CH630826A5 - Bohrwerkzeug fuer bohrungen in metallvollmaterial. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial, bestehend aus einem Schaft und mindestens zwei an dessen Stirnseite angeordneten, über den Schaftumfang gleichmässig verteilten, und in verschiedenen Abständen von der Schaftachse angeordneten, mehrere, insbesondere sechs gleichlange Schneidkanten aufweisenden Wendeschneidplatten, deren Arbeitsbereiche sich gegenseitig ergänzen und etwas überdecken und von deren Schneidkanten jeweils zwei mit dem Werkstück in Eingriff stehen, wobei die radial innerste Schneidplatte mit einer Schneidkante unmittelbar an die Schaftachse angrenzt oder dieselbe geringfügig überschreitet und wobei die beiden wirksamen Schneidkanten dieser Wendeschneidplatte mit einer Parallelen zur Schaftachse zumindest annähernd den gleichen Winkel einschliessen.

Bei einem derartigen bekannten Bohrwerkzeug sind zwei um 180° am Schaftumfang zueinander versetzte Wendeschneidplatten vorgesehen. Die radial äussere Wendeschneidplatte besitzt die Form eines regelmässigen Fünfek-kes mit fünf gleichlangen Schneidkanten. Die radial äusser-ste Schneidkante ist dabei parallel zur Bohrerachse angeordnet, während die angrenzende wirksame Schneidkante mit der Bohrerachse einen Winkel von 72° einschliesst. Die auf die zuletzt genannte Schneidkante wirkenden Schnittkräfte ergeben Kraftkomponenten in Umfangsrichtung, in Achsrichtung und senkrecht zur Achsrichtung des Bohrwerkzeuges. Diese senkrecht zur Achse des Bohrwerkzeuges gerichtete Kraftkomponente würde das Bohrwerkzeug seitlich von der Bohrerachse abdrängen, was eine Bohrung mit gekrümmter oder mit schiefer Achse zur Folge hätte. Um eine derartige Abdrängung zu vermeiden, ist jede der beiden Wendeschneidplatten eine sich an der Innenwandung der Bohrung des Werkstückes abstützende Stützrolle vorgesehen, wobei die Achsen dieser Stützrollen in Axialebenen angeordnet sind, die senkrecht zu der Oberseite der Wendeschneidplatte verlaufen. Durch diese beiden Stützrollen sollen die auf die Wendeschneidplatte wirkenden Schnittkräfte auf die Wand der Bohrung übertragen werden, um hierdurch das seitliche Abdrängen des Bohrwerkzeuges zu vermeiden. Infolge der Stützrollen weist jedoch das bekannte Bohrwerkzeug einen verhältnismässig komplizierten Aufbau auf, und die Stützrollen sowie ihre Lagerungen unterliegen auch einem gewissen Verschleiss. Es besteht ausserdem die Gefahr, dass feine Späne zwischen die Stützrollen und die Bohrungswand gelangen, wodurch nicht nur die Bohrungswand beschädigt wird, sondern auch die Genauigkeit der Bohrung leidet, da dann das Bohrwerkzeug in entgegengesetzter Richtung abedrängt wird. Auch ist bei grösseren Durchmessern die Unterbringung von mehreren Wendeschneidplatten schwierig, da jeder Wendeschneidplatte eine Stützrolle zugeordnet sein muss. Ein weiterer Nachteil des bekannten Bohrwerkzeuges besteht auch darin, dass mit diesem Bohrwerkzeug ausser dem eigentlichen Bohrvorgang keine weiteren Drehbearbeitungen mehr vorgenommen werden können, was insbesondere auf die spezielle Anordnung der äusseren Wendeschneidplatte zurückzuführen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches bei grosser Bohrleistung auch ohne Stützrollen eine hohe Arbeitsgenauigkeit aufweist, sowie auch Aufbohr- und Drehbearbeitung ermöglicht.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass auch die wirksamen Schneidkanten der anderen Wendeschneidplatte (n) mit einer Parallelen zur Schaftachse zumindest annähernd die gleichen Winkel einschliessen.

Durch diese verhältnismässig einfache Massnahme wird, in für den Fachmann überraschender Weise, erreicht, dass das Bohrwerkzeug nicht mehr wie bisher seitlich abgedrängt wird. Es wird vermutet, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass wegen der symetrischen Anordnung der beiden wirksamen Schneidkanten jeder Wendeschneidplatte, insbesondere der radial äusseren Wendeschneidplatte, auf diese beiden wirksamen Schneidkanten ungefähr die gleichen Schnittkräfte wirken. Die radial nach innen bzw. radial nach aussen gerichteten Kraftkomponenten heben sich damit gegeneinander auf. Es wird jegliche seitliche Abdrängung des Bohrwerkzeuges vermieden und es können mit dem erfin-dungsgemässen Bohrwerkzeug sehr genaue und geradlinige Bohrungen bei grosser Bohrleistung hergestellt werden. Stützrollen können hierbei überhaupt entfallen. Damit entfallen auch die durch Stützrollen bedingten, oben erwähnten Nachteile. Von besonderem Vorteil ist es aber auch, dass mit dem erfindungsgemässen Bohrwerkzeug ausser dem eigentlichen Bohren auch weitere Drehbearbeitungen durchgeführt werden können. So kann man beispielsweise nach Herstellung der Bohrung in einem Vollmaterial anschliessend die Bohrung einer Schlichtbearbeitung unterziehen, wenn die Werkzeugmaschine eine radiale Verschiebung der Bohrerachse gegenüber der Bohrungsachse ermöglicht. Auf derartigen Werkzeugmaschinen kann man dann auch mit dem erfindungsgemässen Bohrwerkzeug am Grund der Bohrung eine Hinterdrehung anbringen, indem man das Bohrwerkzeug gegenüber der Bohrungsachse etwas radial nach aussen bewegt. Eine derartige Hinterdrehung ist dann von Vorteil, wenn die Innenwandung der Bohrung anschliessend geschlif2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

fen werden soll. Ferner ist es mit dem erfindungsgemässen Bohrwerkzeug aber auch möglich, Plandreharbeiten vorzunehmen sowie Kanten an der Bohrungsmündung und am äusseren Umfang des Werkstückes zu brechen und bei umgekehrten Drehsinn des Werkstückes auch eine Aussendrehbearbeitung mit der äusseren Wendeschneidplatte durchzuführen. Will man erreichen, dass auf jede Wendeschneidplatte etwa die gleichen Umfangskräfte wirken, so kann man die Schneidkanten der radial weiter aussen liegenden Wendeschneidplatten etwas kürzer machen als die Schneidkanten der radial weiter innen liegenden Wendeschneidplatten. Hierdurch lässt sich die Arbeitsgenauigkeit des Werkzeuges noch weiterhin steigern.

Die Erfindung ist anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in folgendem näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Bohrwerkzeuges mit zwei Wendeschneidplatten in Richtung I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Stirnansicht dieses Bohrwerkzeuges in Richtung II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht eines Bohrwerkzeuges mit drei Wendeschneidplatten,

Fig. 4 die Eingriffsverhältnisse der einzelnen Schneidkanten der Wendeschneidplatten bei einem Bohrwerkzeug nach der Fig. 3.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Schaft 1 des Bohrwerkzeuges an seiner Stirnseite la zwei Aussparungen 2,2' zur Aufnahme je einer sechseckförmigen Wendeschneidplatte 3 aus Hartmetall auf. Über Kühlmittelbohrungen 4 kann der Stirnseite la Kühlmittel zugeführt werden. Das Bohrwerkzeug kann ruhend angeordnet sein und das Werkstück W drehend oder umgekehrt. Eine horizontale Anordnung der Bohrerachse A ist dabei zu bevorzugen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Wendeschneidplatte 3 so ausgebildet, dass zwei benachbarte Schneidkanten 3a an jeder zweiten Ecke einen Winkel a von etwa 156° miteinander einschliessen. Die radial äussere Wendeschneidplatte 3 ist dabei in ihrer Aussparung 2 so angeordnet, dass die beiden mit dem Werkstück W in Eingriff stehenden wirksamen Schneidkanten 3a mit einer Parallelen zur Schaftachse A jeweils annähernd den gleichen Winkel a/ 2 einschliessen. Durch die asymetrische Anordnung der wirksamen Schneidkanten 3a entstehen Vorschubdrücke, deren Resultierende ebenfalls parallel zur Schaftachse A ver-

630 826

läuft. Die radial auf die wirksamen Schneidkanten 3a einwirkenden Kraftkomponenten heben sich praktisch auf, da sie annähernd gleich gross sind. Ausserdem wurde beobachtet, dass durch die symetrische Anordnung der beiden wirksamen Schneidkanten 3a das Bohrwerkzeug in achsparalleler Richtung geführt wird. Die Wendeplatte 3 ist in bekannter Weise mittels einer zentralen Schraube 6 in der Aussparung 2 befestigt. Nach dem Lösen der Schraube 6 kann die Wendeschneidplatte herausgenommen und um 120° weitergedreht werden, so dass dann zwei neue Schneidkanten zum Einsatz gelangen können. Ferner weist die Wendeschneidplatte zwei Spanleitstufen 7 auf.

In der radial inneren Aussparung 2' ist eine der radial äusseren Wendeschneidplatte 3 entsprechende zweite Wendeschneidplatte angeordnet, die wegen ihrer gleichartigen Ausgestaltung und Anordnung auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen wurde. Auch diese radial innere Wendeschneidplatte ist so angeordnet, dass ihre beiden, mit dem Werkstück W in Eingriff stehenden wirksamen Schneidkanten 3a mit einer Parallelen zur Schaftachse annähernd die gleichen Winkel einschliessen. Dabei ist die radial innere Wendeschneidplatte so angeordnet, dass sie mit einer Schneidkante 3a unmittelbar an die Schaftachse A angrenzt bzw. dieselbe geringfügig überschreitet. Die innere und die äussere Wendeschneidplatte 3 sind in verschiedenen Abständen von der Schaftachse A so angeordnet, dass ihre Arbeitsbereiche aneinander anschliessen bzw. sich überdecken. Ferner sind die beiden Wendeschneidplatten über den Schaftumfang gleichmässig verteilt, d.h. sie sind um 180° zueinander versetzt angeordnet.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an dem Schaft Y drei über den Schaftumfang gleichmässig verteilte, und um jeweils 120° zueinander versetzt angeordnete Wendeschneidplatten 3 in Aussparungen 2,2', 2" in verschiedenen Abständen von der Schaftachse angeordnet. Auch bei diesem Bohrwerkzeug sind von jedem der drei Wendeschneidplatten 3 jeweils zwei Schneidkanten im Einsatz, die jeweils symetrisch zu einer Parallelen zur Schaftachse angeordnet sind. Aus Fig. 4 sind die Eingriffsverhältnisse der Schneidkanten der einzelnen Wendeschneidplatten erkennbar. Mit A ist die Schaftachse bezeichnet, mit P die Parallele zur Schaftachse. Die Arbeitsbereiche der drei radial verschieden weit von der Schaftachse entfernten Schneideinsätze überdecken sich etwas. Die radial weiter aussenliegen-den Schneidplatten sind gegenüber den radial weiter innenliegenden Schneidplatten axial etwas zurückversetzt.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

630826 PATENTANSPRÜCHE

1. Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial, bestehend aus einem Schaft und mindestens zwei an dessen Stirnseite angeordneten, über den Schaftumfang gleichmäs-sig verteilten und in verschiedenen Abständen von der Schaftachse angeordneten, mehrere gleichlange Schneidkanten aufweisenden Wendeschneidplatten, deren Arbeitsbereiche sich gegenseitig ergänzen und etwas überdecken und von deren Schneidkanten jeweils zwei mit dem Werkstück in Eingriff stehen, wobei die radial innerste Wendeschneidplatte mit einer Schneidkante unmittelbar an die Schaftachse angrenzt oder dieselbe geringfügig überschreitet und wobei die beiden wirksamen Schneidkanten dieser Wendeschneidplatte mit einer Parallelen zur Schaftachse zumindest annähernd die gleichen Winkel einschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass auch die wirksamen Schneidkanten (3a) der anderen Wendeschneidplatte(n) (3) mit einer Parallelen (P) zur Schaftachse (A) zumindest annähernd die gleichen Winkel (a/2) einschliessen.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden wirksamen Schneidkanten (3a) einen stumpfen Winkel (a) von 120-170° miteinander einschliessen.

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsätze (3) jeweils sechseckig sind, wobei an jeder zweiten Ecke die beiden benachbarten Schneidkanten (3a) einen Winkel (a) von etwa 156° miteinander einschliessen und dass jede der beiden wirksamen Schneidkanten (3a) mit der Parallelen (P) zur Bohrerachse einen Winkel (a/2) von etwa 78° einschliesst.

4. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schneideinsatz (3) ein an den Spanflächen des jeweiligen Schneideinsatzes mündender, in Dreh- und Vorschubrichtung gewendelter Spankanal (5) zugeordnet ist.