DE2935389C2 - Kurzbohrer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kurzbohrer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Ein Kurzbohrer dieser Art ist aus der DE-OS 27 51 255 bekannt. Dieser bekannte Bohrer weist zwei oder mehr polygonale Schneideinsätze auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurzbohrer der angegebenen Art zu schaffen, der eine bessere Führungswirkung besitzt und bei dem der oder die Einsätze, die dem größten Verschleiß ausgesetzt sind, eine häufigere Umsetzbarkeit gestatten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kurzbohrer der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art dadurch gelöst, daß der radial innere Schneideinsatz rund ausgebildet ist und eine kreisbogenförmige Schneidkante aufweist.

Die erfindungsgemäß vorgesehene kreisrunde Schneidkante läßt ein häufigeres Umsetzen zu, was gerade im Bereich der Bohrachse, wo bekanntlich der Verschleiß am größten ist, von Vorteil ist. Durch den innenliegenden runden Einsatz läßt sich ferner die Führungswirkung gegenüber einem eckigen Einsatz verbessern.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb« 110, 1977, Heft 9, Seiten 615—618 hingewiesen. In dieser Veröffentlichung ist eine Reihe von Variationsmöglichkeiten bezüglich der Ausführungsform von Schneideinsätzen angesprochen, wobei bei einem zweischneidigen Bohrer zwei Ausführungsformen beschrieben sind, bei denen einmal zwei viereckige Einsätze und einmal zwei runde Einsätze vorhanden sind. Als Begründung für den Einsatz von runden Schneidplatten ist in dem genannten Artikel darauf hingewiesen, daß runde Platten angewandt werden können, wenn Sacklöcher mit großen Endradien gebohrt werden sollen. Kombinationen zwischen einem innenliegenden runden Einsatz und einem außenliegenden polygonalen Einsatz sind in dieser Ver

öffentlichung jedoch nicht beschrieben.

Es ist ferner bekannt (US-PS 26 30 725). bei einem

Bohrer, bei dem mehrere runde Einsätze in Verbindung mit einem viereckigen Einsatz zur Anwendung kom-

mer.. den viereckigen Einsatz als radial am weitesten innenliegenden Einsatz zu verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt
ίο F i g. 1 eine Seitenansicht eines Kurzbohrers;

F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Schneidendes des Bohrkörpers unter Fortlassung der Einsätze;

Fi g. 3 eine Ansicht des Schneidendes nach Linie 3 der Fig.2 bei Darstellung der zwei Einsätze nach Fig. 1 in ihren Taschen (jedoch unter Fortlassung der Spanwinkel);

F i g. 4 einen Schnitt fiach der Linie 4-4 in F i g. 2;

F i g. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 in F i g. 2;

F i g. 6 einen Teilschnitt nach Linie 6-6 in F i g. 2;
F i g. 7 einen Teilschnitt zur Darstellung des Schneidprofils in einem Werkstück:

F i g. 8 eine Teilseitenansicht des Schneidendes eines Kurzbohrers einer weiteren Ausführungsform;

F i g. 9 eine Endansicht des Bohrers nach F i g. 8 (unter Fortlassung der Spanwinkel der Einsätze);

Fig. 10 eine dritte Ausführungsform eines Kurzbohrers, wobei der gezeigte Bohrkopf an dem in Fig.8 gezeigten Bohrkörper montierbar ist;

Fig. 11 eine En Jansicht der in F i g. 10 gezeigten Ausjo führungsform (unter Fortlassung der Spanwinkel):

F i g. 12 eine Endansicht des Bohrkörpers zur Darstellung der geschützten Konstruktion, die zum Zusammenbau mit einem Bohrkopf entsprechend der Darstellung in den Fig. 8 und 10 geeignet ist;

F i g. 13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform bei der eine Anzahl runder Einsätze mit einem einzigen äußeren polygonalen Einsatz kombiniert ist, und

Fig. 14 eine vergrößerte Ansicht einer Kante der polygonalfin Einsätze zur Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Spanbrechnut.

Fig. 1 zeigt einen Kurzbohrer mit einem zylindrischen Bohrkörper 10, dessen Ende 11 mit einem radial inneren runden Schneideinsatz 12 und einem radial äußeren polygonalen Schneideinsatz 13 versehen ist. Der Einsatz 13 besitzt eine quadratische Gestalt.

Die Einsätze 12 und 13 sind mit normal zu der

Schneidfläche verlaufenden Seitenwär.den versehen, so daß sie sowohl umgedreht als auch im Falle des Einsatzes 13 viermal und im Falle des runden Einsatzes 12 beliebig weitergedreht werden können.

Im Interesse der Klarheit der Darstellung sind die Spanwinkel der Einsätze in F i g. 3 nicht gezeigt; jedoch hat die Einsatztasche 18 entsprechend der Angaben in den F i g. 2 und 5 einen axialen negativen Spanwinkel von 10°, während die Tasche 19 des runden Einsatzes einen negativen Spanwinkel von 12° aufweist, wie in F i g. 6 gezeigt.

Wie in F i g. 3 gezeigt, ist die Schneidkante 20 des quadratischen Einsatzes vor der Mittellinie angeordnet, und zwar in einem Abstand von 3,6 mm, wie bei 21 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird ein quadratischer Einsatz von 12,7 mm und ein runder Einsatz von 4,8 mm Dicke verwendet — während die bei 22 angegeb5 bene Taschenschulter sich geringfügig hinter der Schneidfläche des Einsatzes erstreckten, beispielsweise annähernd 2,9 mm vor der Mittellinie. In dem Falle des runden Einsatzes 12 verläuft die vordere Spitze der

Schneidkante 23 geringfügig hinter der Mittellinie, in der Größenordnung von 0,71 mm. wie bei 24 angegeben, während infolge des negativen axialen Spanwinkels die Schneidkante an dem Punkt angrenzend an die Achse des Bohrers annähernd 0,12 mm hinter der Mittellinie liegt Die Taschenschulter 25 für den runden Einsatz erstreckt sich geringfügig unter die Schneidkante des Einsatzes, in der Größenordnung von 1.27 mm hinter der Mittelinie, wie bei 26 gezeigt. Wie in F i g. 2 gezeigt, besitzt die Einsatztasche 18 eine positive Neigung von 75° und ist so angeordnet, daß die Schneidkante des Einsatzes unter einem Winkel von 15° in der Größenordnung von 0,05 mm hinter dem runden Einsatz am Überlappungspunfct des Schneidkegels liegt.

Aus F i g. 7 ist ersichtlich, daß das durch diese Anordnung der Schneideinsätze in einem Werkstück gebildete Schneidprofil eine anfängliche kreisbogenförmige Ringnut 28 enthält, die durch die anfängliche Berührung der Schneidkante des runden Einsatzes gebildet wird und an einem Mittelpunktskegel 29 endet. D^r radial äußere Bereich 30 der Ringnut wird durch die Schneidkante 31 des quadratischen Einsatzes geschnitten, so daß sich ein ringförmiger Kamm 32 nach außen erstreckt, an den sich ein gerader Abschnitt 33. ein ringförmiger Kamm 34, ein äußerer gerader Abschnitt 35 und eine abschließende Ecke entsprechend dem Bohrerdurchmesser anschließen. Es ist zu beachten, daß nur der am unteren Ende der F i g. 7 gezeigte quadratische Einsatz tatsächlich vorhanden ist. Der obere Einsatz dient lediglich zur Darstellung der Überlappung mit dem runden Einsatz.

Aus den F i g. 1, 2 und 4 ist ersichtlich, daß der Kurzbohrer einen mittleren Kanal 40, einen Querkanal 41, Verbindungskanäle 42 sowie ausgedehnte Längsnuten 43 zum Fortspülen von Spänen mit unter Druck stehendem Kühlmittel im Bohrkörper aufweist. In diesem Zusammenhang ist es von Bedeutung, daß im quadratischen Einsatz 13 Spanbrechnuten 17 vorgesehen sind, die eine Spangröße sicherstellen, die mit der Räumung durch den Spülvorgang verträglich ist.

Die in den Fig. 1 bis 7 dargestelle Ausführungsform mit zwei Einsätzen ist für einen Bohrerdurchmesser von 38,1 mm unter Verwendung von genormten runden und quadratischen Einsätzen von 12,7 mm geeignet. In den F i g. 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der ein einziger runder Einsatz 45 und zwei quadratische Einsätze 46, 47 Verwendung finden, die zum Bohren von Löchern größeren Durchmessers geeignet sind. Es kann beispielsweise durch Verwendung eines genormten runden Einsatzes 45 von 12.7 mm und von quadratischen Einsätzen 46 und 47 von 15.9 mm ein Bohrungsdurchmesser von 63,5 mm erzeugt werden. Für die Einsätze 45 und 46 finden entsprechend ausgebildete Taschen Verwendung wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit zwei Einsätzen. Hierbei ist es von Bedeutung, daß der radial innerste Schneidpunkt des inneren quadratischen Einsatzes den von dem runden Einsatz geschnittenen Kegel überlappt, wie in F i g. 7 gezeigt. Der radial äußere quadratische Einsatz 47 muß wiederum den von dem radial inneren quadratischen Einsatz 46 geschnittenen Kegel überlappen.

Wie bei der Ausführungsform mit zwei Einsätzen liegt die Schneidkante des runden Einsatzes leicht hinter der Mittellinie, und zwar in der Größenordnung von 0.127 mm. wie bei 48 gezeigt, während die Schneidkante des quadratischen Einsatzes 46 vor der Mittellinie liegt, wie bei 49 gezeigt, und die Schneidkante des /weiten quadratischen Einsatzes ebenfalls vor der Mittelinie liegt, wie bei 50 gezeig;. Auch hierbei können axiale Taschenwinkel von 12° tür den runden Einsatz, wie in F i g. 6 gezeigt und von 10° für die quadratischen Einsätze, wie in F i g. 5 gezeigt, vorgesehen sein, um einen negativen Spanwinkel zu erzielen, obwohl dieser in Fig.9 nicht gezeigt ist. Wie vorstehend angedeutet kann die Ausführungsform der F i g. 8 und 9 so ausgebildet werden, daß sie einen Bohmngsdurchmesser von 63,5 mm erzeugt, und zwar durch Verwendung eines genormten runden Einsatzes 45 von 12.7 mm Durchmesser und von zwei quadratischen Einsätzen von 15,9 mm. Mit derartigen quadratischen Einsätzen von 6.35 mm Dicke sind bei einer Abmessung von 3.4 mm bei 49 und 5.0 mm bei 50. wie in F i g. 9 gezeigt, befriedigende Ergebnisse erzielt worden.

Bei dieser Ausführungsform wird ein lösbarer Bohrkopf 51 mit einem Bohrkörper 52 zusammengebaut, und zwar unter Verwendung eines querverlaufenden Antriebskeils 53. der-einstückig an dem inneren Ende des Kopfes ausgebildet ist und einen querverlaufenden Schlitz 54 im Bohrkörper erfaßt, und eines einstückig ausgebildeten Führungsstiftes 55. der in eine Führungsöffnung 56 des Bohrkörpers eingreift. Es können geeignete Einspannmittel (nicht gezeigt) verwendet werden, um den Kopf am Bohrkörper zu halten. In Fig. 10 ist ein ähnlicher lösbarer Kopf 57 unabhängig vom Bohrkörper gezeigt, und zwar in Verbindung mit vier Einsätzen, die geeignet sind, eine Bohrung von demselben Durchmesser herzustellen wie die Ausführungsform nach den Fig.8 und 9 mit drei Einsätzen. In diesem Fall finden kleinere quadratische Einsätze bei einem kleineren positiven Arbeitswinkel 58 in der Größenordnung von 5° Verwendung. Es kann beispielsweise ein runder Einsatz 59 von 12,7 mm Durchmesser in Kombination mit quadratischen Einsätzen 60 und 61 von 12.7 mm und einem uadratischen Einsatz 62 von 9,5 mm mit einer Überlappung in der gemeinsamen konischen Schneidfläche zur Herstellung eines Bohrloches von 63.5 mm Durchmessergeeignet sein.

In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform schematisch dargestellt, bei der eine Anzahl runder Einsätze mit einem einzigen radial äußeren quadratischen Einsatz kombiniert ist.

Die runden Einsätze auf jeder Seite, wie beispielsweise 65;j. 65c und 65e. können mit geringem Abstand in geeigneten runden Taschen angeordnet sein, wodurch eine angemessene Neigung vorgesehen wird, die der Ausführungsform nach Fig. 10 vergleichbar ist, wobei sich die Einsätze auf gegenüberliegenden Seiten abwechselnd überlappen, so daß sich die Reihenfolge 65a. b. c, d und e ergibt. Der quadratische Einsatz 66 bewirkt die Fertigstellung der Bohrlochwand.

In F i g. 14 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Spanbrechnut für alle polygonalen Einsätze gezeigt. Es wird vorausgesetzt, daß der Winkel 67 dem Neigungswinkel des Einsatzes, wie z. B. 58 in F i g. 10. entspricht, wodurch die radial innerste Kante der äußersten Nut im wesentlichen parallel zur Achse des Bohrers verläuft und dadurch eine Aufspaltung der Späne an einer solchen Kante sicherstellt. Die Nut wird durch einen spitbo zen Winkel 68 in der Größenordnung von 70° vollendet und erstreckt sich bis zu einer Tiefe 69 in der Größenordnung von 0.5 mm. Die inneren Kanten der Nut weisen gegenüber den Einsatzkanten einen Abstand 70 auf. der mit der Einsat/größe schwanken kann, jedoch etwa tv, jjeich einem Drittel der Einsät/breite ist. Am Boden ist bei jeder Nut eine leichte Krümmung 71 in der Größenordnung von 0.J mm vorgesehen. Diese Nut stellt ein Aufspalten des Spanes an der radial äußersten Nut si-

eher, im Gegensatz zu einer mehr herkömmlichen bogenförmigen Nut, die lediglich Späne unterschiedlicher Dicke ohne Aufspaltung erzeugt.

Bei jeder Ausführungsform sind die Einsätze im allgemeinen nahezu in einer einzigen radialen Ebene ausgerichtet, um einen Spandurchgang in einem Puar axial verlaufender Spannuten 63 zu ermöglichen, die den Bohrer nicht übermäßig schwächen. In jedem Fall hat sich der runde Einsatz am Mittelpunkt als stabilisierend erwiesen und wirkt mit dem äußeren quadratischen Einsatz oder den äußeren Einsätzen zusammen, so daß ein schnelles genaues Bohren ermöglicht wird. In dem Fall der Ausführungsform nach den Fig. 10 bis 12 erzeugen die Einsätze kleinerer Größe relativ zum Bohrungsdurchmesser und den Rinnen 63 kleinere Späne, was eine geeignete Verbindung der Kanäle 64 zum Hindurchspülen des Kühlmittel mit einem mittleren Kanal im Bohrkörper erleichtert, wie bei 64 in F i g. 8 gezeigt. Aus einer Betrachtung der Fig.9 ist beispielsweise ersichtlich, daß die Spannuten 63 bogenförmige Enden im Bereiche der Schneidflächen der Einsätze haben, die geeignet sind, die Späne beim Verlassen der Schneidkanten lockenförmig aufzuwickeln. Es ist ersichtlich, daß diese bogenförmigen Enden sich tatsächlich vom Mittelpunkt des Bohrers über eine radiale Linie hinweg durch den äußersten Punkt der Nutenüberschneidung mit dem Außenumfang des Bohrers erstrecken und so den Span unter einem spitzen Winkel relativ zur Wand des Bohrloches führen, um die Aufwickeltätigkeit in eine Kehlenöffnung hinein zu verstärken und eine Verkeilung des Spans zwischen dem Außenumfang des Bohrers und der Werkstücköffnung zu verhindern.

Die Kombination von 8 Stellungen für jeden der quadratischen Einsätze und die unbegrenzte Zahl von Stellungen der runden Einsätze gewährleisten eine hohe Geschwindigkeit und eine hohe Leistung bei unerwarteter Stabilität, Geräuschfreiheit und Geradlinigkeit der Bohrtätigkeit.

Bei Verwendung verfügbarer genormter runder und polygonaler Einsätze mit einer geeigneten Überlappung können ohne weiteres Bohrungen in einem Bereich von 25,4 bis 63,5 mm Durchmesser hergestellt werden. Es werden Schneideinsätze mit negativem Spanwinkel wegen maximaler Umsetzfähigkeit bevorzugt, obwohl selbstverständlich auch Einsätze mit positivem Spanwinkel verwendet werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50

55

60 I

65

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kurzbohrer mit einem Bohrkörper mit am Ende des Bohrkörpers ausgebildeten Einsatztaschen für die Aufnahme von radial zueinander versetzt angeordneten Schneideinsätzen, wobei der radial innere Schneideinsatz über die Bohrerachse hinausragt und der radial äußere Schneideinsatz die Form eines Polygons besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Schneideinsatz (!2,45,59) rund ausgebildet ist und eine kreisbogenförmige Schneidkante (23) aufweist.

2. Kurzbohrer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußere Schneideinsatz (13, 47,62) eine quadratische Gestalt besitzt.

3. Kurzbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schi;eideinsätze unter einem positiven Spanwinkel angeordnet sind.

4. Kurzbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Anzahl runder Schneideinsätze (56a—e) in sich fortschreitend überlappenden radialen Positionen und einen letzten, radial äußeren polygonalen Einsatz (66) mit einer zum Fertigschneiden der Bohrlochwand geeigneten Schneidkante aufweist.