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TECHNISCHES GEBIET
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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.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfinder et al. der vorliegenden Erfindung haben jedoch den Bruch
des Drehbohrwerkzeugs untersucht, wobei sie einen Grund für den Bruch
herausfanden.
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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.
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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.
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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.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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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;
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2 enthält eine
Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine zweite
Ausführung
des Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
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3 enthält eine
Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine dritte
Ausführung
des Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
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4 enthält eine
Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine Modifikation 1 des
Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
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5 enthält eine
Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch eine Modifikation 2 des
Drehbohrwerkzeugs zeigen, und eine Abwicklung der Rillen;
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6 ist
eine Erläuterungsansicht,
die ein Prüfverfahren
erläutert,
um die Ermüdungsausfalleigenschaften
des Drehbohrwerkzeugs zu messen;
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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;
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8 ist
eine Graphik, die eine Beziehung zwischen einer Last und einem Winkel
der Lastanlage auf das Drehbohrwerkzeug zeigt;
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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
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10 enthält eine
Vorderansicht und eine Schnittansicht, die schematisch ein herkömmliches Drehbohrwerkzeug
zeigen, und eine Abwicklung der Rillen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, wird der Aufbau einer ersten
Ausführung
der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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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.
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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.
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Ferner
wird der Aufbau einer zweiten Ausführung der Erfindung durch die
Anspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.
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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.
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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.
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Ferner
wird der Aufbau einer dritten Ausführung der Erfindung durch die
in Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
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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.
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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.
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BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend
wird die beste Art zur Ausführung
der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben, worin 1 schematisch
eine erste Ausführung
eines Drehbohrwerkzeugs 10 zeigt.
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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.
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An
zur ersten Ausführung
gehörenden
Mustern wurde ein Ermüdungsausfalltest-durchgeführt.
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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).
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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.
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Als
nächstes
wird ein Ergebnis der Messungen beschrieben. Zuerst gibt es, wie
in 7 gezeigt, eine Relation zwischen dem Maximalwert
der Last Pmax (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.
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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 Pmin bei Winkeln von 0° und 180° und den Maximalwert Pmax 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.
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Als
nächstes
ist eine Relation zwischen dem Maximalwert der Last Pmax 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.
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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.
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Nachfolgend
wird eine zweite Ausführung des
Drehbohrwerkzeugs 20 in Bezug auf 2 beschrieben.
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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.
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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.
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Als
nächstes
wird eine dritte Ausführung
des Drehbohrwerkzeugs 30 in Bezug auf 3 erläutert.
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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.
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Ein
in der ersten Ausführung
angegebener Ermüdungsausfalltest
wurde an zur dritten Ausführung
gehörenden
Mustern ausgeführt.
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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.
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Nun
haben, um ein Ergebnis der Messungen zu erläutern, der Maximalwert der
Last Pmax 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.
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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.
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Als
nächstes
wird eine Relation zwischen dem Maximalwert der Last Pmax 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.
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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.
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Als
nächstes
wird eine erste Modifikation jeder der oben beschriebenen Ausführungen
in Bezug auf 4 erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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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.