| JP60025608 | TWIST DRILL |
| WO/2011/023288 | DRILLING TOOL |
| JP09117914 | EDGE OF DRILL WITH CHIP DISCHARGE GROOVE |
STOLZ, Gerhard (Weidenweg 12, Ingersheim, 74379, DE)
HAIDINGER, Hans (Badbrunnenstrasse 5, Pleidelsheim, 74385, DE)
SPORS, Benno (Kirchenweinbergstrasse 95, Marbach, 71672, DE)
NITZSCHE, Hendrik (Birkenweg 22, Benningen, 71726, DE)
STOLZ, Gerhard (Weidenweg 12, Ingersheim, 74379, DE)
HAIDINGER, Hans (Badbrunnenstrasse 5, Pleidelsheim, 74385, DE)
SPORS, Benno (Kirchenweinbergstrasse 95, Marbach, 71672, DE)
| Patentansprüche
1. Bohrwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit einem Bohrerkörper (14), einem stirnseitig an diesem angeordneten Schneidkopf (16) und einem endseitig an diesem angeordneten Schaft (12), wobei der Bohrerkörper
(14) zwei an ihren Flanken durch Rippen (28,30) begrenzte Spanfördernuten (24,26) aufweist, von denen eine erste Spanfördernut (28) wendeiförmig gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Spanfördernut (30) ungewendelt ist oder mit einer gegenüber der ersten Spanfördernut (28) abweichenden, vorzugsweise in gleicher
Drehrichtung verlaufenden Steigung wendeiförmig gekrümmt ist.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am schneidkopfseitigen Ende einer jeden Spanfördernut (28,30) jeweils mindestens eine Schneide angeordnet ist.
3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am schneidkopfseitigen Ende einer jeden Spanfördernut (28,30) jeweils mindestens eine Schneidplatte angeordnet ist.
4. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am schneidkopfseitigen Ende einer jeden Spanfördernut (28,30) mindestens eine Ausnehmung (18,20) zur Aufnahme einer Schneidplatte angeordnet ist.
5. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidplatten als Wendeschneidplatten ausgebildet sind.
6. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidplatten in den einzelnen Spanfördernuten (24,26) in unterschiedlichen radialen Abständen von einer Zentralachse des Bohrerkörpers (14) angeordnet sind, wobei eine äußere Schneidplatte mit ihrer äußeren Schneidenecke über den Umfang des
Bohrerkörpers (14) und eine innere Schneidplatte mit ihrer inneren Schneidenecke über die Zentralachse radial überstehen, und dass die der inneren Schneidplatte zugeordnete Spanfördernut (24) stärker ge- wendelt ist, als die der äußeren Schneidplatte zugeordnete Spanför- dernut (26).
7. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopf (16) als Bohrkrone ausgebildet ist.
8. Bohrwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone lösbar am Bohrerkörper (14) fixiert ist.
9. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanfördernuten (24,26) zu ihren schneidkopfseiti- gen und/oder schaftseitigen Enden hin steiler gewendelt oder unge- wendelt sind.
10. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanfördernuten (24,26) zumindest an ihren schneidkopfseitigen Enden ungewendelt achsparallel auslaufen.
11. Bohrwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanfördernuten (24,26) zumindest an ihren schaftseitigen Enden ungewendelt achsparallel auslaufen.
12. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der zwischen den Spanfördernuten (24,26) angeordneten Rippen (30) in ihrem Verlauf vom Schneidkopf (16) zum Schaft (12) hin breiter wird.
13. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite der zwischen den Spanfördernuten (24,26) angeordneten Rippen (28) in ihrem Verlauf vom Schneidkopf (16) zum Schaft (12) hin schmaler wird.
14. Bohrwerkzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die die äußere Schneidplatte tragende Rippe (30) breiter und die die innere Schneidplatte tragende Rippe (28) schmaler wird.
15. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei in den Rippen (28,30) des Bohrerkörpers (14) Kühlmittelkanäle (32,34) angeordnet sind, die sich vom schaftseitigen zum schneidkopfseitigen Ende des Bohrerkörpers (14) erstrecken und am schneidkopfseitigen Ende eine Austrittsöffnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die in den verschiedenen Rippen (28,30) angeordneten Kühlmittelkanäle
(32,34) unterschiedlich gewendelt oder ungewendelt sind.
16. Bohrwerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen innerhalb je einer der Spanfördernuten (24,26) an- geordnet sind.
17. Bohrwerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen über ein ungewendeltes Kanalendstück mit einem der in den Rippen (28,30) angeordneten Kühlmittelkanäle (32,34) kommunizieren.
18. Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen innerhalb je einer der Spanfördernuten (24,26) angeordnet sind und über ein vorzugsweise ungewendeltes Kanalendstück mit einem der in den Rippen angeordneten Kühlmittelkanäle (32,34) kommunizieren.
19. Bohrwerkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen einen in Richtung Spanfördernuten (24,26) langge- streckten ovalen oder eiförmigen Umriss aufweisen.
20. Bohrwerkzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen eine entlang den Spanfördernuten (24,26) verlaufende Rinne bilden oder in eine solche münden.
21. Verfahren zur Herstellung von Bohrwerkzeugen, bestehend aus einem Bohrerkörper (14) mit einem stirnseitigen Schneidkopf (16) und einem endseitigen Schaft (12), bei welchem
- ein Grundmaterialkörper auf Bohrkörperkontur unter Bildung eines rotationssymmetrischen ersten Rohlings (38) spanabhebend gedreht wird,
in einen zylindrischen Abschnitt des Rohlings (38) mindestens zwei Spanfördernuten (24,26) eingefräst werden,
wobei eine erste der Spanfördernuten (26) zunächst in Form einer ungewendelten Nut in den Rohling (38) eingefräst wird und der auf diese Weise vorgefertigte Rohling an in axialem Abstand voneinander angeordneten Einspannstellen (42,44) in einer zwischen den Einspannstellen befindlichen Zone auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt und an den Einspannstellen (42,44) mit einem koaxialen Torsionsmoment beaufschlagt und dabei um einen vorbestimmten Winkel wendeiförmig plastisch verdrallt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass in den vorgefertigen Rohling eine zweite Spanfördernut (24) in Form einer gewendelten Nut so eingefräst wird, dass zwischen den Spanfördernuten (24,26) jeweils eine Rippe
(28,36) stehenbleibt, die in ihrem Verlauf entlang dem Bohrerkörper (14) eine variable Breite aufweisen.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der vor- gefertigte Rohling in einer zur Wendelung der zweiten Spanfördernut
(24) gleichsinnigen Drehrichtung wendeiförmig verdrallt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der vorgefertigte Rohling in einer zur Wendelung der zweiten Spanfördernut (24) gegensinnigen Drehrichtung wendeiförmig verdrallt wird.
24. Verfahren zur Herstellung von Bohrwerkzeugen, bestehend aus einem Bohrerkörper (14) mit einem stirnseitigen Schneidkopf (16) und einem endseitigen Schaft (12), bei welchem
ein Grundmaterialkörper auf Bohrkörperkontur unter Bildung eines rotationssymmetrischen ersten Rohlings (38) spanabhebend gedreht wird, in einen zylindrischen Abschnitt des Rohlings (38) mindestens zwei
Spanfördernuten (24,26) eingefräst werden,
wobei eine erste der Spanfördernuten zunächst in Form einer un- gewendelten geradlinigen Längsnut in den Rohling eingefräst wird
und der auf diese Weise vorgefertigte Rohling an in axialem Abstand voneinander angeordneten Einspannstellen (42,44) in einer zwischen den Einspannstellen befindlichen Zone auf eine vorgege- bene Temperatur erhitzt und an den Einspannstellen (42,44) mit einem koaxialen Torsionsmoment beaufschlagt und dabei um einen vorbestimmten Winkel wendeiförmig plastisch verdrallt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling zunächst mit einer ersten geradlinigen Längsnut (24) versehen, anschließend erwärmt und um einen ersten Drehwinkel vorverdrallt wird, dass anschließend eine zweite Nut (26) in den vorverdrallten Rohling eingefräst wird, und dass der Rohling sodann in erwärmtem Zustand um einen zweiten Drehwinkel verdrallt wird.
25. Verfahren zur Herstellung von Bohrwerkzeugen, bestehend aus einem Bohrerkörper (14) mit einem stirnseitigen Schneidkopf (16) und einem endseitigen Schaft (12), bei welchem
- ein Grundmaterialkörper auf Bohrerkörperkontur unter Bildung eines rotationssymmetrischen ersten Rohlings (38) spanabhebend gedreht wird,
- in einen zylindrischen Abschnitt des Rohlings mindestens zwei Spanfördernuten (24,26) eingefräst werden, wobei eine der Span- fördernuten (24) in Form einer geradlinigen oder gewendelten Nut in den Rohling eingefräst wird
- und der auf diese Weise vorgefertigte Rohling an in axialem Abstand voneinander angeordneten Einspannstellen (42,44) in einer zwischen den Einspannstellen befindlichen Zone auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt und an den Einspannstellen (42,44) mit einem koaxialen Torsionsmoment beaufschlagt und dabei um einen vorbestimmten Winkel wendeiförmig plastisch verdrallt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spanfördernut (26) mit einer von der Steigung der ersten Spanfördernut (24) abweichenden Steigung gewendelt eingefräst wird, bevor der Rohling wendeiförmig verdrallt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spanfördernuten (24,26) in den Rohling gegensinnig gewendelt eingebracht werden, und dass der so erzeugte Rohling anschließend so verdrallt wird, dass die Spanfördernuten (24,26) gleichsinnig ge- wendelt sind oder dass eine der Spanfördernuten (26) umgewendelt ist.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass in die beim Fräsvorgang zwischen den Nuten stehenbleibenden Rippen (28,30) vor dem Verdrallen des Rohlings eine Tief- lochbohrung (32', 34') eingebracht wird, die beim Verdrallen des Rohlings unter Bildung eines Kühlmittelkanals (32,34) gewendelt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Tieflochbohrung (32') nach dem Einbringen der ersten geradlinigen Nut eingebracht wird und dass die zweite Tieflochbohrung (34') nach dem Einbringen der zweiten geradlinigen Nut eingebracht wird.
29. Verfahren zur Herstellung eines Bohrwerkzeugs, bestehend aus einem Bohrerkörper (14) mit einem stirnseitigen Schneidkopf (16) und einem endseitigen Schaft (12), bei welchem
ein Grundmaterialkörper auf Bohrkörperkontur unter Bildung eines rotationssymmetrischen Rohlings (38) spanabhebend gedreht wird,
in den ersten Rohling zwei im Abstand voneinander angeordnete Tieflochbohrungen (32', 34') eingebracht werden, die sich von exzentrisch zu einer Zentralachse an der Stirnseite des schneidkopf- seitigen Rohlingendes angeordneten Stellen aus in Richtung sei- nes Schafts (12) erstrecken,
der auf diese Weise vorgefertigte zweite Rohling an in axialem Abstand voneinander angeordneten Einspannstellen (42,44) in einer zwischen diesen befindlichen Zone auf eine vorgegebene Tempe- ratur erhitzt und um einen vorbestimmten Winkel wendeiförmig plastisch verdrallt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass eine der Tieflochbohrungen (32') schräg zur anderen Tieflochbohrung (34') und zur Zentralachse des ersten Rohlings verläuft, und dass in den verdrahten dritten Rohling zwei Spanfördernuten (24,26) so geradlinig und/oder wendeiförmig eingefräst werden, dass die beim Verdrallen gebildeten Kühlmittelkanäle (32,34) innerhalb von zwischen benachbarten Flanken der Spanfördernuten (24,26) stehenbleibenden Rippen (28,30) verlaufen.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kühlmittelkanäle (32,34) auf der Schneidkopfseite in einem unverdrall- ten vorzugsweise geradlinigen Bereich unter Bildung von in die Spanfördernuten (24,26) mündende Austrittsöffnungen angefräst werden.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass in das schneidkopfseitige Ende der Rippen (28,30) in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnungen Ausnehmungen (18,20) zur Aufnahme von Schneidplatten eingebracht werden.
32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelkanäle (32,34) auf der Schneidkopfseite in ihrem un- verdrallten geradlinien Bereich unter Bildung von Austrittsöffnungen mit ovalem oder eiförmigem Umriss angefräst werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelkanäle (32,34) auf der Schneidkopfseite in ihrem unverdrall- ten geradlinigen Bereich unter Bildung von im Verlauf der Spanfördernut (24,26) als randoffene Rinnen ausgebildeten Austrittsöffnungen angefräst werden. |
Bohrwerkzeug für Werkzeugmaschinen sowie Verfahren zu dessen Herstellung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für Werkzeugmaschinen der im O- berbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bohrwerkzeugs.
Es ist ein Bohrwerkzeug dieser Art bekannt (EP-B-0883455), das einen Bohrerkörper, einen stirnseitig an diesem angeordneten Schneidkopf und einen endseitig an diesem angeordneten Schaft aufweist. Der Bohrerkörper weist zwei an ihren Flanken durch wendeiförmig gekrümmte Rippen begrenzte Spanfördernuten auf. Weiter weist der Schneidkopf zwei Schneidplatten auf, die in unterschiedlichen radialen Abständen von der Bohrerachse mit einander teilweise überlappenden Arbeitsbereichen in je einem vertieften Plattensitz angeordnet sind. Hinzu kommt, dass der Bohrerkörper an seinem dem Schneidkopf abgewandten Ende einen rippenfreien, einen zentralen Kühlmittelversorgungskanal enthaltenden Bohrerschaft aufweist, und dass in den Rippen des Bohrerkörpers Kühlmittelkanäle angeordnet sind. Die Kühlmittelkanäle greifen dort wendeiförmig durch den Bohrerkörper hindurch und münden in den zentralen Versorgungskanal. Die zwischen den Spanfördernuten befindlichen Rippen sind bei den bekannten Bohrern mit gleicher Steigung gewendelt. Ihre Breite ist über die Bohrerlänge hinweg gleich. Es wur- de zwar schon vorgeschlagen, dass die Spanfördernuten entlang dem Bohrerkörper variable Steigungen aufweisen. Der gegenseitige Abstand der Spanfördernuten und die Breite der dazwischen liegenden Rippen blieb jedoch im Wesentlichen gleich.
Es hat sich gezeigt, dass die Qualität eines Bohrwerkzeugs wesentlich von baulichen Merkmalen abhängig ist. Grundsätzlich ist es möglich, das
Abdrängverhälten, das Schwingungsverhalten, das Biegeverhalten, die Spanbildung und das Entspanungsverhalten eines Bohrers durch geeignete konstruktive Maßnahmen in positiver Hinsicht zu beeinflussen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verhalten des Bohrwerkzeugs beim Bohrvorgang hinsichtlich Schwingen, Biegen und Tordieren im Bereich des Bohrerkörpers zu verbessern. Eine weitere Aufgabe wird in einem Verfahren gesehen, das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Werkzeuge besonders gut geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Patentanspruch 1 sowie in den unabhängigen Verfahrensansprüchen angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass die zu verschiedenen Schneiden gehörenden Spanfördernuten in ihrem Verlauf über den Bohrerkörper unterschiedliche Steigungen aufweisen. Dadurch ergeben sich unterschiedliche und zugleich über die Länge variable Querschnitte oder Breiten der zwischen den Spanfördernuten befindlichen Rippen, die einen wesentlichen Einfluss auf das Biege- und Torsionsverhalten des Bohrerkörpers aufweisen. Im Idealfall wird dabei angestrebt, dass die Neutrallinie der Bohrerbiegung mit der Zentralachse zusammenfällt. In diesem Fall heben sich die Biegekräfte auf, so dass am Bohrerkörper nur noch Torsionskräfte angreifen. Andererseits kann die Torsion nur durch eine entsprechende Aussteifung in Torsionsrichtung, also in Umfangsrichtung kompensiert oder eliminiert werden. Hierzu ist es von Vorteil, wenn sich der Querschnitt der Rippen über die Länge des Bohrerschafts permanent verändert. Ziel dieser Veränderung ist eine Dämpfung der Torsionsschwingungen.
Um dies zu erreichen, wird an einem Bohrerkörper mit zwei an ihren Flanken durch Rippen begrenzte Spanfördernuten vorgeschlagen, dass die erste Spanfördernut wendeiförmig gekrümmt ist, während eine zweite Spanfördernut ungewendelt ist oder mit einer gegenüber der ersten Spanfördernut ab- weichenden, in gleicher Drehrichtung verlaufenden Steigung wendeiförmig gekrümmt ist.
Vorteilhafterweise ist am schneidkopfseitigen Ende einer jeden Spanfördernut jeweils mindestens eine Schneide angeordnet, die beispielsweise jeweils durch eine Schneidplatte oder durch eine lösbar am Bohrerkörper angeordnete Bohrkrone gebildet sein kann.
Im Falle von Schneidplatten ist es von Vorteil, wenn diese in den einzelnen Spanfördernuten in unterschiedlichen radialen Abständen von einer Zentral- achse des Bohrerkörpers angeordnet sind, wobei eine äußere Schneidplatte mit ihrer äußeren Schneidenecke über den Umfang des Bohrerkörpers und eine innere Schneidplatte mit ihrer inneren Schneidenecke über die Zentralachse radial überstehen, und wobei die der inneren Schneidplatte zugeordnete Spanfördernut stärker gewendelt ist als die der äußeren Schneidplatte zugeordnete Spanfördernut. Bei diesen überlegungen ist zu berücksichtigen, dass die äußere Schneidplatte und die zugehörige Außennut einen größeren Einfluss auf das Schwingungsverhalten hat, da dort die auftretenden Schnittkräfte und die ausgetragene Materialmenge um ein Mehrfaches höher als an der inneren Schneidplatte und im Bereich der inneren Spanför- dernut sind. Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist es daher, die Rippen im Bereich der Außennut auszusteifen. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass die Außennut weniger stark gewendelt wird als die Innennut. Dementsprechend wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die die äußere Schneidplatte tragende Rippe in ihrem Verlauf vom Schneidkopf zum Bohrerschaft breiter und die die innere Schneidplatte tragende Rippe schmaler. Verallgemeinert bedeutet dies, dass eine erste der zwischen den
Spanfördernuten angeordneten Rippen in ihrem Verlauf vom Schneidkopf zum Schneidschaft hin breiter wird und dass eine zweite der zwischen den Spanfördernuten angeordneten Rippen in ihrem Verlauf vom Schneidkopf zum Schaft hin schmaler wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in den Rippen des Bohrerkörpers Kühlmittelkanäle angeordnet sind, die sich vom schaftseitigen zum schneidkopfseitigen Ende des Bohrerkörpers hin erstrecken und am schneidkopfseitigen Ende eine Austrittsöffnung aufweisen, wo- bei die in den verschiedenen Rippen angeordneten Kühlmittelkanäle unterschiedlich gewendelt oder sogar ungewendelt sind. Die Austrittsöffnungen der Kühlmittelkanäle sind dabei vorteilhafterweise innerhalb je einer der Spanfördernuten angeordnet, wobei die Austrittsöffnungen bevorzugt über ein ungewendeltes schneidkopfseitiges Kanalendstück mit einem der in den Rippen angeordneten Kühlmittelkanäle kommunizieren. Die Austrittsöffnungen weisen dabei zweckmäßig einen in Richtung Spanfördernuten langgestreckten ovalen oder eiförmigen Umriss auf. Zur Vermeidung von Verstopfungserscheinungen und zur Verbesserung der Spanabfuhr können die Austrittsöffnungen eine entlang den Spanfördernuten verlaufende Rinne bilden oder in eine solche münden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuge werden gemäß der Erfindung verschiedene Verfahrensvarianten vorgeschlagen.
Gemäß einer ersten Verfahrensvariante werden folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen:
Ein Grundmaterialkörper wird unter Bildung eines rotationssymmetrischen ersten Rohlings auf Bohrerkörperkontur spanabhebend gedreht,
an einen zylindrischen Abschnitt des Rohlings werden mindestens zwei Spanfördernuten eingefräst,
wobei eine der Spanfördernuten in Form einer geradlinigen oder ge- wendelten Nut in den Rohling eingefräst wird, während die zweite
Spanfördernut mit einer von der Wendelung der ersten Spanfördernut abweichenden Wendelung eingefräst wird,
der auf diese Weise vorgefertigte Rohling wird an in axialem Abstand voneinander angeordneten Einspannstellen in einer zwischen den Einspannstellen befindlichen Zone auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt, und an den Einspannstellen mit einem koaxialen Torsionsmoment beaufschlagt und dabei um einen vorbestimmten Winkel wendeiförmig plastisch verdrallt.
Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, dass die beiden Spanfördernuten mit unterschiedlicher Steigung und gleicher Drehrichtung gekrümmt sind, so dass eine erste zwischen den Spanfördernuten angeordnete Rippe in ihrem Verlauf vom Schneidkopf zum Schaft hin breiter und die andere schmaler wird. Grundsätzlich ist es möglich, dass der vorgefertigte Rohling an einer zur Wendelung der zweiten Nut gegensinnigen Drehrichtung wendeiförmig verdrallt wird. Damit kann erreicht werden, dass im fertiggestellten Bohrerkörper eine der beiden Spannuten geradlinig verläuft oder sogar gegensinnig zur Drehrichtung wendeiförmig verläuft.
Gemäß einer zweiten Verfahrensvariante der Erfindung werden folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen:
Ein Grundmaterialkörper wird unter Bildung eines rotationssymmetri- sehen ersten Rohlings auf Bohrkörperkontur spanabhebend gedreht,
in einen zylindrischen Abschnitt des Rohlings werden mindestens zwei Spanfördernuten eingefräst,
wobei der auf diese Weise vorgefertigte Rohling an in axialem Abstand voneinander angeordneten Einspannstellen in einer zwischen den Einspannstellen befindlichen Zone auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt und an den Einspannstellen mit einem koaxialen Torsionsmoment beaufschlagt und dabei um einen vorbestimmten Winkel wendeiförmig plastisch verdrallt wird,
mit der Besonderheit, dass der Rohling zunächst mit einer ersten geradlinigen Längsnut versehen, anschließend erwärmt und um einen ersten Drehwinkel verdrallt wird und dass anschließend eine zweite Nut in den vorverdrallten Rohling eingefräst wird und dass der Rohling so- dann in erwärmtem Zustand um einen zweiten Drehwinkel verdrallt wird.
Auch auf diese Weise ist es möglich, einen Bohrerkörper mit unterschiedlich gewendelten Spanfördernuten herzustellen.
In allen vorstehenden Fällen wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass in die beim Fräsvorgang zwischen den Nuten stehen bleibenden Rippen vor dem Verdrallen des Rohlings eine Tieflochbohrung eingebracht wird, die beim Verdrallen des Rohlings unter BiI- düng des Kühlmittelkanals gewendelt wird. Bei der zweiten Verfahrensvariante ist es dabei von Vorteil, wenn die erste Tieflochbohrung nach dem Einbringen der ersten geradlinigen Nut und dass die zweite Tieflochbohrung nach dem Einbringen der zweiten geradlinigen Nut eingebracht wird.
Eine dritte Verfahrensvariante sieht gemäß der Erfindung folgende Verfahrensschritte vor:
Ein Grundmaterialkörper wird unter Bildung eines rotationssymmetri- schen Rohlings auf Bohrkörperkontur spanabhebend gedreht,
- in den auf diese Weise hergestellten ersten Rohling werden zwei im Abstand voneinander angeordnete Tieflochbohrungen eingebracht, die sich von exzentrisch zu einer Zentralachse an der Stirnseite des schneidkopfseitigen Rohlingendes angeordneten Stellen aus in Richtung seines Schafts erstrecken,
der auf diese Weise vorgefertigte zweite Rohling wird an in axialem Abstand voneinander angeordneten Einspannstellen in einer zwischen diesen befindlichen Zone auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt und um einen vorbestimmten Winkel wendeiförmig plastisch verdrallt,
wobei als Besonderheit vorgeschlagen wird, dass eine der Tieflochbohrungen schräg zur anderen Tieflochbohrung und zur Zentralachse des ersten Rohlings eingebracht wird und dass in den verdrahten dritten Rohling zwei Spanfördernuten so geradlinig und/oder wendeiförmig eingefräst werden, dass die verdrahten Tieflochbohrungen innerhalb von zwischen benachbarten Flanken der Spanfördernuten stehenbleibenden Rippen verlaufen.
Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, dass die nach dem Verdrallen einge- brachten Spanfördernuten mit unterschiedlicher Steigung gewendelt werden können, wobei sichergestellt ist, dass die Tieflochbohrungen ebenfalls unterschiedlich gewendelt sind und sich in den Rippen zwischen den Spanfördernuten befinden.
Weiter ist es mit diesen Maßnahmen besonders einfach möglich, dass die Tieflochbohrungen auf der Schneidkopfseite in einem unverdrahten, vor-
zugsweise geradlinigen Bereich unter Bildung von in die Spanfördernuten mündende Austrittsöffnungen angefräst werden. Außerdem können in das schneidkopfseitige Ende der Rippen in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnungen Sitzvertiefungen zur Aufnahme von Schneidplatten eingebracht wer- den. Die Tieflochbohrungen werden auf der Schneidkopfseite zweckmäßig in ihrem unverdrallten geradlinigen Bereich unter Bildung von Austrittsöffnungen mit ovalem oder eiförmigem Grundriss eingeformt, wobei die Tieflochbohrungen auf der Schneidkopfseite zu randoffenen Rinnen ausgeformt werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 a und b je eine Seitenansicht eines auf Bohrerkörperkontur gedreh- ten rotationssymmetrischen Rohlings ohne und mit Spannfläche;
Fig. 2a und b eine Seitenansicht und eine Draufsicht des mit Tieflochbohrungen versehenen Rohlings nach Fig. 1 b;
Fig. 3a und b eine Seitenansicht und eine Draufsicht des Rohlings nach Fig. 2a und b in verdralltem Zustand;
Fig. 4a und b eine Seitenansicht und eine Draufsicht des Rohlings nach
Fig. 3a und b mit zwei eingefrästen Spanfördernuten;
Fig. 5a bis d drei Seitenansichten und eine Draufsicht des aus dem Rohling nach Fig. 4a und b hergestellten Bohrwerkzeugs;
Fig. 6a bis d eine Seitenansicht und drei schaubildliche Darstellungen des Bohrwerkzeugs nach Fig. 5a bis d;
Fig. 7a und b eine schaubildliche Darstellung und eine Draufsicht eines Bohrwerkzeugs mit einer geradlinigen äußeren und einer gewen- delten inneren Spanfördernut.
Die in den Fig. 5a bis 7b gezeigten Bohrwerkzeuge sind für den Einsatz in Werkzeugmaschinen bestimmt. Jedes Bohrwerkzeug besteht im Wesentlichen aus einem in einen nicht dargestellten Werkzeughalter einspannbaren, einen als Anschlag für den Werkzeughalter ausgebildeten Bund 10 aufweisenden Bohrerschaft 12, einem Bohrerkörper 14 und einem stirnseitig am Bohrerkörper 14 angeordneten Schneidkopf 16. Der Schneidkopf 16 weist eine radial innere Ausnehmung 18 und eine radial äußere Ausnehmung 20 zur Aufnahme jeweils einer nicht dargestellten Wendeschneidplatte auf. Der Bohrerkörper 14 weist zwischen dem Schneidkopf 16 und dem Bund 10 eine Spanabfuhrpartie 22 auf, die eine der inneren Ausnehmung 18 zugeordnete innere Spanfördernut 24 und eine der äußeren Ausnehmung 20 zugeordnete äußere Spanfördernut 26 aufweist, die an ihren Flanken durch Rippen 28,30 voneinander getrennt sind. Die an ihrem schneidkopfseitigen Ende mit der inneren Ausnehmung 18 versehene Rippe wird im Folgenden als innere Rippe 28 und die mit der äußeren Ausnehmung 20 versehene Rippe als äußere Rippe 30 bezeichnet. Wie insbesondere aus den Fig. 5a und 7a zu ersehen ist, sind im Bohrerkörper 14 zwei Kühlmittelkanäle 32,34 angeordnet, die vom schneidkopfseitigen Ende zum schaftseitigen Ende des Bohrerkörpers 14 innerhalb der Rippen 28,30 verlaufen und am schaftseitigen Ende in einen zentralen Versorgungskanal 36 münden.
Bei dem in den Fig. 5a bis 6d gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Spanfördernuten 24,26 wendeiförmig gekrümmt. Entsprechend weisen auch die zugehörigen Rippen 28,30 eine wendeiförmige Krümmung auf. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht jedoch darin, dass die zur äußeren Ausnehmung 20 gehörende äußere Spanfördernut 26 eine kleinere Krümmung aufweist und damit steiler ist, als die zur inneren Ausnehmung 18
gehörende Spanfördernut 24. Dementsprechend weisen die zugehörigen Rippen 28,30 von ihrem schneidkopfseitigen Ende zum schaftseitigen Ende hin eine variable Breite auf, die in der genannten Richtung im Falle der inneren Rippe 28 schmaler und im Falle der äußeren Rippe 30 breiter wird. Mit diesen Maßnahmen wird eine höhere Steifigkeit des Bohrers erzielt, so dass das Biege- und Torsionsverhalten des Bohrerkörpers 14 beim Bohrvorgang verbessert und damit die Schwingungsneigung reduziert wird. Dies ist vor allem für Vollbohrer von Bedeutung, mit denen aufgrund der beschriebenen Maßnahmen ein besseres Bohrverhalten sowohl hinsichtlich der erzielbaren Bohrgeschwindigkeit als auch des Bohrergebnisses erzielt werden kann.
Die Kühlmittelkanäle 32,34 müssen vor oder nach dem Einbringen der Spanfördernuten 24,26 so innerhalb des Bohrerkörpers 14 platziert werden, dass sie vollständig in die Rippen 28,30 zwischen den Spanfördernuten 24,26 eingebettet sind.
Für die Herstellung der beschriebenen Bohrwerkzeuge werden verschiedene Verfahrensvarianten vorgeschlagen.
Stets wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Grundmaterial körper unter Bildung eines rotationssymmetrischen ersten Rohlings 38 auf Bohrerkörperkontur spanabhebend gedreht (Fig. 1 a). Außerdem werden in den Schaft 12 der zentrale Versorgungskanal 36 und eine einseitige Spannfläche 40 (Fig. 1 b) eingeformt.
Bei der in Fig. 2a bis 4b angedeuteten Verfahrensweise werden zunächst zwei Tieflochbohrungen 32', 34' in den ersten Rohling 38 eingebracht, die exzentrisch vom schneidkopfseitigen Ende zum schaftseitigen Ende schräg durch den Bohrerkörper 14 verlaufen und an ihrem schaftseitigen Ende in den zentralen Versorgungskanal 36 münden. Wie aus Fig. 2b zu ersehen ist, sind die Tieflochbohrungen 32', 34' in Umfangsrichtung in einem Winkel
ungleich 180° voneinander angeordnet, so dass beim fertigen Bohrer sichergestellt ist, dass die Kühlmittelkanäle sich innerhalb der noch zu erzeugenden Rippen 28,30 befinden.
In einem zweiten Verfahrensschritt gemäß Fig. 3a und b wird der Bohrerkörper zwischen den Positionen 42 und 44 eingespannt, im Zwischenbereich auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt und sodann zwischen den beiden Einspannstellen einem Torsionsmoment ausgesetzt, das dafür sorgt, dass der Bohrerkörper plastisch verformt und dabei die Tieflochbohrungen 32', 34' unter Bildung gewendelter Kühlmittelkanäle 32,34 gegeneinander verdrallt werden (vgl. Fig. 3b).
In einem dritten Verfahrensschritt gemäß Fig. 4a und b werden dann in den Rohling gemäß Fig. 3a und b gewendelte Spanfördernuten 24,26 so einge- fräst, dass die äußere Spanfördernut 26 weniger gewendelt und daher steiler ist als die innere Spanfördernut 24 (vgl. Fig. 4b). Dadurch erhalten die Rippen 32,34 den vorbeschriebenen, in ihrer Längsrichtung variablen Dickenverlauf.
In einem letzten Verfahrensschritt wird der in Fig. 4a, b gezeigte Rohling an seinem schneidkopfseitigen Ende gekürzt und anschließend mit den die Plattensitze bildenden Ausnehmungen 18,20 versehen. Damit erhält man das in den Fig. 5a bis d und 6a bis d gezeigte fertige Bohrwerkzeug, in dessen Ausnehmungen 18,20 noch die nicht dargestellten Wendeschneidplat- ten eingesetzt werden müssen.
Das in den Fig. 7a und b gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 dadurch, dass nur die innere Spanfördernut 24 gewendelt ist und die äußere Spanfördernut 26 geradli- nig ungewendelt verläuft. Zur Herstellung eines solchen Bohrerkörpers 14 werden die Spanfördernuten 24,26 entweder vor dem Verdrallen gegensin-
nig gewendelt in den Rohling so eingebracht, dass die äußere Spanfördernut 26 beim anschließenden Verdrallen im Wesentlichen geradlinig ausgerichtet wird. Mit dieser Methode ist es auch möglich, Spanfördernuten mit unterschiedlichen Steigungen in einem Verdrallvorgang zu erzeugen. Dazu müssen nur die Nuten im unverdrallten Zustand des Rohlings geeignet ausgerichtet werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung gewendelter Spanfördernuten 24,26 mit unterschiedlicher Steigung besteht darin, dass ihre Einbringung in zwei Schritten erfolgt. Zunächst wird eine erste ungewendelte oder gewendelte Nut in den noch unverdrallten Rohling eingebracht. Anschließend wird der Rohling einer ersten Verdrallung unterworfen. Sodann wird eine zweite Spanfördernut eingefräst, die ungewendelt oder gewendelt sein kann. Wenn jeweils von geradlinigen Spanfördernuten ausgegangen wird, wird zweck- mäßig auch noch eine zweite Verdrallung vorgenommen, so dass zwei unterschiedlich gewendelte Spanfördernuten 24,26 erzeugt werden. Vor dem stufenweisen Verdrallen kann jeweils eine der Tieflochbohrungen 32',34'eingebracht werden, die beim weiteren Bearbeitungsvorgang zusammen mit den Spanfördernuten 24,26 und den zwischen diesen angeordneten Rippen 28,30 unterschiedlich gewendelt werden.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug für Werkzeugmaschinen. Das Bohrwerkzeug umfasst einen Bohrerkörper 14, einen stirnseitig an diesem angeordneten Schneidkopf 16 und einen endseitig an diesem angeordneten Schaft 12, wobei der Bohrerkörper 14 zwei an ihren Flanken durch Rippen 28,30 begrenzte Spanfördernuten 24,26 aufweist, von denen eine erste Spanfördernut 24 wendeiförmig gekrümmt ist. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass eine zweite Spanfördernut 26 ungewendelt ist oder mit einer gegenüber der ers- ten Spanfördernut 24 abweichenden, vorzugsweise in gleicher Drehrichtung verlaufenden Steigung wendeiförmig gekrümmt ist.
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