Der Schneidkante ist wenigstens ein Spanformer zur Spanformung durch die Schneidkante abgespanter Späne zugeordnet.

Einlippenbohrer sind gängige Bohrer, die beim Tiefbohren eingesetzt werden. Das Tiefbohren ist ein spanabhebendes Verfahren zur Herstel- lung oder Bearbeitung von Bohrungen. Tiefbohrungen sind üblicherwei- se Bohrungen mit einem Durchmesser zwischen ca. 1mm bis 1500mm und einer Bohrtiefe ab ca. dem dreifachem Durchmessermaß. Das Ein- lippentiefbohren bzw. ELB-Tiefbohren ist eine spezielle Verfahrensvari- ante des Tiefbohrens, bei dem ein Einlippen-bzw. ELB- Tiefbohrwerkzeug eingesetzt wird. Einlippenbohrer lassen sich untertei- len in solche mit am Werkzeug angeschliffener Schneide und in solche mit auswechselbarer Schneide, beispielsweise in Form einer Schneid- platte bzw. Wendeschneidplatte. Das Einlippentiefbohren wird vorzugs- weise im Durchmesserbereich von ca. 0,8mm bis 40mm durchgeführt.

Die Zufuhr von Kühlschmierstoff erfolgt durch eine oder mehrere Boh- rungen im Innern des Bohrers. Kühlschmierstoff ist ein Stoff, der beim Trennen und beim Umformen von Werkstoffen zum Kühlen und Schmie- ren eingesetzt wird. Die Ableitung des Kühlschmierstoff- Spänegemisches beim Einlippenbohrer geschieht durch eine Längsnut bzw. Sicke am äußeren Werkzeugschaft :. Der Einsatz von großen Men- gen Kühlschmierstoff ist ökologisch bedenklich, da das Kühlschmier-

stoff-Spänegemisch eine Altlast darstellt, die entsorgt oder wieder aufbe- reitet werden muss. Man setzt deshalb zunehmend Minimalmengen- schmierungen ein, bei der die eingesetzte Schmierstoffmenge auf das unbedingt notwendige Maß reduziert wird. Ein Problem dabei ist es, trotz sehr geringer Kühlschmierstoffmenge für eine ausreichende Späneab- fuhr zu sorgen, um damit eine gute Qualität des Tiefbohrprozesses si- cherzustellen.

Aufgabe und Lösung Aufgabe der Erfindung ist es, einen Einlippenbohrer der eingangs ge- nannten Art zu schaffen, der insbesondere auch bei Minimalmengen- schmierung produktionssicher arbeitet und insbesondere eine hohe Ver- schleißfestigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Einlippenbohrer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt. Der Wortlaut sämtlicher An- sprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Der erfindungsgemäße Einlippenbohrer zeichnet sich dadurch aus, dass er einen Spanformer mit positivem Spanwinkel besitzt.

Unter Einlippenbohrern im Sinne der Anmeldung werden solche ver- standen, die einen Bohrkopf mit einer daran ausgebildeten Schneide aufweisen. Insbesondere ist die Schneide einstückig mit dem Bohrkopf verbunden, beispielsweise in den Bohrkopf eingeschliffen.

Als Schneide bzw. Schneidkeil im Sinne der Anmeldung wird der an der <BR> <BR> <BR> <BR> Spanerzeugung beteiligte Bereich des Einlippenbohrers verstanden. Der Schneidkeil wird von der Spanfläche, die unmittelbar mit dem abgespan-

ten Span in Berührung kommen kann, und der Freifläche begrenzt. Die Spanfläche ist die Fläche am Schneidkeil, auf der der Span aufläuft. Die Fläche am Schneidkeil, die der entstehenden Werkstückoberfläche bzw.

Bearbeitungsfläche gegenüber liegt, nennt man Freifläche. Die Linie, an der die Spanfläche und die Freifläche einander berühren, wird als Schneidkante bezeichnet. Als Spanwinlzel wird der Winkel zwischen ei- ner zur Bearbeitungsfläche des zu bearbeitenden Werkstücks senkrecht stehenden, gedachten Linie und der Spanfläche an der Schneidkante bezeichnet. Es können mehrere Schneidkanten vorhanden sein, bei- spielsweise eine Außenschneide und eine Innenschneide. Der Keilwin- kel ist der Winkel zwischen der Spanfläche und der Freifläche und der Freiwinkel ist der Winkel zwischen der Bearbeitungsfläche und der Frei- fläche. Spanformer bzw. Spanbrecher dienen zum Spanformen bzw.

Brechen der Späne und werden in den Fällen vorgesehen, bei denen der Spanbruch nicht sicher gestellt ist. Dies kann beispielsweise dann vorkommen, wenn das Verformungsvermögen des Werkstücks sehr hoch ist und ein sogenannter"Fließspan"entsteht, der ohne Bruchhilfe erst sehr spät bricht. Jeder Schneidkante kann wenigstens ein Spanfor- mer zugeordnet sein, beispielsweise kann der Außenschneide ein Span- former und der lnnenschneide ein weiterer Spanformer zugeordnet sein.

Der positive Spanwinkel am Spanformer des erfindungsgemäßen Einlip- penbohrers bewirkt, dass der abgespante Span nun nicht mehr, wie bei- spielsweise bei herkömmlichen Einlippenbohrern mit 0° Spanwinkel der Fall, rechtwinklig auf die Spanfläche aufläuft, sondern schräg, da die Spanfläche gegenüber der zur Bearbeitungsfläche senkrecht gedachten Linie geneigt ist. Der Span wird also beim Auftreffen auf die Spanfläche weniger stark gestaucht, was dazu führt, dass die durch den auftreffen- den Span erzeugte Flächenbelastung der Spanfläche, die beispielswei- se zu einer Wärmeentwicklung infolge der Reibung zwischen Span und <BR> <BR> <BR> <BR> Werkstück führen kann, relativ gering ist. Es wird sozusagen ein #wei- cher"Schnitt erzeugt. Dies führt dazu, dass erfindungsgemäße Einlip-

penbohrer produktionssicher bei Minimalmengenschmierungen bei- spielsweise mit Druckluft oder beim Einsatz von Kühlschmierstoffen mit geringen Viskositäten verwendet werden können.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Einlippenbohrers ist, dass eine gezielte Spanformung des abgespanten Spans möglich ist, die an Minimalmengenschmierungsbedingungen anpaßbar ist. Für den siche- ren Späneabtransport durch Kühlschmierstoff ist es zunächst einmal notwendig, dass Späne eine bestimmte Größe nicht überschreiten, da sie ansonsten durch den begrenzten Raum in der Sicke nicht sicher mit- genommen werden. Dies kann dazu führen, dass sich Späne im Bereich der Schneide ansammeln und den Bohrprozess beeinträchtigen können.

Bei herkömmlichen Einlippenbohrer mit Spanwinkel 0° tritt das Problem eines langbrechenden Spans normalerweise nicht auf, da infolge der starken Spanstauchung auf der Spanfläche meist ein kurzbrechender Span entsteht. Jedoch werden extrem kurze Späne wiederum nicht si- cher abtransportiert, wenn Kühlschmierstoffe mit geringen Viskositäten eingesetzt werden, da sie zu geringen Widerstand bieten. Durch den Spanbrecher mit positivem Spanwinkel entstehen Späne, die einerseits klein genug sind, um sicher"bewegt"zu werden und andererseits groß genug sind, um Kühlschmierstoffen mit geringen Viskositäten genügend Angriffsfläche zum Abtransport zu bieten.

Der Spanwinkel des Spanformers liegt vorzugsweise im Bereich von 10° bis 30°, insbesondere im Bereich von 15° bis 25°.

Der Spanformer kann Bereiche mit unterschiedlich großem positiven Tangentenwinkel aufweisen, so dass der Span, der auf dem Spanformer entlang gleitet, in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich stark ge- staucht bzw. verformt wird. Als Tangenten-bzw. Spanflächenwinkel wird der Winkel zwischen einer zur Bearbeitungsfläche des zu bearbeitenden Werkstücks senkrecht stehenden, gedachten Linie und einer Tangente

an die Spanfläche, ausgenommen der Bereich direkt an der Schneid- kante, bezeichnet. Der Winkel direkt an der Schneidkante wird als Spanwinkel bezeichnet. Vorzugsweise ist der Spanwinkel an der Schneidkante positiv, so dass der Span dort relativ wenig gestaucht wird, womit die Flächenbelastung, die durch den auftreffenden Span an der Schneidkante verursacht wird, relativ gering ist. Vorzugsweise ge- langt der Span beim"Durchwandern"des Spanformers anschließend in Bereiche, bei denen der Tangentenwinkel gegenüber dem Schneidkan- ten"-Bereich geringer ist, so dass er dort stärker gestaucht wird. Der Span kann Bereiche mit annähernd 0°-Tangentenwinkel oder sogar ne- gativem Tangentenwinkel mit starker Spanstauchung durchlaufen. Ir- gendwann wird die Spanstauchung bzw. die Belastung auf den Span so groß, dass er bricht.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung besitzt der Spanformer eine Span- leitfläche zur Spanleitung der Späne und einen Spanbruchabschnitt zur Brechung der Späne. Bevorzugt ist die Spanleitfläche der Bereich, der im wesentlichen unmittelbar an die Schneidkante angrenzt und auf die der Span nach Spanabhebung zunächst auftrifft. Vorzugsweise besitzt die Spanleitfläche einen relativ großen positiven Spanwinkel und Berei- che mit einheitlichem zum Spanwinkel nahezu identischen Tangenten- winkel oder Bereiche mit unterschiedlich großen positiven Tangenten- winkeln. Der Spanbruchabschnitt schließt vorzugsweise direkt an die Spanleitfläche an. Dort können im Vergleich zur Spanleitfläche kleinere positive Tangentenwinkel, 0° Tangentenwinkel oder sogar negative Tangentenwinkel vorgesehen sein, die eine Brechung des Spans verur- sachen können.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Spanbruchabschnitt in einem Ab- stand von der Schneidkante angeordnet ist, der zur Einstellung einer gewünschten Spangröße geeignet ist. Damit ist eine gezielte Spangrö- ßeneinstellung des abgespanten Spans möglich. Durch Variieren des

Abstandes des Spanbruchabschnitts von der Schneidkante können Späne unterschiedlicher Größe und Form erzeugt werden, die optimal an die jeweiligen Kühlschmierstoffbedingungen, insbesondere an Mini- matmengenschmiemngsbedingungen, angepasst sind, d. h. sicher ab- transportiert werden können.

Wann der Span im Spanbruchabschnitt bricht, hängt von verschiedenen Einfiussfaktoren ab, die beim Festlegen des Abstandes mit berücksich- tigt werden sollten. Solche Einflussfaktoren sind beispielsweise Werk- stückstoffeigenschaften des zu bearbeitenden Werkstücks, insbesonde- re dessen Verformbarkeit, Bearbeitungsgeschwindigkeit des Bohrpro- zesses o. dgl.

Der Abstand kann beispielsweise im Bereich von 0,2mm bis 1,5mm, insbesondere im Bereich von 0,3mm bis 0,6mm liegen.

Bevorzugt ist der Spanformer bzw. Spanbrecher in Form einer an die Schneidkante angrenzende Nut bzw. Rinne ausgebildet. Der nutartige Spanformer kann in zwei Bereiche eingeteilt werden. Ein erster, insbe- sondere bogenförmig gekrümmter Bereich kann sich von der Schneid- kante bis zu einem Nutgrund erstrecken. Dieser Bereich kann als Span- leitfläche bezeichnet werden. Vorzugsweise nimmt der positive Tangen- tenwinkel, der durch Anlegen einer Tangente an die Krümmung ermittelt werden kann, in diesem zum Nutgrund hin insbesondere stetig ab, bis schließlich am Nutgrund annähernd ein 0°-Tangentenwinkel erreicht wird. Ein zweiter, insbesondere bogenförmig gekrümmter Bereich kann sich vom Nutgrund bis zu einer Begrenzungsfläche der zum Abtransport des Kühlschmierstoff-Späne-Gemischs ausgebildeten Sicke erstrecken.

Dieser Bereich kann als Spanbruchabschnitt bezeichnet werden, wobei ausgehend von einem im wesentlichen 0°-Tangentenwinkel am Nut- grund dieser zur Begrenzungsfläche hin immer negativer werden kann.

Alternativ ist es möglich die Spanleitfläche des Spanformers nicht ge- krümmt auszubilden, sondern als Schrägfläche mit einheitlich positivem Span-bzw. Tangentenwinkel. An diese schräge Spanleitfläche kann dann ein gekrümmter bzw. mit Radius versehener Spanbruchabschnitt anschließen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist an mindestens einer Funktion- <BR> <BR> <BR> <BR> fläche des Einlippenbohrers eine Funktionsbeschichtung vorgesehen.

Als Funktionsflächen im Sinne der Anmeldungen werden insbesondere solche Flächen bezeichnet, die eine bestimmte Aufgabe beim Tiefbohr- prozess erfüllen, beispielsweise das Abspanen von Spänen, das Abstüt- zen des Bohrers in der Bohrung, der Abtransport von Spänen usw.. Be- sonders bevorzugt handelt es sich bei der Funktionsfläche um den zur Spanformung der Späne dienenden Spanformer. Zumindest der Span- former, insbesondere dessen Spanleitfläche und Spanbruchabschnitt kann also mit der Funktionsbeschichtung versehen sein.

Es ist möglich, dass die Funktionsbeschichtung an mehreren oder an allen am Schnittprozess beteiligten Funktionsflächen vorgesehen ist. Die Funktionsbeschichtung kann an allen direkt mit dem Werkstück in Be- rührung kommenden Funktionsflächen vorgesehen sein. Dies sind bei- spielsweise die Führungsleisten und die Rundschlifffase, die zur Abstüt- zung des Einlippenbohrers in der Bohrung dienen. Zu diesen Funktions- flächen gehört auch der Bereich der Schneidkante, der sowohl direkt mit dem Werkstück als auch mit dem abgespanten Span in Berührung kommt. Zusätzlich können auch die Freifläche und die Begrenzungsflä- chen der späneabführenden Sicke mit der Funktionsbeschichtung ver- sehen sein.

Eine Aufgabe der Funktionsbeschichtung ist es, die Verschleißfestigkeit des Bohrers insbesondere bei hohen Schnittgeschwindigkeiten zu erhö- hen. Durch die Funktionsbeschichtung wird der Abrieb des Einlippen-

bohrers bei Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück, insbesondere im Bereich der Schneidkante vermindert. Ferner wird eine Auskolkung verhindert, die dann stattfinden kann, wenn Späne auf dem Spanformer <BR> <BR> <BR> gjeiten und dabei Materia) aus dem Gefüge des Spanformers heraus- brechen. Ein weiterer Vorteil der Funktionsbeschichtung ist, dass die Haftung zwischen dem Einlippenbohrer und dem zu bearbeitenden Werkstück vermindert wird. Dadurch wird verhindert, dass insbesondere bei hohen Pressungen zwischen Einlippenbohrer und Werkstück ein a) s <BR> <BR> <BR> "Aufbauschneide"bezeichnetes Verschweißen von Werkstückstoff und Schneide entsteht.

Die Funktionsbeschichtung kann mindestens teilweise aus Hartstoff, insbesondere aus metallischem Hartstoff bestehen. Als metallischer Hartstoff wird vorzugsweise ein Nitrid oder ein Karbid verwendet. Es kann jedoch auch ein Borid oder Silicid eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist es, ein Leichtmetallnitrid, insbesondere Titanaluminiumnit- rid, zu verwenden.

Alternativ ist es möglich, nichtmetallische Hartstoffe einzusetzen, bei- spielsweise Diamant, Borkarbid oder Bornitrid.

Die Funktionsbeschichtung kann mehrere, insbesondere übereinander- liegende, Schichten aufweisen. Es kann mindestens eine Hartstoff- schicht und mindestens eine an die Hartstoffschicht angrenzende Weichstoffschicht vorgesehen sein, wobei die Hartstoffschicht eine äu- ßere Schicht bzw. eine Oberfläche bildet.

Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Einlip- penbohrers mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zu- nächst ein Bohrkopf mit einer typischen Bohrergeometrie des Einlippen-

bohrers hergestellt wird. Das Herstellen umfasst insbesondere das Her- stellen des Bohrkopfes aus einem Rohmaterial, beispielsweise durch einen Sinterprozess, das Ausbilden eines Kühlschmierstoffkanals zur Zuführung von Kühlschmierstoff, das Ausbilden einer Sicke zum Zwecke der Abfuhr von Kühlschmierstoff-Spänegemisch, das Ausbilden, insbe- sondere Einschleifen der Schneide usw..

Ein weiterer Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Ausbilden eines Spanformers bzw. Spanbrechers im Bereich der Schneide des Einlippenbohrers. Schließlich wird wenigstens eine Funk- tionsfläche des Einlippenbohrers mit einer Funktionsbeschichtung ver- sehen. Es wird also zunächst die Formgebung des Bohrkopfes abge- schlossen und danach eine Funktionsbeschichtung aufgebracht, was zur Folge hat, dass zumindest auch der Spanformer mit der Funktionsbe- schichtung versehen ist. Dies unterscheidet das erfindungsgemäße Ver- fahren wesentlich von herkömmlichen Verfahren, bei denen als letzter Verfahrensschritt der Spanformer eingeschliffen wird, so dass eine et- waige Beschichtung auf dem Spanformer wieder abgeschliffen wird und der Spanformer dann keine Beschichtung mehr aufweist.

Bezüglich weiterer Details des Verfahrens wird auf die vorstehende Be- schreibung und die nachfolgende Figurenbeschreibung verwiesen.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unter- kombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf ande- ren Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähi- ge Ausführungen darstellen können. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer allgemeinen Gültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Ausführungsbeispiels der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Bohrkopfes des erfindungsgemäße Einlippenbohrers, Fig. 2 eine Vorderansicht des Einlippenbohrers von Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des Einlippenbohrers von Fig. 1, Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X von Fig. 3 bei der die Spanabhebung eines Spans und die Schneidengeometrie näher darstellt und Fig. 5 eine nochmalige Vergrößerung der Einzelheit X, bei der ver- schiedene Bereiche des Spanformers und eine mehrschichtige Funktionsbeschichtung gezeigt sind.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einlip- penbohrers, wobei lediglich der Bohrkopf 11 dargestellt ist. Einlippen- bohrer bestehen im wesentlichen aus einem Bohrschaft und einem mit dem Bohrschaft insbesondere stoffschlüssig verbundenen Bohrkopf 11 oder einem Vollhartmetallwerkzeug. Ein Verbinden des Bohrschaftes mit dem Bohrkopf 11 erfolgt vorzugsweise mittels eines Lötverfahrens, bei- spielsweise mittels Hartlöten. Der Bohrschaft wird mit einer Spannhülse verbunden, die ihrerseits in einer Werkzeugaufnahme einer Einlippen- Tiefbohrmaschine befestigt wird. Der Bohrschaft oder das Vollhartme-

tallwerkzeug kann fest, insbesondere stoffschlüssig mit der Spannhülse verbunden sein, beispielsweise mittels einer Löt-oder Klebeverbindung.

Der Einlippenbohrer samt Spannhülse wird auch als Eintippen-bzw.

ELB-Tiefbohrwerkzeug bezeichnet.

Der Bohrkopf 11 besitzt eine im Bereich seiner Stirnseite ausgebildete Schneide 12, einen im Inneren des Bohrkopfs 11 befindlichen Kühl- schmierstoffzuführkanal 13, eine Sicke 14 bzw. Nut zur Abfuhr des Kühlschmierstoff-Spänegemisches sowie Führungsleisten 15 am Um- fang, die beim Bohrvorgang direkt mit dem zu bearbeitenden Werkstück 16 in Kontakt stehen und den Einlippentiefbohrer in der Bohrung führen.

Der Bohrkopf besteht aus Hartstoff bzw. Hartmaterial, der bzw. das eine spanabhebende Bearbeitung des Werkstücks 16 ermöglicht. Als Hart- stoff wird vorzugsweise Hartmetall verwendet.

Die Kühlschmierstoffzufuhr erfolgt beim Einlippenbohrer typischerweise durch den im Inneren des Bohrers liegenden Kühlschmierstoffzuführka- nat 13, der sich vom Bohrschaft bis zum Bohrkopf 11 längs einer Boh- rerachse 23 erstreckt und an der Stirnseite des Bohrkopfes 11 in einem Kühlschmierstoff-Auslass endet. Der Kühlschmierstoff hat beim Tiefboh- ren mehrere Aufgaben. Er sorgt für eine Schmierung der Schneide 12 und der Führungsleisten 15 und damit für eine Reduzierung von Rei- bung und Verschleiß des Einlippenbohrers. Eine andere Aufgabe ist die Kühlung, d. h. die Ableitung der Wärme von Werkzeug und Werkstück 16. Schließlich sorgt der Kühlschmierstoff für eine kontinuierliche Spä- neabfuhr der abgespanten Späne 22. Kühlschmierstoffe zum Tiefbohren sind in der Regel nicht wassermischbare Kühlschmierstoffe, insbesonde- re Tiefbohröle. Gegebenenfalls können Zusätze bzw. Additive zur Ver- besserung der Gebrauchseigenschaften, beispielsweise zur Ver- schleißminderung, vorgesehen werden.

Ebenfalls typisch für Einlippenbohrer ist die außenliegende Sicke 14 bzw. Nut zur Abfuhr des Kühlschmierstoff-Spänegemisches. Der Einlip- penbohrer hat damit in Vorderansicht (Fig. 2) das Aussehen einer Tor- te", von der ein Tortenstück herausgenommen wurde, wobei die dabei entstehende Lücke die Sicke 14 darstellt. Die Sicke 14 besitzt zwei ins- besondere stumpfwinklig zueinander angeordnete Begrenzungsflächen 17, 18, von denen eine Begrenzungsfläche 17 direkt an die Schneide 12 angrenzt. Die Sicke 14 erstreckt sich längs der Bohrerachse 23 bis in den Bereich des Bohrschaftes, wo sie endet. Beim Bohrvorgang ist im Bereich des Bohrschaftes ein Spänekasten angeordnet, der das abge- führte Kühischmierstoff-Spänegemisch auffängt.

Die Schneide 12 befindet sich im vorderen, stirnseitigen Bereich des Bohrkopfes 11. Sie ist der Teil des Bohrkopfes 11, an dem Schneidkante 19 (Außenschneidkante), Spanfläche, Freifläche 20, Spanformer 21 und Innenschneidkante 30 liegen.

Eine typische Schneiden bzw. Schneidkeilgeometrie für Einlippenbohrer ist in Fig. 4 dargestellt. Der Schneidkeil wird durch die Freifläche 20 und die Spanfläche begrenzt, wobei die Spanfläche in der gezeigten Ausfüh- rungsform durch den Spanformer 21 repräsentiert ist. Der Spanwinkel y ist der Winkel zwischen der Spanfläche und einer zur Bearbeitungsffä- che des zu bearbeitenden Werkstücks 16 senkrecht gedachten Linie S direkt an der Schneidkante 19 bzw. Innerischneidkante 30. Außerhalb des"Schneidkanten-Bereichs"wird der Winkel als Tangentenwinkel y* bezeichnet.

Als Freiwinkel cx bezeichnet man den freien Winkel zwischen Freifläche und bearbeiteter Fläche. Wäre er 0°, so würde die Freifläche auf der <BR> <BR> <BR> <BR> Werkstsickoberfl2iche stark reiben. GroRe Freiwinkel mindern den Frei- flächenverschleiß, begünstigen aber das Ausbrechen der Schneidkante.

Man wählt den Freiwinkel deshalb gerade so groß, dass das Werkzeug genügend frei schneidet.

Der Keiiwinke ! ß ist der Winket des in das Werkstück eindringenden Schneidkeils. Seine Größe wird von dem zu verspanenden Werkstoff bestimmt und ergibt zusammen mit Freiwinkel und Spanwinkel immer einen Winkel von 90'. Beim Spanwinkel 0'fallen also die zur Bearbei- tungsfläche senkrecht gedachte Linie S und die Spanfläche zusammen.

Ist die Summe aus Freiwinkel und Keilwinkel kleiner als 90°, so spricht man von der Differenz zu 90° von einem positiven Spanwinkel. Demge- mäß ergibt sich, wenn die Summe aus Freiwinkel und Keilwinkel größer als 90° ist, ein negativer Spanwinkel.

Die Schneidkante 19 bzw. Innenschneidkante 30 ist die Linie, an der Span-und Freifläche 20 einander berühren. Sie kommt direkt mit dem zu bearbeitenden Werkstück 16 in Kontakt und ist für ein Abspanen von Spänen 22 verantwortlich.

Wie in Fig. 1 dargestellt, verläuft die Schneidkante 19 im Winkel zu einer Bohrerachse 23 und erstreckt sich von einer Außenfläche 24 des Einlip- penbohrers bis zu dessen Bohrerspitze 25. Im beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiel ist lediglich der Schneidkante 19 (Aussenschneidkante) ein Spanformer 21 zugeordnet. Der Spanformer 21 grenzt im wesentli- chen unmittelbar an die Schneidkante 19 an und verläuft parallel dazu ebenfalls zwischen der Außenfläche 24 und der Bohrerspitze 25. Der Spanformer 21 hat die Form einer Nut mit U-förmigem Querschnitt (Fig.

3,4 und 5). Er lässt sich in zwei Bereiche einteilen, nämlich in eine im wesentlichen unmittelbar an die Schneidkante 19 angrenzende Spanleit- fläche 26, die zur Spanleitung der Späne 22 dient und in einen im Ab- stand von der Schneidekante 19 angeordneten Spanbruchabschnitt 27, der zur Brechung der Späne 22 dient.

Wie in Fig. 4 und insbesondere in Fig. 5 dargestellt, erstreckt sich die Spanleitfläche 26 von der Schneidekante 19 bis zu einem Nutgrund 28 der Nut. Der Spanbruchabschnitt 27 schließt direkt an die Spanleitfläche <BR> <BR> <BR> <BR> 26 an und erstreckt sich vom Mutgrund 28 bis zur Begrenzungsftäche 17 der Sicke 14. Spanleitfläche 26 und Spanbruchabschnitt 27 zeichnen sich dadurch aus, dass die Spanstauchung für den auftreffenden Span 22 stetig größer wird, bis er schließlich im Spanbruchabschnitt 27 bricht.

Die größer werdende Spanstauchung wird durch die gekrümmt ausge- bildete Spanleitfläche 26 sowie den ebenfalls gekrümmt ausgebildeten Spanbruchabschnitt 27 erzielt, wobei ausgehend von einem relativ gro- ßen Spanwinkel y, der Tangentenwinkel sich stetig ändert. Dies ist bei- spielhaft durch vier verschiedene Span-bzw. Tangentenwinkel und an vier verschiedenen Bereichen des Spanformers 21 dargestellt.

Der Span-bzw. Tangentenwinkel y bzw. y* ist durch Anlegen einer Tan- gente an die Spanformer-Krümmung in den jeweiligen Bereichen be- stimmbar. An der Schneidkante 19 ist die Spanstauchung am gerings- ten, was durch einen großen, positiven Spanwinkel y repräsentiert wird.

Die Neigung zwischen der zur Bearbeitungsfläche des Werkstücks 16 senkrecht gedachten Linie S und der Spanleitfläche 26 in diesem Be- reich ist also am größten. Eine geringe Spanstauchung reduziert die Flächenbelastung der Spanleitfläche 26 in diesem Bereich, beispiels- weise wird die Reibung zwischen Span 22 und Spanleitfläche 26 verrin- gert. Die Spanstauchung des Spans 22 wird zum Nutgrund 28 hin immer größer, was beispielhaft durch den Spanwinkel y 1 gezeigt ist, der klei- ner, also weniger positiv als der Spanwinkel y ist.

Am Nutgrund 28 ist der Spanwinkel Y 0 0° grol3. Dort beginnt der Span- bruchabschnitt 27, der sich durch eine große Spanstauchung repräsen- tiert durch negative Tangentenwinkel, y*, auszeichnet. Auch im Span- bruchabschnitt 27 nimmt die Spanstauchung stetig zu und ist am Über- gang zur Begrenzungsfläche 17 der Sicke 14 am größten. Dies ist bei-

spielhaft durch den großen negativen Spanwinkel Y* 2 gezeigt. Der ge- naue Bruchpunkt des Spans 22 ist von mehreren Faktoren abhängig, beispielsweise von der Verformbarkeit des Werkstückmaterials, von der Bearbeitungsgeschwindigkeit des Bohrers, von der Steilheit des Span- bruchabschnitts 27, vom Eigengewicht des Spans 22 usw.. Einen zu- sätzlichen Einfluss auf die Spangröße hat der Abstand des Spanbruch- abschnitts 27 von der Schneidkante 19. Durch Variieren dieses Abstan- des kann eine gewünschte Spangröße eingeste) ! t werden. Der Abstand liegt vorzugsweise im Bereich von 0, 3mm bis 0, 6mm.

In Fig. 5 ist ferner eine Funktionsbeschichtung 29 des Einlippenbohrers beispielhaft anhand der Beschichtung des Spanformers 21 gezeigt. Die Funktionsbeschichtung 29 hat vor allem die Aufgabe den Verschleiß an den am Schnittprozeß beteiligten Funktionsflächen zu vermindern. Sol- che Funktionsflächen sind beispielsweise die Schneide 12 mit Schnei- dekante 19, Spanformer 21, Freifläche 20, die zur Abstützung in der Bohrung eingesetzten Führungsleisten 15 und die Begrenzungsflächen 17,18 der späneabführenden Sicke 14. Vor allem die Beschichtung der Schneidekante 19 und des Spanformers 21 ist wichtig, da dort ein star- ker Verschleiß auftritt. Die Funktionsbeschichtung wirkt reibungsvermin- dert, so dass die Reibung zwischen auftreffenden Span 22 und Span- former 21, insbesondere dessen Spanleitfläche 26 verringert wird, was zu einer verringerten Wärmeentwicklung in diesem Bereich führt. Au- ßerdem schützt die Funktionsbeschichtung 29 die Oberfläche der Span- leitfläche 26 und des Spanbruchabschnitts 27, so dass Auskolkungen bzw. ein Kolkverschleiß, bei dem durch den auftreffenden Span 22 Ma- terial aus der Oberfläche herausbricht, verhindert werden. Zudem wirkt die Funktionsbeschichtung 29 haftungsvermindernd, so dass im Bereich der Schneidkante 19 sogenannte"Aufbauschneiden", eine Materialver- schweißung zwischen Span 22 und Schneidkante 19, vermieden wer- den.

Als Beschichtungsmaterial der Funktionsbeschichtung 29 wird metall- scher Hartstoff, insbesondere Titan-Aluminium-Nitrid verwendet. Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Funktionsbeschichtung 29 ihrerseits mehrere Schichten aufweisen, also eine Art #Multi-Layer-Beschichtung" bilden.

Dies ist beispielhaft anhand einer Funktionsbeschichtung 29 aus drei Schichten dargestellt. Als ! s unterste, direkt mit dem Spanformer 21 in Kontakt stehende Schicht, ist eine Hartstoffschicht 29a vorgesehen.

Darüber befindet sich eine Weichstoffschicht 29b, die von einer weiteren Hartstoffschicht 29a überdeckt wird, die ihrerseits die äußere, eine Ober- fläche bildende Schicht darstellt.

Verfahren zur Herstellung eines Einlippenbohrers und Bohrvorgang Zur Herstellung des Einlippenbohrers wird zunächst der Bohrschaft durch Ablängen eines Rohmaterials auf entsprechende Länge herge- stellt. Als Rohmaterial kann ein Rohr, insbesondere aus Stahl, verwen- det werden, so dass das Rohrinnere einen Teil des Kühlschmierstoffzu- führkanals 13 bildet. Danach wird die Sicke 14 zur Abfuhr des Kühl- schmierstoff-Spänegemisches angebracht, beispielsweise in den Bohr- schaft eingewalzt.

Der Bohrkopf 11 ist aus Hartmetall und wird mittels eines Sinterprozes- ses hergestellt, wobei der bohrkopfseitige Teil des Kühlschmierstoff- zuführkanals 13 und die Sicke 14 bereits vorgesehen sind.

Der gesinterte Bohrkopf 11 und der Bohrschaft werden mittels Hartlöten stoffschlüssig miteinander verbunden.

Alternativ ist es möglich dass Bohrkopf 11 und Bohrschaft aus einem Stück aus gesintertem Hartmetall hergestellt werden.

Als nächstes wird die Schneide 12 samt Schneidkante 19 und Spanfor- mer 21 in den Bohrkopf 11 eingeschliffen. Als abschließender Verfah- rensschritt wird der Spanformer 21 mit der Funktionsbeschichtung 29 versehen. Dies bietet im Verg) eich zu herkömmtichen Hersteitungsver- fahren, bei denen als letzter Verfahrensschritt der Spanformer 21 einge- schiffen wird, den Vorteil, dass eine Beschichtung des Spanformers 21 mit der Funktionsbeschichtung 29 sichergestellt ist.

Einlippenbohrwerkzeuge müssen beim Anbohren in einer Anbohrbuchse geführt werden, weil sich die Bohrkräfte nicht, wie z. B. beim Wendelboh- rer mit zwei Schneiden, gegenseitig aufheben. Daher muss das Werk- zeug während des Bohrvorgangs abgestützt bzw. geführt werden.

Beim Einlippenbohrvorgang wird daher zunächst der Einlippenbohrer in der Bohrbuchse, die sich in einem Bohrbuchsenträger befindet, geführt.

Nach Eintritt des Werkzeugs in die Bohrung übernimmt die Bohrung selbst diese Führungsaufgabe. Alternativ kann auch eine Führungsboh- rung die Aufgabe einer Bohrbuchse übernehmen.

Der Bohrkopf 11 dringt also mit seiner Schneide 12 in das zu bearbei- tende Werkstück 16 ein. Dabei kommt die Schneidkante 19 direkt mit dem Werkstück 16 in Kontakt, wodurch Späne 22 abgespant werden.

Ein abgespanter Span 22 trifft dabei zunächst auf die Spanleitfläche 26 des Spanformers 21 im Bereich der Schneidkante 19. Der positive Spanwinkel y bewirkt, dass im Bereich der Spanleitfläche 26 noch keine starke Stauchung des Spans 22 stattfindet, wodurch gewährleistet ist, dass der Span 22 nicht bricht, sondern geformt wird. Durch die sich än- dernde Krümmung der Spanleitfläche 26 wird die Stauchung bzw. der Druck auf den Span 22 ständig erhöht. Der Span gleitet die Spanleitflä- che 26 entlang und gelangt zum Spanbruchabschnitt 27, wo er infolge des negativen Tangentenwinkeis y* stark gestaucht wird, und schließlich bricht. Durch die Variation des Abstandes zwischen der Schneidkante

19 und dem Spanbruchabschnitt 27 kann die Spangröße des Spans ge- zielt eingestellt werden, um sie an die jeweiligen Kühlschmierstoffbedin- gungen, beispielsweise eine Minimalmengenschmierung, anzupassen.

Es ist auch möglich, die Krümmungen bzw. Steigungen der Spanleitflä- che 26 und/oder des Spanbruchabschnittes 27 zu variieren, um damit eine bestimmte Spanform bzw. eine bestimmte Spangröße zu erzeugen.