Furthermore, axial alignment of the drilling axis of the tool with the partial spindle axis of the machine is only insufficiently controllable, especially in multi-spindle machines, so that this state also contributes to the twist problem . There are also concentricity errors on the tool and concentricity errors in the
Werkzeugspannaufnahme zur Schnittstelle in der Mashine. Dies führt insgesamt zu einem mangelhaften Bohrergebnis, also unrunden Bohrlöchern, sowie einem vorzeitigen Werkzeugverschleiß. Typisch ist die sogenannte Vieleckbildung, die sich einem Betrachter beim Blick in die Bohrung hinein durch sogenannte Drallmarken zeigt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beim Tieflochbohren auftretenden Ratterneigungen und das Drallbohren zu minimieren bzw. zu verringern. Tool holder for the interface in the machine. Overall, this leads to an inadequate drilling result, i.e. non-circular drill holes, as well as premature tool wear. Typical is the so-called polygon formation, which is shown to an observer when looking into the bore through so-called twist marks. It is therefore the object of the present invention to minimize or reduce the chattering tendencies that occur during deep hole drilling and twist drilling.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Tieflochbohrwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. The object is achieved on the basis of a deep hole drilling tool according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims reproduce advantageous developments of the invention.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Vermeidung des Drallbohrens sowie zur Minimierung der Ratterneigung in Schaftlängsrichtung benachbart zur Spannut des Tieflochbohrwerkzeugs mindestens eine radial vom Außenumfang hervorstehende schneidende Führungsleiste angeformt ist, welche mit einer in Arbeitsdrehrichtung des Bohrerschafts wirkenden Schneidkante zum Freischneiden der Bohrungswandung versehen ist. The invention includes the technical teaching that to avoid twist drilling and to minimize the tendency to chatter in the longitudinal direction of the shank adjacent to the flute of the deep hole drilling tool, at least one cutting guide strip protruding radially from the outer circumference is formed, which is provided with a cutting edge acting in the working direction of rotation of the drill shank for cutting free the bore wall is.
Dabei erfolgt zwecks Verringerung des Drallbohrens nur ein geringfügiger Spanabtrag, welcher unterhalb eines beispielsweise beim Reiben einer Zylinderbohrung entstehenden Spanabtrags liegt. Die erfindungsgemäß schneidende Führungsleiste führt also nicht zu einer wesentlichen Durchmesservergrößerung des von den Schneiden des Bohrerkopfes definierten Bohrlochdurchmesssers. Im Unterschied zum Stand der Technik wird eine schneidende Führungsleiste dadurch erzeugt, dass die üblicherweise abgerundete Führungsleistenkante mit einer Schneidgeometrie versehen wird.For the purpose of reducing the twist drilling, only a slight chip removal takes place, which is below the chip removal that occurs, for example, when rubbing a cylinder bore. The guide strip cutting according to the invention therefore does not lead to a substantial increase in the diameter of the drill hole diameter defined by the cutting edges of the drill head. In contrast to the prior art, a cutting guide bar is produced in that the guide bar edge, which is usually rounded, is provided with a cutting geometry.
Die insoweit nur geringfügig schneidende Führungsleiste gewährleistet im Sinne einer Funktionsintegration sowohl eine sichere Führung des Tieflochbohrwerkzeugs in der Bohrung, als auch ein hinreichendes Freischneiden, um so die während des Tieflochbohrvorgangs auftretenden Unregelmäßigkeiten an der Bohrungswandung einzuschränken, was eine Beruhigung des Bohrvorgangs nach sich zieht. Hierdurch wird eine Minimierung der Ratterneigung und des Drallbohrens einerseits und eine Reduzierung der Gefahr gegen ein Verklemmen des Tieflochbohrers während des Bohrvorgangs andererseits erreicht. Denn durch die erfindungsgemäße Lösung können die
erzeugten Tieflochbohrungen nicht mehr zu eng ausfallen. Durch Drall- und/oder Unrundbohren ist die mit einem herkömmlichen Tieflochbohrwerkzeug gebohrte Bohrung häufig kleiner als der Bohrerdurchmesser. The insofar as only slightly cutting guide bar ensures, in terms of functional integration, both safe guidance of the deep hole drilling tool in the hole and sufficient free cutting to limit the irregularities occurring on the hole wall during the deep hole drilling process, which slows down the drilling process. This minimizes the tendency to chatter and twist drilling on the one hand and reduces the risk of the deep hole drill jamming during the drilling process on the other hand. Because the inventive solution can The deep-hole bores generated no longer turn out too narrow With twist and / or non-circular drilling, the hole drilled with a conventional deep hole drilling tool is often smaller than the drill diameter.
Die im Hinblick auf die schneidende Führungsleiste erfindungsgemäße Werkzeuggeometrie ist in der Lage, insbesondere bei Zweilippen-Tieflochbohrern die Drallneigung stark zu verringern und die Druckfestigkeit durch Einbringen von Druckeigenspannungen auf das erforderliche Niveau zum Erreichen der Pulsdruckfestigkeit ohne nachfolgende steigende Maßnahmen zu bewirken. The tool geometry according to the invention with regard to the cutting guide bar is able to greatly reduce the tendency to twist, especially in the case of two-lip deep hole drills, and to bring about the compressive strength by introducing residual compressive stresses to the required level to achieve the pulse compressive strength without subsequent increasing measures.
Versuche haben ergeben, dass durch Einsatz eines erfindungsgemäß ausgebildeten Zweilippen-Tieflochbohrers die Taktzeit mit einem aktuell eingesetzten Mehrspindel-Bohrkonzept gegenüber einem Einlippen- Tieflochbohrer um ca. 20% gesenkt werden kann. Des Weiteren wird das vorstehend erörterte Aufschwingverhalten verhindert. In Ergebnis dessen kann auch ein bislang in der Regel notwendiges nachfolgendes Bürsten der Tieflochbohrung entfallen, womit die Fertigungszeit weiter abgesenkt werden kann. Tests have shown that by using a two-lip deep hole drill designed according to the invention, the cycle time with a currently used multi-spindle drilling concept can be reduced by approx. 20% compared to a single-lip deep hole drill. Furthermore, the oscillation behavior discussed above is prevented. As a result of this, subsequent brushing of the deep hole, which was usually necessary up to now, can be dispensed with, so that the production time can be further reduced.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bohrerschaft mit einer einzigen Bohrschneide mit zugeordneter Spannut zur Bildung eines Einlippen-Tieflochbohrers versehen ist, welche mit mindestens einer Führungsleiste mit Schneidkante korrespondiert. Um eine präzise Schaftführung des Bohrerschafts zu gewährleisten, sind vorzugsweise zwei oder mehr Führungsleisten in Kombination mit der einzelnen Spannut vorzusehen. According to a first embodiment of the invention it is provided that the drill shank is provided with a single cutting edge with an associated flute for forming a single-lip deep hole drill, which corresponds to at least one guide strip with a cutting edge. In order to ensure precise shank guidance of the drill shank, two or more guide strips should preferably be provided in combination with the individual flute.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist der Bohrerschaft mit zwei Bohrschneiden mit zugeordneten Spannuten zur Bildung eines Zweilippen- Tieflochbohrers versehen, welche mit mindestens zwei Führungsleisten mit Schneidkante korrespondieren. Vorzugsweise sind zu den beiden Spannuten zwei über den Außenumfang zueinander beabstandet angeordnete derartige Führungsleisten vorgesehen. Vorteilhafterweise wird eine vollsymmetrische Querschnittsanordnung angestrebt, um eine gleichmäßige Bohrerführung zu gewährleisten.
Die Spannut des Einlippen-Tieflochbohrers sowie die beiden Spannuten des Zweilippenbohrers mit jeweils zugeordneten Führungsleisten verlaufen vorzugsweise geradlinig längs des Außenumfangs des Bohrschafts. Daneben ist jedoch auch eine schraubenlinienförmige Anordnung gemäß einem Spiralbohrer denkbar, was bei speziellen Werkstückmaterialien ein verbessertes Abführen der beim Bohren entstehenden Späne nach außen gewährleistet. Ist das Tieflochbohrwerkzeug nach Art eines Spiralbohrers ausgeführt, so weist dieser vorzugsweise eine doppelte Führungsleiste auf. According to a second preferred embodiment, the drill shank is provided with two cutting edges with associated flutes for forming a two-lip deep hole drill, which correspond to at least two guide strips with cutting edges. Preferably, two such guide strips are provided for the two flutes and are spaced apart from one another over the outer circumference. A fully symmetrical cross-sectional arrangement is advantageously sought in order to ensure uniform drill guidance. The flute of the single-lip deep hole drill and the two flutes of the two-lip drill with respectively associated guide strips preferably run in a straight line along the outer circumference of the drill shank. In addition, however, a helical arrangement in the form of a twist drill is also conceivable, which, in the case of special workpiece materials, ensures improved removal of the chips produced during drilling to the outside. If the deep hole drilling tool is designed in the manner of a twist drill, this preferably has a double guide bar.
Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass jeder schneidenden Führungsleiste eine gemeinsam mit dem Außenumfang ausgebildete sekundäre Spannut zugeordnet ist, die parallel zur Spannut der Bohrschneide verläuft. Hierdurch wird Raum für die durch das Freischneiden mit der schneidenden Führungsleiste geringfügig anfallenden Feinspäne geschaffen. Eine verbesserte Spanabfuhr kann dadurch erzielt werden, dass diese sekundäre Spannut über mindestens einen Querkanal mit der Hauptspannut der Bohrschneide verbunden wird, so dass insbesondere bei tiefen Bohrungen hierüber eine zuverlässige Feinspanabfuhr erzielt wird. According to a measure that further improves the invention, it is proposed that each cutting guide strip be assigned a secondary flute which is formed jointly with the outer circumference and runs parallel to the flute of the drill bit. As a result, space is created for the fine chips that occur slightly as a result of the free cutting with the cutting guide bar. Improved chip evacuation can be achieved in that this secondary chip flute is connected to the main chip flute of the drill bit via at least one transverse channel, so that a reliable fine chip evacuation is achieved in particular with deep bores.
Das Tieflochbohrwerkzeug gemäß der Erfindung kann aus einem durchgängigen geeigneten Schneidwerkstoff hergestellt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die am distalen Ende des Bohrerschaftes angeordnete Bohrschneide an einem Hartmetallkopf des ansonsten aus einem niedriger legierten Werkzeugstahl bestehenden Bohrerschafts ausgebildet ist, wobei die mindestens eine schneidende Führungsleiste über den gemeinsamen Außenumfang, also seitlich über den Hartmetallkopf sowie den übrigen Bohrerschaft verläuft. The deep hole drilling tool according to the invention can be manufactured from a suitable cutting material throughout. However, it is also conceivable that the drill bit arranged at the distal end of the drill shank is formed on a hard metal head of the drill shank otherwise made of a lower alloyed tool steel, with the at least one cutting guide bar over the common outer circumference, i.e. laterally over the hard metal head and the rest of the drill shank runs.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures.
Ausführungsbeispiele Embodiments
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Einlippen-Tieflochbohrwerkzeugs, It shows: 1 shows a perspective view of a single-lip deep hole drilling tool,
Fig. 2 eine detaillierte perspektivische Ansicht des Einlippen-Fig. 2 is a detailed perspective view of the single-lip
Tieflochbohrwerkzeugs gemäß Fig. 1 im Bereich des Bohrerkopfes, Deep hole drilling tool according to FIG. 1 in the area of the drill head,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das distale Ende des Tieflochbohrwerkzeugs gemäß Fig. 1 im Bohrloch, 3 shows a plan view of the distal end of the deep hole drilling tool according to FIG. 1 in the borehole,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Zweilippen-Tieflochbohrwerkzeugs, 4 shows a perspective view of a two-lip deep hole drilling tool,
Fig. 5 eine Draufsicht auf das distale Ende des Tieflochbohrwerkzeugs gemäß Fig. 4 im Bohrloch, FIG. 5 shows a plan view of the distal end of the deep hole drilling tool according to FIG. 4 in the borehole,
Fig. 6 eine weitere Draufsicht auf ein Zweilippen-Tieflochbohrwerkzeug im Bohrloch gemäß einer alternativen Ausführungsform, 6 shows a further top view of a two-lip deep hole drilling tool in the borehole according to an alternative embodiment,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Zweilippen-Fig. 7 is a perspective view of a two-lip
Tieflochbohrwerkzeugs mit sekundärer Spannut gemäß einer ersten Ausführungsform, und Deep hole drilling tool with secondary flute according to a first embodiment, and
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Zweilippen-Fig. 8 is a perspective view of a two-lip
Tieflochbohrwerkzeugs mit sekundärer Spannut gemäß einer zweiten Ausführungsform. Deep hole drilling tool with secondary flute according to a second embodiment.
Gemäß Fig. 1 besteht ein Einlippen-Tieflochbohrwerkzeug im Wesentlichen aus einem Bohrerschaft 1 mit proximalem Einspannabschnitt 2 für eine Werkzeugaufnahme an einer Bohr- oder Drehmaschine, vorzugsweise Mehrspindeldrehmaschine mit Bohreinheiten. Am distalen Ende des Bohrerschafts 1 ist eine schneidgeometrisch quer verlaufende Bohrschneide 3 angeordnet, welcher eine längs am Außenumfang 4 längs des Bohrerschafts 1 verlaufende Spannut 5 zum Abführen von durch die Schneide 3 abgetragenen Spänen zugeordnet ist. Die am distalen Ende des Bohrerschafts 1 angeordnete Bohrschneide 3 ist an einem Hartmetallkopf 6 des ansonsten aus einem Vollhartmetall bestehenden Bohrerschafts 1 ausgebildet.
Gemäß der in Fig. 2 gezeigten vergrößerten Darstellung ist benachbart zu der längs des Bohrerschafts 1 ausgebildeten Spannut 5 eine erste Führungsleiste 7a und eine zweite Führungsleiste 7b ausgebildet, welche in Umfangsrichtung beabstandet zueinander und zur Spannut 5 angeordnet sind. Weiterhin ist einseitig der Spannut 5 eine radial nach außen hervorstehende Randleiste 8 vorgesehen, welche an der Bohrungswandung gleitend zur Anlage kommt. According to FIG. 1, a single-lip deep hole drilling tool consists essentially of a drill shank 1 with a proximal clamping section 2 for a tool holder on a drilling or lathe, preferably a multi-spindle lathe with drilling units. At the distal end of the drill shank 1 there is arranged a cutting edge 3 running transversely in terms of cutting geometry, which is assigned a flute 5 running along the outer circumference 4 along the drill shank 1 for removing chips removed by the cutting edge 3. The cutting edge 3 arranged at the distal end of the drill shank 1 is formed on a hard metal head 6 of the drill shank 1 which otherwise consists of a solid hard metal. According to the enlarged illustration shown in FIG. 2, a first guide bar 7a and a second guide bar 7b, which are circumferentially spaced from one another and from the chip groove 5, are formed adjacent to the flute 5 formed along the drill shank 1. Furthermore, on one side of the flute 5, a radially outwardly protruding edge strip 8 is provided, which comes into sliding contact with the wall of the bore.
In Fig. 3 ist die gleitende Randleiste 8 sowie die beiden Führungsleisten 7a und 7b im Querschnitt veranschaulicht. Die Spannut 5 wird ferner von einer zweiten gleitend an der Bohrungswandung 10 zur Anlage kommenden weiteren Randleiste 9 begrenzt. In Fig. 3, the sliding edge strip 8 and the two guide strips 7a and 7b is illustrated in cross section. The flute 5 is further delimited by a second further edge strip 9 that comes to rest in a sliding manner on the bore wall 10.
Nach Fig. 4 ist ein Tieflochbohrwerkzeug als Zweilippen-Tieflochbohrer ausgeführt und umfasst einen Bohrerschaft 1 mit zwei vorderen Bohrschneiden 3a und 3b. Diesen ist jeweils eine Spannut 5a bzw. 5b zugeordnet. Die beiden Bohrschneiden 3a und 3b sind auch hier an einem Hartmetallkopf 6 des Tieflochbohrwerkzeugs ausgebildet. According to FIG. 4, a deep hole drilling tool is designed as a two-lip deep hole drill and comprises a drill shank 1 with two front drill bits 3a and 3b. These are each assigned a flute 5a or 5b. The two cutting edges 3a and 3b are also formed here on a hard metal head 6 of the deep hole drilling tool.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, korrespondieren die beiden Spannuten 5a und 5b mit zwei je zugeordneten, über den Außenumfang 4 zueinander beabstandet angeordneten schneidenden Führungsleisten 7a‘ und 7b‘, mit jeweiliger Schneidkante 1 bzw. 12‘. Demgegenüber kommen die beiden nutbegrenzenden Randleisten 8a und 8b gleitend an der Bohrungswandung 10 zur Anlage. As can be seen from FIG. 5, the two flutes 5a and 5b correspond to two associated cutting guide strips 7a and 7b, each with a respective cutting edge 1 and 12, arranged at a distance from one another over the outer circumference 4. In contrast, the two edge strips 8a and 8b delimiting the groove come to bear on the bore wall 10 in a sliding manner.
In Abwandlung hiervon zeigt die Fig. 6 eine Ausführungsform, bei welcher zwei zusätzliche schneidende Führungsleisten 7c‘ sowie 7d‘ im Abstand zur Randleiste 8a sowie der schneidenden Führungsleiste 7a bzw. zur Randleiste 8b und der schneidenden Führungsleiste 7b‘ angeordnet sind. In a modification of this, FIG. 6 shows an embodiment in which two additional cutting guide strips 7c ‘and 7d are arranged at a distance from the edge strip 8a and the cutting guide strip 7a or from the edge strip 8b and the cutting guide strip 7b‘.
Gemäß Fig. 7 ist jeder schneidenden Führungsleiste 7a und 7b eine gemeinsam mit dem Außenumfang 4 ausgebildete sekundäre Spannut 13 (exemplarisch) zugeordnet, welche parallel zur Haupt-Spannut 5 (exemplarisch) der Bohrschneide 3 verläuft.
Bei der in Fig. 8 illustrierten Abwandlung hiervon ist die sekundäre Spannut 13 über mindestens einen Querkanal 14 mit der Haupt-Spannut 5 der Bohrschneide 3 verbunden, um die Abfuhr der sich in der sekundären Spannut 13 ansammelnden Feinspäne zu erleichtern. According to FIG. 7, each cutting guide strip 7a and 7b is assigned a secondary flute 13 (exemplary) which is formed jointly with the outer circumference 4 and which runs parallel to the main flute 5 (exemplary) of the cutting edge 3. In the modification of this illustrated in FIG. 8, the secondary flute 13 is connected to the main flute 5 of the cutting edge 3 via at least one transverse channel 14 in order to facilitate the removal of the fine chips that collect in the secondary flute 13.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. E sind auch Abwandlungen hiervon denkbar, beispielsweise in Richtung eines Spiralbohrers, welche von Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind.
The invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. Modifications of this are also conceivable, for example in the direction of a twist drill, which are also covered by the scope of protection of the following claims.
Claims
1. Tieflochbohrwerkzeug zur spanenden Erzeugung einer Tieflochbohrung in einem Werkstück, umfassend einen einen proximalen Einspannabschnitt (2) aufweisenden Bohrerschaft (1), an dessen distalem Ende mindestens eine schneidgeometrisch quer verlaufende Bohrschneide (3; 3a, 3b) angeordnet ist, welcher mindestens eine längs am Außenumfang (4) des Bohrerschafts (1) eingearbeitete Spannut (5; 5a, 5b) zum Abführen von durch die mindestens eine Schneide (3) vom Werkstück abgetragenen Spänen zugeordnet ist, deren zumindest einseitig der Spannut (5, 5a, 5b) radial vom Außenumfang (4) des Bohrerschafts (1) hervorstehende Randleiste (8, 9) an der Bohrungswandung (10) gleitend zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung eines Drallbohrens in Schaftlängsrichtung benachbart zur Spannut (5, 5a, 5b) mindestens eine radial vom Außenumfang (4) hervorstehende schneidende Führungsleiste (7a, 7b; 7a‘, 7b‘) angeformt ist, welche mit einer in Arbeitsdrehrichtung des Bohrerschafts (1) wirkenden Schneidkante (11; 12) zum Freischneiden der Bohrungswandung versehen ist. 1. Deep hole drilling tool for machining a deep hole bore in a workpiece, comprising a drill shank (1) having a proximal clamping section (2), at the distal end of which at least one cutting edge (3; 3a, 3b) running transversely in terms of cutting geometry is arranged, which at least one longitudinally Flute (5; 5a, 5b) machined into the outer circumference (4) of the drill shank (1) for removing chips removed from the workpiece by the at least one cutting edge (3), of which the flute (5, 5a, 5b) is radially at least on one side from the outer circumference (4) of the drill shaft (1) protruding edge strip (8, 9) comes to bear on the bore wall (10), characterized in that to avoid twist drilling in the longitudinal direction of the shaft adjacent to the flute (5, 5a, 5b) at least one Cutting guide strips (7a, 7b; 7a ', 7b') protruding radially from the outer circumference (4) are integrally formed, which act with a rotating direction of the drill shaft (1) in the working direction the cutting edge (11; 12) is provided for cutting free the bore wall.
2. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrerschaft (1) mit einer Bohrschneide (3) mit zugeordneter Spannut (5) zur Bildung eines Einlippen-Tieflochbohrers versehen ist, welche mit mindestens einer Führungsleiste (7a, 7b) mit Schneidkante (11; 12) korrespondiert. 2. Deep hole drilling tool according to claim 1, characterized in that the drill shank (1) is provided with a cutting edge (3) with an associated flute (5) to form a single-lip deep hole drill which is provided with at least one guide strip (7a, 7b) with cutting edge ( 11; 12) corresponds.
3. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannut (5) mit zwei über den Außenumfang (4) zueinander beabstandet angeordneten Führungsleisten (7a, 7b) mit Schneidkante (7a, 7b) korrespondiert.
3. Deep hole drilling tool according to claim 2, characterized in that the flute (5) corresponds to two guide strips (7a, 7b) with cutting edge (7a, 7b) arranged at a distance from one another over the outer circumference (4).
4. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrerschaft (1) mit zwei Bohrschneiden (3a, 3b) mit zugeordneten Spannuten (5a, 5b) zur Bildung eines Zweilippen- Tieflochbohrers versehen ist, welche mit mindestens zwei Führungsleisten (7a‘, 7b‘) mit Schneidkante (1 ; 12‘) korrespondieren. 4. Deep hole drilling tool according to claim 1, characterized in that the drill shank (1) is provided with two cutting edges (3a, 3b) with associated flutes (5a, 5b) to form a two-lip deep hole drill, which is provided with at least two guide strips (7a ', 7b ') correspond to the cutting edge (1; 12').
5. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannuten (5a, 5b) mit zwei je zugeordneten, über den Außenumfang (4) zueinander beabstandet angeordneten schneidenden Führungsleisten (7a‘, 7b‘) mit Schneidkante (1 , 12‘) korrespondieren. 5. Deep hole drilling tool according to claim 4, characterized in that the two chip flutes (5a, 5b) with two respectively assigned cutting guide strips (7a ', 7b') with cutting edge (1, 12 ') arranged at a distance from one another over the outer circumference (4) correspond.
6. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spannut (5a, 5b) sowie die dieser zugeordneten Führungsleisten (7a‘, 7b‘) geradlinig längs des Außenumfangs (4) des Bohrerschafts (1) verlaufen. 6. Deep hole drilling tool according to claim 1, characterized in that the at least one flute (5a, 5b) and the guide strips (7a ‘, 7b‘) associated therewith run in a straight line along the outer circumference (4) of the drill shank (1).
7. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrerschaft (1) nach Art eines Spiralbohrers mit doppelter Führungsleiste (7a, 7b) ausgebildet ist. 7. Deep hole drilling tool according to claim 1, characterized in that the drill shank (1) is designed in the manner of a twist drill with a double guide strip (7a, 7b).
8. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder schneidenden Führungsleiste (7a, 7b) eine gemeinsam mit dem Außenumfang (4) ausgebildete sekundäre Spannut (13) zugeordnet ist, die parallel zur Haupt-Spannut (5) der Bohrschneide (3) verläuft. 8. Deep hole drilling tool according to claim 1, characterized in that each cutting guide strip (7a, 7b) is assigned a secondary flute (13) formed jointly with the outer circumference (4) and parallel to the main flute (5) of the drill bit (3) runs.
9. Tieflochbohrwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Spannut (13) über mindestens einen Querkanal (14) mit der Haupt-Spannut (5) der Bohrschneide (3) verbunden ist.
9. Deep hole drilling tool according to claim 8, characterized in that the secondary flute (13) is connected to the main flute (5) of the cutting edge (3) via at least one transverse channel (14).
10. Tieflochbohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am distalen Ende des Bohrerschafts (1) angeordnete Bohrschneide (3) an einem Hartmetallkopf (6) des ansonsten aus einem Werkzeugstahl bestehenden Bohrerschafts (1) ausgebildet ist, wobei die mindestens eine schneidende Führungsleiste (7a, 7b) über deren gemeinsamen Außenumfang (4) verläuft.
10. Deep hole drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that the drill bit (3) arranged at the distal end of the drill shaft (1) is formed on a hard metal head (6) of the drill shaft (1) otherwise made of a tool steel, wherein the at least one cutting guide strip (7a, 7b) extends over their common outer circumference (4).
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