Borschert, Bernhard (Ignaz-Wolf-Str. 3 Bamberg, 96050, DE)
Schwägerl, Jürgen (Gustl-Waldau-Str. 3 Vohenstrauss, 92648, DE)
Mühlfriedel, Dieter (Druidenweg 6 Ebermannstadt, 91320, DE)
Borschert, Bernhard (Ignaz-Wolf-Str. 3 Bamberg, 96050, DE)
Schwägerl, Jürgen (Gustl-Waldau-Str. 3 Vohenstrauss, 92648, DE)
| 1. | Bohrerspitze (3) für einen Spiralbohrer (2), die mehrere über eine Querschneide (6) miteinander verbundene Hauptschneiden (4) aufweist, an die sich in Bohrer längsrichtung (L) entlang von Spannuten (10) verlaufende Nebenschneiden (14) anschließen, wobei zwischen einer an der Innenseite (16) der jeweiligen Neben schneide (14) anliegenden und senkrecht zur Bohrerlängsrichtung (L) orientier ten Tangente (T) und der Radialrichtung (R) ein Nebenspanwinkel (y) definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Bohrerlängsrichtung (L) unterschiedliche Nebenspanwinke) (y) vorgese hen sind. |
| 2. | Bohrerspitze (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenspanwinkel (y) in Bohrerlängsrichtung (L) zunimmt. |
| 3. | Bohrerspitze (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenspanwinkel (y) an den Hauptschneiden (4) im Bereich zwischen +5° und5°, vorzugsweise zwischen 0° und5° liegt. |
| 4. | Bohrerspitze (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (4) geradlinig in Richtung zur Querschneide (6) ver laufen. |
| 5. | Bohrerspitze (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenspanwinkel (y) bis auf einen Endwert (7n) von bis zu +25° zu nimmt. |
| 6. | Bohrerspitze (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Endwert ()/n) in Bohrerlängsrichtung (L) nach einer Länge (A) erreicht ist, die dem 0,25 bis 1,5fachen Bohrerdurchmesser (D), und insbesondere dem 1fachen Bohrerdurchmesser (D) entspricht. |
| 7. | Bohrerspitze (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Bohrerkern (19) mit gleichbleibendem oder in Bohrerlängsrich tung (L) abnehmendem Kerndurchmesser (K) aufweist. |
| 8. | Verfahren zum Herstellen einer Spannut (10) im Bereich einer Bohrerspitze (3) für einen Spiralbohrer (2) mit mehreren über eine Querschneide (6) miteinander verbundene Hauptschneiden (4), an die sich in Bohrerlängsrichtung (L) jeweils eine entlang der Spannut (10) verlaufende Nebenschneide (14) anschließen, wobei zwischen einer an der Innenseite (16) der jeweiligen Nebenschneide (14) anliegenden und senkrecht zur Bohrerlängsrichtung (L) orientierten Tangente (T) und der Radialrichtung (R) ein Nebenspanwinkel (y) definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Bohrerlängsrichtung (L) unterschiedliche Nebenspanwinkel (y) erzeugt werden. |
| 9. | Verfahren mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Bohrerlängsrichtung (L) der Nebenspanwinkel (y) zunimmt. |
| 10. | Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Nebenspanwinkel (y) in einem kontinuierlichen Schleifvorgang erzeugt werden. |
| 11. | Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schleifvorgang eine Schleifscheibe (22) und die Bohrerspitze (3) rela tiv zueinander in einer mehrdimensionalen Bewegung im Raum geführt werden. |
| 12. | Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (22) als eine für mehrere Bohrertypen einsetzbare Normschleifscheibe ausgebildet ist. |
| 13. | Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Nebenspanwinkel (y) durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden. |
Bei einer herkömmlichen Bohrerspitze für einen Spiralbohrer verlaufen die in der Regel zwei Hauptschneiden über die Querschneide geschwungen nach Art eines"S"ineinan- der über. An die Hauptschneiden schließt sich jeweils eine Hauptfreifläche an, die in eine Spannut übergeht, welche in Bohrerlängsrichtung wendelförmig verlaufend ausge- bildet ist. An einer der Randseiten der jeweiligen Spannut ist jeweils die Nebenschneide ausgebildet, die unter Ausbildung einer Schneidecke in die Hauptschneide übergeht.
Die Nebenschneide ist also diejenige Schneide, die sich in Längsrichtung des Bohrers wendelförmig entlang der jeweiligen Spannut erstreckt. Unter Bohrerspitze wird hierbei ein Längsbereich des Bohrers verstanden, der an den Stirnschneiden (Hauptschneiden und Querschneide) beginnt und eine Länge aufweist, die in etwa dem zweifachen Boh- rerdurchmesser entspricht.
Der Nebenspanwinkel, wie er oben definiert ist, gibt in etwa die geometrische Orientie- rung eines die Nebenschneide bildenden Schneidkeils bezüglich der Radialrichtung, also der Richtung senkrecht zur Bohrerlängsachse, an. Von einem positiven Neben- spanwinkel, also einem Spanwinkel über 0°, wird dann gesprochen, wenn der Schneid- keil spitz zuläuft. Dementsprechend bedeutet ein negativer Spanwinkel, dass der Schneidkeil stumpf zuläuft. Bei der herkömmlichen Bohrerspitze mit der geschwunge- nen Ausbildung der Hauptschneiden und der Querschneide liegt ein positiver Neben- spanwinkel vor. Dieser erstreckt sich über die gesamte Schneidlänge des Bohrers mit einem konstanten Wert.
Der positive Nebenspanwinkel hat den Vorteil, dass die Kontaktfläche zwischen den aus dem Werkstück beim Bohrvorgang abgetragenen Spänen und der Bohrungswand des Werkstücks möglichst gering ist. Die Späne werden also sehr rasch abgeführt. Im Bereich der Hauptschneiden hat der positive Nebenspanwinkel jedoch den Nachteil, dass der Schneidkeil im Bereich der Schneidecke aufgrund seiner spitz zulaufenden Geometrie vergleichsweise schwach ausgebildet ist. Gerade im Bereich des Schneid- ecks treten allerdings beim Bohren sehr hohe Kräfte auf. Die Belastung wird darüber hinaus erhöht, da die Schneidecke beim Bohren sich quasi in den Werkstoff einhakt.
Damit besteht insbesondere an dieser Stelle die Gefahr eines Ausbrechens des Boh- rers. Weiterhin nachteilig ist, dass der abgehobene Span gebogen wird, was einen zu- sätzlichen Kraftaufwand und somit eine zusätzliche Zerspanleistung erfordert.
Um diese Probleme des positiven Nebenspanwinkels im Bereich der Hauptschneiden zu umgehen, besteht die Möglichkeit, einen Nebenspanwinkel mit Wert 0 vorzusehen.
In diesem Fall verlaufen also die Hauptschneiden geradlinig in Richtung zur Quer- schneide. Dadurch ist der Schneidkeil im Bereich des Schneidecks vergleichsweise massiv und damit stabil ausgebildet. Die Gefahr einer übermäßigen Belastung in die- sem Bereich ist dadurch gering gehalten. Ein Nebenspanwinkel von 0° hat allerdings den wesentlichen Nachteil, dass im Verlauf über die Schneidlänge des Bohrers der Span nicht ausreichend rasch von der Bohrungswand entfernt wird. Unter Umständen führt dies zu einer unerwünschten Oberflächenrauhigkeit der Bohrungswand. Zudem ist für die Ausbildung eines Nebenspanwinkels von 0° beim Schleifen des Bohrers eine teure Formschleifscheibe mit aufwendiger Geometrie erforderlich. Demgegenüber kann bei einem positiven Nebenspanwinkel eine sogenannte Normschleifscheibe mit einfa- cher Geometrie verwendet werden, die vergleichsweise günstig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Bohrerspitze für einen Spiral- bohrer, die mehrere über eine Querschneide miteinander verbundene Hauptschneiden aufweist, an die sich in Bohrerlängsrichtung entlang von Spannuten verlaufende Ne-
benschneiden anschließen, wobei in Bohrerlängsrichtung unterschiedliche Neben- spanwinkel vorgesehen sind.
Hierbei wird von der Überlegung ausgegangen, dass an unterschiedlichen Stellen der Schneidlänge des Bohrers unterschiedliche Belastungen auftreten, und dass für die unterschiedlichen Belastungen unterschiedliche Nebenspanwinkel, also ein variabler Verlauf des Nebenspanwinkelwerts in Bohrerlängsrichtung, von Vorteil sind. Durch die Ausbildung der Bohrerspitze mit variablem Nebenspanwinkel in Bohrerlängsrichtung besteht daher die Möglichkeit, für die jeweilige lokale Belastung einen ortsabhängigen optimierten Nebenspanwinkel vorzusehen.
Vorzugsweise nimmt der Nebenspanwinkel in Bohrerlängsrichtung zu, insbesondere kontinuierlich. Dadurch wird erreicht, dass die Bohrerspitze im Bereich der Schneidecke aufgrund eines geringen Nebenspanwinkels vergleichsweise stabil ausgebildet ist, und dass im weiteren Verlauf der Nebenschneide sich ein zunehmend größerer positiver Nebenspanwinkel ausbildet, welcher für einen schnellen Spanabfluss sorgt.
Vorzugsweise liegt hierbei der Nebenspanwinkel an den Hauptschneiden im Bereich zwischen +5'und-50. Insbesondere liegt er dabei zwischen 0° und-5°. Diese Ausge- staltung mit keinem Nebenspanwinkel oder mit geringfügig negativem Nebenspanwin- kel bewirkt, dass eine hohe Stabilität des Schneidkeils im Bereich der Schneidecke ge- währleistet ist. Andererseits ist ein Verhaken der Schneidecke beim Eingreifen der Boh- rerspitze in den Werkstoff vermieden. Die Wahl des speziellen Nebenspanwinkels hängt dabei von dem zu bearbeitenden Werkstoff ab. Negative Spanwinkel, also eine stumpfe Nebenschneide, werden beispielsweise für weiche Werkstoffe wie Leichtme- talle oder Kunststoffe in speziellen Fällen eingesetzt.
Gemäß einer besonders zweckdienlichen Ausgestaltung verlaufen die Hauptschneiden geradlinig in Richtung zur Querschneide. Der Nebenspanwinkel beträgt also im Bereich der Schneidecke 0°. Damit ist ein besonders gutes Schneiden bei hoher Stabilität er- reicht. Die Schneidecke ist dadurch sehr robust und widerstandsfähig. Eine derartig ausgebildete Bohrerspitze wird vorzugsweise in einem kontinuierlichen Schleifverfahren hergestellt. Die Bohrerspitze lässt sich aber auch herstellen, indem bei einer herkömm-
lichen Bohrerspitze mit positivem Nebenspanwinkel und geschwungenen Hauptschnei- den im Bereich der Schneidecke die Hauptschneiden in einem separaten Schleifschritt gerade geschliffen werden. Dies hat allerdings den Nachteil, dass störende Übergänge, also Kanten, im Bereich der Schneiden erzeugt werden.
Die Schneiden, insbesondere die Nebenschneiden des Bohrers sind bevorzugt ohne Schutzfase, also ohne Anschrägung, ausgebildet. Gleichwohl können auch Schutzfa- sen vorgesehen sein. In diesem Fall verläuft die jeweilige Hauptschneide nicht vollstän- dig geradlinig bis zur Nebenschneide, sondern nur bis zur Schutzfase.
Um im weiteren Verlauf der Schneidlänge des Bohrers eine rasche Spanentfernung von der Bohrungswand zu erzielen, nimmt der Nebenspanwinkel bevorzugt bis auf ei- nen vergleichsweise großen Endwert von bis zu +25° zu.
Da das Problem des Ausbruchs der Schneide nur im unmittelbaren Bereich an den Hauptschneiden auftritt, ist der Endwert vorzugsweise bereits nach einer Länge in Boh- rerlängsrichtung erreicht, die dem 0,25- bis 1,5-fachen und insbesondere dem einfa- chen Bohrerdurchmesser entspricht.
Vorzugsweise weist die Bohrerspitze und insbesondere der gesamte Spiralbohrer einen Bohrerkern mit einem gleichbleibenden oder in Bohrerlängsrichtung abnehmenden Kerndurchmesser auf. Ein Spiralbohrer mit einem gleichbleibenden Kerndurchmesser ist besonders einfach herzustellen. Der abnehmende Kerndurchmesser in Richtung der Bohrerlängsachse hat den Vorteil, dass dadurch die Spannuten tiefer werden und somit mehr Spanraum zur Verfügung steht. Dadurch ist ein besserer Spanabfluss erreicht und ein Spanstau vermieden. Die Verjüngung des Kerndurchmessers liegt vorzugswei- se in einem Bereich zwischen 10 und 20%, bezogen auf eine Länge von etwa 100 mm.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Her- stellen einer Spannut im Bereich einer solchen Bohrerspitze für einen Spiralbohrer, wo- bei in Bohrerlängsrichtung unterschiedliche Nebenspanwinkel erzeugt werden. Deren Werte nehmen in Bohrerlängsrichtung insbesondere kontinuierlich zu.
Mit einem derartigen Verfahren wird ein besonders robuster Bohrer im Bereich der Hauptschneiden erhalten und zugleich gewährleistet, dass beim Bohren im Bereich der Nebenschneiden ein schneller Spanabfluss erfolgt und ein Bohrloch mit hoher Oberflä- chengüte erhalten wird.
Für ein einfaches und kostengünstiges Herstellen werden dabei die unterschiedlichen Nebenspanwinkel in einem kontinuierlichen Schleifvorgang erzeugt.
Vorzugsweise wird hierzu beim Schleifvorgang eine Schleifscheibe und die Bohrerspit- ze relativ zueinander in einer mehrdimensionalen Bewegung im Raum geführt. Eine derartige mehrdimensionale Bewegung im Raum ist mit den heutzutage üblichen CNC- Werkzeugmaschinen durchführbar. Die Schleifscheibe und die Bohrerspitze führen da- bei zueinander relativ komplexe Bewegungen aus.
Vorzugsweise wird beim Schleifverfahren eine Schleifscheibe eingesetzt, die als eine für mehrere Bohrertypen einsetzbare Normschleifscheibe ausgebildet ist. Unter Boh- rertypen werden hierbei Spiralbohrer mit beispielsweise unterschiedlichem Neben- spanwinkelverlauf verstanden. Eine derartige Normschleifscheibe ist beispielsweise gleichermaßen geeignet zur Herstellung eines Spiralbohrers herkömmlichen Typs, wel- cher einen über die Schneidlänge gleichbleibenden positiven Nebenspanwinkel auf- weist, und bei dem die Hauptschneiden über die Querschneide nach Art eines S ge- schwungen verlaufen.
Alternativ zu dem Schleifen zur Erzeugung der unterschiedlichen Nebenspanwinkel lassen sich diese in vorteilhafter Weise auch durch ein Spritzgussverfahren herstellen.
Der Vorteil eines solchen Spritzgussverfahrens ist darin zu sehen, dass auch komplexe Geometrien der Bohrerspitze schnell und einfach hergestellt werden können. Die Kom- plexität der Geometrie findet ihre Grenze lediglich in spritzgusstechnischen Beschrän- kungen sowie in Beschränkungen durch den Formenbau für die Bohrerspitze.
Eine derartig hergestellte Bohrerspitze ist beispielsweise als separates Bohrerspitzen- teil ausgebildet, welches als Austauschteil in einen entsprechend ausgebildeten Boh- rergrundkörper einsteckbar ist, welches zumindest zu einem Teil die Nebenschneiden
umfasst. Die Bohrerspitze ist alternativ als integrales Bestandteil eines Spiralbohrers, also einstückig mit diesem ausgebildet. Bei der integralen Ausbildung wird unmittelbar im Anschluss an das Schleifen der Spannut im Bereich der Bohrerspitze in einfacher und schneller Weise die komplette Spannut über die gesamte Schneidlänge ausge- schliffen, bzw. wird der komplette Bohrer spritzgegossen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen Darstellungen : Fig. 1 eine Draufsicht auf die Bohrerspitze eines herkömmlichen Bohrers mit ge- schwungenen Hauptschneiden, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Bohrerspitze mit geradlinig verlaufenden Hauptschneiden, Fig. 3a-3c schematische Schnittdarstellungen durch eine Bohrerspitze nach Fig. 2 an unterschiedlichen Längenpositionen in Bohrerlängsrichtung, Fig. 4 eine Seitenansicht eines Bohrers in einer Aufnahme relativ zu einer Schleifscheibe zur Erläuterung des Schleifverfahrens, Fig. 5 die Darstellung nach Fig. 4 in einer Draufsicht, Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der mit einem Kreis markierten Stelle in Fig. 5 im Bereich des Kontakts zwischen der Schleifscheibe und der Bohrerspitze, Fig. 7 eine beispielhafte Schnittansicht einer Normschleifscheibe, Fig. 8a-8c schematische Schnittbilder durch eine Bohrerspitze bei konstanter Bohrer- länge zu unterschiedlichen Zeitmomenten beim Schleifvorgang, und Fig. 9 eine Seitenansicht eines Bohrers mit Angabe der Schnittposition gemäß Fig. 8a-8c.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Der in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Spiralbohrer 2, kurz als Bohrer bezeichnet, weist an dem stirnseitigen Ende seiner Bohrerspitze 3 zwei Hauptschneiden 4 auf, die über eine Querschneide 6 miteinander verbunden sind. Die Hauptschneiden 4 sowie die Querschneide 6 sind in etwa S-förmig gewunden. An die beiden Hauptschneiden 4 schließt sich jeweils eine Hauptfreifläche 8 an, die jeweils in eine Spannut 10 übergeht.
Die beiden Hauptschneiden 4 erstrecken sich in etwa in Radialrichtung des Bohrers 2.
Die Hauptfreifilächen 8 weisen jeweils Kühimittelbohrungen 9 auf, über die der Bohrer 2 beim Bohrvorgang kühlbar ist. An die Hauptschneiden 4 schließ. sich jeweils endseitig unter Ausbildung einer Schneidecke 12 jeweils eine Nebenschneide 14 an, die sich in Bohrerlängsrichtung L, also in die Papierebene hinein, erstrecken. Die Bohrerlängs- richtung L ist in Fig. 1 durch ein in einem Kreis angeordneten Kreuz dargestellt.
Durch die geschwungene Ausbildung der Hauptschneiden 4 ist im Bereich der Schneid- ecke 12 ein positiver Nebenspanwinkel y gebildet. Dieser ist definiert durch den Winkel zwischen einer Tangente T, welche an der Innenseite 16 der Nebenschneide 14 an- liegt, und der Radialrichtung R. Sowohl die Tangente T als auch die Radialrichtung R erstrecken sich senkrecht zur Bohrerlängsrichtung L und liegen damit in einer gemein- samen Ebene. Die Definition des Nebenspanwinkel y ist am besten aus der Fig. 3c zu entnehmen. Die darin dargestellte Schnittebene senkrecht zur Bohrerlängsrichtung ist zugleich die gemeinsame Ebene für die Tangente T und die Radialrichtung R.
Der Nebenspanwinkel y wird als positiv bezeichnet, wenn-wie im Falle der Fig. 1-die Schneidecke 12 spitz zuläuft, wenn also die Schneidecke 12 insbesondere über die Bohrermitte hinaussteht. Umgekehrt liegt ein negativer Nebenspanwinkel y vor, wenn eine stumpfe Schneidecke 12 gebildet ist. Entlang den Nebenschneiden 14 kann eine Schutzfase 13 vorgesehen sein, die als eine gestrichelt dargestellte Anschrägung aus- gebildet ist.
Dadurch, dass beim herkömmlichen Bohrer 2 gemäß Fig. 1 die Schneidecke 12 über die Bohrermitte hinaussteht, ist nur eine eingeschränkte Belastung der Schneidecke 12 möglich, da sie relativ dünn ausgebildet ist. Denn aufgrund der wendelförmig verlau- fenden Spannut 10 bildet die Schneidecke 12 sowohl in Radialrichtung R als auch in Bohrerlängsrichtung L einen Überhang. Die Schneidecke 12 ist die Stelle, mit der der Bohrer 2 mit seiner Stirnseite in das zu bearbeitende Werkstück eingreift, so dass dort sehr hohe Belastungen auftreten.
Der positive Nebenspanwinkel y gemäß Fig. 1 erstreckt sich beim herkömmlichen Boh- rer 2 gleichbleibend über die gesamte Nebenschneide 14 hinweg. Dies führt dazu, dass die Spannut eine Wölbung aufweist, die dafür sorgt, dass die abgeschnittenen Späne sehr schnell von der Bohrungswand des zu bearbeitenden Werkstücks entfernt werden.
Die Krümmung der Spannut 10 im Anschiuss an die Nebenschneide 14 bewirkt zudem, dass die Späne einen Krümmungsradius ausbilden, der sich im Wesentlichen nach dem Krümmungsradius der Spannut 10 richtet.
Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Bohrerspitze 3 weist die in Fig. 2 darge- stellte Bohrerspitze 3 jeweils geradlinig verlaufende Hauptschneiden 4 auf, die sich im Wesentlichen radial in Richtung zur Querschneide 6 erstrecken. Der Nebenspanwin- kel y beträgt in diesem Fall demnach 0° an den Hauptschneiden 4. Dadurch ist die Schneidecke 12 wesentlich stabiler ausgebildet, so dass höhere Kräfte aufgenommen werden können, ohne dass die Gefahr eines Ausbrechens besteht. Um zugleich den positiven Effekt eines positiven Nebenspanwinkels y im weiteren Verlauf der Neben- schneiden 14 in Bohrerlängsrichtung L zu erreichen, nimmt der Nebenspanwinkel y in Bohrerlängsrichtung L insbesondere kontinuierlich zu.
Die kontinuierliche Zunahme des Nebenspanwinkels y in Bohrerlängsrichtung L ist am besten aus den Figuren 3a bis 3c zu entnehmen. Diese Figuren sind jeweils zweigeteilt, wobei im oberen Bildteil ein Querschnitt durch die Bohrerspitze 3 dargestellt ist und unmittelbar darunter die Position des Querschnitts im Hinblick auf die Bohrerlängsrich- tung L. Hierzu ist schematisch jeweils ein Bohrer 2 in Seitenansicht dargestellt, welcher in seinem vorderen Bereich einen Schneidbereich 18 aufweist. Die Position des Quer- schnitts ist durch eine senkrechte Linie angedeutet. Fig. 3a stellt einen Schnitt A-A un- mittelbar im Anschluss an die Hauptschneiden 4"dar, also unmittelbar im Bereich der Schneidecke 12. Fig. 3b zeigt einen Schnitt B-B durch den Bohrer 2 kurz hinter der Schneidecke 12 und Fig. 3c einen Schnitt C-C durch den Bohrer bei einer Länge A, bei der der Nebenspanwinkel y bereits einen Endwert yn erreicht hat. In den Figuren ist ein Bohrerkern 19 jeweils gestrichelt dargestellt. Dieser weist einen über die Bohrerlängs- richtung L gleichbleibenden Kerndurchmesser K auf. Dieser kann sich alternativ auch von der Bohrerspitze 3 aus in Bohreriängsrichtung L verjüngen.
Wie Fig. 3a zu entnehmen ist, verlaufen anfänglich die Hauptschneiden 4 geradlinig, also in radialer Richtung zur Bohrermitte. Der Nebenspanwinkel y nimmt also einen Wert von 0° ein.
Wie den Fig. 3b und 3c zu entnehmen ist, nimmt der Wert des Nebenspanwinkels y kontinuierlich zu, so dass die Spannut 10 zunehmend ausgewölbt wird, so dass die Ne- benschneide 14 von der Spannut 10 hintergriffen wird. Die Spannut 10 ist daher zur Nebenschneide 14 hin konkav gekrümmt.
Der Endwert yn des Nebenspanwinke) y beträgt vorzugsweise etwa 25° und wird bei der Länge A erreicht, die dem 0,25-fachen bis 1,5-fachen Bohrdurchmesser D entspricht.
Vorzugsweise wird der Endwert yn beim 1-fachen Bohrerdurchmesser D erreicht.
Anhand den Fig. 4 bis 7 wird im Folgenden ein Schleifverfahren zur Herstellung einer Bohrerspitze 3 mit zunehmendem Nebenspanwinkel yn erläutert. Nach Fig. 4 und 5 ist der Bohrer 2 in einer Aufnahme 20 insbesondere einer CNC-Werkzeugmaschine ein- gespannt. Die Aufnahme 20 ist entlang einer Zustellachse Z verschiebbar. Die Auf- nahme 20 ist zusätzlich seitlich entlang einer Seitenachse X verschiebbar gelagert.
Weiterhin ist der Bohrer 2 um eine Rotationsachse C drehbar, die in Richtung der Boh- rerlängsrichtung L verläuft. Zum Schleifen wird der Bohrer 2 an eine als Normschleif- scheibe ausgebildete Schleifscheibe 22 herangeführt, die um eine Drehachse S dreh- bar ist. Die Schleifscheibe 22 ist in einer lateralen Verschieberichtung Y auf die Rotati- onsachse C des Bohrers 2 zu-bzw. wegfahrbar. Die Verschieberichtung Y ist demnach senkrecht zur Drehachse S orientiert, welche wiederum senkrecht zur Rotationsach- se C des Bohrers 2 orientiert ist. Zusätzlich ist die Schleifscheibe 22 um eine Schwenk- achse B verschwenkbar, wie dies der Fig. 5 zu entnehmen ist. Die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen der einzelnen Achsen B, C, X, Y, Z sind jeweils durch ein + bzw.- angedeutet.
Anhand der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 6 im Bereich der Bohrerspitze 3 ist zu entnehmen, dass zu Beginn des Schleifvorgangs die Hauptschneide 4 mit der Seiten-
fläche 24 der Schleifscheibe 22 bearbeitet wird, wodurch eine geradlinig verlaufende Hauptschneide 4 ausgebildet wird. Die Stirnfläche 26 der Schleifscheibe 22 verläuft schräg und geht unter Ausbildung einer Krümmung 30 in die Seitenfläche 24 über. Mit der Krümmung 30 der Schleifscheibe 22 wird im Wesentlichen der Krümmungsradius der Spannut 10 bestimmt. In Fig. 7 ist eine typische Geometrie der als Normschleif- scheibe ausgebildeten Schleifscheibe 22 in einer Schnittansicht vergrößert dargestellt.
Dabei ist lediglich die linke Querschnittsseite bezogen auf die Drehachse S der Schleif- scheibe 22 dargestellt. Die Schleifscheibe 22 hat eine im Wesentlichen trapezartige Querschnittsfläche, wobei die obere Seite der beiden parallelen Trapezseiten die Sei- tenfläche 24 bildet, welche unter Ausbildung der Krümmung 30 in die Stirnseite 26 übergeht. Eine derartige Schleifscheibe 22 findet üblicherweise Einsatz zum Schleifen eines Bohrers 2 wie er zur Fig. 1 beschrieben wurde.
Um mit einer solchen Schleifscheibe 22 die gewünschten unterschiedlichen Neben- spanwinkel y zu erhalten, ist eine mehrdimensionale Relativbewegung im Raum zwi- schen der Schleifscheibe 22 und dem Bohrer 2 erforderlich.
Zum Schleifen des Bohrers 2 wird die Aufnahme 20 entlang der Zustellachse Z über den gesamten Schleifvorgang hinweg zugestellt. Zu Beginn des Schleifvorgangs findet keine oder nur eine geringfügige Rotation um die Rotationsachse C statt. Die Rotati- onsachse C entspricht der Längsachse des Bohrers 2. Zunächst wird die Schleifschei- be 22 in positiver Y-Richtung kontinuierlich verfahren, wobei gleichzeitig die Aufnah- me 20 ebenfalls in positiver Richtung der X-Seitenachse verfahren wird. Diesen Bewe- gungsrichtungen ist eine Schwenkbewegung der Schleifscheibe 22 um die Schwenk- achse B um den Drehpunkt B'überlagert, und zwar in negativer Richtung der Schwen- kachse B.
Bei einem derartigen Schleifvorgang wird die Hauptschneide 4 zunächst mit der Seiten- fläche 24 der Schleifscheibe 22 geschliffen, so dass die Hauptschneide 4 geradlinig verläuft. Zur Ausbildung des positiven Spanwinkels wird die Schleifscheibe 22 dann derart gegen den Bohrer 2 geschwenkt, dass die gekrümmte Stirnfläche 26 der Schleifscheibe 22 anschließend an der Nebenschneide 6 den Krümmungsradius der Spannut 10 ausbildet, wie er aus Fig. 3c zu entnehmen ist.
Der Verlauf des Schleifvorgangs im Bereich unmittelbar an den Hauptschneiden 4 für unterschiedliche Schleifzeitpunkte ist aus den Figuren 8a bis 8c zu entnehmen. Die Fig.
8a bis 8c stellen jeweils einen Schnitt VIII-VIII durch die Bohrerspitze 3 dar (vgl. Fig. 9).
Die Hauptschneiden 4 verlaufen daher in diesen drei Figuren jeweils geradlinig. Beim Fortschreiten des Schleifvorgangs verändert sich im Wesentlichen die Geometrie der Spannut 10. Zu Beginn des Schleifvorgangs ist die Bohrerspitze 3 gemäß Fig. 8a aus- gebildet. Die Geometrie der Spannut 10 entspricht hier im Wesentlichen der Geometrie der Querschnittsfläche der Schleifscheibe 22 gemäß Fig. 7. Mit zunehmendem Fort- gang wird die Schleifscheibe 22 zunehmend in Richtung der Bohrermitte geführt, wie dies der Fig. 8b zu entnehmen ist. Im weiteren Verlauf wird durch die Schwenkbewe- gung der Schleifscheibe 22 um die Schwenkachse B der der Hauptschneide 4 gegen- überliegende Randbereich 32 der Spannut 10 geschwungen ausgebildet.
Bezugszeichenliste 2 Bohrer <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 3 Bohrerspitze y Nebenspanwinkel<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 4 Hauptschneide γn Endwert 6 Querschneide 8 Hauptfreifläche A Länge 9 Kühlmittelbohrung B Schwenkachse 10 Spannut B'Drehpunkt 12 Schneideck C Rotationsachse 13 Schutzfase D Bohrerdurchmesser 14 Nebenschneide K Kerndurchmesser 16 Innenseite L Bohrerlängsrichtung 18 Schneidbereich R Radialrichtung 19 Bohrerkern S Drehachse 20 Aufnahme T Tangente 22 Schleifscheibe Y Verschieberichtung 24 Seitenfläche Z Zustellachse 26 Stirnfläche X Seitenachse 30 Krümmung 32 Randbereich