CH688336A5 - Spiralbohrer und Bohrerschleifmaschine zum Schleifen des Spiralbohrers. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spiralbohrer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Bohrerschleifmaschine, in der dieser Bohrer geschliffen werden kann, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2. 



  Es sind verschiedenartige Spiralbohrer bekannt, die unterschiedliche Formen von Bohrerspitzen aufweisen, um verschiedenartige zu bohrende Werkstoffe oder verschiedene Anwendungszwecke zu berücksichtigen. Beispielsweise gibt es nicht nur einen üblichen Spiralbohrer mit einem Spitzwinkel von 118 DEG , sondern es gibt auch Spiralbohrer mit einer spiralförmigen Spitze, einer Doppelwinkel-Spitze, einer eine radiale Lippe aufweisenden Spitze, einer kerzenförmigen Spitze usw. Die Spitzen dieser Bohrer werden in einem konischen Schleifverfahren, einem zylindrischen Schleifverfahren, einem Spiralschleifverfahren, einem ebenen Schleifverfahren usw. geschliffen. 



  Diese Bohrer werden jeweils für bestimmte Zwecke verwendet und haben alle ihre eigenen Vorteile und Nachteile. Einige Bohrer weisen eine überragende Schneidleistung auf, sie weisen jedoch eine schlechtere Zentrierung auf. Einige haben eine kleinere Spanabtragung pro Umdrehung. Einige weisen überragende Zentriereigenschaften auf, doch wird, weil das vordere Ende ihrer Spitze keine gute Schneidleistung aufweist, die Vorschublast sehr gross. 



  Es ist erforderlich, die Spitze eines Bohrers nachzuschleifen, weil die Spitze im Gebrauch abgenutzt werden kann. Einige der Bohrer können an ihrer Spitze automatisch unter Verwendung von Schleifmaschinen nachgeschliffen werden. Beispielsweise können Normspitzen und spiralförmige Spitzen sehr einfach automatisch  unter Verwendung von Schleifmaschinen geschliffen werden. Es ist jedoch schwierig, andere Arten von Spitzen unter Verwendung von Schleifmaschinen automatisch zu schleifen. Diese Spitzen müssen von Hand durch erfahrene Facharbeiter geschliffen und geformt werden. Aufgrund des manuellen Schleifens war es unmöglich, eine Gleichförmigkeit hinsichtlich der Form zu erzielen. 



  Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spiralbohrer zu schaffen, der gute Zentriereigenschaften und eine niedrige Längsdruckkraft aufweist, was zu einem höheren Schneidwirkungsgrad führt, d.h. die Spanabtragung pro Umdrehung des Bohrers ist grösser, als dies mit der zur Zeit verfügbaren Spiralbohrern möglich ist. Eine derartige hohe Schneidleistung führt zu einem präzisen Bohren und einem guten Oberflächenzustand der Bohrungen. 



  Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine zum automatischen Schleifen dieses speziellen Spiralbohrers zu schaffen, wobei es möglich sein soll, dass die Vorschubeigenschaften des Spiralbohrers in einem Werkstück einstellbar sind, und zwar ebenso wie der Spitzwinkel des Bohrers. 



  Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst. 



  Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. 



  Der erfindungsgemässe Spiralbohrer weist spiralförmige Schneidklingen, die durch spiralförmige Spannuten getrennt sind, und eine Bohrerspitze auf, die durch zwei diametral gegenüberliegende Hauptschneidkanten, die jeweils sowohl mit primären als auch sekundären Freiflächen versehen sind, und eine Querschneide auf, die die Hauptschneidkanten verbindet. Die primären Freiflächen weisen eine nahezu eben gekrümmte Oberfläche auf, während die sekundären Freiflächen in scharf ansteigenden Gradienten oder geneigten Flächen enden, die scharfe Querschneidkanten entlang der Querschneide bilden. 



  Die Bohrerschleifmaschine zum Schleifen dieses Spiralbohrers weist eine Schleifscheibe mit einer Schleiffläche an ihrem Umfang und einer Schleifekke an einer Kante der Schleiffläche auf, wobei die Schleiffläche und die Schleifecke zum Schleifen eines Bohrers verwendet werden. Die Schleifmaschine weist weiterhin einen Motor zum Antrieb der Schleifscheibe und eine Spindel auf, die den Bohrer so haltert, dass dessen vorderes Ende auf die Schleiffläche der Schleifscheibe gerichtet ist. Die Spindel dreht den Bohrer axial in Richtung seiner Verdrillungs- oder Drallrichtung, wobei die Spindel weiterhin eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung parallel zur Schleiffläche auf der Schleifscheibe und eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung in Richtung der Bohrerachse ausführt, wobei diese drei Bewegungen der Spindel mechanisch miteinander synchronisiert sind.

  Diese zusammengesetzte Bewegung aus den drei Bewegungen der Spindel wird zum Schleifen eines Bohrers verwendet. 



  Bei der vorliegenden Erfindung wird die Strecke der Vorwärtsbewegung der Spindel parallel zur Schleifoberfläche zur Erzeugung einer primären Freifläche zur Festlegung der Länge der sekundären oder Querschneidkanten eingestellt. 



  Weiterhin ist bei der vorliegenden Erfindung der Winkel zwischen der Schleiffläche und dem vorderen Ende des Bohrers wählbar, um den Spitzwinkel des Bohrers festzulegen. 



  Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: 
 
   Fig. 1 eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Bohrers zeigt, 
   Fig. 2 eine Seitenansicht, die die Ausführungsform des erfindungsgemässen Bohrers zeigt, 
   Fig. 3 eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Bohrers zeigt, 
   Fig. 4 eine Draufsicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schleifmaschine zeigt, 
   Fig. 5 eine Seitenansicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schleifmaschine zeigt, und 
   Fig. 6 eine Draufsicht, die eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Schleifmaschine zeigt. 
 



  Im folgenden wird zunächst eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Spiralbohrers beschrieben. 



  Fig. 1 ist eine Vorderansicht und Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Bohrers. 



  Der Bohrer 1 ist ein rechtsgängiger, mit zwei Spannuten versehener Spiralbohrer. Er weist spiralförmige Schneidkanten oder Schneidklingen 2, die durch spiralförmige Spannuten 10 getrennt sind, und eine Schneid- oder Bohrerspitze auf, die durch zwei diametral gegenüberliegende Hauptschneidkanten 3, die jeweils mit primären Freiflächen 4 und sekundären Freiflächen 5 versehen sind, und durch eine Querschneide 11 gebildet ist, die die Hauptschneidkanten 3 miteinander verbindet, wobei die Querschneide 11 durch den Mittelpunkt der Spitze hindurchläuft. 



   Die primären Freiflächen 4 weisen nahezu eben gekrümmte Oberflächen auf, während die sekundären Freiflächen 5 in scharf ansteigenden Gradienten oder geneigten Flächen 5a enden, die scharfe sekundäre oder Nebenschneidkanten 3a entlang der Querschneide 11 bilden. Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die sekundären Schneidkanten 3a miteinander am Mittelpunkt der Querschneide 11 verbunden. 



  Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Bohrers. Bei dieser Ausführungsform ist die Länge der sekundären oder Querschneidkanten 3a sehr kurz festgelegt. Durch Einstellen der Länge der sekundären Schneidkanten 3a wird der Vorschubzustand des Bohrers 1 in ein Werkstück eingestellt und es ergibt sich ein ausgeglichenes Bohren. 



  Im folgenden werden nunmehr bevorzugte Ausführungsformen einer Bohrerschleifmaschine zum Schleifen des vorstehend beschriebenen Bohrers beschrieben. 



  Fig. 4 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Bohrer-Schleifmaschine zeigt, während Fig. 5 eine Seitenansicht hiervon ist. 



  Die Bezugsziffer 7 bezeichnet eine Schleifscheibe. Die Schleifscheibe 7 weist eine Schleiffläche 7a an ihrem Umfang und eine Schleifecke 7b an einer Kante der Schleiffläche 7a auf. Die Schleiffläche 7a und eine Schleifecke 7b werden zum Schleifen eines Bohrers 1 verwendet. Diese Schleifscheibe 7 wird durch einen Motor 6 angetrieben. 



  Eine Spindel 9 haltert einen Bohrer 1, wobei das vordere Ende des Bohrers 1 auf die Schleiffläche 7a der Schleifscheibe 7 gerichtet ist. 



  Diese Spindel 9 dreht den Bohrer axial in Richtung seiner Drallrichtung (Pfeil C). Die Spindel 9 bewegt sich parallel zur Schleiffläche 7a der Schleifscheibe 7 vorwärts und rückwärts (Pfeil     A-A min ) und sie führt ausserdem eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung in Richtung der Bohrerachse (Pfeil B-B min ) aus. 



  Bei der vorliegenden Erfindung müssen das vordere Ende des Bohrers und die Schleiffläche 7a unter einem festen Winkel zueinander angeordnet werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Schleiffläche 7a der Schleifscheibe 7 mit dem genannten festen Winkel von beispielsweise 59 DEG  +/- 10 DEG  vorgeformt. 



  Bei der vorliegenden Erfindung wird der Winkel der Bohrerspitze durch den Winkel zwischen der Schleiffläche 7a und dem vorderen Ende des Bohrers 1 bestimmt. Wenn der Winkel auf 59 DEG eingestellt ist, so kann eine übliche Bohrerspitze mit 118 DEG erzeugt werden. Je grösser der feste Winkel ist, desto spitzer ist der Spitzwinkel der Bohrerspitze. Je kleiner der feste Winkel ist, desto stumpfer ist der Spitzwinkel der Bohrerspitze. 



  Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist es möglich, den Spitzwinkel der Bohrerspitze in einfacher Weise dadurch einzustellen, dass die Schleifscheibe 7 gewechselt wird. 



  Die Bezugsziffer 8 bezeichnet eine Basis, die eine (in den Zeichnungen nicht gezeigte) Antriebsquelle zum Antrieb der Spindel 9 aufweist. Ein Motor oder ein von Hand betätigter Antriebshandgriff kann eine derartige Antriebsquelle darstellen. Die genannten drei Bewegungen entlang der Pfeile   A-A min , B-B min  und C der Spindel 9 werden durch (in den Zeichnungen nicht gezeigte) Nocken mechanisch miteinander synchronisiert, und die zusammengesetzten Bewegungen aus den drei Bewegungen der Spindel 9 werden verwendet, um einen Bohrer 1 zu schleifen. Dies bedeutet: Der Bohrer 1 steht mit der Schleifoberfläche 7a in Berührung, wobei die Spindel 9 den Bohrer 1 in der Richtung C dreht.

  In der zweiten Hälfte des Schleifens der primären Freiflächen 4 werden die sekundären Freiflächen 5, die scharf ansteigenden Gradienten oder geneigten Flächen 5a und die sekundäre oder Querschneidkante 3a weiter mit der Schleifecke 7b der Schleifscheibe 7 bei der kombinierten Bewegung in den Richtungen A, B und C geschliffen. Zu dieser Zeit werden definierte sekundäre Freiflächen 5 und sekundäre oder Querschneidkanten 3a an der Querschneide 11 geschliffen. Ein Zyklus dieser Schleifbewegung wird innerhalb einer Halbdrehung des Bohrers 1 vervollständigt, und bei einer Umdrehung des Bohrers 1 werden die primären Freiflächen 4, die sekundären Freiflächen 5, die scharf ansteigenden Gradienten 5a und die sekundären oder Querschneidkanten 3a an jeder spiralförmigen Schneidklinge ausgebildet. 



  Die Schleifbewegung dieser Schleifmaschine wird im folgenden beschrieben. 



  Zunächst setzt die Bedienungsperson einen Bohrer 1 in die Spindel 9 ein, wobei das vordere Ende des Bohrers 1 auf den Umfang der Schleifscheibe 7 gerichtet ist, wobei der Winkel der Spindel 9 so ausgerichtet wird, dass der Bohrer 1 senkrecht zur Drehachse X der Schleifscheibe 7 gehalten wird, so dass die Schleiffläche der Schleifscheibe und das vordere Ende des Bohrers unter dem festen Winkel aufeinander gerichtet sind. 



  Wie dies gezeigt ist, wird bevorzugt, dass der Bohrer 1 mit der Schleiffläche 7a unter einer Abweichung von ungefähr 17 DEG  +/- 5 DEG  gegenüber dem oberen Punkt P in Berührung steht. 



  Dann wird die Schleifscheibe 7 durch die Drehbewegung des Motors 6 angetrieben. 



  Die Antriebsquelle der Basis 8 beginnt mit ihrem Antrieb, und es wird eine Vorwärtsbewegung (Pfeil B) der Spindel 9 entlang der Bohrerachse in Richtung auf die Drehachse X der Schleifscheibe 7 bei einer axialen Drehung des Bohrers 1 (Pfeil C) hervorgerufen. Hierdurch wird ein Ende einer der spiralförmigen Schneidklingen 2 des Bohrers 1 in Schleifkontakt mit der Schleiffläche 7a der Schleifscheibe 7 gebracht. 



  Eine Vorwärtsbewegung der Spindel 9 parallel zur Schleiffläche 7a (Pfeil A) wird zusammen mit einer axialen Drehung des Bohrers 1 in seiner Drallrichtung (Pfeil C) hervorgerufen. Hierdurch gleitet die spiralförmige Schneidklinge 2 des Bohrers 1 entlang der Schleiffläche 7a, während sie hiermit in Schleifkontakt gehalten wird, wodurch eine Hauptschneidkante 3 und eine primäre Freifläche 4 mit nahezu ebener gekrümmter Oberfläche erzeugt wird. 



  Wenn die zusammengesetzte Bewegung entlang der Pfeile A und C der Spindel 9 den Bohrer 1 über die Schleiffläche 7a hinausgeführt hat und ihn in Schleifkontakt mit der Schleifecke 7b  bringt, wird eine Vorwärtsbewegung der Spindel 9 in Richtung der Bohrerachse (Pfeil B) bei einer gleichzeitigen Vorwärtsbewegung parallel zur Schleiffläche 7a (Pfeil A) und einer axialen Drehung des Bohrers 1 (Pfeil C) hervorgerufen, um eine sekundäre Freifläche 5 zu erzeugen, die in scharf ansteigenden Gradienten oder geneigten Flächen 5a endet, die eine scharfe sekundäre oder Querschneidkante 3a entlang der Querschneide 11 bilden. 



   Dann wird eine Rückwärtsbewegung der Spindel 9 in Richtung der Bohrerachse (Pfeil B min ) hervorgerufen. Diese Bewegung bringt das Ende einer der spiralförmigen Schneidklingen 2 des Bohrers 1 auf Abstand von der Schleifscheibe 7. 



  Eine Rückwärtsbewegung der Spindel 9 parallel zur Schleiffläche (Pfeil A min ) bei einer axialen Drehung des Bohrers 1 (Pfeil C) wird dann hervorgerufen, um den Bohrer 1 symmetrisch neu anzuordnen, um den vorstehend beschriebenen Vorgang für jede spiralförmige Schneidklinge 2a zu wiederholen. 



  Durch Wiederholen der Bearbeitung für jede spiralförmige Schneidklinge 2 über mehrere Male wird der Bohrerschleifvorgang fertiggestellt. 



  Auf diese Weise schleift die Schleifmaschine der vorliegenden Erfindung den vorstehend beschriebenen speziellen Spiralbohrer 1 automatisch. 



  Fig. 6 ist eine Draufsicht, die eine weitere Ausführungsform der Schleifmaschine der vorliegenden Erfindung zeigt. 



  Bei dieser Ausführungsform weist die Schleifscheibe 7 eine zylindrische Form auf, und die Schleifscheibe 7 ist so angeordnet, dass die Schleiffläche 7a der Schleifscheibe 7 und das vordere Ende des Bohrers 1 unter einem festen Winkel, beispielsweise 59 DEG  +/- 10 DEG  aufeinandergerichtet sind. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, den Spitzwinkel der Bohrerspitze einfach dadurch einzustellen, dass der Winkel der Schleifscheibe 7 geändert wird. 



   Bei der vorliegenden Erfindung kann die Position der Länge der sekundären Querschneidkante 3a wahlweise dadurch eingestellt werden, dass die Strecke der Vorwärtsbewegung der Spindel 9 parallel zur Schleiffläche zur Erzeugung eines primären Freifläche 4 (Pfeil A) eingestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorwärtsbewegung des Bohrers 1 in ein Werkstück in erfindungsgemässer Weise zu steuern. 



  Der mit der Schleifmaschine der vorliegenden Erfindung geschliffene Bohrer 1 weist gute Zentriereigenschaften und eine geringe Vorschublast auf, was zu einem grösseren Schneidwirkungsgrad führt, als dieser bisher mit derzeit verfügbaren Spiralbohrern erzielbar war. Eine derartige starke Schneidwirkung führt zu einem präzisen Bohren und zu einem guten Oberflächenzustand der Bohrung. 

Claims (6)

1. Spiralbohrer mit spiralförmigen Schneidklingen (2), die durch spiralförmige Spannuten (10) getrennt sind, und mit einer Bohrerspitze, die durch zwei diametral gegenüberliegende Hauptschneidkanten (3), die jeweils mit primären und sekundären Freiflächen (4, 5) versehen sind, und eine Querschneide (11) gebildet ist, die die Hauptschneidkanten (3) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die primären Freiflächen (4) eine nahezu eben gekrümmte Oberfläche aufweisen, und dass die sekundären Freiflächen (5) in scharf ansteigenden Gradienten enden, die scharfe sekundäre oder Querschneidkanten (3a) entlang der Querschneide (11) bilden.

2.

Bohrschleifmaschine zum Schleifen eines Spiralbohrers (1) nach Anspruch 1, wobei die Maschine eine Schleifscheibe (7) mit einer Schleiffläche (7a) an ihrem Umfang und mit einer Schleifecke (7b) an einer Kante der Schleiffläche, einen Motor (6), der die Schleifscheibe (7) antreibt, und eine Spindel (9) aufweist, die den Bohrer (1) derart haltert, dass das vordere Ende des Bohrers (1) auf die Schleiffläche (7a) der Schleifscheibe (7) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleiffläche (7a) und die Schleifecke (7b) zum Schleifen des Bohrers (1) verwendet werden, dass die Spindel (9) den Bohrer um seine Achse in Richtung seiner Drallrichtung (Pfeil C) in Drehung versetzt, dass die Spindel (9) eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung parallel zur Schleiffläche (7a) der Schleifscheibe (7) (Pfeil A-A min ) ausführt,

dass die Spindel (9) weiterhin eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung in Richtung der Bohrerachse (Pfeil B-B min ) ausführt, dass diese drei Bewegungen der Spindel (9) mechanisch miteinander synchronisiert sind, und dass zusammengesetzte Bewegungen aus diesen drei Bewegungen der Spindel (9) zum Schleifen eines Bohrers (1) ausgeführt werden.

3.

Bohrerschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorwärtsbewegung der Spindel (9) in Richtung der Bohrerachse auf die Schleifscheibe (7) unter axialer Drehung des Bohrers (1) hervorgerufen wird, um das Ende einer der spiralförmigen Schneidklingen (2) des Bohrers (1) in Schleifkontakt mit der Schleiffläche (7a) der Schleifscheibe (7) zu bringen, dass eine Vorwärtsbewegung der Spindel (9) parallel zur Schleiffläche (7a) unter einer axialen Drehung des Bohrers (1) hervorgerufen wird, um die spiralförmige Schneidklinge (2) des Bohrers (1) entlang der Schleiffläche (7a) zu verschieben, während er mit dieser in Schleifberührung gehalten wird, um eine Hauptschneidkante (3) und eine primäre Freifläche (4) mit nahezu eben gekrümmter Oberfläche zu erzeugen, dass,

wenn die Vorwärtsbewegung der Spindel parallel zur Schleiffläche (7a) unter axialer Drehung des Bohrers (1) den Bohrer (1) über die Schleiffläche (7a) hinausgeführt hat und ihn in Schleifkontakt mit der Schleifecke (7b) an einer Kante der Schleiffläche (7a) bringt, eine Vorwärtsbewegung der Spindel in Richtung der Bohrerachse auf die Schleifscheibe (7) zusammen mit einer Vorwärtsbewegung parallel zur Schleiffläche (7a) und unter axialer Drehung des Bohrers (1) hervorgerufen wird, um eine sekundäre Freifläche (5) zu bilden, die in scharf ansteigenden Gradienten endet, die eine scharfe sekundäre oder Querschneidkante (3a) entlang der Querschneide (11) bildet, dass eine Rückwärtsbewegung der Spindel in der Richtung der Bohrerachse von der Schleifscheibe (7) fort hervorgerufen wird,

um das Ende einer der spiralförmigen Schneidklingen (2) des Bohrers (1) auf Abstand von der Schleifscheibe zu bringen, und dass eine Rückwärtsbewegung der Spindel (9) parallel zur Schleiffläche (7a) unter axialer Drehung des Bohrers hervorgerufen wird, um den Bohrer symmetrisch neu anzuordnen, um den Vorgang für jede spiralförmige Schneidklinge (2) zu wiederholen.

4. Bohrerschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke der Vorwärtsbewegung der Spindel (9) parallel zur Schleiffläche (7a) zur Erzeugung einer primären Freifläche (4) eingestellt wird, um die Länge der sekundären oder Querschneidkanten (3a) festzulegen.

5. Bohrerschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleiffläche (7a) der Schleifscheibe (7) mit einem festen Winkel vorgeformt ist.

6.

Bohrerschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (7) eine zylindrische Form aufweist und dass die Schleifscheibe (7) derart angeordnet wird, dass die Schleiffläche (7a) der Schleifscheibe und das vordere Ende des Bohrers (1) unter einem festen Winkel aufeinander gerichtet sind.