VENTURINI REMUS (DE)
ROFNER RUDOLF (AT)
VENTURINI REMUS (DE)
EP0771602A1 | 1997-05-07 | |||
DE19844363A1 | 2000-03-30 | |||
GB191011673A | 1910-11-03 | |||
GB571403A | 1945-08-23 | |||
AT1324U1 | 1997-03-25 |
1. | Werkzeug zur Herstellung und/oder Innenbearbeitung von Bohrungen in metallischen Werkstoffen mit Einrichtungen zur innenliegenden Kühlmittelzufuhr, bestehend aus einem Grundkörper mit einem zum Eintritt in die Bohrung bestimmten schaftförmigen Abschnitt (1) mit einer Schneidenanordnung (2) mit einzelnen Schneidkanten (3) an einem Ende, wobei mindestens eine von zwei Schneidkanten (3) gebildete Schneidecke (4), welche den Durchmesser der zu bearbeitenden Bohrung bestimmt, den Hauptteil des schaftförmigen Abschnittes (1) mit einem Maß x in radialer Richtung überragt und mit einem oder mehreren in Längsrichtung des schaftförmigen Abschnittes (1) zueinander versetzten, etwa in radialer Richtung verlaufenden Austrittskanälen (5) für das Kühlmittel, welche in Bohrrichtung gesehen von der Schneidecke (4) weg nach rückwärts gerichtet sind und mit der Werkzeugachse (6) jeweils einen Winkel a einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittskanäle (5) in Stirnansicht gesehen jeweils unterhalb der Ebene (7) verlaufen, welche durch die jeweilige Schneidecke (4) und die Werkzeugachse (6) gebildet wird und dass die Austrittskanäle (5) zur Schneidecke (4) hin nach aufwärts gerichtet sind und damit mit der Ebene (7) einen Winkel ß einschließen. |
2. | Werkzeug zur Herstellung und/oder lnnenbearbeitung von Bohrungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidenanordnung (2) durch eine oder mehrere Wendeschneidplatten gebildet wird. |
3. | Werkzeug zur Herstellung und/oder Innenbearbeitung von Bohrungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß x mindestens 5 % und maximal 25 % vom minimal bearbeitbaren Bohrungsdurchmesser des Werkzeuges beträgt. |
4. | Werkzeug zur Herstellung und/oder fnnenbearbeitung von Bohrungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel a im Bereich von 35° bis 80° liegt. |
5. | Werkzeug zur Herstellung und/oder Innenbearbeitung von Bohrungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ß im Bereich von 10° bis 45° liegt. |
Bei Werkzeugen zur Zerspanung von metallischen Werkstoffen ist es bei vielen Anwendungen zweckmäßig, durch eine Zufuhr von flüssigem Kühlmittel die im Einsatz befindlichen Schneidkanten zu kühlen und insbesondere bei der Herstellung oder Innenbearbeitung von Bohrungen gleichzeitig den Abtransport der Späne vom Werkstück bzw. aus der Bohrung zu verbessern.
So beschreibt etwa das AT GM 1.324 ein Werkzeug zur Herstellung und/oder Bearbeitung von Bohrungen in metallischen Werkstoffen mit einer innenliegenden Kühlmittelzufuhr. Bei diesem Werkzeug sind anschließend an die Schneidenanordnung ein oder mehrere Spannuten zum Abtransport der Späne vorgesehen. Die Austrittskanäle für das Kühlmittel münden oberhalb der aktiven Schneidkanten in die Spannuten und sind in Bohrrichtung gesehen von der Schneidenecke unter einem bestimmten Winkel nach rückwärts gerichtet.
Von Nachteil bei diesem Werkzeug ist es, wenn der radiale Überstand, den die Schneidenecke vom schaftförmigen Werkzeuggrundkörper aufweist, ein bestimmtes Maß überschreitet. Dann kann es insbesondere bei der Bearbeitung von langspanenden Werkstoffen, wie beispielsweise Aluminium, zu einem Verklemmen der Späne zwischen dem Werkzeuggrundkörper und der
Bohrungswandung und damit zu einer Schädigung der bearbeiteten Oberfläche kommen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Werkzeug zur Herstellung und/oder Bearbeitung von Bohrungen zu schaffen, bei dem ein Verklemmen von Spänen zwischen dem schaftförmigen Abschnitt des Werkzeuggrundkörpers der zum Eintritt in die Bohrung bestimmt ist und der Bohrungswandung vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Austrittskanäle in Stirnansicht gesehen jeweils unterhalb der Ebene verlaufen, welche durch die jeweilige Schneidecke und die Werkzeugachse gebildet wird und dass die Austrittskanäle zur Schneidecke hin nach aufwärts gerichtet sind und damit mit der Ebene einen Winkel ß einschließen.
Dadurch, dass der Kühlmittelstrahl stirnseitig gesehen nach aufwärts auf die Schneidecke zu und gleichzeitig in Bohrungsrichtung gesehen von der Schneidecke weg nach rückwärts gerichtet ist, wird der ablaufende Span von der Schneidecke abgelenkt und ein Hineinwandern in den Spalt zwischen dem schaftförmigen Abschnitt des Werkzeuggrundkörpers und der Bohrungswandung mit Sicherheit vermieden. Eine Schädigung der bearbeiteten Oberfläche, insbesondere bei langspanenden, weichen Werkstoffen, wie Aluminium oder Kupfer, wird dadurch verhindert.
Die Schneidenanordnung des erfindungsgemäßen Werkzeuges kann durch in den schaftförmigen Abschnitt des Werkzeuggrundkörpers integrierte Schneidkanten ausgebildet sein, wie es z. B. bei Vollhartmetall-Bohrwerkzeugen der Fall ist, bei denen das gesamte Werkzeug aus hoch verschleißfestem Werkstoff, wie Hartmetall, hergestellt ist.
Besonders bewährt hat es sich jedoch, die Schneidenanordnung durch ein oder mehrere auswechselbare Wendeschneidplatten aus hoch verschleißfestem Werkstoff, z. B. aus Hartmetall, auszubilden. Der gesamte Werkzeuggrundkörper kann dann aus einem weniger verschleißfesten
Werkstoff, z. B. Stahl, hergestellt sein, in den die Austrittskanäle der Kühlmittelbohrungen leichter eingearbeitet werden können, als bei Werkzeugen, bei denen auch der Grundkörper aus hoch verschleißfestem Material besteht.
Besonders kritisch sind die Verhältnisse dann, wenn das Maß x, um das die Schneidecke den zum Eintritt in die Bohrung bestimmten Abschnitt des Werkzeuggrundkörpers in radialer Richtung überragt, in einem Bereich von mindestens 5 % und maximal 25 % vom minimal bearbeitbaren Bohrungsdurchmesser des Werkzeuges liegt. In diesem Bereich kann es besonders leicht zu einem Verklemmen der Späne kommen und ist es daher besonders vorteilhaft, die erfindungsgemäße Anordnung der Austrittskanäle für das Kühlmittel vorzusehen.
Als besonders wirksame Anordnung der Austrittskanäle hat sich eine nach rückwärts gerichtete Ausrichtung mit einem Winkel a im Bereich von 35° bis 80° und eine zur Schnefdecke hin nach aufwärts gerfchfete Ausrichtung unter einem Winkel ß im Bereich von 10° bis 45° bewährt.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen : Figur 1 ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Bohren ins Volle in Draufsicht Figur 2 das Werkzeug nach Figur 1 in Seitenansicht Figur 3 das Werkzeug nach Figur 1 in Stirnansicht Figur 4 ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Aufbohren in Draufsicht Figur 5 das Werkzeug nach Figur 4 in Seitenansicht Figur 6 das Werkzeug nach Figur 4 in Stirnansicht Figur 7 eine erfindungsgemäße Bohrstange zum Ausdrehen einer Bohrung in Draufsicht Figur 8 das Werkzeug nach Figur 7 in Seitenansicht Figur 9 das Werkzeug nach Figur 7 in Stirnansicht
Das erfindungsgemäße Werkzeug nach den Figuren 1 bis 3 besteht aus einem Grundkörper mit einem schaftförmigen Abschnitt-1-. Dieser Abschnitt-1-des Werkzeuggrundkörpers ist zum Eintritt in die herzustellende oder zu bearbeitende Bohrung bestimmt und ist am stirnseitigen Ende mit einer Wendeschneidplatte-2-bestückt. Die stirnseitige Schneidkante-3-der Wendeschneidplatte-2-verläuft über die Werkzeugachse-6-hinaus, so dass das Werkzeug zum Bohren ins Volle geeignet ist. Die stirnseitige Schneidkante-3-bildet zusammen mit der seitlichen Schneidkante-3-eine Schneidecke-4-. Der Abstand der Schneidecke-4-von der Werkzeugachse-6- bestimmt den Durchmesser der herzustellenden Bohrung. Die Schneidecke-4- ist vom schaftförmigen Abschnitt-1-des Grundkörpers mit einem Maß x abgesetzt. Zur Spanabfuhr ist in den schaftförmigen Abschnitt-1-des Grundkörpers anschließend an die Wendeschneidplatte-2-eine leicht wendelförmig verlaufende Spannut-8-vorgesehen. Das Werkzeug weist eine unterhalb der Wendeschneidplatte-2-parallel zur Werkzeugachse-6- verlaufende Bohrung-9-zur Zufuhr von Kühlmittel auf. Von dieser Bohrung-9- gehen drei in Längsrichtung des schaftförmigen Abschnittes-1-zueinander versetzt angeordnete, etwa radial verlaufende Austrittskanäle-5-aus, wobei der erste Austrittskanal-5-, wie in Figur 1 zu sehen, in Bohrrichtung gesehen knapp vor der Wendeschneidplatte-2-verläuft. Alle Austrittskanäle-5-sind in Bohrrichtung gesehen von der Schneidecke-4-weg nach rückwärts gerichtet und schließen mit der Werkzeugachse-6-jeweils einen Winkel a von 75° ein.
Alle Austrittskanäle-5-verlaufen in ihrer vollen Länge in Stirnansicht nach Figur 3 gesehen unterhalb der Ebene-7-, welche durch die Schneidecke-4- und die Werkzeugachse-6-gebildet wird. Die Austrittskanäle-5-verlaufen darüber hinaus von ihrem Beginn an der Kühlmittelleitung-9-bis zu ihrer Mündung an der Oberfläche des schaftförmigen Abschnittes-1-, auf die Schneidecke-4-hin nach aufwärts gerichtet. Der erste, unmittelbar vor der Wendeschneidplatte-2-verlaufende Austrittskanal-5-schließt mit der Ebene-7-einen Winkel ß von 30° ein, während der zweite, noch weiter vor der Wendeschneidplatte-2-angeordnete Austrittskanal-5-mit der Ebene-7-einen etwas kleineren Winke, 1 ß von 21° einschließt und der dritte, am weitesten von der Wendeschneidplatte-2-entfernte Austrittskanal-5-mit der Ebene-7-einen noch kleineren Winkel ß von 11 ° einschließt. Auf diese Weise wird erreicht,
dass alle Austrittskanäle-5-in Seitenansicht nach Figur 2 gesehen etwa gleich weit unterhalb der etwas wendelförmig verlaufenden Spannut-8-aus dem schaftförmigen Abschnitt-1-des Grundkörpers austreten.
Das erfindungsgemäße Werkzeug nach den Figuren 4 bis 6 besteht aus einem Grundkörper mit einem zum Eintritt in die Bohrung bestimmten schaftförmigen Abschnitt-1-mit drei in gleichen Winkelabständen zueinander versetzten Wendeschneidplatten-2-am stirnseitigen Ende. Die stirnseitigen Schneidkanten-3-der einzelnen Wendeschneidplatten-2-reichen nicht bis zur Werkzeugachse-6-des Werkzeuges heran, so dass das Werkzeug nicht zum Bohren ins Volle, sondern nur zum Aufbohren geeignet ist. Die Schneidecken-4-der einzelnen Wendeschneidplatten-2-sind jeweils mit einem Maß x vom schaftförmigen Abschnitt-1-des Grundkörpers abgesetzt.
Anschließend an jede Wendeschneidplatte-2-sind jeweils leicht wendelförmig verlaufende Spannuten-8-zur Spanabfuhr vorgesehen. In Stirnansicht nach Figur 6 gesehen sind unterhalb jeder Wendeschneldplatte-2-parallel zur Werkzeugachse-6-Längsbohrungen-9-zur Kühlmittelzufuhr vorgesehen, von denen jeweils drei in Richtung der Werkzeugachse-6-zueinander versetzte, etwa radial verlaufende Austrittskanäle-5-ausgehen. Erfindungsgemäß treten diese Austrittskanäle-5-auf der Oberfläche des schaftförmigen Abschnittes-1- des Grundkörpers jeweils unterhalb der zugehörigen Ebene-7-aus, welche durch die jeweilige Schneidecke-4-und die Werkzeugachse-6-gebildet wird.
Alle Austrittskanäle-5-sind in Bohrrichtung gesehen von der jeweiligen Schneidecke-4-weg nach rückwärts gerichtet und schließen mit der Werkzeugachse-6-jeweils einen Winkel a von 80° ein. Gleichzeitig sind alle Austrittskanäle-5-zur zugehörigen Ebenen-7-der jeweiligen Wendeschneidplatte-2-zur jeweiligen Schneidecke-4-hin nach aufwärts gerichtet und schließen mit der zugehörigen Ebene-7-einen Winkel, zwischen 30° beim ersten Austrittskanal-5-unmittelbar vor der jeweiligen Wendeschneidplatte-2-und 11 ° beim Austrittskanal-5-der am weitesten von der jeweiligen Wendeschneidplatte-2-entfernt ist, ein.
In den Figuren 7 bis 9 ist eine erfindungsgemäße Bohrstange zum Ausdrehen mit einer rhombusförmigen Wendeschneidplatte-2-am stirnseitigen Ende
dargestellt. Das stirnseitige Ende des schaftförmigen Abschnittes-1-des Grundkörpers ist im Bereich der Wendeschneidplatte-2-leicht abgekröpft. Das Maß x um den die Schneidecke-4-den Grundkörper-1-überragt wird in diesem Fall als Abstand zwischen dem Hauptteil des schaftförmigen Abschnittes-1-des Grundkörpers außerhalb der Kröpfung und der Schneidecke-4-bestimmt. Es sind wiederum drei Austrittskanäle-5- vorgesehen, die erfindungsgemäß ähnlich wie im Bohrwerkzeug nach den Figuren 1 bis 3 verlaufen. Da die Bohrstange keine wendelförmig verlaufende Ausnehmung zur Spanabfuhr aufweist, schließen die einzelnen Austrittskanäle-5-, zum Unterschied der Austrittskanäle-5-beim Bohrwerkzeug nach den Figuren 1 bis 3, mit der Ebene-7-alle denselben Winkel ß von 25° ein.