DE2856363A1

DE2856363A1 - Schaltbarer und austauschbarer einsatzbohrer

Info

Publication number: DE2856363A1
Application number: DE19782856363
Authority: DE
Inventors: Raymond Tibor Zweekly
Original assignee: Valeron Corp
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1979-06-28
Also published as: NL7812491A; JPS54100589A; GB2010707A; BE873108A; AU518114B2; SE7813253L; JPS5833044B2; FR2413164B1; US4188162A; CA1094849A; DE2856363C2; SE438807B; AU4272778A; ZA787232B; MX147208A; BR7808516A; GB2010707B; FR2413164A1

Description

Der Stand der Technik enthält einen mittig schneidenden Stirnfräser, wie in dem US-Patent 3,938,231 offenbart, bei welchem Vierkanteinsätze mit einem axialen Steigungswinkel gleich Null zur Ausführung eines axialen Senkschnitts oder zum radialen Vorschub in Stellung gebracht werden; ferner sind schaltbare Einsatzbohrer von der Art bekannt, wie sie in den US-Patenten 3,540,323 und 3,963,365 gezeigt v/erden, welche ein Paar Vierkanteinsätze verwenden, die jeweils acht schaltbare Schneidkanten aufweisen, die so angeordnet sind, daß die Schneidkante des einen mit aktiver Steigung die innere Hälfte schneidet, während die andere die äußere Hälfte des Loches schneidet.

Eine weitere Entwicklung, die in dem gleichlaufenden US-Patent 4,124,328 gezeigt wird, bietet eine verbesserte Konstruktion, die geeignet ist, bei Bohrlochtiefen von bis zu dem Drei- bis Dreinhalbfachen des Bohrerdurchmessers benutzt zu werden, und die sauber, glatt und in gerader Linie arbeiten, ohne sich dabei auf Abnutzungsstreifen oder Halsoberflächen_berührung mit einer Lochwand zur Führung zu verlassen. Es werden zwei Einsätze mit nur geringen, jedoch identischen Steigungswinkeln im Bereiche von 0-5 verwendet, die entweder positiv oder negativ sein können, und deren Schneidkanten einen gemeinsamen Kegelumlauf bestreichen, wobei eine bogenförmige Ecke eines radial inneren Einsatzes von der Bohrerachse überschnitten wird und der andere radial überlappende äußere Einsatz eine äußere bogenförmige Ecke aufweist, die den Schneidumfang und den Durchmesser des gebohrten Loches festlegt.

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Es sind v/eitere Bohrer gemäß dem Stand der Technik bekannt, die einen austauschbaren Einsatz mit einer ununterbrochenen Schneidkante aufweisen, welche sich über eine radialen Linie hinwegerstreckt und endet, ohne sich über den Mittelpunkt hinwegzuerstrecken.

Der vorliegende schaltbare Einsatzbohrer ist insbesondere geeignet für Löcher von kleinem Durchmesser durch Verwendung eines einzigen parallelogrammförmigen positiven Einsatzes, der so installiert wird, daß sich eine Schneidecke mit spitzem Scheitel in einer axial vorderen, radial äußeren Stellung befindet, und so ein axiales Seitenspiel und eine negative axiale Steigung-gegeben ist. Die Oberseite des Einsatzes liegt über der Bohrerachse. Eine geneigte Ausnehmung,die an der Einsatzschneidecke beginnt, vertieft sich fortschreitend zur Bildung einer Schneidkante, die durch die Bohrerachse hindurchgeht oder leicht unter ihr verläuft und sich erheblich über die Achse hinwegerstrecken kann.

Eine in der Schneidkante vorgesehene Kerbe weist eine radial äußere Kante auf, die sich im wesentlichen parallel zur Achse des Bohrers erstreckt, um eine Unterbrechung in der Breite des Spans zu schaffen, und ebenso, um den Bohrer durch Entlangführen auf dem ungeschnittenen Metall des Werkstücks, das sich in die

zu
Kerbe hineinerstreckt,/stabilisieren. Der Einsatz sitzt in einer Tasche, mit einem negativen axialen Spanwinkel bei doppeltem Seitenwand- und im wesentlichen vollem Bodensitzeingriff angeordnet und durch eine abgekantete Schraube befestigt ., die sich durch ein Loch in dem Einsatzmittelpunkt hindurcherstreckt.

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Jede der beiden identischen Schneidkanten kann wahlweise in eine aktive Sehneidstellung geschaltet werden.

Während der Einsatz für Löcher größeren Durchmessers als Paar benutzt werden kann, ist er doch besonders nützlich als einzelner Einsatzbohrer für Löcher mit relativ kleinem Durchmesser, wobei im Vergleich zu bekannten schaltbaren Einsatzbohrern eine verbesserte Stabilität und Schneidgeschwindigkeit gegeben ist.

Es kann für Bohrer mit verschiedenen Durchmessern ein und derselbe Einsatz benutzt v/erden, indem man einfach eine Einsatztaschß verwendet, die sich in eine Stellung mehr oder weniger über die Mitte hinaus erstreckt, wobei in jedem Falle der Bodensitz zur Anlage kommt, um die Schneidkante richtig in Stellung zu bringen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines schaltbaren Einsatzbohrers gemäß der Erfindung,

Fig. 1 a eine vergrößerte Teilansicht des Einsatzendes des in Fig. 1 gezeigten Bohrers,

Fig. 2 eine ähnliche Teilseitenansicht, um 90° gedreht,

Fig. 3 eine Endansicht des Bohrers,

Fig. 3 a ehe vergrößerte Endansicht, die in größeren Einzelheiten

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den Einbau des Einsatzes in einen Bohrer von größerein Durchmesser zeigt,

Fig. 4 eine vergrößerte Stirnansicht eines Einsatzes, der allgemein in dem Bohrer verwendet wird,

Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 gezeigten Einsatzes, und

Fig. 6 eine Endansicht des in Fig. 4 gezeigten Einsatzes.

In den Figuren 1,1a und 2, 3 wird eine allgemein bevorzugte Ausführungsform des Bohrers gezeigt, bestehend aus einem Hals 10 mit einem verjüngten Ende 11, in welchem eine Einsatztasche 12 gebildet ist, die eine sich seitwärts erstreckende Seitenwand 13, eine axial verlaufende Seitenwand 14 und einen Bodensitz 15 aufweist, der bei einem negativen axialen Spanwinkel von 4 verlaufen kann, wie in Fig. 2 gezeigt.

Die figuren 4,5 und 6 zeigen den Einsatz in Form eines Parallelogramms mit positivem Winkel von 80° bei einem Seitenwandschneidspiel von 7° an allen vier Seiten bei positivem Spanwinkel. Eine an jedem Ende des Einsatzes vorgesehene vordere Schneidkante 16 ist an der abschließenden Kante einer geneigten Ausnehmung gebildet, die sich bei einem Winkel 17 vorzugsweise im Bereiche von 5-11 von einer leicht gerundeten Schneidecke 18 forterstreckt. Eine Bodenseite 19 der Ausnehmung, die in der vorderen Schneidkante 16 endet, erstreckt sich normal zu der Ebene der Fig. 6, kann jedoch wahlweise reit entweder einem positiven oder negativen Span-

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winkel ausgerichtet sein (und könnte auch Teil einer konischen Oberfläche sein, wie in dem US-Patent 3,800,379 gezeigt), während ■sich von der Oberseite des Einsatzes bei einem Winkel von 45° eine Spanbrechfläche 20 forterstreckt, wie am besten in Fig. 5 gezeigt, und sich von der Schneidecke 18 aus weitet.

Wie in den Figuren 4 und 6 gezeigt, ist in jeder Schneidkante eine Kerbe 21 gebildet, die einen scharfen Winkel mit einer radial nach außen gelegenen Wand 22 auf v/eist, welche sich in eingebautem Zustand im wesentlichen parallel zu der Achse der Bohrers erstreckt und eine zweite Seitenwand 23 überschneidet, die sich bei einem Winkel 24 von 15° relativ zu der Schneidkante 16 erstreckt, wie in Fig. 4 gezeigt.

An dem Mittelpunkt des Einsatzes ist ein Schraubenloch 25 mit abgekantetem Sehraubenkopfsitz 26 gebildet. Fig. 1 a zeigt, daß in der Einsatztasche des Bohrers die Gewindebohrung 27 sich normal zu dem Sitz 15 erstreckt, und zwar mit einer Versetzung 28 in einer Richtung 28 a innerhalb des Winkels zwischen den Wänden 13 und 14, so daß der Schraubenkopfdruck beim Herunterschrauben den Einsatz in festen Eingriff mit dem Wänden wie auch mit dem Sitz drückt.

Wie am besten aus Fig. 3 a ersichtlich, ist der Sitz 15 eier Tasche von der Achse an dem Ende 11 des Bohrers bei einer Tiefe 29 weniger als die Dicke des Einsatzes auf Abstand gehalten, so daß bei Anordnung in der Schneidstellung die Neigung der Schneidkante durch die Achse des Bohrers hindurch oder leicht hinter der Achse verläuft (z. B. allgemein nicht mehr als 0,006 Zoll). Wie am besten

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aus Fig. 1 a ersichtlich, ist der Einsatz mit einer Schneidkante bei annähernd einem negativen Steigungswinkel 30 von 2-7°, vorzugsweise 5° eingebaut, so daß die Verlängerung der Schneidkante über die Bohrachse hinaus die leicht konische Endwand der Werkstückschneidfläche nicht berührt, wenn der Bohrer axial durch das Werkstück hindurch fortschreitet. Die spitzwinklige Form des Einsatzes bildet auch einen Freiwinkel mit der Seitenwand des gebohrten Loches in dem Werkstück.

Der Freiwinkel von 7° auf allen vier Seiten des Einsatzes bietet einen Umfangsspielraum für den Abschnitt des Einsatzes, der sich unter die Mitte erstreckt, wie in Fig. 3 a gezeigt, sowie auch ein axiales Spiel für die Schneidkante, und ermöglicht einen negativen axialen Spanwinkel, wie in Fig. 2 gezeigt, für eine größere Halterfestigkeit an dem Boden des Einsatzes, obwohl in bestimmten Fällen ein neutraler oder sogar positiver axialer Spanwinkel benutzt v/erden kann.

Ein Vergleich der Figuren 3 und 3 a zeigt,wahlweise Anlagen eines Einsatzes gleicher Größe für Bohrer verschiedener Durchmesser. In jedem Falle ist der Boden der Tasche so eingerichtet, daß er den Einsatz so feststellt, daß seine Schneidkante durch die Bohrerachse hindurchgeht oder leicht unter dieser Achse hindurchführt, vorzugsweise bei einem Abstand im Bereich von O Zoll bis 0,004 Zoll, um die Lebendauer der Schneidkante an dem axialen Mittelpunkt zu maximieren.

Die Schneidkante der geneigten Ausnehmung erlaubt mit der äußeren

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Schneidecke an der Stirnseite des Einsatzes die maximale Einsatzdicke und -festigkeit, falls erforderlich, sowie auch den Vorteil, daß der Kreuzungsmittelpunkt der Schneidkanten eine Vervrendung in Bohrern verschiedener Durchmesser zuläßt.

Die radial äußere Kerbenwand 22 bietet zusätzlich zu der Unterbrechung des Spans eine Führungsfläche gegen die unbeschnittene Schulter des Werkstücks, um den Bohrer gegenüber Schwingung und Abtrieb im Bohrvorgang unmittelbar beim Eintritt des Bohrers in das Werkstück zu stabilisieren. Dies hat sich als eine äußerst kritische Vorkehrung erwiesen, um geradegerichtete glattwandige Bohrungen bei erschütterungsfreiem Betrieb zu erreichen, und bildet ein wesentliches Merkmal der offenbarten Konstruktion.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß, während dies Werkzeug hauptsächlich für Bohrvorgänge benutzt wird, es auch als Einpunktanbohrwerkzeug zur Erweiterung oder Vollendung eines gebohrten Loches benutzt werden kann, ebenso wie zum Abfasen, Drehen oder Fassonieren entweder der Außen- oder Innendurchmesserflachen von Werkstücken. Der größere Einsatz, der so angeordnet ist, daß er sich über den Mittelpunkt hinwegerstreckt, gewährleistet eine wünschenswerte Festigkeit und Stabilität des Einsatzes im Vergleich zu einem kleineren Einsatz, der auf einen einzelnen Quadranten begrenzt ist; und die geneigte Ausnahmung, die eine sich durch den Mittelpunkt hindurcherstreckende oder eben unter dem Mittelpunkt verlaufende Schneidkante vorsieht, gewährleistet bei einem Spiel über dem Mittelpunkt eine Einsatzdickenfestigkeit an der Schneidecke, eine optimale Schneidtätig-

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keit zum Mittelpunkt bei Ausschaltung der über den Mittelpunkt hinaxis nach rückwärts gerichteten Reibwirkung an der den mittig geführten Schnitt enthaltenden konischen Oberfläche des Werkstücks,

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Claims

Patentansprüche:

Austauschbarer Einsatzbohrer, gekennzeichnet durch einen
Hals mit.einer mittleren Achse und einem Schneideinsatzende, eine Tasche an dem Einsatzende zur Aufnahme eines austauschbaren Schneideinsatzes, wobei die Tasche eine Sitzfläche für die Bodenseite des Einsatzes und eine Seitenwandanlage für
den Einsatz aufweist, und die Sitzfläche sich zu einem radialen Ende des Einsatzendes auf einer Seite und auf der anderen Seite sich wesentlich über die Mittelachse des Bohrers hinwegerstreckt, einen parallelogrammförmigen Schneideinsatz mit einer Bodensitzfläche und einer Oberseite, die in der
Tasche zur Anlage kommt, so daß eine scharfe, radial äußere, axial vordere Schneidkante so angeordnet ist, daß ein axiales Spiel beim Schneiden des Werkstücks und eine negative axiale

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ZUGELASSENE VERTRETER HEIM KUHOPXlSCIIEN PATENTAMT ADMITTED REPRESENTATIVES «!!FORK THE KUHOFSAN PATENT OFFICE

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Steigung gegeben ist, wobei der Einsatz eine geneigte, sich fortschreitend vertiefende Ausnehmung aufweist, die sich auf der vorderen Kante seiner Oberseite entlangerstreckt und eine Schneidkante bildet, die sich ununterbrochen in einer von einer Kerbe unterbrochenen geraden Linie von der Schneidecke an der Außenseite durch die Bohrerachse hindurch oder leicht unter ihr und erheblich über sie hinwegerstreckt, wobei diese Kerbe eine Spanunterbrecherkerbe in der Schneidkante aufweist und die Kerbe eine radial äußere nicht schneidende Seite besitzt, welche sich in einer Linie im wesentlichen parallel zu einer in der Konstruktion festgelegten axialen Richtung des Vorschubs für den Einsatz erstreckt, und eine sich radial nach innen erstreckende Schneidseite, um in dem Werkstück eine erhebliche Schulter zu belassen, die dazu dient, den Bohrer gegenüber Schwingung und Albtrieb beim axialen Eintritt des Bohrers in das Werkstück zu stabilisieren.
2. Austauschbarer Einsatzbohrerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche einen negativen axialen Spanwinkel hat.
3. Austauschbarer Einsatzbohror nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Einsatzflächen Seitenwände mit positivem Schneidspiel anschließen.
4. Austauschbarer Einsatzbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe als ein spitzer Winkel mit zwei geraden Seiten ausgebildet ist.

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5. Austauschbarer Einsatzbohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz in beide zwei Schneidstellungen mit identischen Schneidkanten schaltbar ist.
6. 'Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die

negative axiale Steigung bei einem Winkel in der Größenordnung von 2-7° erstreckt.
7. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die axiale negative Steigung mit einem Winkel in der Größenordnung von 5 erstreckt.

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