DE8536805U1 - Extrusion tool for the production of a hard metal or ceramic drill bit blank - Google Patents

Extrusion tool for the production of a hard metal or ceramic drill bit blank

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Description

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FRIED. KRUPP GESELLSCAHFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNGFRIED. KRUPP GESELLSCAHFT WITH LIMITED LIABILITY

in Essenin food

Strangpreßwerkzeug zur Herstellung eines Hartmetall- oder KeramikbohrerrohlingsExtrusion die for the production of a hard metal or ceramic drill bit blank

Die Anmeldung betrifft ein Strangwerkzeug, das einen Dorn und eine Düse aufweist, zur Herstellung eines Bohrerrohlings mit mindestens einer schraubenförmig verlaufenden innenliegenden Spülbohrung, zu der (jeweils) parallel umfangsseitig eine oder mehrere wendeiförmige Nuten vorgesehen sind.The application relates to an extrusion tool, which has a mandrel and a nozzle, for production a drill blank with at least one helical internal flushing hole, to the (in each case) parallel on the circumferential side one or several helical grooves are provided.

Die genannten Hartmetall- bzw. Sinterbohrerrohlinge sind z.B. aus der EP 0 118 035 Al bekannt. Aus den durch die in der genannten europäischen Patentanmeldung beschriebene wendeiförmige Verdrillung hergestellten Rohlingen müssen noch die Spankammern ausgefräst werden, wodurch nicht unerhebliche Kosten entstehen. Zur Herstellung der Hartmelall-Bohrerspitze wird a.a.O., Seite 10, vorgeschlagen, einen kreiszylinderförmigen Sintermetallrohling mittels einer Strangpreßeinrichtung, in der eine Freß-Formdüse angeordnet ist, zu extrudieren.The hard metal or sintered drill bit blanks mentioned are known, for example, from EP 0 118 035 A1. From the produced by the helical twist described in the said European patent application The chip chambers still have to be milled out of blanks, which is not insignificant Costs arise. For the manufacture of the Hartmelall drill bit, it is suggested above, page 10, a circular cylindrical sintered metal blank to extrude by means of an extrusion device in which a feeding-forming nozzle is arranged.

Die wendelförmig verlaufenden Kühlkanäle sollen durch Verdrillen des aus der Strangpreßeinrichtung austretenden Sintermetallrohlings mit einer auf den Materialfluß, auf die angestrebte BohrergeometrieThe helically running cooling channels are intended by twisting the sintered metal blank emerging from the extrusion device with an effect on the material flow and on the desired drill geometry

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und auf den Wendelverlauf der Kühlkänäle abgestimmten Winkelgeschwindigkeit hergestellt werden, Wobei die (offenbar nach dem Stand der Technik bekannten) Ve?dfilleinrichtungen eine stetig und gleichmäßigeand the angular velocity matched to the helical course of the cooling channels can be produced, whereby the filling devices (evidently known from the prior art) have a steady and uniform

axiale Führung des Sintermetallrohlings und eine |axial guidance of the sintered metal blank and a |

ebenfalls kontinuierliche und stetige Verdrillbewegung besorgen.also provide continuous and steady twisting movement.

Nachteiligerweise sind demnach neben dem Strangpreßwerkzeug zusätzliche Verdrilleinrichtungen sowie entsprechende Steuer- und Regel-Organe erforderlich. 1Disadvantageously, therefore, in addition to the extrusion tool additional twisting devices as well as corresponding control and regulating organs required. 1

Hieraus ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Strangpreßwerkzeug anzugeben, \ womit die genannten Rohlinge mit exakt gleichmäßi- * ger Steigung und gleichmäßigem Spülbohrungsdurch- ) messer unter Einsparung von zusätzlichen Arbeitsgängen sowie VerdrilJ-, Steuer- und Regeleinrichtungen hergestellt werden können.It follows from the underlying object of the invention to provide an extrusion die \ whereby the blanks referred much more uniform with exactly * eng pitch and uniform Spülbohrungsdurch-) diameter can be prepared by reduction of additional operations as well as VerdrilJ- and control devices.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch das in den Ansprüchen 1 bis 7 beschriebene Strangpreßwerkzeug gelöst.The object of the invention is achieved by the in Claims 1 to 7 described extrusion die solved.

Das erfindungsgemäße Strangpreßwerkzeug weist eine (wechselbare) Düse mit mindestens einem in Preßrichtung wendelförmig verlaufenden Steg und einen vor dem Düseninnenraum endenden Dorn auf, an dem ein oder mehrere elastische Drähte mit dem gewünschten Spülbohrungsdurchmesser befestigt sind. Die Drähte sind an der der Düse zugewandten Seite des Dorns in dem gewünschten Abstand befestigt, den die hiermit herstellbaren Spülbohrungen haben, und ragen in den Düseninnenraum. Vorzigsweise ragen sieThe extrusion die according to the invention has a (exchangeable) nozzle with at least one in the pressing direction helically extending web and a mandrel ending in front of the nozzle interior, on which one or more elastic wires with the desired irrigation bore diameter are attached. the Wires are attached to the nozzle-facing side of the mandrel at the desired spacing that the have flushing bores that can be produced in this way and protrude into the interior of the nozzle. Mostly they protrude

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bis an das Düseninnenraumende oder sogar 1 bis 2 rnm darüber hinaus. Es können Stegwendeln verwendet werden, die in der Projektion mehr als 90°, vorzugsweise mehr als 180°, beschreiben. Vorteilhafterweise ist das Strangpreßwerkzeug wie die bisher bekannten Werkzeuge ebenso einfach gebaut, erspart aber ansonsten zum Strangpreßwerkzeug erforderliche (zusätzliche) Verdrillungseinrichtungen. Aus fertigungstechnischen Gründen empfiehlt sich die in Anspruch 2 beschriebene Stegc^ometrie.to the end of the nozzle interior or even 1 to 2 mm Furthermore. Web coils can be used, which in the projection are more than 90 °, preferably more than 180 °. The extrusion die is advantageously like the previously known ones Tools built just as easily, but otherwise saves the extrusion tools required (additional) twisting devices. From production engineering The web cometry described in claim 2 is recommended for reasons.

Statt den Sinterrohling erst nach dem Austritt aus der Strangpreßeinrichtung wie bisher vorgeschlagen zu verdrillen, werden die Verdrillung und die Herstellung der Spülbohrungen in einem Verfahrensgang mit dem Strangpressen gewährleistet. Die am Dorn des Strangpreßwerkzeuges vorgesehenen elastischen Drähte schaffen schon während des Verdrillens ihrem Durchmesser entsprechende Spülbohrungen, deren gleichmäßige Geometrie nicht durch spätere Arbeitsgänge wieder zerstört wird. Da gleichzeitig mit de^i Strangpressen über den Führungssteg bzw. die -stege die Verdrillung bewirkt wird, hängt diese auch nicht mehr von äußeren Größen wie der Materialflußgeschwindigkeit in der Strangpresse ab. Unabhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit der Stempel das Material in und durch die Düse preßt, wird stets eine gleichmäßige Steigung des Hartmetall- oder Keramikbohrerrohlings bewirkt. Das Steigungsmaß der Nuten des Rohlings bestimmt vorzugsweise die Steigung der Spankammer und kann von Bohrertyp zu Bohrertyp verschieden, im Extremfall sogar zu geraden Nuten, übergehen. Um mit demselben Strangpreßwerkzeug arbeiten zu können, muß zur Herstellung von Rohlingen mit einer anderen Nutensteigung oderInstead of the sintered blank only after it has emerged from the extrusion device as previously proposed to twist, the twisting and the production of the flushing bores are carried out in one operation guaranteed with extrusion. The elastic ones provided on the mandrel of the extrusion die During the twisting process, wires create flushing bores corresponding to their diameter, their uniform geometry is not destroyed again by subsequent work steps. Since, at the same time as de ^ i Extrusion over the guide bar or bars causes the twist, this also depends no longer depends on external parameters such as the speed of the material flow in the extruder. Regardless of the speed at which the stamp Forces material in and through the nozzle, there is always a uniform pitch of the hard metal or ceramic drill bit blank causes. The pitch of the grooves in the blank preferably determines the pitch the chip chamber and can differ from drill type to drill type, in extreme cases even straight Groove, move on. In order to be able to work with the same extrusion tool, must for the production of Blanks with a different pitch or

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einem anderen Durchmesser lediglich die Düse ge^ wechselt werden. Auch hier ist ansonsten keine ändere Einstellung öder Regelung vonnöten. Die Gleichmäßigkeit der Steigung wird erhöht, wenn die Führung über die besagte Stegwendel über min^another diameter only the nozzle ge ^ be changed. Here, too, no other setting or regulation is necessary. the Uniformity of the slope is increased when the guide on the said web helix over min ^

destens 90°, vorzugsweise über mindestens 180°, erfolgt. Aus apparate-, fertigungs- und verfahrenstechnischen Gründen wird eine Führung, das ist der Steg, bevorzugt, der im Querschnitt halbkreisför-1Ü mig ist und dessen Radius mindestens 1 mm beträgt.at least 90 °, preferably over at least 180 °, he follows. For reasons of apparatus, production and process technology, a guide becomes the Web, preferably, which is semicircular in cross section and whose radius is at least 1 mm.

Erfahrungen haben gezeigt, daß der Spiralwinkel des wendeiförmigen Steges in der Düse etwas größer gewählt werden sollte als der beim Rohling gewünschte Winkel. In der Regel beträgt das Aufmaß ca. 3 bis 7°.Experience has shown that the spiral angle of the helical web in the nozzle is chosen to be somewhat larger should be than the angle desired for the blank. Usually the allowance is approx. 3 up to 7 °.

Werden die Drähte bis in Höhe des Düseneintrittsraumes durch Abstandshalter gestützt, so erhöht sich vorteilhafterweise das Gleichmaß des parallelen Verlaufs zueinander bzw. zur umlaufenden Nut.If the wires are supported by spacers up to the level of the nozzle inlet space, then they are increased Advantageously, the uniformity of the parallel course to one another or to the circumferential groove.

Der Draht soll elastisch sein, damit er seine zwangsweise Verwindung beim Verdrillen des Hartmetall- oder Keramikpreßgutes ohne Bruch übersteht, bevorzugt wird z.B. Cu-Draht oder ein Cu-Legierungsdraht verwendet.The wire should be elastic so that it is forced to twist when twisting the hard metal or ceramic pressed material survives without breakage, e.g. Cu wire or a Cu alloy wire is preferred used.

ϋώ nach Verwendungszweck des Bohrers, der schließlich aus dem Rohling hergestellt werden soll, kann es sinnvoll sein, Spülbohrungen mit verschiedenen Durchmessern vorzusehen. In einem solchen Fall ist ein Dorn mit entsprechend dimensionierten Drähten zu verwenden.ϋώ according to the intended use of the drill, which eventually from the blank is to be made, it can be useful to have flushing holes with different Provide diameters. In such a case there is a mandrel with appropriately sized wires to use.

• ·• ·

Im Hinblick auf eine gute Fließfähigkeit des Preßgutes ist der Dorn bevorzugt an der der Düse zugewandten Seite im wesentlichen kegelförmig verjüngt, so daß die elastischen Drähte am Kegelmantel austreten. Die Kegelform kann in einer Spitze endenWith regard to a good flowability of the pressed material the mandrel is preferably on the one facing the nozzle Side is tapered essentially conically, so that the elastic wires emerge on the cone shell. The cone shape can end in a point

oder in einem im wesentlichen zylinderförmigen Abstandshalter zur Abstützung der Drähte - einer Art Mittelstift - übergehen.or in a substantially cylindrical spacer to support the wires - a kind of center pin - go over.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in
Drawings shown. Show it

Fig. 1 ein Strangpreßwerkzeug in verschiedenen Schnittansichten,1 shows an extrusion die in different sectional views,

Fig. 2 eine der Düse vorschaltbare Einlaufdüse ,2 shows an inlet nozzle which can be connected upstream of the nozzle ,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch einenFig. 3 is a sectional view through a

kegeligen Dorn,conical mandrel,

Fig. 4 eine entsprechende Ansicht einesFig. 4 is a corresponding view of a

Doms mit zylinderförmigem Abstandshalter undDoms with cylindrical spacers and

Fig. 5a, b eine Düse in zwei Schnittansichten.5a, b show a nozzle in two sectional views.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemaße Strangpreßwerk-'
zeug, das im wesentlichen aus einer Düse 3, einer
dieser vorgeschalteten Einläufdüse 4, einem Dorn 5 sowie der Düsenfassung 6 besteht. Die Düse 3 ist in Fig. 5a, b und die Einlauf ο ·.·?.?■ 4 in Fig. 2 einzeln dargestellt, Die Düse 3 besteht aus einem zylindrischen Düseninnenraum 7, der durch die Innenman-Fig. 1 shows the extrusion plant according to the invention '
stuff that consists essentially of a nozzle 3, a
this upstream inlet nozzle 4, a mandrel 5 and the nozzle holder 6 consists. The nozzle 3 is shown individually in Fig. 5a, b and the inlet ο ·. ·?.? ■ 4 in Fig. 2. The nozzle 3 consists of a cylindrical nozzle interior 7, which is

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telfläche 8 begrenzt wird. Diese Düsenmantelinnenfläche 8 weist zwei in Preßrichtung 9 wendelförmig verlaufende Stege 10 auf, die über die Düsenlänge 1 einen Viertelkreis (90°) beschreiben. Die im Querschnitt halbkreisförmigen Stege haben einen Radius von mindestens 1 mm. Der in Fig. 5a, b dargestellten Düse 5 ist die in Fig. 2 skizzierte Einlaufdüse 4 vorgeschaltet. Die Einlaufdüse hat einen konischen Einlauftrichter für das Preßgut, dessen kleinster Radius etwa dem Radius der Einlaufdüse entspricht. Der Öffnungswinkel ■< des Einlauftrichters beträgt etwa 70°.central area 8 is limited. This inner surface of the nozzle jacket 8 has two helical shapes in the pressing direction 9 extending webs 10, which describe a quarter circle (90 °) over the nozzle length 1. The in cross section semicircular bars have a radius of at least 1 mm. The one shown in Fig. 5a, b Nozzle 5 is connected upstream of the inlet nozzle 4 sketched in FIG. 2. The inlet nozzle has one conical inlet funnel for the pressed material, the smallest radius of which is approximately the radius of the inlet nozzle is equivalent to. The opening angle ■ < of the inlet funnel is about 70 °.

Axial zentriert zu der Einlaufdüse 4 und der Düse 3 ist der Dorn 5 angeordnet, dessen Spitze 5a etwa kurz vor dem Düseninnenraum 7 liegt. Der Dorn 5 hat z.B. die in Fig. 3 und 4 dargestellten Formen. Neben einem Zylinder 11 und einem Sockel 12 weist der Dorn entweder einen Kegel 13 auf, wobei die Drähte 14 aus der Kegelmantelfläche 13a parallel zur Preßrichtung austreten, oder die Dornspitze 5a läuft in einem zylinderförmigen Abstandshalter 15 aus, der so angeordnet ist, daß die parallel aus der Kegel(stumpf-)mantelflache 13a austretenden Drähte 14 an ihm anliegen. Ein bevorzugter Kegelmantelwinkel β liegt bei 40°.The mandrel 5 is arranged axially centered with respect to the inlet nozzle 4 and the nozzle 3, the tip 5a of which lies approximately shortly in front of the nozzle interior 7. The mandrel 5 has the shapes shown in FIGS. 3 and 4, for example. In addition to a cylinder 11 and a base 12, the mandrel either has a cone 13, the wires 14 emerging from the conical surface 13a parallel to the pressing direction, or the mandrel tip 5a runs out in a cylindrical spacer 15 which is arranged so that the parallel Wires 14 emerging from the conical (truncated) jacket surface 13a bear against it. A preferred cone surface angle β is 40 °.

Die genannten Teile sind in nach dem Stand der Technik bekannter Weise in einer Düsenfassung 6 untergebracht.The parts mentioned are in a nozzle holder 6 in a manner known from the prior art housed.

Das erfindungsgemäße Strangpreßwerkzeug arbeitet folgendermaßen ,The extrusion die according to the invention works as follows,

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Ein Hartmetallblock wird von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Stempel in Richtung des Pfeils 9 in den zwischen Dorn 5 und Düsenfassung 6 gebildeten Raum 16 und infolge der weiteren Stempelbewegung in den Raum 17 der Einlaufdüse 4 gepreßt, wo das Hartmetall verdichtet wird. Die eigentliche Formgebung vollzieht sich in dem Düseninnenraum 7 auf zweierlei Weise. Beim weiteren Vorschub des Stempels erhält das Hartmetall seine zylindrische Form mit der Maßgabe, daß die Stege 10 umfangsseitig eine wendelförmig verlaufende Nut im Hartmetallstrang erzeugen und damit gleichzeitig bewirken, daß der aus der Düse 5 gepreßte Strang in eine Rotation um seine Längsmittelachse versetzt wird. Diese Rotation hat zur Folge, daß die den Düseninnenraum 7 durchragenJen Drähte nicht - wie bei einem rotationsfreien Strang - zylinderförmige Löcher entsprechend dem Drahtdurchmesser hinterlassen, sondern daß die elastischen Drähte 14 ebenfalls wendelförmig verdrillt werden und dementsprechend jeweils eine wendelförmig verlaufende Spülbohrung 2 erzeugen, die parallel zu den Nuten 1 verläuft. Der Abstand der Drähte 14 voneinander gibt entsprechend den Abstand der parallel zueinander laufenden Spülbohrungen vor.A hard metal block is pressed by a punch (not shown in FIG. 1) in the direction of arrow 9 into space 16 formed between mandrel 5 and nozzle holder 6 and, as a result of the further punch movement, into space 17 of inlet nozzle 4, where the hard metal is compressed. The actual shaping takes place in the nozzle interior 7 in two ways. As the punch continues to advance, the hard metal acquires its cylindrical shape with the proviso that the webs 10 create a helical groove in the hard metal strand around the circumference and thus simultaneously cause the strand pressed out of the nozzle 5 to rotate about its central longitudinal axis. This rotation has the effect that the nozzle inner chamber 7 project through J en wires do not - as in a rotation free strand - left cylindrical holes corresponding to the wire diameter, but that the elastic wires 14 are also helically twisted, and accordingly each have a helically extending flushing bore 2 form, which runs parallel to the grooves 1. The spacing of the wires 14 from one another accordingly specifies the spacing of the flushing bores running parallel to one another.

Claims (7)

• · β · Ansprüche• · β · claims 1. Strangpreßwerkzeug, das einen Dorn und eine Düse aufweist, zur Herstellung des Bohrerrohlings mit mindestens einer schraubenförmig verlaufenden innenliegenden Spülbohrung, zu der (jeweils) parallel umfangsseitig eine oder mehrere wendeiförmige Nuten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseninnenmantel (8) einen in Preßrichtung (9) wendelförmig verlaufenden Steg (10) aufweist und daß an dem vor dem Düseninnenraum endenden Dorn (5) ein oder mehrere elastische Drähte (14) mit dem gewünschten Spülbohrungsdurchmesser in dem1. Extrusion tool, which has a mandrel and a nozzle, for producing the drill blank with at least one helical internal flushing bore to which (each) one or more helical grooves are provided parallel on the circumferential side, thereby characterized in that the nozzle inner jacket (8) is helical in the pressing direction (9) extending web (10) and that on the mandrel ending in front of the nozzle interior (5) one or more elastic wires (14) with the desired irrigation bore diameter in the gewünschten Abstand der Spülbohrungen (2) befestigt sind, die in den Düseninnenraum (7) ragen.the desired distance between the flushing bores (2) which protrude into the nozzle interior (7). 2. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen- und Drahtlänge (1) mindestens so groß gewählt werden, daß der Steg eine Wendel von mehr als 90°, vorzugsweise mehr als 180°, beschreibt.2. Extrusion tool according to claim 1, characterized in that the nozzle and wire length (1) be chosen at least so large that the web has a helix of more than 90 °, preferably more as 180 °. 3. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (10) im Querschnitt halbkreisförmig mit einem Radius (r) von mindestens 1 mm ist.3. Extrusion tool according to claim 1 or 2, characterized in that the web (10) in the Section is semicircular with a radius (r) of at least 1 mm. 4, Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 1 oder 3,4, extrusion die according to claim 1 or 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht aus Cu oder einer Cu-Legierung besteht.characterized in that the wire consists of Cu or a Cu alloy. 85/155 I
Vö/B85/155 I.
Vö / B 5. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Drähte (14) verschiedenen Durchmessers.5. Extrusion tool according to one of claims 1 to 4, characterized by wires (14) different Diameter. 6. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 16. Extrusion die according to one of claims 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (5) an der der Düse (3) zugewandten Seite im wesentlichen kegelförmig verjüngt ist und die Drähte aus der Kegelmantelfläche (13a) austrete«.to 5, characterized in that the mandrel (5) essentially on the side facing the nozzle (3) is conically tapered and the wires emerged from the conical surface (13a) «. 7. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Verjüngung in einen im wesentlichen zylinderförmigen Abstandshalter (15) zur Abstützung der Drähte (14) übergeht .7. extrusion die according to claim 6, characterized in that the conical taper in a substantially cylindrical spacer (15) passes over to support the wires (14) .
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