DE8307048U1 - Bohrwerkzeug - Google Patents

Description

CCt III

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN PAY

Rolf Klenk Hartmetallwerkzeugfabrik KG
MUhlstraße 17
7959 Balzheim

7900 Ulm, 01.03.83

Akte G/5860 f/sr

Bohrwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit einem Bohrkopf, der mindestens zwei in Umfangsrichtung gleichen | Winkelabstand voneinander besitzende, im wesentlichen durch die Bohrkopfmitte verlaufende Hauptschneiden aufweist, die jeweils aus einer zur Mittelachse spitz- f winklig verlaufenden Außenschneide und einer stumpfwinklig verlaufenden Innenschneide bestehen, wobei die Außenschneide und die Innenschneide in einer axial gerichteten Schneidenspitze zusammenlaufen und die Schneidenspitzen aller Hauptschneiden mit gleichen radialen Abständen von der Eohrkopfaitte gemeinsam in einer zur Hittelachse dee Bohrkopfes senkrechten Ebene liegen, und wobei jede Außenschneide und jede Innenschneide auf Ihrer Rückseite je zwei in Schnittrichtung aufeinander folgende Hinterschliffe aufweist, von welchen die erste Hinterschlifffläche den Freiwinkel bestimmt.

Derartige Bohrwerkzeuge sind bekannt. Ihnen fehlt die sonst vorhandene Querschneide. Der Spitzwinkel der Außenschneiden beträgt üblicherweise 118°, ihr Spanwinkel, der durch den Drallwinkel der spiralig verlaufenden Spannut vorgegeben ist, üblicherweise 30°. Derartige Bohrwerkzeuge haben sich in der Praxis zwar vielfach bewährt, jedoch läßt ihre Zerspanungsleistung und damit ihr Vorschübwert bei vorgegebenen Bohrungstoleranzen häufig zu wünschen übrig.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art so auszubil- ί den, daß hohe Vorschubwerte bei hohen Standzeiten

ί erreicht werdea.

\ Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst,

daß der zwischen jeder Innenschneide und der allen . Schneidenspitzen gemeinsamen Ebene gemessene Winkel von 25° bis 35°, der meßbare Freiwinkel jeder Innen«* schneide von 20° bis 40° und der meßbare Spanwinkel jedtir Innenschneide von 0° bis -7° betragen, daß die erste Hinterschlifffläche jeder Innenschneide unmittelbar in die Spanfläche der in Schnittrichtung nächstfolgenden Innenschneide übergeht, wobei der "Übergahgsbereich mit einem Radius von 0,1 mm bis 0,3 mm ausgerundet ist und die ausgerundete Übergangsfläche jeweils tangential an die erste Hinterschlifffläche bzw. die Spanfläche anschließt, und daß die zweite Hinterschlifffläche jeder Innenschneide, die ebenfalls in die Spanfläche der nächstfolgenden Innenschneide übergeht, die RUckenkante der ersten Hinterschlifffläche radial zur Bohrkopfmitte hin verlagert und dazu als runde Ausspitzung zum besseren Spanabfluß in die Spannut ausgebildet ist.

Der aus den angegebenen Winkelbereiohen jeweils im Einzelfall auszuwählende Winkelwert hängt von der Art des mit dem Bohrwerkzeug zu bearbeitenden Werkstoffes ab. Insbesondere für Stahl als zu bearbeitender Werkstoff betragen an allen Innenschneiden der Schneidenwinkel gegenüber der durch die Schneidenspitzen gehenden Ebene ca. 30°, der meßbare Freiwinkel ca. 35°ι der meßbare Spanwinkel ca. -5° und der Krümmungsradius der ausgerundeten Übergangsfläche zwischen erster Hinter-

schlifffläche und Spanfläche ca. 0,2 mm. Im Sinne eines schnellen Spanabflusses ist es vorteilhaft, daß der Wölbungsscheitel der runden Ausspitzung in einer im wesentlichen geraden Linie verläuft, die mit der zur Mittelachse des Bohrkopfes senkrechten Ebene einen Winkel von 50° bis 70° bildet. Im Fall von Stahl als zu bearbeitendem Werkstoff beträgt dieser Winkel vorzugsweise 60°. Der Krümmungsradius der runden Ausspitzung steht vorzugsweise in etwa linearer Abhängigkeit vom Bohrkopfdurchmesser und beträgt zwischen 0,4 mm bei einem Bohrkopfdurchmesser von etwa 5 mm bis 0_r8 mm bei einem Bohrkopfdurchmesser von etwa 10 mm. Der radiale Abstand der Schneidenspitzen von der Bohrkopfmitte beträgt zweckmäßig zwischen 1/3 bis 1/5 des Bohrkopfdurchmessers, vorzugsweise 1/4, wenn mit dem Bohrwerkzeug Stahl zu bearbeiten ist.

An den Außenschneiden betragen nach der Erfindung der Spitzenwinkel zwischen 120° und 140°, der meßbare Freiwinkel der ersten Hinterschlifffläche zwischen 6° und 10°, der meßbare Freiwinkel der zweiten Hinterschlifffläche zwischen 15° und 25°, und der durch den Drallwinkel der Spannut vorgegebene meßbare Spanwinkel zwischen 15° und 25°. Für Stahl als mit dem Bohrwerkzeug zu bearbeitender Werkstoff betragen an den Außenschneiden vorzugsweise der Spitzenwinkel ca. 130°, der erste meßbare Freiwinkel ca. 8°, der zweite meßbare Freiwinkel ca. 20° und der meßbare Spanwinkel ca. 20°. Außerdem empfiehlt es sich, daß die Fase am Fasenrücken ohne Absatz stetig in die umfangsseitige Freifläche übergeht.

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug zeichnet sich durch eine . hohe Zerspanungsleistung, also durch

sehr hohe Vorschubwerte aus und "besitzt hohe Verschleißfestigkeit; Besonders durch die erfindungsgemäße Gestaltung der "beiden Hinterechliffflächen mit ihren großen Freiwinkeln wird ein schneller Spanabfiuß, durch die kleinen, an den Innenschneiden sogar negativen Spanwinkel ein trotzdem großer Keilwinkel xind damit hohe Schneidenstabilität erreicht.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher ©rläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Bohrwerkzeug nach der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 sine Stirnansicht des Bohrkopfes des Bohrwerkzeuges nach Fig. 1.

Der Bohrkopf 1 des in der Zeichnung dargestellten Bohrers besitzt drei in Umfangsrichtung gleichen Winkelabstand voneinander, nämlich Jeweils 120° besitzende, im wesentlichen durch die Bohrkopfmitte verlaufende Hauptschneiden 3. Diese bestehen jeweils aus einer zur Mittelachse 2.1 spitzwinklig verlaufenden Außenschneide 3.1 und einer stumpfwinklig verlaufenden Innenschneide 3.2, wobei die Außenschneide 3.1 und die Innenschneide 3.2 in einer axial gerichteten Schneidenspitze 4 zusammenlaufen. Die Schneidenspitzen 4 aller Hauptschneiden 3 liegen mit gleichen radialen Abständen von der Bohrkopfmitte 2 gemeinsam in einer zur Mittelachse 2.1 des Bohrkopfes 1 senkrechten Ebene_tf die bei 5 gestrichelt angedeutet ist. Jede Außenschneide 3.1 und Jede Innensehneide 3.2 besitzt auf ihrer Rückseite ;)e z*2i in Schnittrichtung aufeinan-

der folgende Hinterschliffe 6.1, 6.2, 7.11 7.2, von welchen die erste Hinterschlifffläche 6.1, 7.1 in üblicher Weise den Freiwinkel bestimmt.

Der in der Zeichnung dargestellte Bohrer ist .1.m wesentlichen zur Bearbeitung von Stahlwerkstoffen bestimmt.Daher beträgt der zwischen jeder Innenschneide 3.2 und der allen Schneidenspitzen 4 gemeinsamen Ebene 5 gemessene Winkel etwa 30°. Der meßbare (d. h. ebenfalls auf die den Schneidenspitzen 4 gemeinsame Ebene 5 bezogene) Freiwinkel jeder Innenschneide 3·2 beträgt 35°, und der meßbare Spanwinkel jeder Innenschneide -5°, wobei der negative Winkelwert besagt, daß die Spanfläche 8 mit der allen Schneidenspitzen 4 gemeinsamen Ebene 5 einen Winkel von weniger als 90° einschließt. Die erste Hinterschliff fläche 7.1 jeder Innenschneide 3.2 geht unmittelbar in die Spanfläche 8 der in Schnittrichtung nächstfolgenden Innenschneide über. Der Übergangsbereich 9 ist mit einem Radius von etwa 0,2 mm ausgerundet. Diese ausgerundete Übergangsfläche schließt jeweils tangential an die erste Hinterschilffflache 7.1 einerseits bzw. die Spanfläche 8 andererseits an. Die zweite Hinterschlifffläche 7.2 jeder Innenschneide 3.1 geht ebenfalls in die Spanfläche 8 der nächstfolgenden Innenschneide 3.2 über. Durch diese zweite Hinterschlifffläche 7.2 wird die Rückenkante 10 der ersten Hinterschliffflache 7.1 radial auf die Bohrkopfmitte 2 hin : verlagert. Dazu ist die zweite Hinterschlifffläche 7.2 als runde Ausspitzung zum besseren Spanabfluß in die Spannut 11 ausgebildet. Der Wölbungsscheitel der runden Ausspitzung 7.2 verläuft in einer im wesentlichen geraden»iLinie 12, die mit der zur Mittelachse 2.1 des Bohrkopfes 1 senkrechten Ebene 5 einen Winkel von etwa 60° einschließt. Der Krümmungsradius der runden Ausspitzung

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V.2 'steht in etwa linearer Abhängigkeit vom Bohrkopfdurchmesser und kann zwischen 0,4 mm bei einem Bohrkopf durchmesser von etwa 5 sun und 0,8 mm bei einem Bohrköpfdurchmesser von etwa 10 mm betragen.

Der radiale Abstand der Schneidenspitzen 4 von der Bohrkopfmitte 2 beträgt im Ausführungsbeispiel 1/4 des Bohrkopfdurchmessers. Er kann jedoch Je nach zu bearbeitendem Werkstoff zwischen 1/3 und 1/5 des Bohrkopfdurchmessers betragen.

Der Spitzenwinkel der Außenschneiden 3·1 ist größer als üblich, nämlich mindestens 120°, im Fall von Stahl als zu bearbeitendem Werkstoff insbesondere 130°. Weiter beträgt an den Außenschneiden 3.1 der meßbare Freiwinkel der ersten Hinterschlifffläche 6.1 ca. 8°, der meßbare Freiwinkel der zweiten Hinterschliff fläche 6.2 ca. 20° und der meßbare Spanwinkel ebenfalls ca. 20°, wobei dieser Spanwinkel durch den Drallwisikel der Spannut 11 vorgegeben ist. Die Fase 13 geht am Fasenrücken 14 ohne Absatz stetig in die umfangssseitiee Freifläche 15 über.

Claims (8)

Schutzansprüche:

1. Bohrwerkzeug mit einem Bohrkopf, der mindestens zwei in Umfangsrichtung gleichen Winkelabstand voneinander besitzende, im wesentlichen durch die Bohrkopfmitte verlaufende Hauptschneiden aufweist, die jeweils aus einer zur Mittelachse spitzwinklig verlaufenden Außenschneide und einer stumpfwinklig verlaufenden Innenschneide bestehen, wobei die Außen-Bchneide und die Innenschneide in einer axial gerichteten Schneidenspitze zusammenlaufen und die Schneidspitzen aller Hauptsebneiden mit gleichen radialen Abständen von der Bohrkopfmitte gemeinsam in einer zur Mittelachse des Bchrkopfes senkrechten Ebene liegen, und wobei jede Außenschneide und jede Innenschneide auf ihrer Rückseite je zwei in Schnittrichtung aufeinander folgende Hinterschliffe auf-I weist, von welchen die erste Hinterschlifffläche

\ den Freiwinkel bestimmt, dadurch gekennzeichnet,

\ daß der zwischen jeder Innenschneide (3.2) und der

I allen Schneidenspitzen (4) gemeinsamen Ebene (5) ge-

I messene Winkel von 25° bis 35°, der meßbare Frei-

I winkel jeder Innenschneide (3.1) von 20° bis 40°

I und der meßbare Spanwinkel jeder Innenschneide

\ (3.2) von 0° bis -7° betragen, daß die erste Hin«

X terschlifffläche (7.1) jider Innenschneide (3.2) un-

\ mittelbar in die Spanfläche (8) der in Schnittrich-

! tung nächstfolgenden Innenschneide übergeht, wobei

I der Übergangsbereich (9) mit einem Radius von 0,1 mm

! bis 0,3 mm ausgerundet ist und die aasgerundete Uber-

I gangsfläche jeweils tangential an die erste Hinter-

I schlifffläche (7.1) bzw. die Spanfläche (8) anschließt,

! 'und daß die zweite Hinterschlifffläche (7.2) jeder

Innenschneide (3·2), die ebenfalls in die Spanfläche (8) der nächstfolgenden Innenschneide (3*2) übergeht,

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die RückeEMjante (10) der ersten Hinterschliff fläche (7.1) radial zur Bohrkopfmitte (2) hin verlagert und dazu als runde Ausspitzung zum besseren Spanabfluß in die Spannut (11) ausgebildet ist.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Stahl als mit dem Bohrwerkzeug zu bearbeitender Werkstoff an allen Innenschneiden (3.2) der Schneidenwinkel gegenüber der durch die Schneidenspitzen (4) gehenden Ebene (5) ca. 30°, der meßbare Freiwinkel ca. 35°, der meßbare Spanwirikel ca. -5° und der Krümmungsradius der ausgerundeten Ubergangsfläche (9) zwischen erster Hinterschlifffläche (7.1) und Spanfläche (8) ca. 0,2 mm betragen.

3« Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wölbungsscheitel der runden Ausspitzung (7.2) in einer im wesentlichen geraden Linie (12) verläuft, die mit der zur Mittelachse (2.1) des Bohrkopfes (1) senkrechten Ebene (5) einen Winkel von 50° bis 70°, vorzugsweise 60°, bildet.

4> Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der runden Ausspitzung (7.2) in etwa linearer Abhängigkeit vom Bohrkopfdurchmesser steht und zwischen 0,4 mm bei einem Bohrkopfdurchmesser von etwa 5 mm bis 0,8 mm bei einem Bohrkopfdurchmesser von etwa 10 mm beträgt.

5. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der Schneidenspitzen (4) von der Bohrkopfmitte (2) zwischen 1/3 bis 1/5» vorzugsweise 1/4, des Bohrkopf-

- 3 -durchmessers beträgt.

6. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da- |

durch gekennzeichnet, daß an den Außenschneiden (3.1) I

der Spitzenwinksl zwischen 120° und 140°, der meß- !

bare Freiwinkel der ersten Hinterschlifffläche (6.1) f

zwischen 6° und 10°, der meßbare Freiwinkel der ff

zweiten Hinterschlifffläche (6.2) zwischen 15° und \

25°, und der-durch den Drallwinkel der Spannut (11) j

vorgegebene meßbare Spanwinkel zwischen 15° und 25° f

betragen. '

7· Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- |' durch gekennzeichnet, daß für Stahl als mit dem Bohr-

werkzeug zu bearbeitender Werkstoff an den Außen- f

ste |

f schneiden (3.1) der Spitzenwinkel ca. 130°, der erste |

meßbare Freiwinkel ca. 8°_? der zweite meßbare Frei- | winkel ca. 20° und der meßbare Spanwinkel ca. 20° betragen.

I

8. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7_f da- | durch gekennzeichnet, daß die Fase (13) am Fasen- I rücken (14) ohne Absatz stetig in die umfangsseitige
Freifläche (15) übergeht. ί