PATENTANSPRUCH
Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen, mit in einem Gehäuse (1) angeordneten Schneidelementen (2), von denen jedes die Gestalt eines Rotationskörpers mit einer an seinem Umfang vorgesehenen Nut besitzt, die eine geneigte Schneidkante (5) und eine daran anschliessende, geneigte Kalibrierkante (6) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (<o) der Schneidkante (5) zur Achse (Oj-Oi) des Schneidelementes (2) zwischen 15° und 65° beträgt.
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches.
Bekannt ist ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen, das Schneidelemente aufweist, von denen jedes die Gestalt eines Rotationskörpers mit einer an seinem Umfang vorgesehenen Nut besitzt, die eine Schneid- und eine daran anschliessende Kalibrierkante bildet. (SU-Urheberschein Nr. 618209, am 12.05.1976 erteilt und 1978 veröffentlicht.)
Dieses Werkzeug kann beim Ausführen von Operationen des Ansenkens und des Vorreibens von Bohrungen in Metallen und Legierungen verwendet werden.
Da der Neigungswinkel der Schneidkante zur Achse des Schneidelementes keinen genau festgelegten Wert besitzt, übersteigt die Genauigkeit der Bearbeitung von Bohrungen mit solch einem Werkzeug H9 nicht, während die Oberflächenrauhigkeit Ra = 0,8 um nicht übersteigt. Ausserdem ist beim Bearbeiten von Werkstücken mit dem Werkzeug dieser Konstruktion keine stabile Ausbeute an Erzeugnissen von hoher Qualität zu erzielen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Neigungswinkel der Schneidkante zur Achse des Schneidelementes einen genau festgelegten Wert besitzt, was eine konstant hohe Bearbeitungsgüte der Bohrungen gewährleistet.
Die gestellte Aufgabe ist bei dem vorgeschlagenen Werkzeug dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss der Neigungswinkel seiner Schneidkante zur Achse des Schneidelementes im Bereich zwischen 15° und 65° liegt.
Eine konstruktive Besonderheit des erfindungsgemässen Werkzeugs besteht darin, dass das z. B. zylindrische Arbeitsteil seines Schneidelementes drei miteinander zusammenhängende Parameter besitzt, die die Geometrie desselben charakterisieren.
Zu diesen Parametern gehören der Durchmesser des Arbeitsteils des Schneidelementes, der Neigungswinkel der Schneidkante und der Freiwinkel.
Es ist bekannt, dass die Grössen des Freiwinkels und des Neigungswinkels der Schneidkante des Werkzeugs den Schnittvorgang und die Effektivität der Spanabführung aus der Spanungszone in bestimmter Weise beeinflussen. Diese Faktoren bedingen hauptsächlich die Bearbeitungsgüte und vor allem die Oberflächenrauhigkeit der zu bearbeitenden Bohrung. Die Charakteristik der Änderung des Freiwinkelbetrags hängt von der Änderung des Neigungswinkels der Schneidkante und in geringerem Masse vom Durchmesser des Arbeitsteils des Schneidelementes ab. Bei gleichbleibender Grösse des letzteren Parameters hängt das Änderungsverhalten des Freiwinkels vollkommen von der Neigung der Schneidkante ab. Die höchste mit diesem Werkzeug erzielbare Bearbeitungsgüte der Bohrungen ist durch optimale Kombination der erforderlichen Grösse des Freiwinkels und des Neigungswinkels der Schneidkante bedingt. Diese Kombination wird bei einem bestimmten Schneidelementdurchmesser durch den Neigungswinkel der Schneidkante massgeblich gesichert.
Bei einem Neigungswinkel der Schneidkante von weniger als 15° nimmt die Effektivität der Spanabführung aus der Spanungszone ab, und dies bewirkt, dass der Span, indem er in die Bohrungskalibrierzone gerät, öfters die bereits bearbeitete Oberfläche beschädigt, wodurch die Oberflächengüte beeinträchtigt wird.
Bei einem Neigungswinkel der Schneidkante von über 65° nimmt der Spanwinkel ab, wodurch der Schnittvorgang erschwert wird, was ebenfalls zur Verminderung der Oberflächengüte führt.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemässen Werkzeuges zum Bearbeiten von Bohrungen, in Seitenansicht mit nur teilweise abgebildetem Gehäuse;
Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung A von Fig. 1.
Das dargestellte Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen besitzt ein Gehäuse 1 (Fig. 1), in dem Schneidelemente 2 angeordnet sind, die je in Gestalt eines Rotationskörpers, beispielsweise eines Zylinders, ausgebildet sind. In der gezeigten Ausführungsform sind im Gehäuse 1 des Werkzeuges drei Schneidelemente 2 mit zylindrischen Arbeitsflächen angeordnet. Am Umfang des zylindrischen Arbeitsteils eines jeden Schneidelementes 2 ist eine Nut vorhanden, bei der eine ihrer Ebenen 3 bei der Uberschneidung einer zylindrischen Mantelfläche 4 eine geneigte Schneidkante 5 (Fig. 2) und eine geneigte Kalibrierkante 6 bildet, die an einer Stelle B des maximalen Abstandes von der Werkzeugachse 0-0 sich aneinander anschliessen.
Der Neigungswinkel co (Fig. 1) der Schneidkante 5 zur Achse 0^ 0j des Schneidelementes 2 liegt im Bereich zwischen 15° und 65°.
Beim Bearbeiten von Bohrungen mit diesem Werkzeug tritt zunächst das Schneidteil des Werkzeugmessers in Aktion, das von der geneigten Schneidkante 5 gebildet ist. Das Vorhandensein eines ver-grösserten Freiwinkels am Beginn des Werkzeugschneidteils gewährleistet eine erhebliche Schnittkraftreduktion. Ein stufenloser Übergang der Schneidkante 5 in die Kalibrierkante 6 der Kalibrierzone gewährleistet eine Bearbeitungsgenauigkeit der Bohrungen bis zur 6. Qualität (H6) bei einer Oberflächenrauhigkeit derselben bis Ra = 0,2 (im.
Die hohe Standzeit dieses Werkzeuges gestattet es, bei dessen Einsatz den Aufwand erheblich zu verringern, der zur Herstellung von Senkern und Reibahlen mit 30 mm übersteigenden Durchmessern erforderlich ist. Der Einsatz des erfindungsgemässen Werkzeuges erlaubt es ferner, das Problem der Herstellung von hochqualitativen Bohrungen in verschiedenen Metallen und Legierungen, darunter auch in duktilen, ohne Ausführung von kostspieligen Läppoperationen zu lösen.
Das vorgeschlagene Werkzeug kann mit dem höchsten Effekt zum Bearbeiten von Bohrungen in Metallen und Legierungen mit einer Güte bis H6 und mit einer Oberflächenrauhigkeit bis Ra = 0,2 um auf Dreh-, Ausbohr-, Bohr- und Aufbaumaschinen sowie auf automatischen Strassen zur mechanischen Werkstückbearbeitung verwendet werden.
Das Werkzeug kann ausserdem beim Bearbeiten von präzisen Bohrungen auf den Werkzeugmaschinen eines Bearbeitungszentrums sowie auf Fräsmaschinen Anwendung finden.
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1 Blatt Zeichnungen