DE68913750T2 - Bohrer und Schneideinsatz dafür. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bohrer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, zum Bohren in metallische Werkstücke, wobei der Bohrer einen länglichen Bohrerkorpus aufweist, dessen Vorderende mit radial außen bzw. innen liegenden Wendeschneideinsätzen versehen ist, die zusammen ein Loch in ein massives Werkstück bohren können. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Wendeschneideinsatz für die Verwendung in einem solchen Bohrer, und zwar gemäß Oberbegriff des Anspruches 5. Ein solcher Bohrer und ein solcher Einsatz sind aus der US-A-4 149 821 bekannt.
• Die meisten derzeitigen Benutzer sogenannter Kurzlochbohrer verwenden einen Werkzeugstützkorpus oder -halter, der einen oder mehrere kleine Karbidwendeschneideinsätze trägt, welche die Schneldkanten definieren. Diese Werkzeugtypen haben eine große Akzeptanz gefunden für das Bohren von Löchern, deren Länge etwa das zwei- bis vierfache des Durchmessers des gebohrten Loches beträgt. Bei der Verwendung dieses generellen Aufbaus sind jedoch beim Bohren von Stahl einige Probleme aufgetreten aufgrund der Tatsache, daß die wünschenswerte, genaue Position des Einsatzes, wenn dieser an dem den Einsatz aufnehmenden Platz befestigt wird: nicht immer erreicht wurde. Werkzeuge, die in der Lage sind, diese generelle Funktion zu erfüllen, sind in den US-Patenten Nr. 4,149,821 und 4,648,760 dargestellt.
• Die Anmelderin hat die Probleme nach dem Stand der Technik gelöst, indem sie wendbare Schneideinsätze verwendet, welche sechs zusammenhängende Kantenflächen gleicher Länge und zwei hexagonale Seitenflächen hat, die genauer in ihren entsprechenden Taschen eines Bohrerschaftes positioniert werden können, siehe Ansprüche 1 und 5. Derartige Bohrer sind stabiler mit Blick auf die zu erwartenden hohen Schneidbelastungen. Diese verbesserte Stabilität ist deshalb wichtig, weil bei einer gegebenen Rotationsgeschwindigkeit des Bohrers die äußere Schneidkante eines Bohrereinsatzes dieser Art immer eine größere Oberflächetigeschwindigkeit hat als die innere Kante. Die Erfindung wird jetzt genauer beschrieben in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, von denen
• Fig. 1 eine Seitenansicht eines länglichen Bohrers ist,
• Fig. 2 eine Stirnansicht des Bohrers nach Figur 1 ist,
• Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Einsatzes an seiner Position in einer den Einsatz aufnehmenden Tasche in dem Bohrerkorpus ist,
• Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines hexagonalen Schneideinsatzes gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und
• Fig. 5 eine Draufsicht auf den Einsatz gemäß Figur 4 ist.
• Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Abschnitt eines zylindrischen Bohrschaftes 10, der an seinem am weitesten vorn liegenden Teil mit zwei Schneideinsatzplätzen bzw. Taschen 11,12 versehen ist, die im wesentlichen auf je einer Seite der Zentrallinie CL des Bohrers angeordnet sind. Axiale Spannuten oder Durchgänge für den Abfluß von Spänen sind mit 13 und 14 bezeichnet. Beide Einsatzplätze 11,12 sind in ihrem Zentrum mit Löchern für die Aufnahme von Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) versehen, für das Befestigen der Einsätze 15, 16 an den Plätzen.
• Die beiden Einsätze 15 und 16 sind so angeordnet, daß sie sich in axialer Richtung um das gleiche Maß bzw. gleich weit erstrecken und sie weisen zwei gegenüberliegende, hexagonale ebene Flächen 20, 21 und sechs zusammenhängende Kantenflächen 16 auf. Die Einsätze sind mit einem Freiwinkel β zwischen der oberen hexagonalen Fläche 21 und der angrenzenden Kantenfläche 18 versehen, was bedeutet, daß die erforderliche Schneidbrust bzw. der Schneidwinkel unmittelbar Teil (bzw. Eigenschaft) des Schneideinsatzes selbst ist und nicht durch eine bestimmte Orientierung des Einsatzes relativ zu dem Schaft erzielt wird. Der Einsatz hat eine im Zentrum vorgesehene Öffnung 17 für die Aufnahme der Festspannschraube.
• Bei dieser dargestellten, bevorzugten Ausführungsform, wie sie in den Figuren 1-2 gezeigt ist, sind die Anordnungen derart, daß der radial innen liegende Einsatz 16 aus einer 180º-Lage bezüglich des äußeren Einsatzes 15 um einen Winkel oversetzt bzw. verdreht ist, wobei α so groß ist, daß der Bohrer in radialer Richtung ausbalanciert ist. Üblicherweise liegt α im Bereich von 5º bis 7º.
• Wegen der hexagonalen Form der Einsätze 15 und 16 zeigen die Einsätze an ihrem freien Ende ein Profil, welches eine V-Form aufweist. Es hat ein Paar von geraden Schneidkanten 15a bzw. 15b, die die wirksamen Schneidkanten darstellen und einen stumpfen Winkel γ dazwischen einschließen, wobei jeder Schneideinsatz an seinem Platz so angeordnet ist, daß die Kanten 15a und 15b denselben Winkel γ/2 mit einer imaginären Winkelhalbierenden P bilden, die sich parallel zu der Mitteilinie CL des Bohrers erstreckt.
• Wie in Figur 4 dargestellt, weist die Freifläche 18 des Schneideinsatzes zwei ebene Flächen 1 8a und 18b auf, die sich unter einem stumpfen Winkel γ schneiden. Eine ebene Lokalisierungs- bzw. Positionierfläche 19 von dreieckiger Form erstreckt sich zwischen den Flächen 18a, 18b, von einer hexagonalen Bodenfläche 20 aus in Richtung der gegenüberliegenden hexagonalen oberen Fläche 21 endet jedoch in einem gewissen Abstand von der oberen Fläche 21. Diese Positionierfläche 19 ist symmetrisch zwischen den Freiflächen 18a, 18b angeordnet. Diese Fläche 19 ist so geneigt. daß ihr Neigungswinkel β&sub2; von der oberen Fläche 21 aus kleiner ist als der Freiwinkel β zwischen der Freifläche 18a und der oberen Fläche 21. Damit bildet die Fläche 19 eine Kante 22 nur mit der einen hexagonalen Fläche, nämlich der unteren hexagonalen Fläche 20. Weiterhin treffen an jeder Schneidecke zwei benachbarte Freiflächen 18 zusammen, wobei der Übergang dazwischen eine gleichmäßig bzw. sanft gekrümmte Fläche 23 ist, die die obere Fläche 21 unter einem spitzen Winkel θ schneidet und die von der oberen Schneidbrustfläche bzw. Spanfläche 21 weg geneigt ist, um den erforderlichen Freiraum bzw. Freiwinkel bereitzustellen. An einer Stelle, die bei etwa der Hälfte der Dicke des Schneideinsatzes liegt, schneidet diese gekrümmte Fläche 23 sich mit einer abgeschrägten Fläche 24, die sich wiederum nur mit der Bodenfläche 20 unter einem stumpfen Winkel schneidet, der es möglich macht, daß der Schneideinsatz in kleine Durchmesser eintritt.

Claims (8)

1. Bohrer mit einem länglichen Korpus, der an einem Ende in eine Schneidspitze ausläuft, einem Paar von diametral gegenüberliegenden Spannuten, welche sich entlang des Korpus zur Schneidspitze hin erstrecken, einem Paar von Wendeschneideinsätzen (15, 16), die V-förmige Schneidkanten am Ende der Schneidspitze haben und an den nachlaufenden Wänden der Spannuten liegen, wobei jeder Einsatz sechs aneinander hängende Kantenflächen (18a, 18b) gleicher Länge hat, die drei gleiche V-förmige Freiflächen (18) bilden, sowie zwei gegenüberliegende hexagonale Seitenflächen (20, 21), wobei der Schnitt der Kantenflächen und einer der hexagonalen Flächen Schneidkanten (15a, 15b) bildet, die Einsätze in Taschen bzw. Aussparungen auf dem nachlaufenden Wand der Spannuten (13, 14) festgeklemmt sind, die Kante eines Einsatzes sich in radialer Richtung so erstreckt, daß sie die Bohrlochwand bildet, der andere Einsatz radial innerhalb des Schneidumlaufkreises angeordnet ist, die Einsätze sich in axialer Richtung in etwa gleichermaßen erstrecken, die Einsätze (15,16) so angeordnet sind, daß ihre wirksamen Schneidkanten denselben gleichen Winkel mit einer Winkelhalbierenden (P) der dazwischenliegenden Ecke bilden, wobei die Winkelhalbierende sich parallel zur Mitteilinie (CL) des Bohrers erstreckt, die Einsätze (15,16) mit einem Freiwinkel (β&sub1;), zwischen einer oberen, hexagonalen ebenen Fläche (21) und einer angrenzenden Kantenfläche (18) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede V-förmige Freifläche (18) mit einer ebenen Lokalisierungs- bzw. Positionierfläche (19) von dreieckiger Form versehen ist, die symmetrisch zwischen den Kantenflächen angeordnet ist und einen Neigungswinkel (β&sub2;) bezüglich der oberen ebenen Fläche hat, der kleiner ist als der Neigungswinkel (β&sub1;) zwischen der Kantenfläche (18) und der oberen Fläche (21).

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Positonierfläche (19) sich nur mit der unteren hexagonalen ebenen Fläche (20) des Einsatzes schneidet.

3. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt jeder Kantenfläche (18) an der Ecke des Einsatzes in Form eines sanft gekrümmten, konvexen Oberflächenabschnittes (23) vorliegt. der sich nur mit der oberen hexagon den Fläche (21) des Einsatzes unter einem spitzen Winkel schneidet.

4. Bohrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eckbereich des Einsatzes eine abgeschrägte Fläche bzw. Fase (24) hat, die sich nur mit der unteren hexagonalen Fläche (20) unter einem stumpfen Winkel schneidet.

5. Wendbarer Schneideinsatz, wobei der Einsatz sechs aneinander hängende Kantenflächen (18a, 18b) gleicher Länge hat, die drei gleiche V-förmige Freiflächen (18) bilden, der Schnitt dieser Seitenkantenflächen und einer der hexagonalen Flächen Schneidkanten (15a, 15b) bildet, der Einsatz mit einem Freiwinkel (β&sub1;) zwischen einer oberen, hexagonalen, ebenen Fläche (21) und einer angrenzenden Kantenfläche (18) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede V-förmlge Freifläche (18) mit einer ebenen Lokalisierungs- bzw. Positionlerfläche (19) von dreieckiger Form versehen ist, die symmetrisch zwischen den Kantenflächen angeordnet ist und einen Neigungswinkel (β&sub2;) relativ zu der oberen, flachen Fläche hat, der kleiner ist der Neigungswinkel (β&sub1;) zwischen der Kantenfläche (18) und der oberen Fläche (21).

6. Einsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Positionierfläche (19) sich nur mit der unteren, hexagonalen, flachen Fläche (20) des Einsatztes schneidet

7. Einsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt jeder Kantenfläche (18) an der Ecke des Einsatzes die Form eines sanft bzw gleichmäßig gekrümmten, konvexen Flächenabschnittes (23) hat, der sich nur mit der oberen hexagonalen Fläche (21) des Einsatzes unter einem spitzen Winkel schneidet.

8. Bohrer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eckbereich des Einsatzes eine abgeschrägte Fasenfläche (24) hat, die sich unter einem stumpfen Winkel nur mit der unteren, hexagonalen Fläche (20) schneidet.