DE3876683T2

DE3876683T2 - Bohrer.

Info

Publication number: DE3876683T2
Application number: DE8888850168T
Authority: DE
Inventors: Kurt Karlsson; Leif Karlsson
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2008-05-18
Also published as: DE3876683D1; US4889455A; EP0292455A3; EP0479335B1; JPS6445505A; EP0479335A3; SE8702106L; EP0479335A2; SE457696B; SE8702106D0; EP0292455A2; DE3855998T2; EP0292455B1; JPH0724969B2; DE3855998D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohren für das Bohren übereinandergestapelter Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein bekannter Bohrer hat zwei sechseckige Wendeschneidplatten, die in Vertiefungen in der vorderen Oberfläche des Bohrschaftes angeordnet sind. Die aktiven Schneidkanten der Schneideinsätze sind derart abgebrochen, daß die Winkelhalbierende einer jeden Schneidkante parallel zu der Mittellinie des Bohrers wird.
Beim Bohren bildet sich gewöhnlich weggebrochener Abfall beim Bohren durch ein Werkstück. Beim Bohren übereinandergestapelter Werkstücke, wenn Platten übereinandergestapelt sind, kann der Abfall nicht aus dem maschinellen Bearbeitungsbereich verschwinden, da eine benachbarte Platte die Bewegung des Abfalls verhindert. Der Abfall rotiert mit dem bekannten Bohrer, bis die Vorschubkraft groß genug wird, um den Abfall zu brechen. Bei dieser großen Vorschubkraft besteht eine Gefahr für Defekte der Schneidkante und/oder des Bohrers.
Die JP-A-5 537 209 beschreibt einen Bohrer des Typs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Dieser Bohrer hat einen inneren Einsatz von grundsätzlich dreieckiger Gestalt mit ersten und zweiten aktiven Schneidkanten. Der mittlere kegelförmige Abschnitt der beim Durchbrechen einer Platte übereinandergestapelter Werkstücke erzeugt wird, sollte jedoch auf ein Minimum reduziert werden, um die Entfernung zu erleichtern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das oben erwähnte Problem zu lösen, indem man einen Bohrer für Stapelbohren mit einer neuen Schneidgeometrietype vorsieht.
Die obige Aufgabe wird grundsätzlich gelöst, indem man einen Bohrer des eingangs bezeichneten Typs vorsieht, der die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung weiter im einzelnen beschrieben, worin
Fig. 1 einen Bohrer nach der Erfindung in einer Seitenansicht zeigt,
Fig. 2 den Bohrer in einer Draufsicht zeigt,
Fig. 3 die Schneideinsatzverteilung des Bohrers in Seitenansicht zeigt,
Fig. 4 einen herkömmlichen Bohrer in Eingriff mit einem Werkstück in einer Seitenansicht zeigt,
Fig. 5 einen Bohrer nach der Erfindung in Eingriff mit einem Werkstück in einer Seitenansicht zeigt und
Fig. 6 eine andere Ausführungsform eines Bohrers nach der Erfindung in Eingriff mit einem Werkstück in einer Seitenansicht zeigt.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen einen Bohrer 10 nach der Erfindung. Der Bohrer umfaßt einen Bohrkörper 11 und zwei Schneideinsätze 12, 13. Der Bohrkörper hat eine zylindrische Grundform, die durch einen Durchmesser D definiert ist. Der Bohrkörper hat einen Schaft 14, einen Widerlager- und Antriebsflansch 15, zwei gerade oder schraubenförmige Spannuten 16, 17 und zwei Schneideinsatzplätze, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie CL des Bohrers angeordnet sind. Der Bohrkörper hat auch Durchgänge 18 für ein Spülmedium.
Die Schneideinsatzplätze sind so vorgesehen, daß sie zwei verschiedene Schneideinsätze 12, 13 aufnehmen, die auf den Bohrkörper geschraubt sind. Ein erster Schneideinsatz 12, der sogenannte mittige Schneideinsatz, ist an einem Platz vorgesehen, der die Mittellinie des Bohrer schneidet und der den Umfang des Bohrers nicht erreicht. Der mittige Schneideinsatz 12 hat eine sechseckige Grundform mit neun Schneidkanten 19A, B und C, 20A, B und C und 21A, B und C, von denen drei gleichzeitig aktiv sind.
Ein zweiter Schneideinsatz 13, der sogenannte periphere Schneideinsatz, hat eine dreieckige Grundform und ist von herkömmlichem Typ. Fig. 3 zeigt eine Schneideinsatzverteilung für den Bohrer nach der Erfindung. Der periphere Schneideinsatz 13, der durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, hat drei Schneidkanten 22, 23 und 24. Die Schneidkanten treffen auf drei Schneidecken in abgerundeten Spitzenabschnitten. Der Schneideinsatz 13 hat eine aktive Schneidkante 22, die sich vom Umfang des Bohrers in Richtung radial nach innen bis zu einem Punkt erstreckt, der in einem Abstand von der Mittellinie CL angeordnet ist. Der Schneideinsatz 13 hat eine Mittelline CL&sub2;, die einen Winkel α&sub2; mit der Mittellinie CL des Bohrers bildet. Die Mittelinie CL&sub2; fällt mit einer Winkelhalbierenden des Schneideinsatzes zusammen. Die aktive Schneidkante 22 bildet einen Winkel α&sub3; mit der Mittellinie CL, und der Winkel α&sub3; ist komplementär zu dem Winkel α&sub2;. Der Winkel α&sub2; ist 0 bis 30º, vorzugsweise etwa 5º, und der Winkel α&sub3; ist 60 bis 90º, vorzugsweise etwa 85º.
Der mittige Schneideinsatz 12 ist in Fig. 3 mit gestrichelter Linie gezeigt, da der Schneideinsatz 12 nach dem Schneideinsatz 13 in der Drehrichtung R kommt. Der Schneideinsatz 12 liegt etwa 182º nach dem Schneideinsatz 13 in der Drehrichtung. Zu Erläuterungszwecken sind die Schneideinsätze gleichzeitig auf der gleichen Seite der Mittellinie CL gezeigt. Der Schneideinsatz 12 hat drei aktive Schneidkanten 19A, 19B und 19C in dieser Position. Der Schneideinsatz 12 hat eine Mittellinie CL&sub1;, die axial nach vorn von der Mittellinie CL des Bohrers abweicht und mit dieser einen spitzen Winkel γ bildet. Der Winkel γ ist 5 bis 30º. Eine erste Schneidkante 19A, die von einer Schräge in einer Schneidecke gebildet wird, bildet einen Winkel von etwa 10 bis 30º mit einer Verlängerungslinie L&sub1; einer zweiten Schneidkante 19B. Die Schneidkante 19B ihrerseits wird von einer dritten Schneidkante 19C abgebrochen, die einen Winkel ß mit der Verlängerungslinie L&sub1; bildet. Der Winkel ß ist 10 bis 30º, vorzugsweise 15 bis 25º. Die nächste erste Schneidkante 20A bildet einen inneren stumpfen Winkel von etwa 110º mit der dritten Schneidkante 19C. Die erste, zweite und dritte Schneidkante 20A, B und C und 21A, B und C sind als Schneidmittel in der gezeigten Position unwirksam können aber gegebenenfalls zu einer wirksamen Position weitergeschaltet werden.
Die letzteren Schneidkanten haben jedoch eine gegenseitige Beziehung, die mit der oben beschriebenen identisch ist. Die erste Schneidkante 19A ist so vorgesehenen, daß sie etwa 20º in Bezug auf die Mittellinie CL des Bohrers abgeschrägt ist, so daß ihr Schnittpunkt mit der zweiten Schneidkante 19B axial vor ihrem Schnittpunkt mit der dritten inaktiven Schneidkante 21A liegt. Die Schneidkante 19A schneidet die Mittellinie des Bohrers und kann so ganz bis zur Mitte des Bohrers schneiden. Die zweite Schneidkante 19B bildet einen Winkel α&sub1; mit der Mittellinie CL des Bohrers. Der Winkel α&sub1; ist 60 bis 90º, vorzugsweise etwa 85º. Die Die Verlängerungslinie L&sub1; der zweiten Schneidkante 19B schneidet die Mittellinie CL des Bohrers in einem Punkt P&sub1;. Die aktiven Schneidkanten 19A, B und C des mittigen Schneideinsatzes erstrecken sich wenigstens von der Mittellinie CL bis zu einem Punkt, der in einem Abstand vom Umfang des Bohrers vorgesehen ist.
Die Schneidkanten 19B und 19C bilden einen stumpfen inneren Winkel von etwa 120 bis 170º, und die Winkelhalbierende dieses Winkels fällt mit der Mittellinie CL&sub1; des Schneideinsatzes zusammen.
Die aktive Schneidkante 22 des peripheren Schneideinsatzes 13 ist so vorgesehen, daß sie die dritte Schneidkante 19C des mittigen Schneideinsatzes 12 am Punkt P&sub3; überlappt. Die Position des Punktes P&sub3; wird durch den erforderlichen Durchmesser D des Bohrers bestimmt. Zugunsten eines optimalen Kraftabgleiches sollten die Längen der aktiven Schneidkanten der Schneideinsätze auf gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie CL identisch sein. Beispielsweise bei Bohrern mit größeren Durchmessern sind die Schneideinsatzplätze und die Schneidkanten so vorgesehen, daß der Punkt P&sub3; radial nach außen und axial nach hinten bewegt wird, d. h. der periphere Platz und der periphere Schneideinsatz nach außen und nach hinten in Bezug auf die in Fig. 3 gezeigte Position bewegt werden. Der Punkt P&sub3; liegt aber immer auf der dritten Schneidkante 19C. Eine Verlängerungslinie L&sub2; der aktiven Schneidkante 22 des peripheren Schneideinsatzes schneidet die Mittellinie CL bes Bohrers in einem Punkt P&sub2;. Der Punkt P&sub2; liegt immer axial hinter dem oben beschriebenen Punkt P&sub2;. Der Abstand F zwischen den Punkten P&sub1; und P&sub2; ist 0,01 bis 0,5 mal der Durchmesser D des Bohrers. Der Durchmesser D des Bohrers liegt zwischen 27 und 60 mm. Die Schneideinsätze 12 und 13 sind vorzugsweise einseitig und haben Spanbrechernuten in ihren Spanflächen.
Fig. 4 zeigt einen herkömmlichen Bohrer beim Stapelbohren, d. h. beim Bohren einer Mehrzahl von Platten gleichzeitig. Die Platten wurden beispielsweise in ihren umgebogenen Randabschnitten miteinander verschweißt. Beim Bohren durch die oberste Platte E werden ein Ring 25 und ein unterlagscheibenförmiger Abfall 26 wegen der Form des peripheren Schneideinsatzes und der Beziehung des mittigen Schneideinsatzes zu der Mittellinie gebildet. Der Ring 25 und der Abfall 26 drehen sich mit dem Bohrer und verhindern dabei ein weiteres Bohren, bis bestenfalls die Vorschubkraft groß genug wird, um den Ring und den Abfall zu brechen Im schlechtesten Fall brechen der Bohrer oder die Schneideinsätze ab. Abstände, die oftmals zwischen benachbarten Platten gebildet werden, erleichtern die Bildung des Ringes und des Abfalls.
Fig. 5 zeigt einen Bohrer 10 nach der Erfindung beim Stapelbohren. Das oben erwähnte Problem, das durch den Ring und den Abfall verursacht wird, wird durch den Bohrer 10 vollständig vermieden, da das radial innere Ende der zweiten Schneidkante 19B des mittigen Schneideinsatzes dasjenige ist, das zunächst die Platte E durchdringt. So schneidet der Bohrer 10 radial von der Mitte aus und auswärts, und daher können nachteilige Elemente 25 und 26 nicht gebildet werden. Der Grund dafür, daß man die aktiven Schneidkanten 19B und 22 in der axialen Richtung im Abstand voneinander hat, ist der, das Material am Austrittsteil des gesamten Stapels so lang wie möglich zu halten, um einen sauberen Schnitt des Loches zu bekommen. Die Schneidkante 19A bildet einen kleinen kegelförmigen Abschnitt beim Durchbruch der ersten Platte E, welcher zusammen mit den Spänen durch das Spülmedium leicht weggespült wird.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Bohrers 30 nach der Erfindung beim Stapelbohren. Der Durchmesser des Bohrers ist 15 bis 27 mm. Der mittige Schneideinsatz 32 des Bohrers 30 hat die Grundform eines Parallelogramms und besitzt eine Mittellinie CL&sub3;, die axial nach vorn um 2 bis 10º in Bezug zu der Mittellinie CL des Bohrers konvergiert. Der Schneideinsatz 32 hat sechs Schneidkanten und besitzt zwei umschaltbare Stellungen. Die Formen und die Neigungen in Bezug auf die Mittellinie CL der Schneidkanten sind identisch mit denen, die in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurden. Die Winkelhalbierende B des stumpfen Winkels zwischen zwei Schneidkanten bildet ähnlich wie oben beschrieben einen spitzen Winkel mit der Mittellinie CL, bildet aber einen spitzen Winkel mit der Mittellinie CL&sub3;. Der periphere Schneideinsatz 33 hat einen rechteckige Grundform mit zwei Schneidkanten. Der Schneideinsatz 33 hat eine Mittellinie CL&sub4;, die die gleiche Neigung wie die oben beschriebene Mittellinie CL&sub2; hat. Die aktive Schneidkante des Schneideinsatzes 33 ist in der gleichen Weise wie die oben beschriebene Schneidkante 22 angeordnet.
Die Gestaltungen der Schneideinsätze 32, 33 ergeben die Form eines Bohrers für Stapelbohren mit einem relativ kleinen Durchmesser.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Bohrer, dessen Form es gestattet, Stapel ohne Bildung von weggebrochenen Abfällen zu bohren, um ein Versagen des Schneideinsatzes und Bohrers zu vermeiden.

Claims

1. Bohrer für das Stapelbohren mit einem Bohrköper (11), der um eine erste Mittellinie (CL) drehbar und mit Spannuten (16, 17) und einem ersten Schneideinsatz (12; 32) versehen ist, der lösbar an einem ersten Schneideinsatzort des Bohrkörpers befestigt ist, und mit einem zweiten Schneideinsatz (13; 33) versehen ist, der lösbar an einem zweiten Schneideinsatzort des Bohrkörpers befestigt ist, wobei die Schneideinsätze auf gegenüberliegenden Seiten einer ersten Mittellinie (CL) des Bohrers im axial vorderen Ende des Bohrers vorgesehen sind, der erste Schneideinsatz (12; 32) mindestens teilweise radial innerhalb des zweiten Schneideinsatzes (13; 33) vorgesehen ist, der erste Schneideinsatz eine aktive Schneidkante hat, die erste und zweite Schneidkantenteile (19A, 19B) aufweist, die in einer spitzwinkligen Lage ausgerichtet sind, die Winkelhalbierende des ersten Schneideinsatzes (12; 32) einen ersten spitzen Winkel (γ) mit der ersten Mittellinie (CL) des Bohrers in einer Richtung axial vorn bildet und der zweite Schneideinsatz (13; 33) eine gerade aktive Schneidkante (22) hat, eine erste imaginäre Verlängerungslinie (L&sub1;) des zweiten Schneidkantenteils (19B) des ersten Schneideinsatzes die erste Mittellinie (CL) an einem Punkt (P&sub1;) schneidet und eine zweite Verlängerungslinie (L&sub2;) des zweiten Schneideinsatzes die Mittellinie an einem Punkt (P&sub2;) schneidet, der in einem Abstand (F) von dem ersterwähnten Punkt (P&sub1;) in einer Richtung axial nach rückwärts angeordnet ist, das erste Scnneidkantenteil (19A) die erste Mittellinie (CL) des Bohrers schneidet, wobei die Größe des mittleren Angußstutzens definiert wird, und wobei ein zweiter spitzer Winkel mit der ersten Verlängerungslinie (L&sub1;) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einsatz (12, 32) eine polygonale Gestalt hat mit neun Schneidkantenteilen, daß ein dritter Kantenteil (19C) den zweiten Kantenteil (19B) unter einem stumpfen Winkel verbindet, während er radial weiter entfernt von den ersten und zweiten Teilen (19A, 19B) angeordnet ist, daß die Verlängerungslinien (L&sub1;, L&sub2;) dieselben Winkel (α&sub1;, α&sub3;) mit der Mittellinie (CL) bilden, daß der erste Schneidkantenteil (19A) einen Winkel von 10 bis 30º dem zweiten Schneidkantenteil (19B) bildet und die Mittellinie zwischen den Punkten (P&sub1;, P&sub2;) schneidet, wo die Verlängerungslinien (L&sub1;, L&sub2;) die Mittellinie (CL) schneiden, und daß der Abstand (F) 0,01 bis 0,05 mal dem Durchmesser (D) des Bohrers beträgt.

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste spitze Winkel (γ) 5 bis 30º, vorzugsweise 10 bis 20º beträgt.

3. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schneidkante (22) des zweiten Schneideinsatzes (13; 33) während des Bohrens einer Bahn folgt, welche die Bahn schneidet, die von dem dritten Schneidkantenteil (19C) des ersten Schneideinsatzes (12; 32) während des Bohrens in einem Punkt (P&sub3;) beschrieben ist, der radial jenseits und axial rückwärtig des zweiten Schneidkantenteils (19B) des ersten Schneideinsatzes angeordnet ist.

4. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schneideinsatz (13) eine dreieckförmige Basisgestalt und drei Schneidkanten (22, 23, 24) hat und daß der zweite Schneideinsatz eine dritte Mittellinie (CL&sub2;) hat, die axial nach vorn von der ersten Mittellinie (CL) des Bohrers divergiert und mit dieser ersten Mittellinie einen dritten spitzen Winkel (α&sub2;) bildet.

5. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungslinien (L&sub1;, L&sub2;) jeweils einen Winkel (α&sub1;,α&sub3;) mit der ersten Mittellinie (CL) des Bohrers von 60 bis 90º, vorzugsweise 85º bilden.