DE3853518T2

DE3853518T2 - Spiralbohrer.

Info

Publication number: DE3853518T2
Application number: DE3853518T
Authority: DE
Inventors: Hideji Mitsubishi Kinzo Hosono; Koujiro Mitsubishi Kin Imanaga; Shinichi Mitsubishi K Nakamura; Yoshiyuki Mitsubishi Ki Yanase
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2008-12-14
Also published as: EP0320881B2; EP0320881B1; DE3853518T3; US4983079A; EP0320881A3; US5088863A; EP0320881A2; DE3853518D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich einen Spiralbohrer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vgl. EP-A-127009, und insbesondere Verbesserungen, um den auf diesen während des Bohrens ausgeübten Schneidwiderstand zu verringern.

Stand der Technik

Bislang wurden Spiralbohrer aus HSS oder gesintertem Metall- HSS als Bohrer für wirksame Hochleistungsbohrvorgänge entwickelt. Die Fig. 1 und 2 zeigen einen derartigen herkömmlichen Spiralbohrer, der einen zylindrischen Körper 1, zwei Spiralnuten oder Spannuten 2, die in der äußeren Umfangsfläche des Körpers 1 ausgebildet sind, sowie zwei Schneidrücken aufweist, die jeweils zwischen den beiden Spannuten 2 angeordnet sind. Derjenige Wandabschnitt jeder Spannut 2, der in Rotationsrichtung des Körpers 1 weist, endet an dem vorderen Ende in einer Schneidkante oder Schneide 3. Jede Spiralspannut 2 ist derart ausgebildet, daß ihre Wand konkav geformt ist. in dem Bohrer für Hcchleistungsbetrieb ist die Kerndicke T des Bohrerkörpers 1 größer als ein HSS-Bohrer für normalen Bohrbetrieb, so daß diese ca. 30% des Bohrerdurchmessers beträgt, während das Spannuten-Breiteverhältnis an dem vorderen Ende, das durch das Verhältnis der Bogenlänge A der Spannut zu der Bogenlänge B des Schneidrückens definiert ist, ca. 0,7 beträgt. Kerner ist an einem Querschnitt des Bohrers, entfernt von dessem vorderen Ende, das Verhältnis der Bogenlänge A&sub1; der Spannut zu der Bogenlänge B&sub1; des Schneidrückens zu ca. 1,16 gewählt. Mit dieser Konstruktion ist die Torsionsfestigkeit des Körpers 1 des Spiralbohrers beachtlich verbessert.
Ferner wurden für Hochleistungsbohrungen in großem Umfang Spiralbohrer verwendet, die aus Sinterkarbit oder aus Cermet hergestellt sind. Derartige Bohrer sind den HSS-Bohrern bezüglich des Abnutzungswiderstandes überlegen, jedoch sind aufgrund der schlechteren mechanischen Festigkeit, z.B. der Querbruchsfestigkeit, eine größere Kerndicke und ein kleineres Spannuten-Breitenverhältnis erforderlich. Die Fig. 3 und 4 stellen einen derartigen Bohrer nach dem Stand der Technik dar, wie er in der geprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnurniner 61-30845 (EP-A-127009) beschrieben ist, wobei Bezugszeichen, die verglichen mit den Fig. 1 und 2 gleich sind, gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen. Bei diesem Bohrer betragen die Kerndicke T und das Spannuten-Breitenverhältnis A/B zwischen 20 und 35% des Bohrerdurchmessers und zwischen 0,4 und 0,8, während das Spannuten-Breitenverhältnis A&sub1;/B&sub1; an einem Querschnitt, entfernt von dem vorderen Ende, ca. 0,6 beträgt.
Bei den Spiralbohrern des obenbeschriebenen Typs besteht jedoch stets das Problem, daß der Bohrerkörper 1 leicht bricht, wenn dieser für Hochleistungsbohrvorgänge eingesetzt wird.
Genauer gesagt werden Späne oder Schneidreste, die durch die Schneiden 3 während eines Schneidvorgangs erzeugt werden, derart erzeugt, als wenn ein sektorförmiger Faltfächer geöffnet würde, da deren äußere Seiten schneller wachsen als deren innere Seiten, und sie kräuseln sich an ihren vorderen Enden durch den Boden 2a der Spannut 2, d.h. durch den Abschnitt der Spannutenwand, an dem der Abstand zwischen einer Linie L senkrecht zu einer Radiallinie N, welche die Achse 0 des Körpers 1 mit einem radial äußersten Ende Q des Schneidrückens 3 verbindet, und der Flötenwand am größten ist, so daß die Späne an ihren Wurzeln durch den Widerstand gebrochen werden, der durch das Kräuseln erzeugt wird. Die so ausgebildeten Späne sind in Fig. 5 dargestellt und werden als Späne bezeichnet, die "durch Übergangskräuselung gebrochen sind". Bei den obenbeschriebenen Spiralbohrern ist der Abstand W zwischen der Linie L und dem Boden 2a der Spannut 2 relativ klein ausgebildet, um die Torsionssteifigkeit zu verbesern. Demzufolge wirkt die Kraft, die durch den Boden 2 der Spannut 2 auf die Späne ausgeübt wird, senkrecht zu einer Richtung, in welcher diese wachsen, und somit werden dicke Späne erzeugt, die in Längsrichtung stark komprimiert sind. Die Zugabe einer relativ starken Kraft auf die Späne bewirkt, daß der Bohrerkörper 1 einem großen Schneiddrehmoment und einer großen Schubbelastung unterliegt.
Ferner wird bei den obenbeschriebenen Spiralbohrern die Querschnittsfläche der Spannut 2 entfernt von dem vorderen Ende, die zum Austragen der Späne dient, unvermeidlich kleiner, so daß die Späne darin verklemmt werden können. Dies bewirkt häufig, daß der Bohrer bricht, wenn ein Hochleistungsbohren durchgeführt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine vorrangige Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Spiralbohrer zu schaffen, der während Hochleistungsbohrvorgängen weniger leicht bricht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spiralbohrer zu schaffen, der den Schneidwiderstand durch leichtes Kräuseln der Chips beachtlich verringern kann und der ein gleichmäßiges Austragen der Späne durch die Spannuten während des Bohrvorgangs gewährleistet.
Erfindungsgemäß ist ein Spiralbohrer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf das vordere Ende eines herkömmlichen Spiralbohrers;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Bohrers von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht, die jedoch einen anderen herkömmlichen Spiralbohrer zeigt;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des Bohrers von Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die einen Span zeigt, der während eines Bohrvorgangs erzeugt worden ist;
Fig. 6 ist eine Ansicht eines Vorderendes eines Bohrers, der gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen ist;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Bohrers von Fig. 6, gesehen aus der Richtung, die durch den Pfeil VII in Fig. 6 angezeigt ist;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des Bohrers von Fig. 6 entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 ist eine Aufsicht auf das vordere Ende eines abgeänderten Spiralbohrers gernäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 10 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnittes, der in Fig. 9 mit X bezeichnet ist;
Fig. 11 ist die Ansicht auf das Vorderendes eines weiteren modifizierten Spiralbohrers gemäß einer dritten Ausführungsform;
Fig. 12 ist eine Ansicht eines Teils des Spiralbohrers von Fig. 11, gesehen aus der Richtung, die durch XII in Fig. 11 dargestellt ist;
Fig. 13 ist eine Seitenansicht des Bohrers von Fig. 11;
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des Bohrers von Fig. 11 entlang der Linie XIV-XIV in Fig. 11;
Fig. 15 ist eine Ansicht des Bohrers von Fig. 11, gesehen aus der Richtung, die in Fig. 12 durch den Pfeil XV dargestellt ist;
Fig. 16 ist eine Ansicht des Bohrers von Fig. 11, gesehen aus der Richtung, die in Fig. 12 mit dem Pfeil XVI dargestellt ist;
Fig. 17 ist eine vergrößerte Ansicht eines Meißelabschnitts des Bohrers von Fig. 12;
Fig. 18 ist eine zu Fig. 17 ähnliche Ansicht, zeigt jedoch eine andere Anordnung des Meißels;
Fig. 19 ist eine Aufsicht auf das Vorderende eines weiteren modifizierten Bohrers gemäß einer vierten Ausführungsform;
Fig. 20 ist eine Seitenansicht des Bohrers von Fig. 19, gesehen aus der Richtung, die in Fig. 19 mit XX dargestellt ist;
Fig. 21 ist eine Querschnittsansicht des Bohrers von Fig. 19 entlang der Linie XXI-XXI in Fig. 20;
Fig. 22 ist eine Aufsicht auf das Vorderende eines weiteren modifizierten Spiralbohrers gemäß einer fünften Ausführungsform;
Fig. 23 ist eine Seitenansicht des Bohrers von Fig. 22, gesehen aus der Richtung, die in Fig. 22 mit XXIII dargestellt ist;
Fig. 24 ist eine zu Fig. 22 ähnliche Ansicht, zeigt jedoch eine Abänderung des Bohrers von Fig. 22;
Fig. 25 ist auch eine zu Fig. 22 ähnliche Ansicht, zeigt jedoch eine weitere Abänderung des Bohrers von Fig. 22;
Fig. 26 ist eine vergrößerte Ansicht des Kreisabschnittes, der in Fig. 25 mit XXVI bezeichnet ist;
Fig. 27 ist eine Ansicht gesehen aus der Richtung, die in Fig. 25 mit XXVII bezeichnet ist, die jedoch einen weiteren modifizierten Bohrer gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt;
Fig. 28 ist eine Seitenansicht des Bohrers von Fig. 27;
Fig. 29 ist eine Querschnittsansicht des Bohrers von Fig. 27 entlang der Linie XXIX-XXIX in Fig. 25;
Fig. 30 ist eine Ansicht eines Teils des Bohrers von Fig. 27, gesehen aus der Richtung, die in Fig. 27 mit dem Pfeil XXX dargestellt ist;
Fig. 31 ist eine Ansicht eines Teils des Bohrers von Fig. 27, gesehen in der Richtung, die in Fig. 27 durch den Pfeil XXXI dargestellt ist;
Fig. 32 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Meißelabschnitt des Bohrers von Fig. 27 darstellt;
Fig. 33 und 34 sind zu Fig. 32 ähnliche Ansichten, zeigen jedoch weitere Abänderungen des Meißelabschnitts;
Fig. 35 ist die Aufsicht auf ein Vorderende eines weiter modifizierten Spiralbohrers gemäß einer siebten Ausführungsform;
Fig. 36 ist eine Seitenansicht des Bohrers von Fig. 35, gesehen aus der Richtung, die in Fig. 35 mit dem Pfeil XXXVI dargestellt ist;
Fig. 37 ist eine Querschnittsansicht des Bohrers von Fig. 35 entlang der Linie XXXVII-XXXVII in Fig. 36; und
Fig. 38 ist eine zu Fig. 35 ähnliche Ansicht, die jedoch eine weitere Abänderung des Bohrers von Fig. 35 darstellt.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Zur Klarstellung der im Patentanspruch 1 definierten Erfindung sei bemerkt, daß die Fig. 6 bis 38 verschiedene Ausführungsformen zeigen, die jedoch nicht alle sämtliche wesentlichen Merkmale umfassen, die in dem Patentanspruch 1 festgelegt sind.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen einen Spiralbohrer gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Bohrer besitzt einen zylindrischen Körper 10 aus Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) oder gesintertem Metall-HSS, mit einer durch diesen verlaufenden Rotationsachse O und einem vorderen Ende, das ein Werkstück berührt. Der Körper 10 besitzt zwei Spannuten 11, die in der äußeren Umfangsfläche des Körpers ausgebildet sind und sich spiralförmig entlang seiner Länge zu dem vorderen Ende erstrecken, sowie zwei Schneidrücken 10a, die jeweils zwischen den beiden Spannuten angeordnet sind. Jede Spannut 11 besitzt eine erste Wand, die in Rotationsrichtung des Körpers 10 weist und die sich von dem Außenumfang des Körpers 10 grundsätzlich radial nach innen erstreckt, sowie eine zweite Wand, die sich von einem inneren Ende der ersten Wand zu dem Außenumfang des Körpers 10 erstreckt. Beide ersten Wände enden an dem vorderen Ende in einer ersten oder Hauptschneide 12, die ein radial äußerstes Ende Q besitzt, das an dem Außenumfang des Körpers 10 angeordnet ist. Jede zweite Wand ist eine gleichmäßige Fortführung der ersten Wand und ist konkav geformt, gesehen aus der Richtung des vorderen Endes. Um eine größere Torsionssteifigkeit des Körpers zu schaffen, besitzt der Körper 10 eine Kerndicke T von 15 bis 30% des Bohrerdurchmessers D und ein Spannuten- Breitenverhältnis A/B von 0,4 bis 0,9. Diejenigen Abschnitte von Freiflächen oder Flanken, die bezogen auf die Rotationsrichtung des Körpers 10 hinten angeordnet sind, sind wie bei 13 abgeschliffen, um kreuz- oder X-artige Schliffflächen 15 und somit zweite Schneiden 13a zu schaffen, die sich jeweils von der Drehachse O zu dem radial innersten Ende einer jeweiligen ersten Schneide 12 erstrecken, sind an dem Kernabschnitt ausgebildet.
Ferner sei eine Linie N betrachtet, welche die Achse O des Körpers 10 und das radial äußerste Ende Q der Schneide 12 verbindet, sowie eine Linie L, die sich von dem radial äußersten Ende Q der Schneide 12 senkrecht zu der Linie N, gesehen von einer Aufsicht auf das vordere Ende des Körpers, erstreckt. Dann beträgt der Anstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut L, d.h. der maximale Abstand zwischen der Linie L und der Spannutenwand 11, zwischen 45 bis 65% des Bohrerdurchmessers D. Mit dieser Anordnung ist die Spiralspannut 11 derart geformt, daß die zweite Wand, einschließlich des Bodens lla, in Rotationsrichtung des Körpers 10 tief ausgeschnitten ist. Darüber hinaus ist die gesamte Oberfläche des Bohrerkörpers 10 mit einer Hartbeschichtung beschichtet, die aus mindestens einem Material besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die TiC, TiN, TiCN und Al&sub2;O&sub3; umfaßt. Eine solche Beschichtung kann aus Karbit, Nitrit oder aus Karbonitrit eines anderen Metalles sein, das aus der Gruppe IVa des Periodensystems ausgewählt ist, und sie kann auf das vordere Ende des Körpers 10 begrenzt sein.
Bei dem obenbeschriebenen Spiralbohrer wächst ein durch die Schneide 12 erzeugter Span und wird an dem Boden 11a der Spannut 11 gekräuselt, so daß er in Teile gebrochen wird, die vom Typ "gebrochen durch Übergangskräuselung" sind, wie in Fig. 5 dargestellt. Sofern der Anstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 kleiner als 45% des Bohrerdurchmessers eingestellt wird, ist die Freiheit des Spanes, sich nach innen zu kräuseln, größer als bei herkömmlichen Bohrern. Demzufolge ist der Widerstand, der auf den Span in einer Richtung, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in welcher der Span wächst, in Kräfte aufgeteilt, die bewirken, daß der Span gebogen oder gekrümmt wird. Demzufolge ist die Last auf den Span nicht so groß wie bei herkömmlichen Bohrern, so daß die Schublast und das Schneiddrehmoment stark verringert werden können.
Diese Punkte wurden anhand der folgenden Bohrversuche verifiziert.

Bohrversuch 1

Es wurden verschiedene Spiralbohrer mit unterschiedlichen Verhältnissen des Abstandes W zu dem Bohrerdurchmesser vorbereitet. Der Testbohrer hatte einen Durchmesser von 12 mm und einen Spitzenwinkeln von 140º, und der radiale Spanwinkel der Schneide war -15º. Die Bohrversuche wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Schneidgeschwindigkeit: 35 m/min
Werkstück: Stahl (JIS SCM440; Härte: HB100)
Zuführrate: 0,15, 0,25, 0,35, 0,45 und 0,55 mm/Umdrehung
Die Dicke der erzeugten Späne während des Bohrvorgangs unter Verwendung der obenbeschriebenen verschiedenen Bohrer wurde an einer Stelle gemessen, die in Fig. 5 mit S bezeichnet ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Spandicke (mm) Zuführrate (mm/Umdrehg.) Erfindungsgemäße Bohrer Verhältnis (%) Bohrer aus dem Stand der Technik Verhältnis (%)
Wie aus Tabelle 1 zu entnehmen ist, ist die Dicke der Späne beachtlich verringert, wenn das Verhältnis, d.h. der Abstand W von der Linie L zum Boden 11a der Spannut 11, nicht geringer ist als 45% des Bohrerdurchmessers. Dies bedeutet, daß der auf den Span ausgeübte Widerstand beachtlich verringert werden kann, indem der Abstand W nicht geringer als 45% des Bohrerdurchmessers gewählt wird.

Bohrversuch 2

Der Bohrer mit einem Abstand W von 53% des Bohrerdurchmessers und der Bohrer mit einem Durchmesser mit einem Abstand W von 41% des Bohrerdurchmessers, die beide für den Bohrversuch 1 vorbereitet wurden, wurden wiederum verwendet, und die Bohrversuche wurden unter den gleichen Bedingungen wie bei dem Bohrversuch 1 durchgeführt. Bei diesem Versuch wurden die Schublast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die maximale Schwingungsamplitude der Spindel während des Bohrvorgangs gemessen. Die Resultate sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Zuführrate (mm/Umdrehung) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Schwingungsamplitude der Spindel (u)
Aus Tabelle 2 ist zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Bohrer die Schublast, das Schneiddrehmoment und die Schneidleistung sämtlich bedeutend reduziert sind, verglichen mit dem Bohrer nach dem Stand der Technik. Dies liegt daran, daß die Späne bei dem erfindungsgemäßen Bohrer leicht gekräuselt werden können, ohne daß diese scharf abgelenkt werden, und die auf die Späne ausgeübte Kraft kann verringert werden.
Wie durch die obigen Bohrversuche verifiziert wurde, kann bei dem erfindungsgemäßen Spiralbohrer der Schneidwiderstand während des Bohrvorgangs bedeutend verringert werden. Da darüber hinaus der Abstand zwischen der Linie L und dem Boden lla der Spannut 11 nicht größer als 65% des Bohrerdurchmessers D gewählt wird, ist die Dicke des Körpers 10 zwischen der zweiten Wand der Spannut nahe eines Schneidkantenrückens 11b und des Umfangsschneidrückens 10a ausreichend, um einen Spanschaden oder ein Brechen zu verringern, und eine hohe Torsionsfestigkeit des Bohrers kann erhalten werden. Da darüber hinaus die Oberfläche des Bohrerkörpers mit TiC, TiCN oder ähnlichem beschichtet ist, ist der Abnutzungswiderstand ausreichend verbessert, und dies ermöglicht, daß Hochleistungsvorgänge durchgeführt werden.
Wie darüber hinaus aus den Ergebnissen der obigen Bohrversuche zu erkennen ist, ist die Schwingung der Spindel der Werkzeugmaschine verringert. Demzufolge ist nicht nur der Spanschaden der Schneide verringert, sondern es ist auch die Bohrgenauigkeit verbessert. Da darüber hinaus die Spannut 11 derart ausgebildet ist, daß der Wandabschnitt, der den Boden 11a enthält, in Drehrichtung des Körpers tief eingeschnitten ist, ist die Querschnittsfläche der Spannut 11 groß und somit können die Späne gleichmäßig entfernt werden.
Fig. 9 und 10 zeigen einen Spiralbohrer gemäß einer zweiten Ausführungsform. Bei diesem Bohrer sind die erste Schneide 12 und die zweite Schneide 13a, die durch das kreuzweise oder X- förmige Verringern wie bei 13 ausgebildet sind, derart ausgebildet, daß - gesehen aus Richtung des Vorderendes des Körpers 10 - diese geradlinige Kanten bilden und der Schnitt 14 zwischen der ersten Schneide 12 und der zweiten Schneide 13a mit einem vorgeschriebenen Krümmungsradius r gekrümmt ist.
Durch diese Konstruktion ist die Breite des Meißels durch das kreuzförmige Verringern sehr klein, und somit kann die Schublast weiter verringert werden. Da darüber hinaus die erste Schneide 12 und die zweite Schneide 13a geradlinig sind, wird die Dicke des Spans in Querrichtung des Spans gleichmäßig. Deshalb krümmt sich der Span leicht, wenn dieser gebogen wird, so daß sich dieser ohne Zwangskräfte leicht kräuselt. Da ferner der Schnitt 14 der ersten Schneide 12 mit der zweiten Schneide 13a gekrümmt ist, neigen die Späne nicht dazu, an der Schnittlinie 14 getrennt zu werden, wodurch ein Verstopfen der Späne und somit ein Brechen des Bohrers verhindert wird.
Bei dieser dargestellten Ausführungsform ist der Krümmungsradius r der Schnittlinie 14 so gewählt, daß die Beziehung 0,05D ≤ r ≤ 0,15D erfüllt ist. Wenn der Krümmungsradius r größer ist als 0,15D, wird der wirksame Abschnitt der Schneide 12, die einen Spanwinkel entsprechend dem Spiralwinkel der Spannut 11 besitzt, übermäßig verringert und der Schneidwiderstand wird erhöht. Wenn andererseits der Krümmungsradius r kleiner ist als 0,05D, so tritt an der Schnittlinie 14 leicht ein Spanschaden oder ein Trennen des Spans auf.
Die Fig. 11 bis 18 zeigen einen Spiralbohrer gemäß einer dritten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind die erste Schneide 12 und die zweite Schneide 13a als geradlinige Kanten ausgebildet, die sich an einer scharfen Spitze P schneiden, gesehen aus Richtung des vorderen Endes des Bohrers, und ferner sind folgende Merkmale hinzugefügt:
(1) Ein Winkel α, der als Winkel zwischen der zweiten Schneide 13a und der Radiallinie N definiert ist, welche die Rotationsachse O und das äußerste Ende Q der Schneide 12 miteinander verbindet, gesehen aus Richtung des vorderen Ende des Körpers 10, beträgt zwischen 15º und 35º.
Der obige Bereich ist der optimale, um zu verhindern, daß sich Späne verklemmen, und um den Wirkungsgrad zum Entfernen der Späne zu verbessern. Genauer gesagt wachsen der Abschnitt eines Spans, der durch die zweite Schneide 13a geschnitten wird, und der Abschnitt des Spans, der durch die erste Schneide 12 geschnitten wird, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, so daß nach Erzeugen des Spans sich dieser in Richtung des Mittelpunkts des Bohrers kräuselt. Wenn der obige Winkel α 35º übersteigt, unterscheidet sich die Richtung des Wachsens des Abschnitts des Spans, der durch die erste Schneide 12 geschnitten wird, stark von der Richtung des Wachsens des Abschnitts des Spans, der durch die zweite Schneide 13a geschnitten wird. Deshalb wird der Span leicht an einer Stelle abgetrennt, die der Schnittlinie zwischen der ersten Schneide 12 und der zweiten Schneide 13a entspricht. Da ferner der Winkel (α + δ), der als Winkel zwischen der zweiten Schneide 13a und der ersten Schneide 12 definiert ist, klein ist, tritt an den Schneiden leicht ein Spanschaden an der Schnittlinie P auf.
Wenn andererseits der Winkel α geringer ist als 15º, wird das Verhältnis der Länge der zweiten Schneide 13a bezogen auf die Länge der ersten Scheide 12 groß. Demzufolge wird die Richtung, in welcher der Span wächst, durch denjenigen Abschnitt des Spans stark beeinflußt, der durch die zweite Schneide 13a geschnitten wird, so daß die erforderliche unterschiedliche Wachstumsgeschwindigkeit nicht ordnungsgemäß erzielt wird. Die längere zweite Schneide 13a bewirkt auch, daß sich der Schneidwiderstand erhöht.
(2) Der radiale Spanwinkel 6 der Schneide 12 an ihrem äußersten Ende ist so gewählt, daß er zwischen -10º und -20º liegt, und das Verhältnis einer länge L&sub1; zwischen der Rotationsachse O und dem Schnittpunkt P zu einer Länge L&sub2; zwischen dem Schnittpunkt P und dem äußersten Ende Q der Schneide 12 liegt zwischen 0,4:1 und 0,7:1. Diese Bereiche sind die optimalen zur Verringerung des Schneidwiderstandes, um ein Verklemmen der Späne zu verhindern. Genauer gesagt schneidet die zweite Schneide 13a einen schmalen Abschnitt eines Spans von einem Werkstück, wenn das Verhältnis L&sub1;/L&sub2; geringer ist als 0,4, so daß aufgrund der großen Kräfte, die auf den schmalen Abschnitt ausgeübt werden, wenn sich dieser in die Spiralspannut 11 erstreckt, der schmale Abschnitt von dem Abschnitt des Spans trennt, der durch die Schneide 12 geschnitten worden ist. Wenn andererseits das Verhältnis L&sub1;/L&sub2; 0,7 übersteigt, wird die Wachstumsgeschwindigkeit des Spans stark durch den Abschnitt des Spans beeinflußt, der durch die zweite Schneide 13a geschnitten worden ist, so daß ein etwas länglicher Span ausgebildet wird, der unterschiedlich zu dem normalen Span ist, der durch Übergangskräuselung gebrochen wird. Die Erhöhung des Anteils der zweiten Schneide 13a bewirkt auch, daß sich der Schneidwiderstand erhöht.
Wenn ferner der radiale Spanwinkel δ -10º überschreitet, dann wird der Winkel (α + δ), der als Winkel zwischen der Schneide 12 und der zweiten Schneide 13a definiert ist,
außerordentlich klein. Demzufolge stören die Abschnitte des Spans einander nicht, und die Festigkeit an dem äußersten Ende Q der Schneide 12 ist zu stark herabgesetzt. Wenn andererseits der radiale Spanwinkel δ kleiner ist als -20º, erhöht sich der Winkel (α + δ), der als Winkel zwischen der Schneide 12 und der zweiten Schneide 13a definiert ist, und somit teilt sich der Span an der Schnittlinie 14 leicht in zwei Teile und der Schneidwiderstand ist erhöht. (3) Ein axialer Spanwinkel θ für die zweite Schneide 13a beträgt zwischen 0º und -5º (Fig. 14).
Da der axiale Spanwinkel θ für die zweite Schneide 13a negativ ist, kann die geschliffene Fläche als Spanfläche für die zweite Schneide 13a verbleiben, wenn der Bohrer erneut geschärft wird, so daß das Schärfen leicht durchgeführt werden kann. Darüber hinaus kann die Festigkeit der zweiten Schneide 13a verbessert werden. Wenn jedoch der axiale Spanwinkel θ zu negativ gemacht wird, erhöht sich der Schneidwiderstand an der zweiten Schneide 13a. Deshalb sollte der axiale Spanwinkel nicht negativer als -5º sein.
(4) Ein Winkel λ, der als Winkel zwischen einer geschliffenen Fläche 15 und einer Spanfläche 16 definiert ist, die entlang der zweiten Schneide 13a angeordnet sind, beträgt zwischen 95º und 115º (Fig. 15).
Da der Abschnitt des Spans, der durch die zweite Schneide 13a erzeugt wird, in die Spannut 11 gelangt, nachdem dieser die geschliffene Fläche 15 erreicht hat, unterliegt dieser zu diesem Zeitpunkt einer großen Kraft. Wenn der Winkel X geringer ist als 95º, wird die Kraft, die auf den Abschnitt des Spans ausgeübt wird, der durch die zweite Schneide 13a geschnitten worden ist, außerordentlich stark erhöht und somit trennt sich dieser Abschnitt leicht von dem Abschnitt des Spans, der durch die Schneide 12 geschnitten worden ist. Da ferner die auf den Span ausgeübte Kraft groß ist, ist die Schublast erhöht. Wenn andererseits der Winkel λ 115º übersteigt, so ist der Abschnitt des Bohrerkörpers 10 neben dem Schneidkantenrücken zu stark verringert, so daß der Span in der Spannut 11 nicht leicht gekräuselt wird.
(5) Eine Tallinie 17, die durch die geschliffene Fläche 15 und die Spanfläche 16 definiert ist, die entlang der zweiten Schneide 13a angeordnet ist, schneidet die Achse O des Körpers 10 unter einem Winkel φ von 30º bis 40º (Fig. 12).
Wenn der Winkel φ 40º übersteigt, wird die Reibung zwischen dem Abschnitt des Spans, der durch die zweite Schneide 13 geschnitten worden ist und der geschliffenen Fläche 15 groß, so daß die Fragmentierung des Spans wie oben beschrieben auftreten wird und die Schublast wird sich erhöhen. Wenn andererseits der Winkel φ zu klein gewählt wird, wird ein Übermaß des Abschnittes des Körpers 10, der neben dem Schneidkantenrücken angeordnet ist, entfernt und somit sollte dieser Winkel nicht geringer als 30º gewählt werden. Durch Wählen des Winkels φ zwischen 30º und 40º kann ein Abtrennen des Abschnitts des Spans, der durch die zweite Schneide 13a geschnitten worden ist, von dem Abschnitt des Spans, der durch die Schneide 12 geschnitten worden ist, verhindert werden und die Schublast kann beachtlich verringert werden.
(6) Ein axialer Abstand l zwischen dem äußersten Ende Q der Schneide 12 und dem äußersten Ende H des Schneidkantenrückens 11b wird zwischen 0,3D und 1,0D gewählt (Fig. 12).
Wenn der Abstand l 0,3D überschreitet, wird der Durchgang von Fluid des Schneidöls in Richtung des Schneidteils gewährleistet. Wenn jedoch der Abstand l 1,0D überschreitet, ist der Abschnitt des Körpers 10 neben dein Schneidkantenrücken nicht ausreichend.
(7) Wie in den Fig. 11 und 16 dargestellt ist, enthält der Bohrerkörper 10 erste und zweite planare Freiflächen 18 und 19, die an dessen vorderer Endfläche ausgebildet sind. Die erste Freifläche 18, die mit einem Freiwinkel β&sub1; zwischen 7º und 15º versehen ist, ist entlang der ersten Schneide 12 angeordnet, während die zweite Freifläche 19, die mit einem Freiwinkel β&sub2; größer als derjenige der ersten Freifläche zwischen 15º und 25º entlang der ersten Freifläche 18 angeordnet ist. Derjenige Grat bei F, der durch die Schnittlinie zwischen der ersten und zweiten Freifläche 18 und 19 festgelegt ist, verläuft parallel zu der Schneide 12 und schneidet die Achse O des Körpers 10.
Die zweite Freifläche 19 ist vorgesehen, um einen Reibschluß zwischen dieser und dem Boden eines Bohrloches zu vermeiden und um einen Fluiddurchgang für Schneidöl zu gewährleisten, so daß das Schneidteil durch das Schneidöl wirksam geschmiert und gekühlt werden kann. Dies ist für den HSS-Bohrer äußerst vorteilhaft, der häufig für Hochleistungsbohrvorgänge verwendet wird.
Da ferner die erste und zweite Freifläche 18 und 19 planar ausgebildet sind, können die erste und zweite Freifläche durch Oberflächenschleifen neu geschärft werden. Dies gewährleistet eine bessere Oberflächenbeschaffenheit verglichen mit dem Schleifverfahren mit konischem Sektor, das herkömmmlicherweise verwendet wird. Da darüber hinaus das Schleifen leicht durchgeführt werden kann, tritt kein kleiner Spanschaden an den Gratlinien wie beispielsweise an der Schneide 12 während des Schleifens auf. Demzufolge kann die Lebensdauer des Bohrers verlängert werden, und Arger wie beispielsweise ein frühes Brechen kann vermieden werden.
Da ferner der Freiwinkel β&sub1; geringer ist als 70, kann eine Abnutzung der Freifläche wirksam verhindert werden. Dieses Merkmal ist in dem Fall besonders wirksam, wenn ein Bohren mit großen Zuführgeschwindigkeiten durchgeführt wird. Wenn andererseits der Freiwinkel β&sub1; 15º übersteigt, ist der eingeschlossene Winkel der Schneide 12 verringert, so daß die Schneide 12 leicht splittert oder bricht.
Da ferner der Freiwinkel β&sub2; nicht kleiner als 15º ist, kann der Durchlaß von Fluid zum Zuführen von Schneidöl zu dem Schneidteil ausreichend sichergestellt werden und der Kühl und Schmiereffekt des Öles kann verbessert werden. Um andererseits ausreichende Festigkeit an der Schneide zu erzielen, ist bevorzugt, daß der Freiwinkel β&sub2; nicht größer als 25º ist.
Der Grat F als Schnittlinie zwischen den ersten und zweiten Freiflächen 18 und 19 definiert ist, verläuft aus den folgenden Gründen parallel zur Schneide 12 und schneidet die Achse O des Körpers.
Wenn der Schnittgrat F derart ausgebildet ist, daß er gesehen vom vorderen Ende des Körpers 10 in Rotationsrichtung des Körpers 10 bezogen auf die Schneide 12 geneigt ist, ist die Breite der ersten Freifläche 18 an ihrem radial äußeren Endabschnitt verringert, so daß die Festigkeit der Schneide unzulässig an ihrem äußeren Abschnitt verringert ist. Wenn andererseits der Schneidgrat F derart ausgebildet ist, daß er entgegen der Rotationsrichtung des Körpers 10 bezogen auf die Schneide 12 geneigt ist, ist die erste Freifläche 18 an ihrer Breite an ihrem äußeren Endabschnitt vergrößert, so daß ein zweites Auftreffen oder Freiflächeneingreifen auftritt. Wenn ferner der Schnittgrat F derart ausgebildet ist, daß dieser in Rotationsrichtung des Körpers 10 geneigt ist, wird eine Meißelkante 20 mit einem größeren Meißelwinkel 7 an der Grenze zwischen den beiden Freiflächen 19 ausgebildet, wie in Fig.18 gezeigt ist, und somit ist die mechanische Festigkeit der Meißelkante 20 verringert. Demzufolge ist es bevorzugt, daß der Schnittgrat F derart ausgebildet ist, daß dieser durch die Achse O verläuft oder in einer Richtung geneigt ist, die entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Körpers verläuft. Die erste und zweite Freifläche können wiederum genau ausgebildet werden, nachdem der Bohrer neu geschärft worden ist, wenn der Schnittgrat F derart gewählt ist, daß er die Achse O des Körpers 10 schneidet.
(8) Es sei angenommen, daß eine imaginäre Linie entlang der Gratlinie einer der zweiten Schneiden 13a verläuft. Dann ist bei der Ausführungsform der Abstand C zwischen der imaginären Linie und der anderen zweiten Schneide 13a 0 bis 0,3 mm und die Meißelkante 20 ist zwischen benachbarten Enden der beiden zweiten Schneidlippen l3a ausgebildet. Die Breite G der Meißelkante 20 beträgt 0 bis 0,4 mm (Fig. 17).
Die Meißelkante 20 wirkt so, daß sie das Werkstück trennt. Wenn die Breite G der Meißelkante groß ist, erhöht sich die Schublast und die Schneidgeschwindigkeit erhöht sich an den Enden des Meißels 20, so daß die Enden des Meißels leicht splittern. Deshalb sollte die Breite G der Meißelkante vorzugsweise nahe bei Null sein, so daß der obige Nachteil vermieden wird und ein stabiler Eingriff gewährleistet wird, indem diese nicht größer als 0,4 mm gewählt wird.
(9) Eine Ölbohrung 22 für den Durchgang von Schneidfluid ist durch den Bohrerkörper 10 derart ausgebildet, daß diese spiralförmig entlang der Spiralspannuten 11 verläuft (Fig. 13).
Mit dieser Konstruktion würde sogar nach einem Nachschärfen die Position der Ölbohrung 22 unverändert bleiben, und somit könnte ein Schneiden stets unter den gleichen Bedingungen durchgeführt werden. Da ferner die Ölbohrung 22 spiralförmig verläuft, ist die Torsionsfestigkeit des Körpers 10 kaum verringert. Deshalb kann in Kombination mit den Wirkungen, die aufgrund des optimalen Bereiches erzielt wird, der mit dem Abstand W zusammenhängt, der Bohrer für Hochleistungsbohrvorgänge verwendet werden. Diese Vorteile wären auch dann zu erwarten, wenn der Bohrer mit ersten und zweiten Schneiden versehen wäre, die nicht geradlinig verlaufen.
(10) Der Schneidkantenrücken llb, der durch die Schnittlinie der Spannut 11 mit dem äußeren Umfangsschneidrücken 10a gebildet wird, ist freigeschnitten, um eine abgeschrägte Fläche zu schaffen, die sich entlang der Spannut 11 erstreckt. Diese abgeschrägte Fläche ist ca. 0,5 mm breit. Anstelle eines Abschrägens kann der Schneidkantenrücken auch abgerundet werden, so daß dieser einen Krümmungsradius von ca. 0,5 mm aufweist. Mit beiden Bearbeitungen wird verhindert, daß der Schneidrücken splittert oder durch die erzeugten Späne während des Bohrvorgangs bricht.
Die Fig. 19 bis 21 zeigen einen weiter modifizierten Spiralbohrer gemäß einer vierten Ausführungsform. Wie dies auch bei dem Bohrer der ersten Ausführungsform der Fall ist, besteht der Bohrerkörper 10 aus HSS oder gesintertem Metall- HSS und die Dicke des Kerns T beträgt zwischen 15 und 30% des Bohrerdurchmessers D. Diejenigen Abschnitte der Freiflächen, die bezogen auf die Rotationsrichtung des Körpers 10 rückwärtig angeordnet sind, sind kreuzförmig verjüngt, wie bei 13, um X-förmige Bodenflächen 15 zu schaffen, und zweite Schneiden 13a, die sich jeweils von der Rotationsachse O zu dein radial innersten Ende einer jeweiligen ersten Schneide 12 erstrecken, sind an dem Kernabschnitt ausgebildet. Der Abstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 ist so gewählt, daß er zwischen 45% und 65% des Bohrerdurchmessers D liegt, so daß die zweite Wand der Spannut in Rotationsrichtung des Körpers 10 tief ausgeschnitten ist. Ferner ist die gesamte Oberfläche des Bohrerkörpers 10 mit einer Hartbeschichtung beschichtet, die aus mindestens einem Material besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus TiC, TiN, TiCN und Al&sub2;O&sub3; besteht. Sofern auch bei diesem Bohrer der Abstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 nicht geringer als 45% des Bohrerdurchmessers gewählt wird, wird der Widerstand, der auf den Span in einer Richtung ausgeübt wird, die entgegengesetzt zu der Richtung verläuft, in welche der Span wächst, in zwei Kräfte aufgeteilt, damit der Span gebogen oder gekrümmt wird. Demzufolge wird verhindert, daß der Span stark komprimiert wird, so daß die Schublast und das Schneiddrehmoment stark verringert werden können.
Ferner beträgt bei dieser Ausführungsform das Verhältnis der Bogenlänge A&sub1; der Spannut 11 zu der Bogenlänge B&sub1; des Schneidkantenrückens in einem Querschnitt rechtwinklig zur Achse O des Körpers 10, d.h. das Spannuten-Breitenverhältnis A&sub1;/B&sub1; an einem Querschnitt entfernt von dem vorderen Ende zwIschen 0,9 und 1,2. Dieser Wandabschnitt der Spannut 11, der einen imaginären Zylinder berührt, welcher den Kernabschnitt des Körpers 10 einschließt, ist unter einem derartigen Krümmungsradius konkav gekrümmt ausgebildet, der die folgende Beziehung erfüllt: 0,15D ≤ R ≤ 0,2D. Die Länge dieses gekrümmt ausgebildeten Abschnitts, gesehen axial zu dem Körper 10, ist als ein Bogen mit einem Zentriwinkel ω zwischen 19º und 49º definiert, vorzugsweise zwischen 24º und 44º und noch bevorzugterweise zwischen 29º und 39º. Innerhalb dieses Bereichs des Zentriwinkels ω wird nicht nur ein erzeugter Span durch die Schneide 12 ordnungsgemäß gekräuselt, sondern die Reibung zwischen dem Span und der Wand der Spannut 11 kann auch verringert werden, so daß das Kräuseln des Spans gleichmäßiger bewirkt werden kann.
Wie dies auch bei der ersten Ausführungsform der Fall war, wurden die Vorteile dieser Ausführungsform anhand der folgenden Bohrversuche verifiziert.

Bohrversuch 3

Es wurden unterschiedliche Spiralbohrer vorbereitet, die unterschiedliche Verhältnisse des Abstandes W zum Bohrerdurchmesser aufwiesen, gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung. Der Testbohrer hatte einen Durchmesser von 12 mm und einen Spitzenwinkel von 140º und der radiale Spanwinkel der Schneide betrug -15º. Dann wurden die Verfahren des Bohrversuchs 1 unter den gleichen Bedingungen wiederholt und die Dicke der Späne, die während des Bohrvorgangs erzeugt wurde, wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Wie aus Tabelle 3 zu entnehmen ist, ist die Dicke der Späne bedeutend verringert, wie dies auch bei der ersten Ausführungsform der Fall war, wenn der Abstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 nicht geringer ist als 45º des Bohrerdurchmessers, und somit konnte der auf den Span ausgeübte Widerstand bedeutend verringert werden.

Bohrversuch 4

Der Bohrer mit dem Abstand W von 53% des Bohrerdurchmessers und der Bohrer mit dem Abstand W von 41% des Bohrerdurchmessers, die für den Bohrversuch 3 vorbereitet wurden, wurden wiederum verwendet und die Bohrversuche wurden unter den gleichen Bedingungen wie bei Bohrversuch 1 durchgeführt. In diesem Versuch wurden die Schublast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die maximale Schwingungsamplitude der Spindel während des Bohrvorgangs gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Aus Tabelle 4 ist zu ersehen, daß bei dein erfindungsgeinäßen Bohrer die Schublast, das Schneiddrehmoment und die Schneidleistung sämtlich bedeutend verringert sind, verglichen mit dem Bohrer nach dem Stand der Technik. Deshalb kann bei dem erfindungsgeinäßen Bohrer der auf die Späne ausgeübte Widerstand verringert werden, so daß der Schneidwiderstand wie beispielsweise die Schublast beachtlich verringert werden können, da die Späne ohne stark komprimiert zu werden gekräuselt werden können. Tabelle 3 Spandicke (mm) Zuführrate (mm/Umdrehg.) Erfindungsgemäße Bohrer Verhältnis (%) Bohrer aus dem Stand der Technik Verhältnis (%) Tabelle 4 Zuführrate (mm/Umdrehung) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Schwingungsamplitude der Spindel (u)
Somit kann bei dem Spiralbohrer gemäß der obigen Ausführungsform der Schneidwiderstand während des Bohrvorgangs ausreichend verringert werden. Da darüber hinaus der Abstand W zwischen der Linie L an dem Boden 11a der Spannut 11 nicht größer als 65% des Bohrerdurchmessers D ist, ist die Dicke des Körpers 10 zwischen der zweiten Wand der Spannut, die neben dem Schneidkantenrücken und dem Umfangsschneidrücken angeordnet ist, ausreichend, so daß der Bohrer weniger leicht splittert oder bricht. Darüber hinaus kann die Torsionsfestigkeit des Bohrers auf einem hohen Niveau gehalten werden.
Da sich ferner der Span entlang der Wand der Spiralspannut 11 erstreckt und am Boden 11a kräuselt, wird der Krümmungsradius des Spans im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius R des Bodens der Spiralnut 11, gesehen im Querschnitt. Wenn der Krümmungsradius R des Bodens 0,2D überschreitet, steht der Span radial aus der Spannut 11 hervor und wird in Reibeingriff mit der Wand des Bohrlochs gebracht. Demzufolge verschlechtert sich die Oberflächenbeschaffenheit der Bohrung und der Wirkungsgrad des Entfernens der Späne ist verschlechtert. Wenn andererseits der Krümmungsradius R weniger als 0,15D ist, wird der Krümmungsradius des Spanes unzulässig verringert. Deshalb wird der auf den Span ausgeübte Biegewiderstand erhöht und addiert sich zu dem Schneidwiderstand, um das Schneiddrehmoment und die Schublast zu erhöhen.
Da darüber hinaus die Oberfläche des Bohrerkörpers mit TiC, TiCN oder ähnlichem beschichtet ist, ist die Abnutzungsbeständigkeit ausreichend verbessert, um zu ermöglichen, daß Hochleistungsvorgänge durchgeführt werden.
Da ferner bei dem obigen Bohrer der Schneidwiderstand beachtlich verringert ist, kann die Vibration der Spindel der Werkzeugmaschine ausreichend klein gehalten werden, damit die Bearbeitungsgenauigkeit stark verbessert ist. Da ferner die Spannut derart ausgebildet ist, daß die zweite Wand in Rotationsrichtung des Körpers stark eingeschnitten ist, ist die Querschnittsfläche groß und somit können die Späne gleichmäßig entfernt werden. Auch bei dieser Ausführungsform können die erste Schneide 12 und die zweite Schneide 13a derart ausgebildet werden, daß, gesehen von dem vorderen Ende des Körpers 10, diese geradlinig erscheinen und daß die Schnittlinie 14 mit einem vorbestimmten Krümmungsradius r bogenförmig ausgebildet ist. Ferner können die verschiedenen Beschränkungen, die bei der dritten Ausführungsform beschrieben wurden, auch bei dieser Ausführungsform hinzugefügt werden.
Die Fig. 22 und 23 zeigen einen weiter modifizierten Spiralbohrer gemäß einer fünften Ausführungsform, der sich von dem Bohrer der obenbeschriebenen Aus führungs formen darin unterscheidet, daß der Körper 10 aus Sinterkarbit besteht und daß der Körper 10 eine Kerndicke T zwischen 20 und 35% des Bohrerdurchmessers D und ein Spannuten-Breitenverhältnis A/B von 0,5 bis 0,9 aufweist. Darüber hinaus ist die gesamte Oberfläche des Bohrerkörpers 10 nicht mit einer Hartbeschichtung beschichtet.
Auch bei dem obenbeschriebenen Spiralbohrer ist der Abstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11 der Spannut derart gewählt, daß er nicht geringer als 45% des Bohrerdurchmessers ist und somit ist der auf den Span in einer Richtung ausgeübte Widerstand, die entgegengesetzt zur Richtung verläuft, in welcher sich der Span erstreckt, in Kräfte aufgeteilt, um zu bewirken, daß der Span gebogen oder gekrümmt wird. Demzufolge wird verhindert, daß der Span stark komprimiert wird, so daß die Schublast und das Schneiddrehmoment stark verringert werden können.
Diese Punkte wurden mit Hilfe der folgenden Bohrversuche verifiziert:

Bohrversuch 5

Es wurden verschiedene Spiralbohrer mit unterschiedlichen Verhältnissen des Abstands W zum Bohrerdurchmesser vorbereitet. Der Testbohrer hatte einen Durchmesser von 12 mm und einen Spitzenwinkel von 140º und der radiale Spanwinkel der Schneide betrug -15º. Der Bohrversuch wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
Schneidgeschwindigkeit: 65 m/min
Werkstück: Stahl (JIS SCM440; Härte: HB100 und 300 bis 350)
Zuführrate: 0,15, 0,25, 0,35, 0,45 und 0,55 mm/Umdrehung
Die Dicke der während des Bohrvorgangs unter Verwendung der Bohrer erzeugten Späne wurde an einer Stelle gemessen, die in Fig. 5 mit S bezeichnet ist. Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse für das Bohren eines Werkstückes mit einer Härte von 300 bis 350, wohingegen Tabelle 6 diese für das Bohren eines Werkstückes mit einer Härte von 100 zeigt.
Wie aus den Tabellen 5 und 6 zu entnehmen ist, ist die Dicke der Späne beachtlich verringert, wenn der Abstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 nicht kleiner ist als 45% des Bohrerdurchmessers. Dies bedeutet, daß der auf den Span ausgeübte Widerstand durch Wahl des Abstandes W nicht geringer als 45% des Bohrerdurchmessers beachtlich verringert werden kann. Tabelle 5 Werkstück mit einer Härte von 300-350 Spandicke (mm) Zuführrate (mm/Umdrehg.) Erfindungsgemäße Bohrer Verhältnis (%) Bohrer aus dem Stand der Technik Verhältnis (%) Tabelle 6 Spandicke (mm) Zuführrate (mm/Umdrehg.) Erfindungsgemäße Bohrer Verhältnis (%) Bohrer aus dem Stand der Technik Verhältnis (%)

Bohrversuch 6

Der Bohrer mit einem Abstand W von 53% des Bohrerdurchmessers und der Bohrer mit einem Bohrerdurchmesser von 41% des Bohrerdurchmessers, die bei dem Bohrversuch 5 vorbereitet wurden, wurden wiederum verwendet und die Bohrversuche wurden unter den gleichen Bedingungen wie bei dem Bohrversuch 5 durchgeführt. Bei diesem Versuch wurden die Schublast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die maximale Schwingungsamplitude der Spindel während des Bohrvorgangs gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 7 und 8 dargestellt.
Aus den Tabellen 7 und 8 ist zu entnehmen, daß bei dem erfindungsgemäßen Spiralbohrer die Schublast, das Schneiddrehmoment und die Schneidleistung sämtlich bedeutend verringert sind, verglichen mit den Bohrern nach dem Stand der Technik, obwohl der radiale Spanwinkel negativ ist. Deshalb kann bei dem Bohrer gemäß dieser Erfindung der auf die Späne ausgeübte Widerstand verringert werden, da die Späne ohne stark komprimiert zu werden, gekräuselt werden, so daß der Schneidwiderstand sowie die Schneidlast beachtlich verringert werden können. Tabelle 7 Werkstück mit einer Härte von 300-350 Zuführrate (mm/Umdrehung) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Schwingungsamplitude der Spindel (u) Tabelle 8 Werkstück mit einer Härte von 100 Zuführrate (mm/Umdrehung) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Schwingungsamplitude der Spindel (u)
Somit kann auch bei dem Spiralbohrer gemäß dieser Ausführungsform der Schneidwiderstand während des Bohrvorgangs verringert werden. Da darüber hinaus der Abstand zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 nicht größer als 65% des Bohrerdurchmessers D gewählt ist, ist die Dicke des Körpers 10 zwischen der zweiten Wand der Spannut, die neben dem Schneidkantenrücken und dem Umfangsschneidrücken angeordnet ist, dick genug, so daß der Bohrer weniger leicht splittert oder bricht. Darüber hinaus kann die Torsionsfestigkeit des Bohrers auf einem hohen Niveau gehalten werden.
Da bei dem obigen Bohrer ferner der Schneidwiderstand beachtlich verringert ist, kann die Vibration der Spindel der Werkzeugmaschine verringert werden und dadurch wird die Bearbeitungsgenauigkeit stark verbessert. Da darüber hinaus die Spannut derart ausgebildet ist, daß die zweite Wand in Rotationsrichtung des Körpers tief eingeschnitten ist, ist die Querschnittsfläche groß und somit können die Späne leicht entfernt werden.
Bei der obigen Ausführungsform ist die Schneide 12 derart ausgebildet, daß sie vor der Radiallinie N bezogen auf die Rotationsrichtung des Körpers 10 angeordnet ist. Sie kann jedoch auch hinter der Radiallinie N in Rotationsrichtung des Körpers 10 angeordnet sein, wie in Fig. 24 dargestellt.
Ferner kann der Körper 10 aus Cermet hergestellt sein. Grundsätzlich ist Cermet hart und besitzt eine gute Abnutzungsfestigkeit, jedoch ist dieses brüchiger und besitzt eine geringere Torsionsfestigkeit verglichen mit Sinterkarbit (die Querreißfestigkeit von Cermet beträgt 130 kg/mm², während die von Sinterkarbit 200 kg/mm² beträgt) und somit wurde bislang vorgeschlagen, daß dieses für eine Verwendung bei Bohrern nicht geeignet ist. Wenn ein Bohrer aus Cermet hergestellt ist, entsteht leicht ein Ermüdungsbruch, wenn der Bohrer wiederholt Schneiddrehmoment und Schublast unterworfen wird, so daß der Bohrer in kurzer Zeit bricht. Jedoch können bei dem Bohrer dieser Ausführungsform das Schneiddrehmoment und die Schublast verringert werden, während die Torsionsfestigkeit verbessert wird und deshalb kann der Bohrer aus Cermet hergestellt werden. Diese Punkte wurden durch die folgenden Bohrversuche verifiziert.

Bohrversuch 7

Bohrer mit einem Abstand W von 53% des Bohrerdurchmessers und einem Abstand W von 41% des Bohrerdurchmessers wurden aus Cermet hergestellt, das TiN, TiCN und ähnliches enthält. Die Bohrversuche wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt. Der Bohrerdurchmesser betrug 12,5 mm und der Spitzenwinkel betrug 1400.
Werkstück: JIS SCM440; Härte: HRC30)
Schneidgeschwindigkeit: 50 m/min
Zuführgeschwindigkeit: 0,3 mm/Umdrehung
Bei diesem Versuch wurden die Schublast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die Lebensdauer beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 und 10 dargestellt, wobei der Ausdruck "Schneidlänge" die Summe aus der Dicke sämtlicher Werkstücke bezeichnet, die durch den Versuchsbohrer gebohrt wurden. Tabelle 9 Erfindungsgemäßer Bohrer Bohrer nach dem Stand der Technik Schublast (kg) Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Lebensdauer (Schneidlänge) nach ca. in noch nicht gebrochen nach ca. in gebrochen Tabelle 10 Zuführrate (mmm/Umdrehg.) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Bohrer nach dem Stand der Technik Schwingungsamplitude der Spindel (u) Bohrer gemäß der Erfindung
Aus Tabelle 9 geht hervor, daß der Spiralbohrer gemäß der Erfindung 20 in ohne Probleme bohren konnte, während der Bohrer nach dem Stand der Technik zerbrach, nachdem dieser nur 7 in gebohrt hatte. Dies liegt daran, daß bei dem erfindungsgemäßen Bohrer, obwohl der radiale Spanwinkel negativ ist, die Schublast, das Schneiddrehmoment und die Schneidleistung sämtlich beachtlich verringert sind, verglichen mit dem Bohrer nach dein Stand der Technik, wie aus Tabelle 10 hervorgeht. Somit kann der Bohrer aus Cerinet hergestellt werden, wobei dieses Material den Vorteil einer erhöhten Abnutzungsfestigkeit besitzt.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind sowohl die erste Schneide 12 und die zweite Schneide 13a so ausgebildet, daß diese geradlinig verlaufen und einander mit einer gekrümmt ausgebildeten Ecke schneiden, die zwischen diesen gebildet ist. Die Fig. 25 und 26 zeigen eine solche Ausführungsform, bei welcher der Krümmungsradius r der gekrümmten Ecke zwischen 0,05D und 0,15D beträgt, wie dies bei den vorigen Ausführungsformen der Fall ist.
Darüber hinaus könnten die verschiedenen Merkmale, die bei der dritten Ausführungsform beschrieben wurden, ebenso bei dem Bohrer gemäß dieser Ausführungsform, wie in Fig. 27 bis 33 gezeigt, hinzugefügt werden. Jedoch sollte bei dieser Ausführungsform der Winkel α, der als Winkel zwischen der zweiten Schneide 13a und der Linie N definiert ist, gesehen von dem vorderen Ende des Körpers 10, zwischen 20º und 40º betragen. Die optimalen Bereiche für die anderen Parameter sind mit denen der dritten Ausführungsform identisch. Ferner können die zweite Schneide 13a und die erste Schneide 12 wie bei 21 in Fig. 32 gehont sein. Wenn eine imaginäre Linie entlang einer inneren Gratlinie 21a der Honung 21 einer Schneide gezogen wird, liegt der Abstand C zwischen der imaginären Linie und einer inneren Gratlinie 21a der Honung 21 der anderen Schneide in einem Bereich zwischen 0 und 0,3 min und eine Meißelkante 20 ist zwischen benachbarten Enden 21b der beiden Honungen 21 ausgebildet. Wenn die Honungen 21 sich an der Achse schneiden, wird der Eingriff beim Bohren an zwei Punkten bewirkt, so daß der Bohrer leicht vibriert und Spanschaden nimmt. Deshalb sollen die benachbarten Enden der Honungen 21b beabstandet sein. Der Abstand C wird nicht größer als 0,3 mm gewählt, um die Schublast durch Verringerung der Meißelbreite G zu verringern.
Die benachbarten Enden 21b der Honungen 21 können derart angeordnet sein, daß sie sich nahezu berühren, jedoch muß ein Abstand zwischen diesen beibehalten werden. Fig. 33 stellt eine Modifizierung der Honung dar, wobei die benachbarten Enden der beiden Honungen einander berühren, jedoch sind deren äußere Gratlinien 21c in der Nähe der Achse O bogenförmig gekrümmt und schneiden einander in der Achse O. Mit dieser Konstruktion ist ein, wenn auch kleiner Meißel an der Achse O ausgebildet, so daß der Eingriff mit dem Werkstück an einer Stelle erfolgt. Die Anordnung der Honung kann, wie in Fig. 34 dargestellt, weiter modifiziert werden, in der sich die Breite verringert, wenn der Achse genähert wird. Mit dieser Anordnung kann das Spanen an der äußeren Seite der zweiten Schneide 13a, wo die Schneidgeschwindigkeit groß ist, vermieden werden. Da die Schneide 12 geradlinig ist, ist die Variation der Anordnung der Honung 21 klein. Ferner kann bei dem Bohrer aus Sinterkarbit oder auch Cermet der Körper 10 mit einer Hartbeschichtung aus TiC, TiN, TiCN, Al&sub2;O&sub3; oder ähnlichem beschichtet sein, um den Abnutzungswiderstand zu verbessern. Diese Art von Beschichtung verringert auch die Reibung zwischen dem Bohrer und den Spänen und verringert ferner das Schneiddrehmoment und die Schneidlast.
Die Fig. 35 bis 37 zeigen einen weiter modifizierten Spiralbohrer gemäß einer siebten Ausführungsform. Wie dies bei der fünften Ausführungsform der Fall ist, besteht der Bohrerkörper 10 aus Sinterkarbit oder Cermet und die Kerndicke T beträgt zwischen 20 und 35% des Bohrerdurchinessers D. Diejenigen Abschnitte der Freiflächen, die bezogen auf die Rotationsrichtung des Körpers 10 hinten angeordnet sind, sind wie bei 13 abgeschliffen, um X-förinige abgeschliffene Flächen 15 zu schaffen, so daß sich beide zweite Schneiden 13a von der Rotationsachse A zu dem radial innersten Ende einer jeweiligen ersten Schneide 12 erstrecken und an dem Kern ausgebildet sind. Der Abschnitt W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 liegt zwischen 45% und 65% des Bohrerdurchmessers D, so daß die zweite Wand der Spiralspannut 11 tief in Rotationsrichtung des Körpers 10 eingeschnitten ist. Demzufolge ist auch bei diesem Bohrer der auf den Span in einer Richtung, die zu der Richtung entgegengesetzt ist, in welche der Span wächst, ausgeübte Kraft in Kräfte aufgeteilt, die bewirken, daß der Span gebogen oder gekrümmt wird, da der Abstand zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 nicht geringer ist als 45% des Bohrerdurchmessers. Demzufolge ist verhindert, daß der Span stark komprimiert wird, so daß die Schublast und das Schneiddrehmoment stark verringert werden können. Ferner beträgt bei dieser Ausführungsform das Spannut- Breiteverhältnis A&sub1;/B&sub1; an dem Querschnitt senkrecht zur Achse O des Körpers 10 zwischen 0,9 und 1,2. Darüber hinaus ist derjenige Abschnitt der Wand der Spannut 11, der einen imaginären Zylinder berührt, welcher den Kernabschnitt des Körpers 10 einschließt, mit einem derartigen Krümmungsradius R konkav gekrümmt ausgebildet, der die folgende Beziehung erfüllt: 0,15D ≤ R ≤ 0,20. Die Länge dieses gekrümmt ausgebildeten Abschnitts, gesehen axial zu dem Körper 10, ist durch einen Bogen mit einem Zentriwinkel ω zwischen 26º und 56º definiert, bevorzugterweise zwischen 31º und 51º und noch bevorzugterweise zwischen 36º und 46º. Innerhalb dieses Bereichs des Zentriwinkels ω wird ein durch die Schneide 12 erzeugter Span nicht nur ordnungsgemäß gekräuselt, sondern auch die zwischen dem Span und der Wand der Spannut 11 erzeugte Reibung kann verringert werden, so daß das Kräuseln des Spanes gleichmäßig bewirkt werden kann.
Wie dies auch bei der fünften Ausführungsform der Fall war, wurden die Vorteile dieser Ausführungsform mit Hilfe der folgenden Beispiele verifiziert.

Bohrversuch 8

Es wurden verschiedene Spiralbohrer mit unterschiedlichen Verhältnissen des Abstandes W zum Bohrerdurchmesser vorbereitet. Der Versuchsbohrer hatte einen Durchmesser von 12 mm und einen Spitzenwinkel von 140º und der radiale Spanwinkel der Schneide betrug -15º. Die Testversuche wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Schneidgeschwindigkeit: 65 m/min
Werkstück: Stahl (JIS SCM440; Härte: HB100 und 300 bis 350)
Zuführrate: 0,15, 0,25, 0,35, 0,45 und 0,55 mm/Umdrehung
Die Dicke der während des Bohrvorgangs erzeugten Späne unter Verwendung der Bohrer wurde an einem Punkt gemessen, der in Fig. 5 mit S dargestellt ist. Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse für das Bohren eines Werkstückes mit einer Härte von 300 bis 350, während Tabelle 12 diejenigen für das Bohren eines Werkstückes mit einer Härte von 100 zeigt. Tabelle 11 Werkstück mit einer Härte von 300-350 Spandicke (mm) Zuführrate (mm/Umdrehg.) Erfindungsgemäße Bohre Verhältnis (%) Bohrer aus dem Stand der Technik Verhältnis (%) Tabelle 12 Werkstück mit einer Härte von 100 Spandicke (mm) Zuführrate (mm/Umdrehg.) Erfindungsgemäße Bohre Verhältnis (%) Bohrer aus dem Stand der Technik Verhältnis (%)
Wie aus den Tabellen 11 und 12 hervorgeht, ist die Dicke der Späne beachtlich verringert, wenn der Abstand W zwischen der Linie L und dem Boden 11a der Spannut 11 nicht geringer ist als 45% des Bohrerdurchinessers. Dies bedeutet, daß der auf den Span ausgeübte Widerstand beachtlich verringert werden kann, indem der Abstand W nicht geringer als 45% des Bohrerdurchmessers gewählt wird.

Bohrversuch 9

Bohrer mit einem Abstand W von 53% des Bohrerdurchmessers und mit einem Abstand W von 41% des Bohrerdurchmessers, die für den Bohrversuch 8 vorbereitet wurden, wurden wiederum verwendet und die Bohrversuche wurden unter den gleichen Bedingungen wie die des Bohrversuchs 8 durchgeführt. Bei den Versuchen wurde die Schublast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die maximale Schwingungsamplitude der Spindel während des Bohrvorgangs gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 13 und 14 dargestellt, wobei Tabelle 13 die Ergebnisse für das Bohren eines Werkstückes mit einer Härte von 300 bis 350 zeigt, während Tabelle 14 diejenigen für das Bohren eines Werkstückes von 100 zeigt. Tabelle 13 Werkstück mit einer Härte von 300-350 Zuführrate (mm/Umdrehung) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Schwingungsamplitude der Spindel (u) Tabelle 14 Werkstück mit einer Härte von 100 Zuführrate (mm/Umdrehung) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Schwingungsamplitude der Spindel (u)
Aus den Tabellen 13 und 14 geht hervor, daß bei dem erfindungsgemäßen Spiralbohrer die Schublast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die Amplitude der Vibration der Spindel sämtlich bedeutend verringert sind, verglichen mit dem Bohrer nach dein Stand der Technik, obwohl der radiale Spanwinkel negativ ist. Deshalb ist bei dem erfindungsgemäßen Bohrer der auf den Span ausgeübte Widerstand verringert, so daß der Schneidwiderstand wie beispielsweise die Schublast bedeutend verringert werden kann, da die Späne, ohne zu stark komprimiert zu werden, gekräuselt werden.
Somit kann auch bei dem Spiralbohrer gemäß dieser Ausführungsform der Schneidwiderstand, der während des Bohrvorgangs erzeugt wird, ausreichend verringert werden. Da darüber hinaus der Abstand zwischen der Linie L und dem Boden lla der Spannut 11 so gewählt ist, daß er nicht größer als 65% des Bohrerdurchmessers D ist, ist die Dicke des Körpers 10 zwischen der zweiten Wand der Spannut, die neben dem Schneidkantenrücken und dein Umfangsschneidrücken 10a angeordnet ist, ausreichend gewährleistet, so daß der Bohrer weniger leicht splittert oder bricht. Darüber hinaus kann die Torsionsfestigkeit des Bohrers auf einem hohen Niveau gehalten werden.
Da ferner bei dem obigen Bohrer der Schneidwiderstand beachtlich verringert ist, kann die Vibration der Spindel der Werkzeugmaschine verringert werden und die Bearbeitungsgenauigkeit ist stark verbessert. Da darüber hinaus die Spannut derart ausgebildet ist, daß derjenige Wandabschnitt, der in Rotationsrichtung des Körpers weist, in Rotationsrichtung des Körpers tief eingeschnitten ist, ist die Querschnittsfläche groß und somit können die Späne gleichmäßig entfernt werden.
Bei der obigen Ausführungsform ist die Schneide 12 derart ausgebildet, daß sich diese vor der radialen Linie N, bezogen auf die Rotationsrichtung des Körpers 10, befindet. Diese kann jedoch auch hinter der Radiallinie N in Rotationsrichtung des Körpers angeordnet sein, wie in Fig. 38 dargestellt.
Ferner kann der Körper 10 aus Cermet hergestellt sein. Das folgende ist ein Bohrversuch ähnlich dem Bohrversuch 7.

Bohrversuch 10

Der Bohrer mit dem Abstand W von 53% des Bohrerdurchmessers und der Bohrer mit dem Abstand W von 41% des Bohrerdurchmessers wurden aus Cerinet hergestellt, das TiN, TiCN und ähnliches enthält, und die Bohrversuche wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt. Der Bohrerdurchmesser war 12,5 mm und der Spitzenwinkel war 140º.
Werkstück: JIS SCM440 (Härte: HRC30)
Schneidgeschwindigkeit: 50 m/min
Zuführrate: 0,3 mm/Umdrehung
Bei diesem Versuch wurden die Schneidlast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die Lebensdauer beobachtet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 15 und 16 dargestellt.
Wie aus Tabelle 15 zu entnehmen ist, konnte der erfindungsgemäße Bchrer 20 in ohne Probleme bohren, während der Bohrer nach dem Stand der Technik bereits nach 7 m brach. Dies ist deshalb der Fall, da bei dem erfindungsgemäßen Bohrer, obwohl der radiale Spanwinkel negativ ist, die Schublast, das Schneiddrehmoment, die Schneidleistung und die Schwingungsamplitude der Spindel beachtlich verringert sind, verglichen mit dein Bohrer nach dem Stand der Technik, wie in Tabelle 15 dargestellt. Somit kann der Bohrer aus Cermet hergestellt werden und nützt bestmöglich die Eigenschaft der überlegenen Abnutzungsbeständigkeit aus. Tabelle 15 Erfindungsgemäßer Bohrer Bohrer nach dem Stand der Technik Schublast (kg) Schneiddrehmoinent (kg mm) Schneidleistung (kW) Lebensdauer (Schneidlänge) nach ca. m noch nicht gebrochen nach ca. m gebrochen Tabelle 16 Zuführrate (mm/Umdrehg.) Schublast (kg) Bohrer gemäß der Erfindung Bohrer nach dem Stand der Technik Schneiddrehmoment (kg mm) Schneidleistung (kW) Bohrer gemäß der Erfindung Eohrer nach dem Stand der Technik Schwingungsamplitude der Spindel (u)
Die bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Modifizierungen sind auch bei dieser Ausführungsform anwendbar, auch wenn deren Erklärungen zur kürzeren Darstellung weggelassen werden.
Es ist klar, daß angesichts der obigen Lehre viele Modifizierungen und Abänderungen möglich sind. Es wird deshalb davon ausgegangen, daß innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche die Erfindung auch anders als hier speziell beschrieben durchgeführt werden kann.

Claims

1. Spiralbohrer mit einem zylindrischen Körper (10) mit einer durch diesen verlaufenden Rotationsachse (O), der ein vorderes Ende aufweist, das ein Werkstück berührt und der eine Kerndicke (T) zwischen 0,20 und 0,350 aufweist, wobei D ein Durchmesser des Körpers (10) ist;

wobei der Körper (10) eine Spiralspannut (11) aufweist, die in einer äußeren Umfangsfläche desselben derart ausgebildet ist, daß diese spiralförmig entlang eines Abschnitts desselben zu dem vorderen Ende verläuft;

einer Freifläche (10a), die neben der Spannut (11) angeordnet ist, wobei die Spannut (11) eine erste Wand besitzt, die in Rotationsrichtung des Körpers (10) weist, sowie eine zweite Wand, die sich von einem inneren Ende der ersten Wand zu dein Außenumfang des Körpers (10) erstreckt, wobei die erste Wand an dem vorderen Ende in einer ersten Schneide (12) endet, die ein radial äußerstes Ende (Q) aufweist, das an dein Außenumfang des Körpers (10) angeordnet ist, wobei die zweite Wand gesehen aus der Richtung des vorderen Endes konkav geformt ist;

wobei die Wand der Spannut (11) einen bogenförmig geformten Abschnitt aufweist, der einen imaginären Zylinder berührt, der einen Kernabschnitt des Bohrers einschließt;

dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die zweite Wand derart ausgebildet ist, daß der maximale Abstand (W) zwischen einer ersten Linie (L) und der zweiten Wand zwischen 0,45D und 0,65D beträgt, wobei die erste Linie (L) von dein radial äußersten Ende (Q) senkrecht zu einer zweiten Linie (N) verläuft, welche das radial äußerste Ende (Q) und die Achse (O) des Körpers (10) verbindet;

(b) der gekrümmt ausgebildete Abschnitt einen Krümmungsradius (R) zwischen 0,15D und 0,2D aufweist;

(c) der Bohrer eine geschliffene Fläche (15) aufweist, die eine zweite Schneide (13a) erzeugt, die sich weg von der Rotationsachse (O) des Körpers (10) erstreckt, mit einer Spanfläche (16) entlang der zweiten Schneide (13a); eine Tallinie (17) zwischen der geschliffenen Fläche (15) und der Spanfläche (16) entlang der zweiten Schneide (13a); und wobei ein Winkel (φ), der durch die Rotationsachse (O) des Körpers (10) und die Tallinie (17) festgelegt ist, zwischen 30º und 40º liegt; und daß

(d) der axiale Abstand (l) zwischen dem radial äußersten Ende (Q) der ersten Schneide (12) und einem vorderen Ende (H) eines Schneidkantenrückens (11b) zwischen 0,3D und 1,0D liegt.

2. Spiralbohrer nach Anspruch 1, wobei der zylindrische Körper (10) aus einem Material hergestellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hochgeschwindigkeitsstahl und gesintertein Metall- Hochgeschwindigkeitsstahl besteht, wobei zumindest das vordere Ende des Körpers mit einer Hartbeschichtung beschichtet ist, die härter als der Körper ist.

3. Spiralbohrer nach Anspruch 1 oder 2, wobei sowohl die erste (12) wie auch die zweite (13a) Schneide geradlinig ausgebildet sind, gesehen von dem vorderen Ende aus.

4. Spiralbohrer nach Anspruch 3, wobei unter der Annahme, daß ein Punkt P durch den Schnittpunkt einer Tangente an die erste Schneide (12) mit einer Tangente an die zweite Schneide (13a) definiert ist, das Verhältnis eines Abstandes (L&sub1;) zwischen der Rotationsachse (O) des Körpers (10) und dem Punkt P zu einem Abstand (L&sub2;) zwischen dein äußersten Ende (Q) der ersten Schneide (12) und dem Punkt P zwischen 0,4:1 und 0,7:1 gewählt ist.

5. Spiralbohrer nach Anspruch 4, wobei das vordere Ende eine erste planare Freifläche (18) aufweist, die mit einem Freiwinkel (β&sub1;) zwischen 70 und 150 versehen ist und die sich entlang der ersten Schneide (12) erstreckt sowie eine zweite planare Freifläche (19), mit einem Freiwinkel (β&sub2;) versehen ist, der größer ist als der der ersten Freifläche (18) und der zwischen 15º und 25º liegt und die sich entlang der ersten Freifläche (18) erstrecken, wobei die Schnittlinie zwischen der ersten Freifläche (18) und der zweiten Freifläche (19) parallel zu der ersten Schneide (12) verläuft und die Rotationsachse (O) des Körpers (10) schneidet.

G. Spiralbohrer nach Anspruch 5, wobei der axiale Spanwinkel (O) für die zweite Schneide (13a) zwischen 0º und -5º liegt.

. Spiralbohrer nach Anspruch G, wobei der Winkel (λ), der zwischen der geschliffenen Fläche (15), die durch Schleifen ausgebildet worden ist, und der Spanfläche (16) entlang der zweiten Schneide (13a) zwischen 95º und 115º beträgt.

8. Spiralbohrer nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Ölkanal (22), der in dem Körper (10) ausgebildet ist und sich spiralförmig entlang der Spannut (11) erstreckt.

9. Spiralbohrer nach Anspruch 8, wobei die Schnittlinie der Wände der Spannut (11) und der Freifläche (10a) des Körpers (10) gehont ist, um eine gehonte Fläche (21) zu schaffen.

10. Spiralbohrer nach Anspruch 9, wobei die gehonte Fläche (21) eine abgeschrägte Fläche ist.

11. Spiralbohrer nach Anspruch 10, wobei die gehonte Fläche (21) eine abgerundete Fläche ist.

12. Spiralbohrer nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine zweite Schneide (13a), die durch eine Kernverdünnung ausgebildet ist, unter einem Winkel 20º und 40º, bezogen auf die Linie geneigt ist, die sich von der Achse (O) des Körpers (10) zu dein äußersten Ende (Q) der ersten Schneide (12) erstreckt.

13. Spiralbohrer nach Anspruch 1, wobei eine zweite Schneide (13a), die durch eine Kernverdünnung ausgebildet ist, unter einem Winkel (α) zwischen 15º und 35º bezogen auf die Linie (N) geneigt ist, die sich von der Achse (O) des Körpers (10) zu dem äußersten Ende (Q) der ersten Schneide (12) erstreckt.

14. Spiralbohrer nach Anspruch 12, wobei zwei erste Schneiden (12) und zwei zweite Schneiden (13a) vorgesehen sind und gehont sind, und wobei unter der Annahme, daß eine erste imaginäre Linie sich von einer inneren Gratlinie einer der gehonten zweiten Schneiden (13a) erstreckt und eine zweite imaginäre Linie sich von einer inneren Gratlinie der anderen gehonten zweiten Schneide (13a) erstreckt, ein Abstand (C) zwischen der ersten und der zweiten imaginären Linie zwischen 0,0 und 0,3 mm beträgt, wobei die gehonten zweiten Schneiden zwischen sich eine Meißelkante (20) festlegen.

15. Spiralbohrer nach Anspruch 13, wobei zwei erste Schneiden (12) und zwei zweite Schneiden (13a) vorgesehen sind, und wobei unter der Annahme, daß eine erste imaginäre Linie sich von einer inneren Gratlinie einer der zweiten Schneiden (13a) erstreckt, und eine zweite imaginäre Linie sich von einer inneren Gratlinie der anderen zweiten Schneide (13a) erstreckt, ein Abstand (C) zwischen der ersten und der zweiten imaginären Linie zwischen 0,0 und 0,3 mm beträgt, wobei die zweiten Schneiden zwischen sich eine Meißelkante (20) festlegen.

16. Spiralbohrer nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Meißelkante (20) eine Breite (G) zwischen 0,0 und 0,4 mm aufweist.

17. Spiralbohrer nach Anspruch 3, wobei die Ecke, an der sich die erste Schneide (12) und die zweite Schneide (13a) treffen, eine im wesentlichen gekrümmt ausgebildete Kante bildet, gesehen von dem vorderen Ende aus.

18. Spiralbohrer nach Anspruch 17, wobei der Krümmungsradius (r) der gekrümmt ausgebildeten Kante zwischen 0,05D und 0,15D beträgt.

19. Spiralbohrer nach Anspruch 1, wobei zumindest das vordere Ende des Körpers (10) mit einer Hartbeschichtung beschichtet ist.

20. Spiralbohrer nach Anspruch 2 oder Anspruch 19, wobei die Hartbeschichtung aus zumindest einem Material besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus TiN, TiC, TiCN und Al&sub2;O&sub3; besteht.

21. Spiralbohrer nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Schneide sich an einer Ecke treffen, die eine scharfe Kante bildet.

22. Spiralbohrer nach Anspruch 1, wobei der Körper (10) ein Spannuten-Breitenverhältnis (A/B) zwischen 0,5 und 0,9 aufweist.

23. Spiralbohrer nach Anspruch 1, wobei der Körper (10) ein Spannuten-Breitenverhältnis (A/B) zwischen 0,4 und 0,9 aufweist.

24. Spiralbohrer nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der Bogenlänge (A1) der Spannut (11) zu der Bogenlänge (B1) der Freifläche (10a) an einem Querschnitt senkrecht zu der Achse (O) des Körpers (10) zwischen 0,9 und 1,2 beträgt.