DE1960814A1 - Vorrichtung zum Schleifen einer konvex gekruemmten Bohrerspitze auf einen Spiralbohrer - Google Patents
Vorrichtung zum Schleifen einer konvex gekruemmten Bohrerspitze auf einen SpiralbohrerInfo
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Description
Vorrichtung zum Schleifen einer konvex gekrümmten Bohrerspit2e auf einen Spiralbohrer
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen einer konvex gekrümmten Bahrerspitze auf einen Spiralbohrer«,
Genutete Spiralbohrer mit gekrümraten Schneidspitzen Können im
allgemeinen durch eine Spitze gekennzeichnet werden, deren Schneidkanten, deren diesen Schneidkanten folgenden Spitzenoberflächen
und deren die Spitzenoberflächen begrenzenden Rückkanten durch eine Umdrehungsfläche um die Längsachse des Bohrers
bestimmt sind (mit Ausnahme von Abwandlungen zur Sicherrtellung
von Freiräumen}. In dieser Beschreibung werden die wpit/.enobTr-flachen, d* h» die Oberflächen auf der Spitze, die
zwischen den Bohrnuten liegen, au&ii als Schneidrücken bezeichnet«
Die Erzeugende dieser U rndrehungs fläche ist durch eine gekrümmte Linie gekennzeichnet, gewöhnlich einen Kreisbogen, der
in einer Ebene durch die Längsachse des Bohrers von einem Mittelpunkt
aufi geschlagen ist, der entweder auf oder neben der Liin&n'icase des Bohrers angeordnet sein kann. Diener Bogen kann
tangential in den Bohrerahaft oder in dessen Führung?»fason
einlaufen, vorteilhaft jedoch erreicht der Bogen au der Verblnduni-rjrjtelle
mit der Führunßsfase nicht ganz die tangentiale
Richtung.1 Auf der anderen Seite verschmilzt der Bogen mit dem
efon 0821/3 30433
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BAD ORIGimal
Gipfel der Spitze, vorteilhaft unter Verwendung eines zwischengeschalteten
kegelstumpfförmigen Segmentes. Der Gipfel
we" ist die übliche"Meißelkante" ("chisel edge") oder eine Abwandlung hiervon auf. Die übliche Umfangs schult er der Schneidkante
einer konventionellen Bohrerspitze ist weggeschliffen
und die Schneidkante und der ihr folgende Schneidrücken sind auf einer im wesentlichen gewölbten Kurve rückbestimmt, v/elche
Kurve nahezu tangential In die sogenannte Führungsfase am Bohrerschaft einläuft. Eine solche Bohrerspitze erfordert
eine Abweichung von der vorgenannten "idealisierten" tlmdrehungsf
lache um einen Schneidkanten-Freiwinkel oder eine "Zurücknahme" des gekrümmten Schneidrückens hinter der Sehneidkante
sicherzustellen, welche nachfolgende als "axiale Zurücknahme" bezeichnet wird, und um ebenso eine "radiale Zurücknahme" sicherzustellen.
Zur Erklärung des letzteren, da die gekrümmte Schneidkante entlang ihrer gesamten Lange schneidet, von der Meißelkante
am Gipfel bis zu dem Punkt, wo sie in die Führungsfase
des Bohrers einläuft, muß der Schneidrücken ebenfalls "radiale
Zurücknahme" aufweisen. Das bedeutet, daß der gekrümmte Schneidrücken
hinter der gekrümmten Schneidkante mit einem Entlastungswinkel beschliffen sein muß, der in einer Ebene rechtwinklig
zum Bohrer erscheint, Bohrerspitzen dieser allgemeinen Art sind in den USA-Patentschriften 1 309 706 und 3 443 459 beschrieben.
Solche Bohrer haben gewisse Vorteile bei gewissen Spezialwerkstoffen
oder in besonderen Anwendungsfällen» Solehe Spitzen
wurden von erfahrenen Arbeitern unter Verwendung eines geeigneten Schleifmittels geschliffen. Der Schleif Vorgang erfordert
indessen einen äußerst erfahrenen Arbeiter und es ist imhezu
unmöglich, durch solch einen Vorgang eine wirklich präzise, gekrümmte
Bohrer spit ze zu erzielen. Seit neuem wurden Schleifmaschinen
zur Herstellung derartiger Bohrerspitsenbekannt· Meines
Wissens sind dies handbetriebene Maschinen, mit denen aufeinanderfolgende Schleifvorgänge gegen eine flache Schleifscheiben-Oberfläche
ausgeführt werden. .
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ORIGINAL IPiSPECTED
Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, ein verbessertes
Verfahren und eine verbesserte Spitzenschleifmaschine zu schaffen, womit es 'möglich ist, atitomatisch gekrümmte
Bohrerspitzen erhöhter Präzision herzustellen.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Schleifen auf einem Spiralbohrer eine Bohrerspitze mit konvex gekrümmten
Schneidkanten, und diesen Schneidkanten folgenden, ebenfalls gekrümmten Spitzenoberflächen, die in Rückkanten enden, geschaffen,
im ;vesentlichen bestehend aus einem Bohrerhalter zum
Drehen eines Spiralbohrers um eine erste Achse, einer um eine zweite Achse drehbaren Schleifscheibe, welche zweite Achse zumindest
nahe in einer Ebene durch die erste Achse enthalten | ist, wobei dj& Schleif scheibe eine Umfangsnut aufweist, die
einen peripheren SchleifOberflächenteil konkaven Profils mit
einem Anfang und einem Ende umfaßt, mit dem auf der Endseite ein folgendes Schleifscheibenoberflächenteil verbunden ist,
dessen Profil an der Verbindungsstelle eine im wesentlichen tangentiale Verlängerung des konkaven Profils darstellt, ferner
bestehend aus einem Antrieb zum Drehen des Bohrerhalters um die erste Achse, und aus einem nockenbetätigten Mechanismus,
der mit dem Antrieb synchronisiert ist, zum aufeinanderfolgenden in Eingriff bringen der Spitzenoberflächen eines drehenden
Bohrers in dem Halter entlang dessen Schneidkanten mit der konkav gekrümmten Schleifoberfläche, und zum Bewegen des Bohrerhalters
und Bohrers derart.« cfeß die geschliffen werdende ™
Spitzenoberfläche fortschreitend verrückt wird relativ zur Sohleifoberfläche konkaven Profils in einer Richtung quer zur
ersten Achse und in einem spitzen Winkel zum Anfang des konkaven Profils, welcher Anfang den Gipfel der Spitze schleift,
und danach zum Bewegen des Bohrers mit einer Bewegungskomponente entlang genannter Richtung, kombiniert mit dem Zurückziehen
der Bohrerspitze im allgemeinen senkrecht zu der zuerst erwähnten Bewegungsrichtung, so daß der Gipfel der ge-.schliffen
werdenden SpÄzenoberflache von dem Schleifoberflächenteil
konkaven Profils getrennt wird," und dan folgende Schleif-
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Oberflächenteil zusammenarbeitet., um das Schleifen der
Spitzenoberflächen den drehenden Bohrers zu deren Rückkanten
zu vervollständigen«
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise in größeren
Einzelheiten anhand beigefügter Zeichnungen beschrieben,,
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Bohrenspitzen.r.-hleifmasch.ine
gemäß der Erfinimg.; -
Figo ?. ein Zeitdiagrai:?tn:
Figo .;'., h ujid. f)i in größerem Maßstab schematisoho Teil anr, ichton
7,w Darstellung aufeinanderfolgender "ta.llii.nron
dos Bolirorfi Iv j?T.r'Ug r/,v~? f'ohlo if scheibe und ::ur J>."o>.
ει-ο].1ιτ>ΐζ_, aus Gründen, der IG ar he it übertrieben geneigt.,
der ''radialen riin^ucknahme11, v/ie sie in einem Sch.loii'-·
Zyklus gG'Khljf'fon wird.? und
Fig. 6 und 7"s Eeitcnansicli-t bzvi0 perspektivische Ansicht einer
gekrümmten Bohrorspitzeο
Ein typincher,- mit r.vßi Nuten versehener Spiralbohrer ist in .
den Zeichnungen dargente3.lt und mit d bezeichnet. Dieser we;h-,t
einen Pchaft c mit der üblichen, erhöhten FührungpfPce rr; auJ\,
der mit einer Spitze η versehen ist, vrelche eine Keißelkanto α
und fnkrümmte Senne id l nji'rcn r aufv/eict, hinter v:e.Tchen opritzcnoberi'li;ci:en
oder iiriiitoio'c^nrücken 1 angeordnet sind. Die Kej.ί.·?ο 1-kante
kann liinterhc?r D-peuandelt werden^ z. B. durch 3chlit::on
oder auf andere VJeiir-n, x;o::oi jedoch jeder solcher· Soiiritt"
viahlv/eise- ist und zv.r/r-tzl i.ch zum Verfahren nach der vorliegenden
Erfindung :-;ηι·! "»-'erf i!':ien nach der vorliegenden Erfindung angeviandt wird* ;v.i.e Spitze ist im allgemeinem durch elnti
Undrehun. ;r.flc:'.cho l)o:;t:i!n:nt, deren Erzeugende ein Bogen" an
einer diametral (1M Eon no ..los Polirers ist, der um einen MIttel- ,
punlct cn U'^U1;» J ~ .'>) reschlagen ist, viclcher gewühnlioli :-oiti
doT LHn^.-.achse des Jiolwers vex'sotr.t ist. Dor IUuiiu:; Ii
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BAD OBlQtNAL
dienes Bozens kann ζ. R. dreiviertel des Bohrerdui'chraessers
betragen., wobei er Jedoch nicht auf diesen Viert begrenzt ist. I>rr I! ad ins kann z. B. ein ΐ/ert zwischen 0,4 (ader sogar vrenl-·
5«r) urri ungefähr 0,75 (oder menr) des Bohrerdurchmessers einnehmen»
IXLe Spitze weist zwei Schneidkanten r auf, von denen
,jode in do;:1 Ilndrehungsf lache enthalten ist., wobei das Profil
enticing dor Sehneidkante an der Meißelkante mit einem geraden
Teil beginnt, das mit einem Bogen verschmilzt (um den Mittelpunkt
cp eines gekrümmten Segmentes y der Schleifscheibe) und
vioboi der- f.;ci-:rüintnte Teil zu einer Verbindungsstelle fortgesetzt
i.:;t, in der dieser Teil vorzugsweise nicht ganz tangential in
die Vorderkant:? der Führurigsfase .ra einläuft., wie dies am besten
auf Pi£"C· >
^11 ersehen ist« Das Schneflen geschieht entlang der
Soanoiükante von der Meißelkante bis zum Punkt m'-, wo die
Schneidkante in die Führungsfase einläuft. Die Spitze ist, wie
die-s in dor BoschreibunssoinXeitung ausgeführt wurde, sowohl
mit axialoM als auch radialem Freiraum- geschliffen.
Die vorliegende Erfindung kann z. B. mit einer Bohrerspitzen-3Ci1Ieifwir.chlno
ausgeführt werden, wie sie in der USA-Patentsehr
j :'u ;'j 200 hc :)"f) offenbart ist, wobei die einzig erforderlichoη
Abänderungen darin bestehen, daß spezielle llockenprofile,
f'.yricnronisierolnrichtungen, eine neuartige Kontur der Schleifscheibe
und eino neuartiger Bewegungsablauf in Bezug zur Schleifscheibe vorgesehen werden, welch letzterer durch geänderten
Profil und gegenseitige Versetzung der Nocken erzielt wirn. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn auch nicht wesentlich,
der Bohrerachse in Bezug zur Ebene der Schielfscheibe eine leichte, feste neigung zu geben. Demgemäß wird zur Offenbarung
einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine in Fig. 1 eine
nolche schematise*! in perspektivischer Ansicht entsprechend einer
Figur der erwähnten Patentschrift gezeigt, aus welcher Ansicht die wesentlichen Punkte der Maschine verstanden werden können.
Für eine Beschreibung in größerer Einzelheit sei auf die genannte Patentschrift verwiesen«
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BAD ORIGINAL
In Fig« 1 ist bei 10 eine Schleifscheibe dargestellt, die an
ihrem Umfang eine speziell geformte, konkave oder in Form einer Rinne gestaltete Schleif ober fläche 11 -aufweist,, welche
später ausführlicher beschrieben werden wird. Die Schleifscheibe ist im gezeigten Beispiel um eine vertikale Achse A-A'
auf einer Antriebswelle 12 drohbar angeordnet. In einer tatsächlichen Ausführung ist die Antriebswelle in einer Vorrichtung
gelagert, die ein feinos horizontales Einstellen ihrer
Lage in Richtungen zu und weg von dem anzuspitzenden Bohrer gestattet, wie dies durch den Doppelpfeil A angedeutet ist
(siehe USA-Patentschrift 3 209 493). Die Längsachse D-D1 des
Bohrers ist nahezu oder im wesentlichen horizontal, vorteilhaft
jedoch leicht nach oben geneigt, ca. um 10° zur Schleifscheibe.
Während diese Achse D-D1 im allgemeinen die Achse der Schleifscheibe
schneiden kann,"so weicht diese jedoch vorteilhaft um wenige Grad, ca, 2 - 4° von einer geraden Verbindungslinie
zwischen dem Bohrer und der Scheibenachse A-Ar ab, um das Einschleifen
der "axialen Zurücknahme" zu .unterstützen. Die Achse D-Df erstreckt sich auf die linke Seite der Achse A-A*, ge-?
sehen vom Bohrer aus.
Der Bohrer wird von einem Bohrerhalter 18 getragen, welcher seinerseits drehbar um die Bohrerachse in einen Ständer 20
montiert ist. Es sei ausdrücklich hervorgehoben, daß die Achse der Schleifscheibe zumindest nahe in einer Ebene durch die
Bohrerachse enthalten ist. Der Ständer 20 ist in Fig. 1 zum größten Teil weggebrochen und die Lager und dergleichen sind
weggelassen, um die erfindungswesentliehen Teile klarer hervorheben
zu können. Die äußere Kontur der weggelassenen Teile der teilweise gezeigten Komponenten ist mit strichpunktierten
Linien angedeutet. Einzelheiten ergeben sich aus der USA-Patentschrift
3 209 493.
Der Ständer 20 schließt ein Gääuse 22 auf einer Säule 24
welches Gehäuse 22 seitlich von der Säule vorspringt. Die Säule 24 besteht aus einem vertikalen* höhten Rohr und ist
zur Ausführung einer oszillierenden Bswegung um und einer
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Hin- und Herbewegung in einer vertikalen Achse B-B' entsprechend
gelagert. Der Bohrerhalter 18 befindet sich an r.uiiorsten linde des πeit 1:1 oh vorspringenden Teile des Gehäuses
P2 und bei Oszillation der Säule 24 schwingt das Gehäuse mit dem Bolirrhalter und dom Bohrer sum und weg vom Umfang der
i'.chlo if scheibe, während bot der vertikalen Hin- und Herbewegung der .'\:iula 24 dnv Bob^orhalter und dor Fahrer vertikal in
i;e:',u^ ~,ur Schleif cc) "ioj.be heviegt vjerden. Diere getrennten Γο«
we^unr^en worden derart aufgeführt, daß die Bohrernpitze über
die .r'<'hie If scheibe gehoben, drmn nach unten :iu Eingriff mit
der konkaven iv.hlcl-f'oberf.lache 11 hr\ :ogt wird,, wonach nie in
einer AusilUirungnvavnite dor Fr-flnduug,. für ei no lan? ζ ο F nt- ,
ί':."--nung c-.bwFrtr. gegen die Oborf li'clie 11 m?d aio^clilio^-iirl rovrohl ^
;vi w.:?rtr οίπ piT'ii ro-itljlch :».\ivtiokhevrogi-. vr:ird, doh„ ent!·ai;g cor Kontur
der "bei"1 ^:'o.}>". 1'1P 7,vn\ i'ciilu'i) wird dje j'nbvivriiit:"" von
der ObMi1^1IfH1.] · '1 rnvpüoki- ',ogen. Ponondere wl^Jitrige l:y;';iOeiten
dieser: P'ivegiii".·1'':"·'1;/' κιι'Ί· vovdon an np'itemr Pt^lIf boF-chrioben
viorcieno 1 '>
'·"·■■ ■■■ ήί1 Ol ">
"ί'.Ί ?>Ό1ιο 11. die nph'tor genauer bepc-hrloben
vier■·· ι ^'' - v\' d =':■■■■ Pov/cgiuigralO-rmf dor Bohrer"
spitze im Zur.-Mnmo"' n'· 1 mit einer Probbovrogu"-) ■; n^-. polr-erf.
\wn neine LlingRaohi:e., or::onn-nn dje go\iin^^.-*ite Ppi'■ ο normte mit
holier Praxis ion.
Die Drehung den Ponrern um seine Achse und die zyklische oszillierende
U^d hin-- und hergehende Bewegung der Säule Γ4 vrer- |
cion durch eine1 ο ;■ i ' j'ir.ch^n AntirjeV'smotor .'O hervorgerufen.,
der am unteren ]".i ■ ο der ,'TuI(>
PJl ι.κν,ν.π orV. !rt» P:ie Antriebsvie
11 ο dienen Ποί,ο11:· Ir.t., v;:le aun 1Jf^ 1 ("■■»■" i chtl :>
<"··ι, fn ej.r.e
vertikale Antrlebr.viel.le J2 gelruppO'.., Oi u .c:ich n'cn ei on
(iurch die Säule ?A in das Gehäuse 22 erstreckt, vjo sie über
Ke fco !räder ^ und ;)[>, eine Vie He pvo und ein Zahnradpaar y(,
ο in ochntjokenrad ''Jd antreibt, Vielehen mit einem Schneckenrad
/S an dem drehl>aren Bohrerhalter 18 kämmt, d-ϊγ letztere ward
somit ständig vom Motor ;<0 gedreht.
Die Antriebnv/elle -j\'. trägt ein Schneckenrad 4o, Vielehen in
Kingriff steht rr.it einem Schneckenrad 1Vd auf einer Viel Ie 44,
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BAD
die drehbar um ihre Achse in nicht dargestellten, in der Säule
24 angeordneten Lagern gelagert ist. Die Welle h2 trägt zwei
llockensehoiben 46 und 48, deren Kontur später beschrieben wird,.
Die nockenscheibe 4b steht in Eingriff mit einem Nockenabtastrad
50., das auf einem Arm eine?'· Kurbel 52 angeordnet ist., welche
schwenkbar über eine Einrichtung 54 an der Säule £4 montiert
ist, um um eine Achse schwingen zu können,, Vielehe parallel zur
Achse der Wolle 44 verläuft« Der andere Arm der Kurbel 52 erstrockt
sich im wesentlichen nach oben und greift an einem Stützpunkt
f)6 on., der., was nicht dargestellt ist,, am Maschinenrahmen
befestigt isto Wenn die höchste Stelle oder der höchste Bereich
der "Uo^-konsehoibe" h-6 mit dein Abtastrad 50 j η Eingriff kommt.,
wirkt die Kur-bel 5^ gegen den festen Stützpunkt r-.h - zurück und
eine Kraft wird über die Einrichtung 54 ausgeübt, dio d:Ie Paule
um ib/fo /s'-'-bf-e £;~B? entgegen einer nachgebenden Rückholfeder 5'J
vorschwenl-.t - V'onn de ν hohe Bereich auf der Noekensohnibe sich
unter dorr, Abtastrad [K) durohbewegt,, bewegt die Feder 58 die
Fäule 24 zurück.., so daß die Säule ständig durch das Zusair.tnenspiel
von Nockenscheibe 46 und Rückholfeder 58 um ihre Achse P-jV osnllljo^t. Selbstverständlich oszilliert da.bei der Bohre:/1
Yy im Haltei·· Io 7,\v? und weg von der Schleifscheibe., wobei
er abwechselnd mit diesel"1 in Eingriff gelangt und wieder zurückgezogen
wird«.
Die Nockenscheibe Ji8 steht mit einem Abtastrad 60 auf einem
Hobel 62 in Eingriff, welcher auf einer horizontalen V/elIe o4
befestigt ist-., wohn;] die Welle pralle! zu den Achsen "der Nocken-scheiten
46 und 48 vorläuft und in der Säule. 24 gelagert ist. Per
Hebel 62 greift an oiuem Stützpunkt 60 an, welcher at/, Maschinenrahmen
befestigt ist. Wenn der höchste Punkt oder der höchste
Bereich der Nockenscheibe 48 mit dem Abtastrad 60 in Eingriff
kommt, schwingt dei· Hobel 62un den feston Stützpunkt oö- und
hohl- .··oin.it i"n ^r Welle t 4 die Säule ?A„ Die Säule senkt sieh,
π.ίΗιιΙιμπ j-ii'li il(>r hoho Hcrc'icib der Nooke lischt· i be um! or o.oni Ar-In:.I.!Μι!
ν·'(·ι·;Ι·(·\:<·ι·.1. ImI, in [OJ j1;«» ,!H'i'r ]<: i; :!·ι\·;ι'ν ί oUt :'· . iV" 5V:i-
!·1·!·||.Ι I 1 (M· HIlil lil'l' ΊΜίΓι'Ι' W(TvI(Ml iWM.llt ,'1J H.l\' ί \: v\ : -\! !VlH i V
,',c|\ 1 c i i'.' i'lu* ι Iu* .Mir· u-uhmi und Mb(I(V-KMiUi ,
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BAD ORIGINAL
196081 A
Die zwei Hockenscheiben 4ö und 48 sind derart geformt und
synchronisiert, daß die von ihnen bewirkten Bewegungen, Ruhep'iiu;
ui und Zeitabläui'c mit dem typischen Zeitablauf diagramm
von i''ig. 2 übereinstimmen. Die tatsächlichen Hübe und Ruhep'iuson
der Nockenscheiben hängen in jedem Fall vom Entwurf
der jeweiligen Maschine, vom Durchmesser des anzuspitzenden
1,OhVnVS3 vorn Material, das gebohrt werden soll und von den
VorStellungen des Benutzers ab.
Kr- sei nun in der Beschreibung auf die Schleifscheibe eingegangen,
wobei die Kontur der Schleifoberfläche 11 im einzelnen
wie folgt beschrieben wirds Die am Umfang befindliche Schleifooorflache
11, deren Profil die Erzeugende der Oberfläche auf- ä
v/eist, v/eiche der Bohrerspitze aufgeschliffen werden soll, 1st
eine tlmdrehungsfläche um die Scheibenachse und ist ihrer allgemeinen
Art nach eine Rinne, konkaven Profils, welche in dem Umfang der Scheibe eingelassen ist, und zwar vorzugsweise in
down oberes Teil. Das Profil der konkaven SchleifOberfläche 11
besteht in dem speziell hier betrachteten Fall aus einem Linienzug, der sich aus einem ersten,oberen schrägen und geraden
Liniensegment x, das die flache horizontale Oberseite der Schleifscheibe
schneidet und zur Vertikalen einen Winkel QC von ca,20
einnimmt, einem zweiten, konkav gekrümmten Segment y, zu welchem das Segment χ tangential verläuft, welches um den Mittelpunkt cp
mit einem Radius R geschlagen ist, der in diesem besonderen
beispiel größer 1st als der Radius des anzuspitzenden Bohrers, "
und wobei das Segment y einen Winkel von ca. 52I- überstreicht,
und aus einem dritten, geraden Liniensegment ζ zusammensetzt., das tangential in das untere Ende des gekrümmten Segmentes y
einläuft und schräg nach unten radial auswärts in Bezug zur Scheibe gerichtet ist, unter einem Winkel von ca. 5 bis 25 ,
im bezeigten Beispiel unter einem Winkel von 6°, zum Bohrerschaft, oder 16° zur Horizorialen. Der vorteilhafte Winkel kann
durch die Bezidung (i80°-Spitzenwinkel)/2 - 10° erhalten werden,
so daß im vorliegenden Fall, wo (X- ~ 20° der Spitzenwinkel 120°
beträgt. Der Bohrerschaft oder dessen Achse ist, wie zuvor erwähnt, vorzugsweise unter einem Winkel von 10 zur Horizontalen
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BAD ORIGINAL
196Q8H
geneigt. Der Mittelpunkt cp des gekrümmten Schleifsegmentes y .
ist neben der Längsachse des Bohrers angeordnet,-wobei dies
•jedoch keine Bedingung ist und der Mittelpunkt cp bei abgewan- ·
.delten Ausführungen auch durchaus auf der Bohrerachse liegen kann.
Aus dem Diagramm nach Figo 2, das typisch für einen mit zwei Nuten versehenen Bohrer von 6,j5 mm Durchmesser 1st (in den Fig.
;j - 5* in etwa 5i"a-cher Vergrößerung dargestellt) kann entnommen
werden, -daß das Übersetzungsverhältnis zwischen den Nockenscheiben
46 und 48 einerseits und dem Bohrerhalter 18 derart ist, da3
der Bohrerhalter und der-Bohrer sich um 18O° drehen, wenn die
1-,'ockenscheiben eine volle Umdrehung von 360 ausführen. PUr jede
der beiden Schneidkanten r des Bohrers wird somit ein j56O°Zyklur;
der Nockenscheiben ausgeführt, deh. die Nockenscheiben drehen
sich einmal auf eine halbe Umdrehung des Bohrers„ In Fig. 2
bedeuten die Linienzüge V und H die Ordinaten der vertikalen bzw» horizontalen Bewegungen des Bohrers über eine Bohrerumdrehung
von 18O , und diese Ordinaten repräsentieren die Radii der Nockenscheiben 46 bzw. 48 Lind sie sind diesen proportional,
verteilt über >50 der Nockenscheibenumdrehung„
Der Bewegungsablauf, wie er in dsm Diagramm nach Fig. 2 dargestellt
ist, ist folgender: Startend von einem willkürlichen Bezugspunkt 0° in dem Diagramm,in dem der Bohrer zurückgezogen
ist und sich in seiner obersten Lage der vertikalen-Hin- und
Herbewegung befindet, so daß die Bohrerspitae nicht in Eingriff
mit der Schleifscheibe steht, wird der Bohrer über die ersten
00° seiner Drehbewegung in seine vorderste Stellung verschoben und wird gleichzeitig mit dessen vertikaler Abwärtsbewegung begonnen.
Bei 60° der Bohrerumdrehung kommt die sich in gerader Linie
(unter einem Winkel 0^ zum Schleifscheibenteil χ) nach unten
bewegende Bohrerspitze in Berührung mit einem unteren Teil der· Schleifoberfläche χ und mit der gekrümmten Schleifoberfläche y,
was der Position von Figo ;> entspricht. Der Bohret' ist im Bohrerhalter
so angeordnet, daß in dieser Position eine Anfangs-
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BAD ORIGINAL
kantenfläche g einen Schneidrückens oder einer Oberfläche 1
der Bohrerspitse, welche benachbart der gekrümmten radialen Schneidkante r angeordnet ist, in Berührung mit der Schleifoberfläche
steht. Die Fläche g ist in Fig„ 2 gestrichfeelt, c?o
daß ihre allgemeine Laße ersichtlich ist. Eine Heißelkante c
auf der Bohrernpi'r.^o ist :m diese!
Ebene der Sohleii'r.cheibe geneigt«
Ebene der Sohleii'r.cheibe geneigt«
auf der iiohrerf;n.vr.:so ist :m diesem Zeltpunkt um ca. 'j)O° zur
Für die nächsten .>Ol der Bohrerumdrehung wird der Bohrer
π tändig In miner vovf:onchobenon Stellung belassen und v/irder
in ganz [;erinj or Geschwindigkeit abgesenkt., e.o daß die etwas
tiefen; j osi'-.lon von Fig., ^L erreiobt vilrd.„ in der die Bohrer-Epit^e
um ;)O° gedroht int (nvreitn PoniOlon in P:ig„ 2) und die ,
!■■"iirolkaiite ο ]ior:i.r.ontal verläuft,, ddi. in einer xur Schleif- ™
r.cheibe ;raral]fi"ion Kbene. Zu diesem Zeitpunkt hat sich die in
i-orührun;; Mit t rr .c'f)i"lnlfi:c]ieibe befindliche Fläche g auf einem
UtVikrolr: ""'*or don r'p'.i'.Oiidriic.]'·^!! 1 in die mittlere Lage von Fig.2
verschobene Ty} η ί~n <
M')l]:a.]V-o ο vjjiM vji'brend dieses Zeitabschnitts
geschliffen, wobei .1 ioner rohleiiVcvfi.nn; am Ende dieses Zeitabschnittes
nbi^orrM'Ten i::t, Tnf o" [*e der. vort:'kalen Absenken·:;
den Bohrern ν ■' (5O".1 .ir vrv-pntl.i.onon 0>
oro^-'-lan L'V-e do?"1
ochleif cchell.)(niobn- ·. loche :■" :; η ]?τ.,υ · ''n>
'c^\ IV Oen, KU~ar?:?:T?n
Kiit der Drehung den Bohrers., vrird ir'Titor de? Sc-j^ieidlionto <
■-■;? üie Spitze ein a-'/nler Fi^e!raum geschliffen. Das Schleifen
einen guten axialen Freiraums wird auch durch die vorerwähnte
Anordnung der I.?' ■ -r^chr-o 'ifir Bohrerr. seitlich dor Achse der t
Schleifscheibe r·'is ii'ir-tigt, j tank dm1 l'vüinrunr; der Sclileif oberflächenteils
,,' V^^mindert r.i'-h de1· cirin'i.c» :;"i~e:ir;n.rn fortschreitend
entlang der Ki'ümmung ;in Hichtunc; Bolirerrch-O't. /Jährend
dieses Vorganges wird beim Absenken des Bohrers auf dessen Spitze auch ein radlader Freiraum angeschliffen und es ist
festzustellen, daß dank der oinbe;:ogenen. Beziehungen dieser
K I)'. ic-
radiale Freiraum am {-rößtenvjird am unteren/·:os iüchleit'teilo.'J y,
v/o er am meisten !genötigt viird, und <:)· fortsclirei tend abnlinnit
in Richtung zum Bohrergipfel, vjo er wonigfir und vicni /*.ϊ'.-ιΊΌγ-derlich
ist« Kin Vergleicli der F:if:;o 'j und K -.-.figt, (iai. (!.in i-lai
an radialem Freiraum beim Absenken dar. Bohrer,1; aur:
<lnr lJ(j:;itiou
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von Fig« 3 in diejenige von Figo H erzeugt wurde. Fig. J5 und ^
illustrieren diese Tatsache dadurch, daß in Fig. ρ sich der
Bohrer in einer Entfernung ν vom Mittelpunkt cp des Bogens auf
der Schleifscheibe befindet, während in Fig. H sich diese Entfernung auf ν + /^ ν vergrößert hat» Dies bedeutet., daß in der
Position von Fig. H ein radialer Freiraum., der gleich Λ Λ* ist,,
angeschliffen wurde.
Deginnend von der zuletzt beschriebenen Position (Fig. Πχηά
zentrale Position von Fig. 5) setzt der Bohrer bei den nr.chfiten
1.r5 bis 20 Bohre.rumd.rehung seine stetige., jedoch langsame Abwärtsbewegung
fort s wobei der Bohrer ,iodoch horizontal zurückgezogen
χ*η'.ϊΜΛ α «η, er unterzieht sich einer Auswärtsbowegunn;
(outfoed travel) j, v.ie in Figo 2 dargestellt;, ,so daß sich die
Bohrerspitze in Bereich der Heiße.! lean to an ihrem Gipfel von
der Schleifscheibe lost„ Die anhaltenden Ab- υηΊ Auswärtsbewegungen sind derart aufeinander abgestimmt. daß,, während, die
MeiEeΠ kar/;e von der ί chi.oifoborf.T äche χ zurückgezogen wird.,
der Fpitzenboreieh unter der gelöston Meißelkaito sich weiterhin
gegen die Sohleii'r.cheiVmboreiohe y und ζ hinter ihrem
GipfeIT)OX-1CiCh abwärts bewogt. Per mit geradem Profil versehene
Teil ζ der Pchleifscheibonoberflache wird, auf den rückwärtigen
Teil h dor; ifc-irjcrjdriicl-Gnr; 1 eine im wesentlichen kegclrturripf-·
f örrnigr. Oberfläche sclileifon (Fig« 7) <>
^''o:.:it \r±H_ v/oit.orhin radialer
F,rolrau!.i in uiciitung zur .Schnittlinie mit de;;, ,'k-haft
geschliffen. Die in Fjg» fj dargestellte Position una die dritte
Position rnch Fix« '■' wird vorteilhaft nach ^3 - ;>0° rohi^orumn^iV-Mv-ir,
erreicht, nachdem-der Bohrer erstmals in Berührung
mit do!1 Schleifscheibe gekommen ist. Zu diesem Zeitpunkt ist
die in Eingriff mit do.v Schleifscheibe befindliche Fläche g
nur noch der radial, aiißenliegende, rüclmärtigo Bereich des
TiChne idrückens. Der Bohrer hat sicn in dieser Position um eine
zusätzliche r.trecko A-v' ali/-esenkt und seine Ach:;e befindet
sich nun im Abstand ν -i- /V-v +.Av1 vom Mittelpunkt epr somit
wurde ein radialer Freiraum, der gleich Λ ν + .·\ν' ist, gesc-haffen.
Von der Position nach Fig. Jl- zur Position von Fig.i)
'wurde außerdem der Bohrer horizontal um eine kurz ο Jtrocke *.\a
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zurückgezogen. Als wichtiger Punkt sei an diener Stelle hervorgehoben,,
daß die Bohrerspitze leicht von dem steileren Teil der Schleifoberfläche zurückgezogen wurde, so daß "die zuvorpo~
rA-.al Iffen-'i Meißelkante nicht wieder beschädigt wird, während
der erwünschte radiale Freiraum weiterhin an den radial auswärt-; Ί.].!·,·;ο.···Ίοη rückw art igen Toil dos Sehne !drücke ns des Bohrars
geschliffen wird.
■Sobald die Bohrerspitze aus dem Eingriff mit der Schleifscheibe
Jroranit, wird sie von der Schleifscheibe zurückgezogen.,
und wieder angehoben, so daß sich, ein neuer gleicher Schlelfv
or gang anschließen kann«. ä
K.; re:i/nun Fig. ;>
betrachtet, in der gezeigt ist., in welcher Stellung sich die Schneidkante r in Bezug zur Schleifscheibe
J)Oi der erstem Berührung befindet. Man erkennt, daß die
Schneidkante r der Bohrerspitze im Bereich benachbart der Παiiio!kante teilweise durch das gerade Schleifseheibensegmentx
und teilweise durch das gekrümmte Segment y beschliffen wird, Weiterhin .ist zu erkennen, dai3 das Segment y an der Verbindungsstelle,
in welcher das gerade Segment ζ tangential in das Segment y einläuft (noch nicht In Eingriff mit der Bohrerspitze)
einen spitzen Winkel, hier 6 <, mit dem Bohrerschaft einschließt.
hUt auf die Schneidkante r geschliffene Krümmung verläuft somit
tangential zur Oberfläche ζ , es fehlen jedoch einige Grad zürn "
tangentialen Einlaufen in dfe Bohrerseite» Dies ist ein wichtiges
Merkmal, da sich die Schneidcharakteristik des Bohrers verschlechtert, sobald die Schneidkante r ganz tangential in die
Seite oder Führungsfase des Bohrerschaftes einläuft.
Es hat sich herausgestellt, daß es in einigen Fällen von Vorteil sein kann, auf die Bohrerspitze ausgehend vom Gipfel der
Spitze ein Stück geraden Profils bis zu einer Stelle vorzusehen, an eier dienes Stück tangential in den gekrümmten Teil einläuft.
Dies wird einfach durch Vermindern des Profils der Schleif echoJbenrinne In Bezug zur Bohrergröße erreicht. Dies kann
selbstverständlich durch Vergro'ßern dos Bohrers in Bezug, zum
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Profil der Schleifscheibenrinne genchehen. Solch ein größerer
'Bohrer ist in strichpunktierten Linien in die Fig. J>a 4 und 5 ·
eingezeichnet, und es ist leicht zu ersehen,, daß proportional
ein größeres Stück des geraden Profils auf die Bohrerspitze geschliffen wird., als bei einem Bohrer a der in Bezug zum Sohle Ifscheibenprofil
kleiner ist. Es ist außerdem ersichtlich, daß bei Verwendung eines kleineren Bohrers in E^ zug zum SchleirscheiDenprofil
der umgeifenrte Fall eintritt. In diesem Fall
kann die Bohrerspitze gleich mit dem gekrümmten Schleifscheibensegment
j in Eingriff kommen, so daß das gerade Segment χ
überflüssig ist. Bevorzugt verwendet man jedoch,, wie zuvor
beschrieben, beim Schleifen der Bohrerspitze alle drei Segmente x, y und z.
Eine Abwandlung der Erfindung, die gelegentlicri Verwendung
finden kann, wenn z. B. Wegschleifen einer Meißelkante während der letzten Phase des SchleifVorganges keine Rolle spielt, besteht
darin, die Nodsnseheibe 4b so zu gestalten,, daß die vordere
Verweilposition (infeed dwell position) über die zweite oder "beendete Meißel" (finish chisel") Position, wie sie in
Fig. 4 gezeigt ist, aufreenterhalten wird, während der Bohrer
vielter in die dritte, in Fig, 5 gezeigte Stellung abgesenkt
wird. In anderen Worten und mit Bezug auf die Fig« 3, 4 und 5,
der Bohrer senkt sich aus der Position nachFigo j5 in die
Positionen nach Fig. 4 und 5, wobei dieser jedoch erst bei
Erreichen der Position nach Figo ί? horizontal zurückgezogen
wirdο Der Bohrer senkt sich somit in vertikaler Richtung aus
der Position mit erster Scheibenberührung indie Position, in der er sich von der Scheibe löst, ohne fortschreitendes Zurückziehen,
und wird dann nach der dritten Position nach Fig°b
schnell von der Scheibe wegbewegt.
Das Verfahren und die Vorrichtung, wie sie vorstehend offenbart wurden, gestatten die Herstellung qualitativ hochwertiger,
gekrümmter Präzisions-Bohrerspitzen.
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Claims (6)
1.!Vorrichtung zum Schleifen auf einen Spiralbohrer eine Bohrerspitze
mit konvex gekrümmten Schneidkanten und diesen Schneidkanten folgenden,, ebenfalls konvev gekrümmten Spitzenober··
flächen.* die in Rüolirnnten enden., im wesentlichen gekennzeichnet
durch einen P-ohrerhaltor (18) 7,um Drehen eines Spiralbohrer«
(V)) um eine ernte Achse (P-D1). eine urn eine
:;v;>::i.to Achse (A-A5) drehbare Schleifscheibe (1O)5 Vielehe
zweite AeJise zumindest; ufoe in oinor Ebene durch die erste
ACJi-O enthaltenrInt., wobei die Sch'lelf;scheibe eine Umfangsnui;
(11) auffielst., die eiaien periphereη Fohleifoberflächenteil
konkaven Profils (y) mit einem Anfang und einem Ende umfaßt,
mit dem auf ooi1 P'ndsolte ein folgendes Sch.'ieifscheibenoborflllchentoi!
(:■',) verbunden ist.* dessen Pi1Of 11 an der Verbindungsstelle
ertön .im vnrontliciion tanpontiale Verlängerung
den konkaven TiOfX]In darni-ol.Vr,,, fr.^ner bestehend aus einem
Antrieb (/30) :;vm T —hon den l^.ohrerhnnterr. (1G) um die erste
Achr;e, und aus ojj.oü )5OPkri]])Ti";'t1g'r-r.n. Meohanismur (^!0 « 66),
der mit dem Antrieb ,'^,iK-broo^fUv''·. ->-r-\\r r.iv-, f u*:'o1nanderfo!l i/.enden
in Eingriff rr ringe η der Gp^ t:;r;no]--i7\; ι'"chnri niror· Ji-Olienden
Bohrers jn dem Halter entlang der.sen "chnoidkaiiV^O. mit dor
konkav gekrümmten Schleif oberfläche., und zum Bewegen des Bohrerhalters
und Bohrers derart, daß die geschliffen v/erdende i]pit:'.enoberflLK'h3 fortschreitend verrückt wird relativ zur
Schlei f oberfläche i-onkaven Profils :>
η eri nor liricl^tving quer zur
ersten Achse und in ο ine in spitzen Win!-el χ um Anfang des konkaven
Profils, Vie Icher Anfang den Gipfel dor Spit;:e (p) schleift,
und (innach zum .Bovregen des Bohrers mit einer Devjcgungskomponente
entlang genannte].1 Richtung, kombiniert mit den Zurückziehen
dor :'Λ:Jinerspitze im allgemeinen senkrecht zu der zuerst e?1-Viahnten
bewegungsrichtung, so daß -Λον ("Jipfel der geschliffen
werdenden Spltzenoborflache von dorn Hciileifoberflächertiil
konkaven Prof j In getrennt v/ird, und das folf^onde .'Schleif oburfmohontell
mit den: konkaven nohlolfoDfiri'läohonteil zusammenarbeitet,
um das richloifen der Spit^onoberflachen des dronen-'io.-i
'iohrers zu der<;n riiiokkanton zu vefvolls
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19608H
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umfangsnut (11) in der Scheibe (10) ein Anfangsschleifscheibenteil
(x)' mit im wesentlichen geraden Profil aufweist, weMies tangential mit dem Anfang des Schleifoberflächenteils
(y) konkaven Prof ils verbunden ist, und das zu Beginn mit der Bohrerspitze (p) in Eingriff kommt, wenn diese mit der Schleifoberfläche
konkaven Profils in Eingriff kommt«,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch kennzeichnet, daß
die erste Achse (D-D*) in einem spitzen Winkel zu einer Ebene
geneigt ist, die senkrecht zurzweiten Achse (A-A') steht, wobei dje Richtung des Neigungswinkels derart ist, daß der Winkel
zxfisehen der ersten Achse und genanntem folgendem Schleifscheibenoberflächenteil
verkleinert wird«
4. Vorrichtung nach Anspruch i, 2 oder 3* ddurch .gekennzeichnet,
daß genanntes Schleifscheibenoberflächenteil ein Profil aufweist,
das gerade ist oder zumindest einen im wesentlichen größeren' Krümmungsradius aufweist als die Schleifoberfläche
konkaven Profils.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der nockenbetätigte Mechanismus (40 - 6b) die genannten Bewegungen des Bohrerhalters (1*8) und eines in dem
Halter angeordneten Bohrers (13) zyklisch mehrmals für jede
Umdrehung des Bohrers bewirkt, wobei auf jede Schneidkante (r) ein Zyklus kommt.
6. Verfahren zum Schleifen einer Bohrerspitze mit gekrümmten
Schneidkanten eines genuteten Spiralbohrers des Typs, der Schneidkanten aufweist, die sich aus Teilen zusammensetzen, welche in
radialen Ebenen des Bohrers im wesentlichen gerades Profil .eine kurze Entfernung rückwärts vom Gipfel der Spitze aufweisen, und
welche darüberhinaus konvex gekrümmt sind bis zu Punkten, die annähernd tangential in die Führungsfase des Bohrers an Verbindungsstellen
mit den Vorderrändern der Fasen einlaufen, wo-. % .-
• bei die Bohrerspitze ferner Spitzenoberflächen aufweist, welche
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-17- 19608K
kreisförmig gekrümmt sind von Punkten entlang der Schneidkante und die in Rückkanten enden, gekennzeichnet durch:
Anordnen des Bohras (13) mit seiner Längsachse (D-D1) derart,
daß er mindestens nahe in einer Ebene durch die Drehachse (A-A1)
einer Schleifscheibe enthalten ist, und daß er mit einer seiner Spitzenoberflächen, längsseits der entsprechenden Schneidkante,
in Eingriff mit einer Schleifsehejtenoberflache von entsprechendem
geraden und dann konvex gekrümmten Profil in einer radialen Ebene der Scheibe kommt,
Drehen de's Bohrers um seine Achse, um genannte Spitzenoberflächen
über die Schleifscheibenoberfläche,von deren Schneidkante aus zu deren Rückkante während des Eingriffs des Bohrers
mit dieser Oberfläche zu streichen,
Bewegen des Bohrers während dieses Drehens in einer Richtung in einem spitzen VJinkel zu dem geraden Teil der Scnleifscheibenoberfläche
fortschreitend relativ zu und gegen die Schleifscheibenteile geraden und gekrümmten Profils, um auf die
Spitzenoberfläche hinter genanntem gekrümmten Rand eine gekrümmte Umdrehungsfläche fortschreitend abnehmenden Radius,
und fortschreitend axialen Rückgangs zu schleifen, danach, während der Bohrer weiterhin dreht und bevor die
Schleifscheibenoberfläche zur Rückkante der Spitzenoberfläche
vorrückt, Bewegen des Bohrers derart, daß der Gipfel der Bohrerspitze sich vom schleifenden Eingriff mit der Schleifscheibenoberfläche
löst, während die Spitzenoberfläche hinter der gekrümmten Schneidkante sich weiter zu und gegen genanntes
Schleifscheibenteil gekrümmten Profils bewegt, und Portsetzen des Schleifens der Spitzenoberfläche bis sich deren
Rückkante von der Schleifscheibe löst.
0098 26/1539
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