DE69529232T2

DE69529232T2 - Rotierender bohrer

Info

Publication number: DE69529232T2
Application number: DE69529232T
Authority: DE
Inventors: Norio Niwa-gun Ogura; Tetsuro Niwa-gun MANTANI; Satoru Niwa-gun NISHIO
Original assignee: Kanefusa KK
Current assignee: Kanefusa KK
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: JPH08127004A; EP0805006A1; JP3164479B2; US5897274A; EP0805006B1; CA2198736A1; DE69529232D1; EP0805006A4; CA2198736C; WO1996013364A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehbohrwerkzeug zum Bohren von Holz, Metall und anderen zu bohrenden Werkstoffen, und insbesondere ein Drehbohrwerkzeug, das geeignet ist, um mit hoher Bohrgeschwindigkeit zu bohrende Werkstücke, wie etwa Holz, holzartiges Material, z. B. Spanplatten, sowie Kunststoffe, Gipsbauplatten, Schaumbeton und andere anorganische Materialien, die Holz äquivalent sind, zu bohren, die eine große Menge von Spänen erzeugen, wenn sie gebohrt werden.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Allgemein ist dieser Typ von Drehbohrwerkzeug z. B. aus der GB-A-2,184,373 bekannt, und ist, wie in 10 gezeigt, typischerweise an der Endspitze seines Körpers 1 an zwei, in Bezug auf die Achse des Werkzeugs, punktsymmetrischen Stellen mit zwei Hauptschneidkanten 2a und 2b versehen. In dem Körper 1 sind im Anschluss an die Hauptschneidkanten 2a und 2b zwei Spanausfuhrnuten 3a, 3b (nachfolgend als die Rillen bezeichnet) ausgebildet. Werkzeugabschnitte innerhalb des Bereichs, wo die Rillen 3a und 3b ausgebildet sind, sind in Bezug auf die Achse des Werkzeugs an jedem Punkt punktsymmetrisch, wie in 10(b) gezeigt. Ein Metallschneidbohrer hat allgemein das gleiche System wie das oben erwähnte Werkzeug, abgesehen von einem Unterschied in der Form der Schneidkanten an der Endspitze.
Es gibt auch ein Drehbohrwerkzeug, das mit drei Rillen und der gleichen Anzahl von Schneidkanten versehen ist, die an der Endspitze des Körpers mit gleichem Abstand angeordnet sind. Auch in diesem Fall sind die Werkzeugabschnitte innerhalb des Bereichs, in dem die Rillen ausgebildet sind, an jedem Punkt mit einem nahezu gleichen Mittelwinkel in Bezug auf die Achse des Werkzeugs angeordnet.
Man nahm an, dass das oben genannte Drehbohrwerkzeug gut schneidet, während es sich geradeaus bewegt, wegen der gleichmäßigen gut ausgeglichenen Verteilung des Schneidwiderstands auf die Schneidkanten während des Bohrens. In der Tat ist es jedoch klar geworden, dass es sehr schwierig ist, den Schneidwiderstand auf jede Schneidkante gleichmäßig zu verteilen. Das heißt, wegen der ungenauen Montage des Drehbohrwerkzeugs an der Drehspindel oder Ungenauigkeit der Bearbeitung der Endspitze des Werkzeugs, die bei der Herstellung des Drehbohrwerkzeugs vorkommt, und ferner einer ungleichmäßigen Innenstruktur oder dem Vorhandensein richtungsgebender Eigenschaften in einem zu bohrenden Werkstück, wird die Gleichmäßigkeit des Schneidwiderstands während des Bohrvorgangs auch dann verschlechtert, wenn das Drehbohrwerkzeug akkurat montiert ist und die anderen Bedingungen in Ordnung sind.
Weil daher eine Kraftkomponente des Schneidwiderstands, des Reibwiderstands etc. auf die Endspitze des Drehbohrwerkzeugs einwirkt, wird, bei Rechtwinkligkeit zur Achse des Werkzeugs, die Geradeausbewegung des Drehbohrwerkzeugs gestört, und dies führt dazu, dass das Drehbohrwerkzeugs während des Bohrens mehr oder weniger schleudert. Insbesondere wenn die wirksame Länge der Rillen empirisch die siebenfache Länge des Werkzeugdurchmessers überschreitet, sinkt die Bohrgenauigkeit, wenn das Drehbohrwerkzeug beim Bohren eines tiefen Lochs benutzt wird.
Auch kommt es manchmal zu Schwierigkeiten, wie etwa einem plötzlichen Bruch des Drehbohrwerkzeugs. In den meisten Fällen kann keine Ursache für den Bruch gefunden werden; und insoweit hatte man gedacht, dass der Grund für den leichten Bruch ist, dass das Drehbohrwerkzeug schlank ist.
Die Erfinder et al. der vorliegenden Erfindung haben jedoch den Bruch des Drehbohrwerkzeugs untersucht, wobei sie einen Grund für den Bruch herausfanden.
Im Falle des Drehbohrwerkzeugs mit den vorgenannten zwei Rillen, hat ein willkürlicher Querschnitt eines Abschnitts, in dem die Rillen effektiv ausgebildet sind, die in 10(b) gezeigte Form. Es ist jedoch klar, dass dieser Abschnitt eine geringere Steifigkeit gegenüber Verbiegen in der y-Richtung hat als in der x-Richtung. Die Rillen sind spiralig und das Werkzeug bohrt, während es sich dreht. Daher stimmt die Richtung der oben genannten Kraftkomponente mit der y-Richtung in dem Querschnitt eines bestimmten Abschnitts des Bereichs innerhalb einer halben Windung (nachfolgend f1-Abschnitt genannt) überein, bevor der terminale Endabschnitt f0 der Rillen erreicht wird. Wenn demzufolge die Kraftkomponente, die orthogonal zur Achse des Werkzeug ist, auf die Endspitze des Drehbohrwerkzeugs einwirkt, wird das Werkzeug an irgendeinem Punkt des f1-Abschnitts verzogen, wobei es während des Bohrens schleudert. Das heißt, das Drehbohrwerkzeug wird innerhalb des f1-Abschnitts während der Drehung zum Bohren mit schnellem Zyklus wiederholt verbogen. Dieses Verbiegen verbleibt innerhalb einer elastischen Grenze; der wiederholte Bohrbetrieb bewirkt, dass in dem f1-Abschnitt eine Ermüdung auftritt, was zu einem Bruch des in dem f1-Abschnitt des Drehbohrwerkzeugs führt.
Dieses Problem kann verhindert werden, indem man die Steifigkeit des f1-Abschnitts erhöht; als ein Verfahren zum Erhöhen der Steifigkeit werden die Rillen in dem gesamten Abschnitt oder in dem f1-Abschnitt flacher gemacht, um die axiale Breite des Drehbohrwerkzeugs zu vergrößern, oder werden schmaler gemacht, um die Breite des gesamten Abschnitts zu vergrößern. Jedoch ist bei diesen zwei Verfahren notwendig, die Rillen so weit flach oder schmal zu machen, dass Späne nicht leicht abgeführt werden können. Insbesondere sind diese Verfahren für ein Drehbohrwerkzeug un geeignet, das in einer Tieflochbohrung von Holz o. dgl. verwendet wird, die eine große Menge von Spänen pro Umdrehung des Werkzeugs erzeugt.
Zur Lösung des oben beschriebenen Problems hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, ein langlebiges schwer brechendes Drehbohrwerkzeug vorzusehen, das eine größere Steifigkeit in dem f1-Abschnitt hat, ohne die glatte Abfuhr von Spänen nachteilig zu beeinflussen, um während des Bohrvorgangs ein schleuderfreies Bohren sicherzustellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 enthält eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine erste Ausführung eines Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung von Rillen des Werkzeugs nach der vorliegenden Erfindung;
2 enthält eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine zweite Ausführung des Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
3 enthält eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine dritte Ausführung des Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
4 enthält eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine Modifikation 1 des Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
5 enthält eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine Modifikation 2 des Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
6 ist eine Erläuterungsansicht, die ein Prüfverfahren erläutert, um die Ermüdungsausfalleigenschaften des Drehbohrwerkzeugs zu messen;
7 ist eine Graphik, die eine Beziehung zwischen dem Auslenkbetrag und dem maximalen Lastwert des Drehbohrwerkzeugs zeigt, die durch das in 6 gezeigte Verfahren gemessen wird;
8 ist eine Graphik, die eine Beziehung zwischen einer Last und einem Winkel der Lastanlage auf das Drehbohrwerkzeug zeigt;
9 ist eine Graphik, die eine Beziehung zwischen dem Maximalwert der an das Drehbohrwerkzeugs angelegten Last und der Drehzahl bis zum Ermüdungsausfall des Drehbohrwerkzeugs zeigt; und
10 enthält eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch ein herkömmliches Drehbohrwerkzeug zeigen, und eine Abwicklung der Rillen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, wird der Aufbau einer ersten Ausführung der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
In der ersten Ausführung der Erfindung des oben beschriebenen Aufbaus, sind die Rillen in dem f1-Abschnitt so ausgebildet, dass sie sich vollständig einander annähern oder vereinigen, um hierdurch die Breite eines Abschnitts an der entgegengesetzten Seite der Rillen zu vergrößern, der ausgebildet ist, um einander anzunähern oder zu vereinigen. Demzufolge ist die Steifigkeit des f1-Abschnitts erhöht, was es ermöglicht, das Entstehen eines Ermüdungsausfalls in diesem Abschnitt zu unterdrücken, und kann demzufolge ein langlebiges schwer brechendes Drehbohrwerkzeug realisieren.
Im Ergebnis war die Zuverlässigkeit des Drehbohrwerkzeugs verbessert, und auch die Produktkosten und die Kosten des Drehbohrwerkzeugs waren deutlich geringer. Ferner war es mit der Realisierung des langlebigen Dreh bohrwerkzeugs möglich, das Werkzeug bei einem unbewachten automatischen Schneidbetrieb anzuwenden.
Ferner wird der Aufbau einer zweiten Ausführung der Erfindung durch die Anspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.
In der zweiten Ausführung der Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau hat das Drehbohrwerkzeug punktsymmetrische Schneidkanten zum Schneiden mit einem ausbalancierten Schneidwiderstand, und ist in dem f1-Abschnitt mit Rillen versehen; die Rillen sind ausgebildet, um sich virtuell aneinander anzunähern oder zu vereinigen, um hierdurch die Breite eines Abschnitts an der entgegengesetzten Seite der Rillen zu vergrößern, die so ausgebildet sind, dass sie sich einander annähern oder vereinigen. Daher ist die Steifigkeit des f1-Abschnitts vergrößert, zusätzlich zur verbesserten Balance durch die symmetrische Anordnung der Schneidkanten, wodurch das Entstehen eines Ermüdungsausfalls in diesem f1-Abschnitt unterdrückt werden kann und ein langlebiges schwer brechendes Drehbohrwerkzeug realisiert werden kann.
Als Ergebnis war die Zuverlässigkeit des Drehbohrwerkzeugs verbessert, und auch die Produktionskosten und die Kosten für den Ersatz des Drehbohrwerkzeugs waren deutlich geringer. Ferner war es mit der Realisierung des langlebigen Drehbohrwerkzeugs möglich, das Werkzeug in einem unbeaufsichtigen automatischen Schneidbetrieb anzuwenden.
Ferner wird der Aufbau einer dritten Ausführung der Erfindung durch die in Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
In der dritten Ausführung der Erfindung des oben beschriebenen Aufbaus sind die Rillen von der Position der Schneidkanten im Ungleichgewicht; die Rillen in dem f1-Abschnitt sind ausgebildet, um sich einander vollständig anzunähern oder zu vereinigen, um hierdurch die Breite eines Abschnitts an der entgegengesetzten Seite der Rillen zu vergrößern, die ausgebildet sind, um sich einander anzunähern oder zu vereinigen.
Demzufolge kann man in der dritten Ausführung der Erfindung, wie in der ersten und der zweiten Ausführung der Erfindung, die gleiche Wirkung erhalten, wie etwa ein geringeres Auftreten von Ermüdungsausfall in dem f1-Abschnitt des Drehbohrwerkzeugs.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die beste Art zur Ausführung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin 1 schematisch eine erste Ausführung eines Drehbohrwerkzeugs 10 zeigt.
Das Drehbohrwerkzeug 10 hat einen zylindrischen Schaft 11 und einen Körper 12, die koaxial ausgebildet sind. An der Endspitze des Körpers 12 sind ein Paar von Schneidkanten 13a und 13b in punktsymmetrischen Positionen in Bezug auf die Achse des Werkzeugs vorgesehen. Und der Körper 12 ist mit zwei Rillen 14a und 14b versehen, die im Anschluss an die Schneidkanten 13a und 13b ausgebildet sind, wie in der Rillenabwicklung in 1(d) gezeigt. Die Rillen 14a, 14b unterscheiden sich im Schraubwinkel zwischen in der Nähe des Unterendes 14c und des Oberabschnitts davon. Die beiden Rillen 14a und 14b sind von den symmetrischen Positionen in dem oberen Abschnitt von 14c in 1(d) versetzt, wobei sie aneinander anschließen. Auch an den 1/2 Windungsabschnitten (nachfolgend f1-Abschnitt genannt) und dem terminalen Endabschnitt f0 der Rillen sind die Rillen 14a und 14b etwa 35 Grad im Ungleichgewicht von den Punktsymmetrie-Positionen ausgebildet. Das heißt, in der Unterseite des Körpers 12 sind die Rillen in symmetrischen Positionen und haben die maximale Breite von x0, wie in der Schnittansicht von 1(c) gezeigt. Mittlerweile sind in der oberen Endposition des f1-Abschnitts des Körpers 12 die Rillen etwa 35 Grad im Ungleichgewicht von der Symmetrie-Position ausgebildet, wie in 1(b) gezeigt, und daher wird ein erweiterter dicker Abschnitt y0 gebildet. Die Breite y0 ist etwa 1,3 mal so groß wie die Breite x0.
An zur ersten Ausführung gehörenden Mustern wurde ein Ermüdungsausfalltest-durchgeführt.
Die verwendeten Muster sind B1 (ein Muster des in 1 gezeigten Typs, misst 3,5 mm, was zweimal größer ist als der Bodendurchmesser Rillen, d. h. der Abstand von der Achse zum Boden der Rillen, und hat einen Schraubwinkel der Rillen von 30 Grad in dem f1-Abschnitt), B2 (ein Muster, in dem die Tiefe der Rillen in B1 in einem Bereich von 50 mm unter dem terminalen Endabschnitt f0 der Rillen bei Annäherung an den Schaft allmählich abnimmt; der Bodendurchmesser der Rillen misst 3,5 mm an einer Position von 50 mm unter dem f0-Abschnitt, und 5,3 mm nahe dem f0-Abschnitt), und B3 (ein Muster, in dem die Rillen in B2 von den Punktsymmetrie-Position 60 Grad im Ungleichgewicht angeordnet sind). Alle die unten beschriebenen Muster messen 206 mm in der Körperlänge und 14,4 mm im Durchmesser. Neben den oben genannten Mustern wurden später beschriebene Muster A1 bis A3 und herkömmliche Muster C1 und C2 verwendet. Die herkömmlichen Muster sind C1 (der in 10 gezeigte Typ mit dem gleichen Bodendurchmesser der Rillen und dem Schraubwinkel der Rillen in dem f1-Abschnitt wie B1) und C2 (dem Typ in C1, in dem die Änderung des Bodendurchmessers der Rillen die gleiche ist, wie in B2).
Ein Testverfahren, wie in 6 gezeigt, enthält die Schritte: Anbringen eines Lagers V an der Endspitze des Musters B, Pressen eines nicht dargestellten Blocks gegen das Lager V mit der Last P im rechten Winkel zur Achse des Musters B, Fixieren des Musters B in dem ausgelenkten Zustand e des Musters B, Messen der Last P und des Auslenkbetrags des Musters und Messen der Drehzahl, bis das Muster bricht, wenn es unter einer angelegten Last gedreht wird.
Als nächstes wird ein Ergebnis der Messungen beschrieben. Zuerst gibt es, wie in 7 gezeigt, eine Relation zwischen dem Maximalwert der Last P_max (kgf) und dem Auslenkbetrag (mm). Es liegt eine proportionale Relation zwischen dem Auslenkbetrag bis zu 5 mm und der Last vor. Das Muster B benötigt eine stärkere Last als das herkömmliche Muster C, um den gleichen Auslenkbetrag zu erhalten. Das heißt, das Muster B hat eine größere Steifigkeit als das Muster C.
Als nächstes ist eine Relation zwischen der Last P zum Erhalt des gleichen Auslenkbetrags von 5 mm und der Richtung der Lastanlage in 8 gezeigt. Die Richtung der Lastanlage ist als Winkel angegeben. Demzufolge hat die an die Muster B und C angelegte Last den Minimalwert P_min bei Winkeln von 0° und 180° und den Maximalwert P_max bei Winkeln von 90° und 270°. Es ist klar geworden, dass ein großer Unterschied zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert vorhanden ist, wenn die Rillen eine normale Tiefe haben, wobei jedoch der Unterschied kleiner gemacht werden kann, in dem die Tiefe der Rillen verringert wird, wie im Falle von C2 und B2, und der Unterschied kleiner gemacht werden kann, indem die Rillen angenähert werden, wie im Falle von B3. In B1 beträgt der Minimalwert 89,5% des Maximalwerts, und in C1 beträgt der Minimalwert 85% des Maximalwerts.
Als nächstes ist eine Relation zwischen dem Maximalwert der Last P_max und der Drehzahl N bis zum Bruch der Muster B1 und C1 in 9 gezeigt. Gemäß dieser Zeichnung ist klargeworden, dass das Muster B1 eher zum Ermüdungsbruch neigt als das Muster C1, wenn es um etwa 1,5 kgf stärker belastet wird. Das Muster B1 bricht nicht unter der Last von 16,8 kgf oder weniger, während das Muster B1 unter der Last von 15,3 kgf oder weniger nicht bricht.
Wie erläutert wurde, ist die Breite des Abschnitts an der entgegengesetzten Seite der Rillen vergrößert, indem die Rillen in dem f1-Abschnitt des Dreh bohrwerkzeugs einander wesentlich angenähert werden, um hierdurch die Steifigkeit des f1-Abschnitts zu erhöhen. Im Ergebnis ist es möglich geworden, das Entstehen von Ermüdungsausfall in dem f1-Abschnitt zu unterdrücken und ein langlebiges schwer brechendes Drehbohrwerkzeug zu erhalten, und ferner die Produktkosten und die Kosten für den Ersatz des Drehbohrwerkzeugs stark zu senken. Demzufolge ist es auch möglich geworden, das Drehbohrwerkzeug bei unbeaufsichtigtem automatischen Schneiden anzuwenden.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführung des Drehbohrwerkzeugs 20 in Bezug auf 2 beschrieben.
Das Drehbohrwerkzeug 20 hat, wie in 2(a) gezeigt, einen zylindrischen Körper 22, der koaxial zu einem zylindrischen Schaft 21 ausgebildet ist. An der Endspitze des Körpers 22 ist ein Paar von Schneidkanten 23a, 23b in punktsymmetrischen Positionen in Bezug auf die Achse des Werkzeugs vorgesehen. Der Körper 22 ist mit zwei Rillen 24a und 24b versehen, jeweils mit einem vorbestimmten Schraubwinkel, die sich, wie in der Abwicklung der Rillen in 2(d) gezeigt, an die Schneidkanten 23a und 23b anschließen. Wie in 2(a) bis (c) gezeigt, nähern sich die zwei Rillen 24a und 24b allmählich einander an, wenn sie von dem Endspitzenabschnitt zu dem terminalen Endabschnitt f0 der Rillen verlaufen; an dem f1-Abschnitt sind die beiden Rillen im Wesentlichen eng beeinander ausgebildet, sodass, wie in 2(b) gezeigt, die Sehnenlänge z relativ zu dem Kreisbogen des Außenumfangs eines erweiterten dicken Abschnitts des Körpers etwa 80% oder mehr des Durchmessers des Querschnittsabschnitts beträgt. Somit wird der Minimalwert der Biegesteifigkeit des f1-Abschnitts auf etwa 89% des Maximalwerts gesetzt.
In dem Drehbohrwerkzeug 20 sind, wie in der vergrößerten Ansicht von 2(e) gezeigt, Rippenlinien, die durch die Rillen und die Außenumfangsfläche gebildet sind, auf 0,5 R abgerundet. Die R-Abrundung kann um den gleichen Grad eines anderen Abrundungstyps ersetzt werden. Daher wird die Spannungskonzentration an einem leicht rauen Teil des Rippenlinienabschnitts verringert, um hierdurch den Ermüdungsausfall des Körpers einzugrenzen, wenn der Körper ausgelenkt wird. Ein Testergebnis der zweiten Ausführung ist weggelassen.
Als nächstes wird eine dritte Ausführung des Drehbohrwerkzeugs 30 in Bezug auf 3 erläutert.
Das Drehbohrwerkzeug 30 hat einen zylindrischen Schaft 31 und einen zylindrischen Körper 32, die koaxial ausgebildet sind. An der Endspitze des Körpers 32 sind ein Paar von Schneidkanten 33a und 33b in Punktsymmetrie in Bezug auf die Achse des Werkzeugs angeordnet. Der Körper ist, wie in der Abwicklung der Rillen von 3(e) gezeigt, mit zwei Rillen 34a und 34b versehen, die sich an die Schneidkanten 33a und 33b anschließen. Die Rillen 34a und 34b unterscheiden sich im Schraubwinkel zwischen der Nähe 34c der Endspitze und dem Abschnitt darüber. Wie in 3(e) gezeigt, nähern sich die beiden Rillen 34a, 34b hinter der Endspitze einander allmählich an, wobei sie sich in dem f1-Abschnitt vollständig vereinigen. Der Änderungszustand im Querschnitt des Körpers ist in 3(b) bis 3(d) gezeigt. Die Sehnenlänge k1 relativ zum Kreisbogen des Außenumfangs eines erweiterten dicken Abschnitts beträgt etwa 100% des Durchmessers des Querschnittsabschnitts. Somit ist der Minimalwert der Biegesteifigkeit des f1-Abschnitts auf etwa 96% des Maximalwerts gesetzt.
Ein in der ersten Ausführung angegebener Ermüdungsausfalltest wurde an zur dritten Ausführung gehörenden Mustern ausgeführt.
Die verwendeten Muster sind A1 (der in 3 gezeigte Typ, in dem die Rillen den gleichen Bodendurchmesser wie B1 haben und ein Rillenschraubwinkel des f1-Abschnitts 45° beträgt), A2 (A1, dessen Rillenänderung im Bodendurchmesser die gleiche ist wie von B2) und A3 (A2 mit einem Rillenschraubwinkel von 40°). Der Körper dieser Muster misst 206 mm Länge und 14,4 mm 0.
Nun haben, um ein Ergebnis der Messungen zu erläutern, der Maximalwert der Last P_max und der Auslenkbetrag, wie in 7 gezeigt, eine proportionale Relation, ähnlich den Mustern B1 bis B3 und den Mustern C1 und C2. Die Muster A2 und A3 haben eine größere Steifigkeit als die Muster B1 bis B3 und die herkömmlichen Muster C1 und C2. Allein das Muster A1 hat eine geringere Steifigkeit als das Muster C3.
Als nächstes wird eine Relation zwischen der Last P zum Erhalt des gleichen Auslenkbetrags von 5 mm und der Richtung der Lastanlage in 8 gezeigt. Das Muster A1 hat weitgehend die gleiche leichte Winkelabhängigkeit wie B3. Das Muster A3 hat eine geringe Winkelabhängigkeit.
Als nächstes wird eine Relation zwischen dem Maximalwert der Last P_max und der Drehzahl N bis zum Bruch in 9 gezeigt. Wie in dieser Zeichnung gezeigt, ist klar, dass das Muster A1 nicht zum Ermüdungsausfall neigt, wenn keine größere Last als die für die Muster B1 und C1 angelegt wird. Auch das Muster A1 bricht nicht bei der Last von 21,2 kgf oder darunter.
Wie erläutert wurde, ist die Breite des erweiterten dicken Abschnitts an der entgegengesetzten Seite, wo die Rillen in dem f1-Abschnitt verbunden sind, durch Vereinigung der Rillen in dem f1-Abschnitt des Drehbohr-Abschnitts vergrößert, um hierdurch die Steifigkeit des f1-Abschnitts stark zu vergrößern. Im Ergebnis wird es möglich, das Entstehen eines Ermüdungsausfalls in dem f1-Abschnitt zu unterdrücken, um hierdurch ein langlebiges sehr schwer brechendes Drehbohrwerkzeug bereitzustellen. Sowohl die Produktionskosten als auch die Kosten für den Ersatz des Drehbohrwerkzeugs können deutlich gesenkt werden. Demzufolge ist es möglich geworden, das Drehbohrwerkzeug an einen unbeaufsichtigten automatischen Schneidvorgang anzuwenden.
Als nächstes wird eine erste Modifikation jeder der oben beschriebenen Ausführungen in Bezug auf 4 erläutert.
Ein Drehbohrwerkzeug 40, wie in 4(a) gezeigt, ist mit einem Paar von Hauptschneidkanten 43a und 43b versehen, die in Bezug auf die Achse des Werkzeugs am Endspitzenabschnitt des Körpers 42 im Ungleichgewicht positioniert sind. Der Körper 42, wie in der Abwicklung der Rillen in 4(d) gezeigt, hat zwei Rillen 44a und 44b, die mit dem gleichen Schraub-Winkel ausgebildet sind und sich an die Hauptschneidkanten 43a und 43b anschließen. Und an dem Endspitzenabschnitt sind nicht dargestellte kleinere Schneidkanten und sich daran anschließende flache kleinere Rillen 44c ausgebildet, um hierdurch eine Kraftkomponente orthogonal zur Werkzeugachse zu reduzieren, um den Schneidwiderstand auszubalancieren. In den 4(a) bis (c) sind ein Drehbohrwerkzeug gezeigt, in dem die zwei Rillen 44a und 44b sich hinter dem Endspitzenabschnitt allmählich annähern und sich in dem f1-Abschnitt vollständig vereinigen.
Eine andere Modifikation 2, die die kleineren Schneidkanten und die kleineren Rillen 54c verwendet, ist in 5 gezeigt. Ein Drehbohrwerkzeug 50 weist an dem Endspitzenabschnitt nicht dargestellte kleinere Schneidkanten und sich daran anschließende flache kleinere Rillen 54c auf; die Hauptrillen 54a und 54b sind vom Endspitzenabschnitt des Körpers 52 her näher aneinander gebracht, um hierdurch den f1-Abschnitt mit einem erweiteren dicken Abschnitt zu versehen.
Auch das Drehbohrwerkzeug, das zu jeder Modifikation des oben beschriebenen Aufbaus gehört, kann, ähnlich dem Drehbohrwerkzeug jeder der oben beschriebenen Ausführungen, das Entstehen von Ermüdungsausfall des f1-Abschnitts unterdrücken, um hierdurch ein langlebiges sehr schwer bre chendes Drehbohrwerkzeug bereitstellen zu können und demzufolge die Vorteile zu erlangen, die in jeder der oben beschriebenen Ausführungen angegeben sind.
Von der Rippenlinie, die durch die Rillen und die Außenumfangsflächen des Drehbohrwerkzeugs jeder der oben beschriebenen Ausführungen gebildet ist, kann zumindest die Rippenlinie in dem f1-Abschnitt mit einer R-Abrundung versehen sein, die in der zweiten Ausführung angegeben ist, oder mit dem gleichen Abrundungsgrad eines anderen Typs.
Auch kann, wie in dem Testergebnis gezeigt, die Rillentiefe allmählich oder stufenweise verringert werden, wenn sich die Rillen den terminalen Endabschnitt f0 von dem Endspitzenabschnitt annähern, unter der Bedingung, dass die Spanausfuhr nicht gestört wird. Und ferner kann die Rillenbreite in ähnlicher Weise verengend eingestellt werden. Durch geeignete Ausführung dieser Einstellungen kann die Breite des f1-Abschnitts vergrößert werden, und die Steifigkeit des Drehbohrwerkzeugs kann vergrößert werden.
Ferner ist es möglich, eine glattere Spanausfuhr sicherzustellen, indem eine Oberflächenbehandlung zur Schmierung der Rillen oder anderer Stellen durchgeführt wird, um die Spanreibung zu reduzieren, falls erforderlich.
Ferner ist in den oben beschriebenen Ausführungen das Werkzeug beschrieben worden, das die Schneidkanten an zwei Stellen an dem Endspitzenabschnitt aufweist; das Werkzeug, das die Schneidkanten an drei oder mehr Stellen aufweist, kann einen Teil der dicken Abschnitte breiter machen, indem die Rillen auf zwei oder weniger vereinigt werden, bevor sie den f1-Abschnitt von den Schneidkanten her erreichen.
Die Form der Schneidkanten an der Endspitze, die in jeder der oben beschriebenen Ausführungen gezeigt ist, ist nur ein Beispiel, und kann entsprechend dem Verwendungszweck und der Anwendung geändert werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das Drehbohrwerkzeug der vorliegenden Erfindung ist, wie zuvor angegeben, verwendbar, um Holz, Metall und andere Werkstoffarten zu bohren, und ist insbesondere zur Verwendung beim Bohren mit hoher Geschwindigkeit geeignet, wie etwa Holz und Kunststoffe, anorganische Materialien, z. B. Gipsbauplatten, Schaumbeton, Äquivalente zu Holz, die große Spanmengen erzeugen.

Claims

Stabartiges Drehbohrwerkzeug (10) mit einem Schaft (11) und einem Körper (12), umfassend: Hauptschneidkanten (13a, 13b), die in zwei bis vier Stellen an dem Endspitzenabschnitt des Körpers ausgebildet sind; Hauptrillen (14a, 14b), die in dem Körper im Anschluss an die Hauptschneidkanten ausgebildet sind; und einen erweiterten dicken Abschnitt (y0), der durch Ausbilden dicker Abschnitte erzeugt ist, die mit den Rillen im Ungleichgewicht stehen, die in einem Bereich von zumindest 1/2 Windung (f1) vor dem terminalen Endabschnitt (f0) der Hauptrillen enger aneinandergebracht oder vereinigt sind, um hierdurch den Minimalwert der Biegesteifigkeit innerhalb des Ausbildungsbereichs des erweiterten dicken Abschnitts über 89% des Maximalwerts der Biegesteifigkeit zu erhöhen.
Stabartiges Drehbohrwerkzeug (10) mit einem Schaft (11) und einem Körper (12), umfassend: Hauptschneidkanten (13a, 13b), die an zwei, in Bezug auf die Achse des Werkzeugs punktsymmetrischen Stellen an dem Endspitzenabschnitt des Körpers ausgebildet sind; zwei Rillen (14a, 14b), die in dem Körper im Anschluss an die Hauptschneidkanten ausgebildet sind, wobei die Rillen teilweise oder über ihren gesamten Abschnitt einen verschiedenen Schraubwinkel haben; und einen erweiterten dicken Abschnitt (y0), der durch Ausbilden dicker Abschnitte erzeugt ist, die mit den Rillen im Ungleichgewicht stehen, die in einem Bereich von zumindest 1/2 Windung (f1) vor dem terminalen Endabschnitt (f0) der Rillen enger aneinandergebracht oder vereinigt sind, um hierdurch den Minimalwert der Biegesteifigkeit innerhalb des Ausbildungsbereichs des erweiterten dicken Abschnitts über 89% des Maximalwerts der Biegesteifigkeit zu erhöhen.
Stabartiges Drehbohrwerkzeug (10) mit einem Schaft (11) und einem Körper (12), umfassend: Hauptschneidkanten (13a, 13b), die an zwei, in Bezug auf die Achse des Werkzeugs im Ungleichgewicht stehenden Stellen an dem Endspitzenabschnitt des Körpers ausgebildet sind; zwei Hauptrillen (14a, 14b) die in dem Körper im Anschluss an die Hauptschneidkanten ausgebildet sind; und einen erweiteren dicken Abschnitt (y0), der durch Ausbilden dicker Abschnitte erzeugt ist, die mit den Rillen im Ungleichgewicht stehen, die in einem Bereich von zumindest 1/2 Windung (f1) vor dem terminalen Endabschnitt (f0) der Rillen enger aneinandergebracht oder vereinigt sind, um hierdurch den Minimalwert der Biegesteifigkeit innerhalb des Ausbildungsbereichs des erweiterten dicken Abschnitts über 89% des Maximalwerts der Biegesteifigkeit zu erhöhen.