Alber, Roland (Forchenstr. 28, Bitz, 72475, DE)
| 1. | Bohrwerkzeug (2 ) mit zumindest einer Hauptschneide ( 4 ) , die durch Anschleifen einer Schutzfase ( 8 ) gebrochen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder die Lage und/oder die Geometrie der Schutzfase ( 8 ) über die Länge der Schneidkante ( 14 ) variiert . |
| 2. | Bohrwerkzeug (2 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfase ( 8 ) derart gestaltet ist, dass der von der Freifläche ( 16) und der Spanfläche ( 18 ) gebildete Schneidkeil (22 ) über eine maßgebliche Länge der Hauptschneide ( 4 ) mit zunehmendem Abstand von der Bohrerachse (A) stumpfer wird. |
| 3. | Bohrwerkzeug (2 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfase ( 8 ) eine im wesentlichen plane Fläche aufweist . |
| 4. | Bohrwerkzeug (2 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite B der Schutzfase ( 8 ) über eine maßgebliche Länge der Hauptschneide ( 4 ) mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse (A) zunimmt . |
| 5. | Bohrwerkzeug (2 ) nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Winkel (ε) , den die Schutzfase ( 8 ) mit der Axialebene des Werkzeugs ( 2 ) einschließt , mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse (A) derart ändert, dass die Hauptschneide ( 4 ) stumpfer wird. |
| 6. | Bohrwerkzeug (2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schutzfase ( 8 ) am radial äußeren Ende der Schneidkante ( 14 ) vorzugsweise im Bereich von 15 bis 20 μm liegt. |
| 7. | 7» Bohrwerkzeug (2 ) nach einem der Ansprüche 3 bis , dadurch gekennzeichnet, dass der Fasenwinkel (ε) , den die Schutzfase ( 8 ) mit der Axialebene einschließt, am radial äußeren Ende der Schneidkante ( 14 ) vorzugsweise im Bereich von 0 ° bis 40° und am Kerndurchmesser ( 12 ) im Bereich von 30° bis 10° oder 60° bis 90 ° von liegt . |
| 8. | Bohrwerkzeug (2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfase ( 8 ) und die Spanfläche einen ersten Schneidkantenwinkel φ]_ und die Schutzfase ( 8 ) und die Freifläche einen zweiten Schneidkantenwinkel q>2 einschließen, wobei die Schutzfase ( 8 ) derart gestaltet ist, dass am äußeren Ende der Schneidkante ( 14 ) die Winkel φ± und q>2 j eweils größer als 90° sind und mit abnehmenden Abstand zur Bohrerachse (A) einer von beiden wesentlich kleiner als der andere wird. |
| 9. | Bohrwerkzeug (2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , gekennzeichnet durch einen positiven Spanwinkel (γ) . |
| 10. | Bohrwerkzeug (2 ) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfase ( 8 ) eine konvexe Fläche aufweist . |
| 11. | Bohrwerkzeug (2 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Radius (R) der konvexen Fläche über die Länge der Schneidkante ( 14 ) ändert . |
| 12. | Bohrwerkzeug ( 2 ) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) der Schutzfase ( 8 ) über eine maßgebliche Länge der Hauptschneide ( 4 ) mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse (A) zunimmt . |
| 13. | Verfahren zum Anbringen einer Schutzfase ( 8 ) an die Hauptschneide (4 ) eines Werkzeugs ( 2 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfase ( 8 ) angeschliffen wird. |
| 14. | Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfase ( 8 ) entlang der Hauptschneide ( 4 ) in einer einförmigen Bewegung des Schleifkörpers ( 32 ) und/oder des Bohrwerkzeugs (2 ) angebracht wird. |
| 15. | Verfahren nach Anspruch 13 oder 14 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkörper ( 32 ) dem Verlauf der Hauptschneide ( 4 ) folgt und dabei dessen Zustellung (S ) und/oder dessen Schleifwinkel (ε) bezüglich der Spanfläche ( 18 ) oder der Freifläche ( 16 ) mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse (A) zunimmt . |
| 16. | Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante ( 14 ) von der Seite der Freifläche ( 16) oder von der Seite der Spanfläche ( 18 ) mit einer Schutzfase ( 8 ) versehen wird. |
| 17. | Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellung (S ) in einem Bereich von 10 bis 40 μm liegt . |
Variabler Schneidkantenabzug für Bohrwerkzeuge
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit zumindest einer Hauptschneide, die durch Anschleifen einer Schutzfase gebrochen ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anbringen einer Schutzfase an der Hauptschneide gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Ein wesentliches Ziel bei der Herstellung von spanenden Werkzeugen ist die Erhöhung der Standzeit der
Werkzeuge bei deren Anwendung . Als Standzeit wird die
Zeitspanne bezeichnet, während der ein Werkzeug bei einem vorgegebenen Standzeitkriterium unter gegebenen
Spanungsbedingungen Spanarbeit leistet, d. h die Zeitspanne zwischen zwei Anschliffen . Der wirtschaftliche
Einsatz eines Bohrers ist stark von der Standzeit abhängig, welche wiederum durch folgende Faktoren beeinflusst wird: Schnittgeschwindigkeit, Vorschub,
Kühlmittel, Schneidenwinkel, Schneidengrösse, Schneidstoff, Form, Tiefe der Bohrungen und Werkstoffe .
Eine Möglichkeit zur Verringerung der Verschleißerscheinungen an der Schneidkante ist es, diese mit einer Schnutzfase zu versehen, um so die Standzeit zu erhöhen . Dabei wird an der scharfen Schneide durch Schleifen oder Bürsten eine Verrundung oder kleine Fase angebracht und die Schneide sozusagen mikroskopisch "entschärft" .
Solche Schutzfasen finden insbesondere bei Wendeschneidplatten, aber auch bei Bohrwerkzeugen Anwendung .
Da eine Schneidkante mikroskopisch gesehen nicht beliebig scharf gestaltet werden kann, erhält man durch die Schutzfase eine definierte Geometrie der Schneidkante . Dies spielt insbesondere deshalb eine wichtige Rolle, da die Geometrie der Schneidkante idealerweise auf die Schnittgeschwindigkeit, die Vorschubgeschwindigkeit und den Werkstoff des Werkstücksund -zeugs abgestimmt ist .
Bei Wendeschneidplatten werden daher je nach Vorschubgeschwindigkeit und Material Schneidkanten mit Schutzfasen unterschiedlicher Breite und Fasenwinkel eingesetzt .
Bei Bohrwerkzeugen mit angeschliffener Hauptschneide ist man dazu übergegangen, die Standzeit des Werkzeugs durch immer bessere Schneidstoffe, wie z . B . Hatartmetall mit immer feinerer Körnung, zu erhöhen . Dennoch zeigt sich, dass selbst bei äußerst sorgfältiger Anbringung der Schutzfase unkontrollierter Schneidenverschleiß auftritt .
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug mit zumindest einer Hauptschneide zu schaffen, welches ohne vorrichtungstechnischen und wirtschaftlichen Aufwand eine wesentlich höhere Standzeit erreicht .
Dies Aufgabe wird hinsichtlich des Werkzeugs durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 , hinsichtlich des Verfahrens durch die Verfahrensschritte des Patentanspruchs 13 gelöst .
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass bei Bohrwerkzeugen die Schnittgeschwindigkeit direkt von der
Umfangsgeschwindigkeit und somit von der örtlichen Lage
des betrachteten Schneidpunktes, d. h . vom Abstand zur Bohrerachse, abhängig ist . Somit hat die Schneidkante über ihre Länge sehr unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten und -richtungen, weshalb bei einer einheitlichen Fasengeometrie, wie sie z . B. aus EP 0 690 758 bekannt ist, die Schneide nur für einen Punkt optimal ausgelegt sein kann . Erfindungsgemäß wird dagegen die wenigstens eine Hauptschneide mit einer Schutzfase versehen, deren Größe und/oder Lage und/oder Geometrie über die Länge der Schneidkante variiert .
Durch Variieren der obengeannten Eigenschaften der Schutzfase, erhält man ein Werkzeug mit einer in Abhängigkeit des Abstands von der Bohrerachse variierten und an j eder Stelle optimierten Schneidkante . Dadurch wird erreicht, dass die Schutzfase der Schneidkante an der jeweiligen Stelle die optimalen geometrischen Eigenschaften in Bezug auf Schnittgeschwindigkeit und - richtung aufweist .
Neben der Erhöhung der Standzeit kann aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Schneidkante ferner die Vorschubkraft reduziert werden .
Vorteilhafterweise ist die Schutzfase derart gestaltet, dass der von der Freifläche und der Spanfläche gebildete Schneidkeil über eine maßgebliche Länge der Hauptschneide mit zunehmendem Abstand von der Bohrerachse stumpfer wird.
In Richtung Bohrerachse nimmt die
Schnittgeschwindigkeit zunehmends ab, bis sie schließlich in der Bohrerachse gleich null wird. Um ein ausreichendes Schneidverhalten sicherzustellen, muss die Schneidkante bei geringeren Schnittgeschwindigkeiten schärfer sein als bei höheren Schnittgeschwindigkeiten . Deshalb macht es
- A -
Sinn, die Hauptschneide mit zunehmendem Abstand von der Bohrerachse stumpfer werden zu lassen, um den Verschleiß an der Schneidkante so gering wie möglich zu halten, gleichzeitig aber ein ausreichendes Schneidverhalten sicherzustellen .
Hierbei kommt noch ein weiterer Effekt hinzu : da aufgrund der Helixform der Spanfläche der Spanwinkel in Richtung Bohrerachse zunimmt, vergrößert sich bei etwa gleichbleibendem Spanwinkel der Keilwinkel, d. h.. die Schneidkante wird in Richtung Bohrermittelachse stumpfer, was für das Schneidverhalten kontraproduktiv. Aufgrund einer variablen Gestaltung der Schutzfase kann dieser Tatsache entgegengewirkt werden .
Die Schutzfase kann auf unterschiedliche Weise gestaltet sein. Fertigungstechnisch sehr einfach lässt sich eine Fase in Form einer planen Abkantung der Schneidkante realisieren . Eine solche plane Fläche erhöht die Schneidkantenstärke wesentlich und schützt diese vor Ausbrüchen .
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Schutzfase derart gestaltet, dass deren Breite B über eine maßgebliche Länge der Hauptschneide mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse zunimmt . Dadurch läßt sich auf sehr einfache Weise die Schärfe bzw. die Stumpfheit der Schneidkante einstellen .
Eine andere Möglichkeit sieht vor, die Schärfe bzw. die Stumpfheit der Schneidkante durch Änderung des Winkels, den die Schutzfase mit der Axialebene des Werkzeugs einschließt, zu regulieren .
Es hat sich gezeigt, dass dieser Winkel im äußeren Bereich der Schneidkante vorzugsweise im Bereich von 0°
bis 40° und in der Nähe des Kerndurchmessers im Bereich von -30 ° bis -10° oder 60 ° bis 90° von liegt . Freilich kann der Fasenwinkel je nach Anwendungsfall, abhängig von Vorschub, Materialen, etc . auch außerhalb dieser Winkelbereiche liegen . Es sollte jedoch sichergestellt werden, dass die Schneidkante mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse stumpfer wird.
Die Breite der Schutzfasen liegen am äußeren Ende der Schneidkante vorteilhafterweise und abhängig vom Anwendungsfall in einem Bereich von ca . 15 bis 20 μm. Trotz dieser mikroskopisch kleinen Abmessungen tragen diese Schutzfasen erheblich zur Erhöhung der Standzeit von Werkzeugen bei .
Neben planen Abkantungen der Scheidkante können die
Schutzfasen auch eine konvexe Fläche aufweisen . Dies ist unter anderem dann von Vorteil, wenn das Material des
Werkstücks weicher ist oder die Schnitttiefen geringer sind.
Bei konvex runden Schutzfasen kann die Schärfe der
Schneidkante über den Radius der Rundung eingestellt werden, wobei der Radius über eine maßgebliche Länge der Hauptschneide mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse zunimmt .
Zum Anbringen der Schutzfase an der Schneidkante eignen sich alle bekannten abrasiven Verfahren, insbesondere aber Schleifen .
Der Schleifkörper kann entweder von der Seite der Freifläche oder von der Seite der Spanfläche an die Schneidkante herangeführt werden .
Vorteilhafterweise wird der SchleifVorgang für jede Hauptschneide in einer einzigen einförmigen Bewegungsablauf des Schleifkörpers und/oder des Bohrwerkzeugs durchgeführt, d.h . entweder wird der Schleifkörper entsprechend an ein fixiertes Werkzeug herangeführt, das Werkzeug mittels einer entsprechenden Vorrichtung an den Schleifkörper geführt oder beide in einem aufeinander abgestimmten Bewegunsablauf zueinander geführt .
Erfindungsgemäß folgt der Schleifkörper dem Verlauf der Hauptschneide und dabei nimmt dessen Zustellung und/oder dessen Schleifwinkel bezüglich der Spanfläche oder der Freifläche mit zunehmenden Abstand von der Bohrerachse zu, so dass die Schneidkante mit einer Schutzfase versehen wird, die über eine maßgebliche Länge vin innen nach außen stumpfer wird. Dabei können sich eine translatorische und eine rotatorische Bewegung des Schleifkörpers bzw. des Werkzeugs überlagern, so dass sich nach der Bearbeitung der Kante sowohl der Winkel als auch die Breite der Schutzfase in Abhängigkeit der radialen Entfernung von der Bohrerachse ändert .
Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert . Es zeigen :
Fig . 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs nach einer ersten Ausführungsform;
Fig . 2 die schematische Seitenansicht II aus Figur 1 des erfindungsgemäßen Werkzeugs nach der ersten Ausführungsform;
- T -
Fig . 3 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der ersten Ausführungsform beim Schneidvorgang;
Fig . 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Schneidkante nach der ersten Ausführungsform;
Fig . 5A eine schematische Querschnittsansicht einer schneidecknahen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der ersten Ausführungsform;
Fig . 5B eine schematische Querschnittsansicht einer schneideckfernen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der ersten Ausführungsform;
Fig. 6A eine schematische Querschnittsansicht einer schneidecknahen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der zweiten Ausführungsform;
Fig. 6B eine schematische Querschnittsansicht einer schneideckfernen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der zweiten Ausführungsform;
Fig . 7A eine schematische Querschnittsansicht einer schneidecknahen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der dritten Ausführungsform;
Fig . 7B eine schematische Querschnittsansicht einer schneideckfernen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der dritten Ausführungsform;
Fig . 8A eine schematische Querschnittsansicht einer schneidecknahen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der vierten Ausführungsform;
Fig . 8B eine schematische Querschnittsansicht einer schneideckfernen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der vierten Ausführungsform;
Fig . 9A eine schematische Querschnittsansicht einer schneidecknahen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der fünften Ausführungsform;
Fig . 9B eine schematische Querschnittsansicht einer schneideckfernen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der fünften Ausführungsform;
Fig . 10A eine schematische Querschnittsansicht einer schneidecknahen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der sechsten Ausführungsform;
Fig . 1OB eine schematische Querschnittsansicht einer schneideckfernen erfindungsgemäßen Schneidkante mit Schutzfase nach der sechsten Ausführungsform;
Fig . 11 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Schneidkante und einem Schleifkörper vor dem erfindungsgemäßen Schleifvorgang;
Fig . 12A eine schematische Querschnittsansicht während des erfindungsgemäßen Schleifvorgangs einer schneidecknahen Schneidkante und einem Schleifkörper nach einer ersten und zweiten Auführungsform;
Fig . 12B eine schematische Querschnittsansicht während des erfindungsgemäßen Schleifvorgangs einer schneideckfernen Schneidkante und einem Schleifkörper nach der ersten Auführungsform;
Fig . 12C eine schematische Querschnittsansicht während des erfindungsgemäßen Schleifvorgangs einer
schneideckfernen Schneidkante und einem Schleifkörper nach der zweiten Auführungsform;
Fig. 13A eine schematische Querschnittsansicht während des erfindungsgemäßen Schleifvorgangs einer schneidecknahen Schneidkante und einem Schleifkörper nach einer dritten und vierten Auführungsform;
Fig . 13B eine schematische Querschnittsansicht während des erfindungsgemäßen Schleifvorgangs einer schneideckfernen Schneidkante und einem Schleifkörper nach der dritten Auführungsform; und
Fig . 13C eine schematische Querschnittsansicht während des erfindungsgemäßen Schleifvorgangs einer schneideckfernen Schneidkante und einem Schleifkörper nach der vierten Auführungsform;
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug 2 mit Hauptschneiden 4 und einer Querschneide 6, bei dem die Hauptschneiden 4 mit einer Schutzfase 8 versehen sind. Dabei erstreckt sich die Schutzfase 8 von dem radial äußersten Punkt der Hauptschneide 4, der Schneidenecke 10, in Richtung Kerndurchmesser 12.
Figur 2 zeigt die Seitenansicht II aus Fig . 1 , in welcher eine erfindungsgemäße Schutzfase 8 an einer Schneidekante 14 übertrieben groß - zur Veranschaulichung nicht maßstabsgetreu - gezeigt ist . Ferner sind eine Freifläche 16 und eine Spanfläche 18 gezeigt . Die Spanflächen 18 sind hierbei die Endabschnitte zweier wendeiförmig eingefrästen Spannuten 20. Die Hauptschneiden 4 am Bohrer 2 entstehen durch kegelförmiges Anschleifen des Bohrerendabschnitts . In Abhängigkeit des Anwendungsfalls, d. h . des Materials des Werkstoffes und des Bohrers, der Vorschubgeschwindigkeit ,
der Tiefe der Bohrung, etc . , finden die verschiedensten Spiralbohrertypen mit unterschiedlichsten Geometrien und Anschliffen Anwendung . Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schneidkanten 14 mit einer Schutzfase 8 ist für j ede dieser Bohrwerkzeuge anwendbar.
In Fig. 3 ist ein sehr stark vergrößerter Querschnitt der erfindungsgemäßen Schneidkante 14 dargestellt, ' welche im Übergang von Spanfläche 18 und Freifläche 16 angeordnet ist . Dabei bildet die Spanfläche 18 und die Freifläche 16 einen Schneidkeil 22 , welcher einen Span 24 von einem Werkstück 26 trennt . In Abhängigkeit verschiedener Parameter, wie Schnittgeschwindigkeit und Material des Werkstücks 26, kommt es dazu, dass der Span 24 weniger geschnitten als vielmehr über eine durch den Schneidkeil 22 initiierte Zug- bzw. Biegekraft vom Werkstück 26 weggerissen wird. Hierbei entsteht ein sogenannter vorauseilender Riss 28 , so dass die eigentliche Schneidkante 14 gar nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem Span 24 ist . Die Größe des vorauseilenden Risses 28 hängt insbesondere von der Schnittgeschwindigkeit und dem Material des Werkstücks 26 ab . In Abhängigkeit davon kann die Schutzfase 8 größer oder kleiner gestaltet werden.
Die Größe der Schneidkante 14 hängt insbesondere auch von der Körnung des verwendeten Bohrermaterials ab . Je feiner das Hartmetall ist, desto schärfer kann die Schneide gestaltet werden und desto geringer ist die dabei entstehende Temperaturentwicklung .
Im Folgenden wird mit Bezug auf Fig . 4 die Geometrie einer erfindungsgemäßen Schneidkante 14 dargestellt .
Zur Orientierung ist die Vorschubrichtung mit einem Pfeil V und die Umfangsrichtung mit einem Pfeil U
angedeutet . Die Spanfläche 18 schließt mit der Freifläche 16 einen Keilwinkel ß ein. Ein Freiwinkel α legt die Neigung der Freiflächen 16 zum Werkstück 26 fest . Der Winkel zwischen Spanfläche 18 und einer Axialebene 30 ist als Spanwinkel γ definiert . Wird die Schneidkante 14 bzw. der Schneidkeil 22 mit einer Phase 8 in einem Winkel ε bezüglich der Axialebene 30 versehen, so wird die Schneidkante 14 "entschärft" . Dabei entstehen ein Schneidkantenwinkel (p]_, den die Schutzfase 8 mit der Spanfläche 18 einschließt, und der Schneidkantenwinkel φ 2 , den die Schutzfase 8 mit der Freifläche 16 einschließt .
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schneidkante 14 mit der Schutzfase 8 am Werkzeug 2 dargestellt .
Da die Schneidkante 14 mit zunehmendem Abstand von der Bohrerachse A höheren Umfangsgeschwindigkeiten und somit höheren Schnittgeschwindigkeiten ausgesetzt ist, treten an derselbigen auch vermehrt Verschleißerscheinungen auf. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass diese Verschleißerscheinungen durch eine variable Gestaltung der Schutzfase 8 besser beherrscht werden können . Gemäß einer in den Fig . 3a und 3b dargestellten ersten Ausführungsform wird diese Erkenntnis auf die Weise umgesetzt, dass die Breite B über eine maßgebliche Länge der Hauptschneide 4 variiert wird. Fig . 5a zeigt hierbei den Schnitt A-A aus Fig . 1, d.h . einen Schnitt durch einen weiter außen gelegenen Abschnitt der Schneidkante 14. Im Vergleich zu Fig . 5b, welche den Schnitt B-B durch einen weiter innen gelegenen Abschnitt der Schneidkante 14 aus Fig . 1 wiedergibt, ist deutlich zu sehen, dass die Breite B der Schutzfase 8 nach außen hin größer und somit stumpfer wird. Dadurch wird einerseits in der Nähe der Bohrermittelachse A, wo
die Schnittgeschwindigkeiten geringer sind, ein ausreichendes Schneideverhalten sichergestellt und andererseits in der Nähe der Schneidecke 10, wo sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten und Schnittgeschwindigkeiten sind, der Verschleiß minimiert . Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Gestaltung der Schutzfasen 8 an den Schneidkanten 14 ist es möglich, für jede Stelle der Hauptschneide eine optimale Auslegung hinsichtlich Schnittverhaltens und Verschleiß zu finden .
Gemäß einer zweiten und einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform - siehe Fig . 6a, 6b bzw. 7a, 7b - wird ein ähnlicher erfindungsgemäßer Effekt erreicht, wenn der Fasenwinkel ε der Schutzfase 8 an der Schneidkante 14 in Abhängigkeit der örtlichen Lage des betrachteten Schneidpunkts variiert . Auch in diesen Figuren wird der Index "a" für den Schnitt A-A aus Fig . 1 und der Index "b" für den Schnitt B-B aus Fig . 1 verwendet . Am äußeren Abschnitt der Schneidkante 14 ( Fig . 6a, Fig. 7a, ) wird der Fasenwinkel ε vorzugsweise so gewählt, dass die Schneidkantenwinkel (p]_ und q>2 jeweils größer als 90° sind, so dass eine relativ stumpfe Schneidkante 14 entsteht . Da mit abnehmendem Abstand zur Bohrerachse A die Schneidkante 14 schärfer werden soll, kann der Fasenwinkel ε entweder wie in Fig . 6b dargestellt, zur Bohrermittelachse A hin vergrößert oder, wie in Fig . 7b dargestellt verkleinert werden . Dabei wird einer der beiden Schneidkantenwinkel q>i und (p2 wesentlich kleiner als der andere und die Schneidkante 14 insgesamt schärfer. Diese Varianten der Schutzfasen lösen daher ebenfalls die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe und erhöhen die Standzeit des Werkzeugs .
Freilich ist es auch möglich in Abhängigkeit des Abstands von der Bohrerachse A sowohl die Breite B als auch den Winkel ε der Schutzfase 8 zu verändern . Dabei
soll die Schneidkante 14 am äußeren Abschnitt eine größere Breite B und eher stumpfere Schneidkantenwinkel φ 1 und Φ2 haben, und nach innen hin die Breite B abnehmen und der Fasenwinkel ε entweder sehr viel größer ( siehe Fig . 8b) oder kleiner ( siehe Fig . 9b) werden .
In den oben dargestellten Ausführungsformen weist die Schutzfase 8 eine plane Fläche auf . Jedoch ist es auch möglich, zum Beispiel bei weicheren Werkstückmaterialien oder bei geringeren Vorschüben die Schneidkante 14 mit einer konvexen oder runden Schutzfase 8 zu versehen . In diesem Fall kann die Schärfe bzw. Stumpfheit der Schneidkante 14 über den Rundungsradius R der Schutzfase 8 eingestellt werden . In anderen Worten, mit zunehmendem Abstand von der Bohrermittelachse A vergrößert sich erfindungsgemäß der Radius R der Schutzfase 8.
Es hat sich gezeigt, dass die Breite B der Schutzfase 8 am radial äußeren Ende etwa in einem Bereich von 15 bis 20 μm liegen . Der Fasenwinkel ε sollte so eingestellt werden, dass dieser am radial äußeren Ende etwa in einem Bereich von 0 bis 40 ° und im inneren Bereich, also in der Nähe des Kerndurchmessers, entweder in einem Bereich von -30° bis -10° oder 60° bis 90° liegen soll . Freilich kann es hier in speziellen Anwendungsfällen, z . B . bei negativem Spanwinkel γ, zu Abweichungen hiervon kommen . Die Schutzfase 8 sollte zumindest so gestaltet werden, dass sie mit zunehmendem Abstand von der Bohrermittelachse A größer bzw. stumpfer wird.
Im Folgenden wird nun näher auf das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges eingegangen .
Die Schneidkante 14 am Werkzeug 2 wird mittels eines abrasiven Verfahrens, z . B . durch Schleifen, Bürsten,
Honen etc. , mit der Schutzfase 8 versehen . Dabei wird die Schutzfase 8 maschinengesteuert in einer einförmigen Bewegung des Schleifkörpers 32 bzw . des Bohrwerkzeugs 2 entlang der Hauptschneide 4 angebracht . Bei der Verwendung eines mehrachsengesteuerten Schleifsystems kann in einem einzigen Arbeitsschritt der Schleifkörper 32 dem Verlauf der Hauptschneide 4 folgen, dessen Zustellung S und dessen Schleifwinkel ε bezüglich der Spanfläche 18 oder der Freifläche 16 in Abhängigkeit des Abstands von der Bohrerachse A derart verändern, dass die Breite B der Schutzfase 8 von außen nach innen abnimmt und einer der beiden Schneidkantenwinkel φi und φ2 von außen nach innen spitzer wird. Dabei obliegt es für den jeweiligen Anwendungsfall der Entscheidung des Fachmanns, ob die Schutzfase 8 mehr von der Freifläche 16 oder eher von der Spanfläche 18 an die Schneidkante 14 angebracht wird, d.h . ob der Schleifkörper 32 von der Seite der Freifläche 16 oder von der Seite der Spanfläche 18 an die Schneidkante 14 herangeführt wird. Ebenso ist von Fall zu Fall zu entscheiden, wie groß der - Zustellwert des Schleifkörpers 32 ist, da dieser von dem Material des verwendeten Bohrwerkzeugs 2 und dem Keilwinkel ß der Hauptschneide 4 im Wesentlichen abhängt .
Beim Anbringen der Schutzfase 8 ist es möglich, wie oben erwähnt, den Schleifkörper 32 mittels einer mehrachsengesteuerten Vorrichtung positionsabhängig an die Schneidkante 14 heranzuführen . Es ist j edoch auch denkbar, das Bohrwerkzeug 2 in eine mehrachsengesteuerte Vorrichtung einzuspannen und dieses entsprechend an einen lagefixierten Schleifkörper 32 heranzuführen . Freilich ist es heutzutage auch möglich mit Hilfe computergestützter Vorrichtungen eine Bewegung des Schleifkörpers 32 und eine Bewegung des Werkzeugs 2 so aufeinander abzustimmen, dass auch komplizierte Bohrwerkzeuggeometrien in einem überlagerten
Bewegungsablauf von Schleifkörper 32 und Bohrwerkzeug 2 bearbeitet werden können.
Selbstverständlich sind Abweichungen von den verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
So ist es denkbar, den erfinderischen Grundgedanken, nämlich eine Schutzfase 8 in Abhängigkeit der Schnittgeschwindigkeit zu gestalten, auch bei anderen spanenden Verfahren wie z . B. Fräsen oder Drehen einzusetzen, wenn dort an den Schneiden unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten auftreten .
Next Patent: MOVING AND/OR POSITIONING DEVICE WITH CARDANIC SUSPENSION