DE10010653C2

DE10010653C2 - Drilling tool, which with u. Flank cutting is equipped, the end cutting edge equipment is M-shaped

Info

Publication number: DE10010653C2
Application number: DE2000110653
Authority: DE
Inventors: Felix Leeb
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2020-03-04
Also published as: DE10010653A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, welches mit Stirn- und Flankenschndien ausestattet ist, dessen Stirnschneidenbestückung M-förmig gestaltet ist und drehangetrieben ist sowie mit fortlaufender Z-Achszustellung ins volle Material bewegbar und zur Verwendung auf CNC gesteuerten Maschinen durch Bewegen auf einer Bohrerachse konzentrischen zum Anfasen geeignet ist, und welches sich auch zur Trockenbearbeitung von Bohrungsausnehmungen eignet, wobei die Stirnschneidengeomtrie des Bohrwerkzeuges (1) im Zentrumsbereich (4a) mit Stirnschneiden (5) belegt ist, welche in Form einer spiegelgleichen Ausnehmung erstellt sind und zumindest im Bereich der Bohrerachse (4) dieser gegenüber hintenliegend, höchstens aber diese schneidend ausgerichtet sind und dass sich mit gegensinnigem Winkelverlauf an jede Stirnschneide (5) jeweils eine Hauptstirnschneide (6) anschließt, welche sich in ihrer Längsrichtung bis zu einer Flankenschneide (3) erstreckt, als Zusatz zu Patent 199 15 536.The invention relates to a drilling tool, which is equipped with end and flank grooves, the end cutting edge configuration is M-shaped and is driven in rotation and can be moved into continuous material with continuous Z-axis infeed and concentric for use on CNC-controlled machines by moving on a drill axis for chamfering is suitable, and which is also suitable for dry machining of bore recesses, the end cutting edge geometry of the drilling tool ( 1 ) in the central region ( 4 a) being covered with end cutting edges ( 5 ) which are created in the form of a mirror-like recess and at least in the region of the drill axis ( 4 ) this is at the back, but at the most these are oriented in a cutting manner, and that each opposite cutting edge ( 5 ) is followed by a main cutting edge ( 6 ), which extends in the longitudinal direction up to a flank cutting edge ( 3 ), as an addition to the patent 199 15 536th

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solches Bohrwerkzeug ist beispielsweise aus der DE 24 20 191 A1 bekannt. Dabei ist derzeit der Einsatz solcher Werkzeuge mit dieser M Stirnschneidenbestückung nur bei der Zerspannung von kurzspannenden Materialen wie legiertem Aluminium möglich. Diese begrenzte Einsatzmöglichkeit der Bohrwerkzeuge mit solch einer M Stirnschneidenbestückung ist vor allem darauf zurückzuführen, dass auch hier die Abtragung des Bohrspanes im Zentrumbereich des Bohrers mehr oder weniger durch Abscheren erfolgen muss, wobei v. a. der so erzeugte Span nicht ungehindert abfliesen kann.The invention relates to a drilling tool according to the preamble of 1. Such a drilling tool is for example from DE 24 20 191 A1 known. Currently, the use of such tools with this M End cutting edge assembly only when cutting short-span materials such as alloyed aluminum possible. This limited use of the drilling tools Such an M cutting edge equipment is mainly due to the fact that here too the removal of the drilling chips in the center area of the drill more or less Must be sheared, whereby v. a. the chip produced in this way cannot flow off unhindered.

Dieser ungehinderte Abfluss im Zentrumsbereich wird erst durch die Verkürzung einer von der Bohrerachse ausgehenden Ausnehmung einer Schneidenseite ermöglicht, wobei sich dadurch die verbleibende innenliegende Schneidenseite um etwas dieses Maß verlängert. Dadurch ist dann ein ungehinderter Abfluss der in diesem Zentrumsbereich dann im Schneidenverfahren erzeugten Späne möglich. Bohrversuche haben gezeigt, dass durch diese hier aufgeführte neue Schneidengestaltung der axiale Vorschub um das ca. 2,5fache erhöht werden kann. Damit erhöht sich auch die Standzeit solcher Werkzeuge wiederum zumindest um diesen Wert.This unimpeded outflow in the center area is only possible by shortening one of the the recess of a cutting edge that allows the drill axis, whereby thereby extending the remaining inside cutting edge by a little this amount. As a result, there is an unimpeded outflow in the central area Cutting process generated chips possible. Drilling trials have shown that through this new cutting design listed here the axial feed by approx. 2.5 times can be increased. This also increases the service life of such tools at least by this value.

Aus der DE 44 16 040 A1 ist ein Bohrwerkzeug, welches mit Wendeschneidplatten bestückt ist bekannt, wobei auch hier eine M-Schneide leicht angedeutet ist. Bei dieser Schneidenanordnung im Zentrumsbereich wird auch hier der Bohrspan durch Abdrücken bzw. Abscheren entfernt, wobei dann auch hier der Bohrspan nicht ungehindert abfliesen kann. Desweiteren können bei dieser Wendeschneidengestaltung keine drei vollwertigen Schneiden am Wendeplattenträger angebracht werden.DE 44 16 040 A1 discloses a drilling tool which is equipped with indexable inserts is known, an M cutting edge is also indicated here. At this The arrangement of cutting edges in the center area is also the drilling chip by pressing or sheared away, in which case the drilling chips do not flow freely here either can. Furthermore, with this indexable cutting design, no three can be fully-fledged Cutting edges can be attached to the insert carrier.

Aus der EP 42 120 A1 ist ein Zerspannungswerkzeug, welches mit einer Wendeplatte bestückt ist, bekannt.EP 42 120 A1 describes a cutting tool which has an indexable insert is known.

Dabei besteht die Wendeplatte aus einer Rundplatte, welche durch eine im Versatz von 90° eingebrachte Ausnehmung im Umfangsbereich der Rundplatte dann entsprechend ihrer Lage fixiert im Halter angebracht werden kann.The insert consists of a round insert, which is offset by 90 ° introduced recess in the circumferential area of the round plate then according to their Position fixed in the holder can be attached.

Bei der Erstellung von Bohrungsausnehmungen in Trockenbearbeitung (gleich ohne Zusatz von Emissionen) kommt es häufig vor, dass sich im Bereich der Bohrerspitze (Stand der Technik bei der Bearbeitung von Stahl usw.) eine Aufbauschneide bildet, wobei dies dann meist mit einem Werkzeugbruch endet. Dabei ist die Bearbeitung im Trockenverfahren gleich Kühlung und Entfernen der anfallenden Späne nur durch Preßluft sei es beim Bohren oder auch beim Fräsen bedingt durch ihre Vorteile immer mehr im Kommen. Durch die Möglichkeit auf die Zugabe von Kühlschmierstoffe verzichten zu können, erspart dies erhebliche Kosten bei der Entsorgung der anfallenden Späne.When creating bore recesses in dry machining (immediately without addition of emissions) it often happens that in the area of the drill tip (state of the Technology in the processing of steel, etc.) forms a built-up cutting edge, this then usually ends with a broken tool. Processing in the dry process is the same Cooling and removal of the chips only by compressed air, be it during drilling or Also with milling, due to its advantages, it is becoming increasingly popular. Through the This eliminates the need to dispense with the addition of cooling lubricants considerable costs for the disposal of the chips.

Außer der bereits erwähnten Aufbauschneidenbildung entstehen bei der Trockenbearbeitung von Bohrungen noch weitere Probleme, wie z. B. die Spanabfuhr und die Durchmesserausdehnung des Werkzeuges, durch die starke Erwärmung des Bohrers bei tiefen Ausnehmungen wobei es dadurch beim Rückzug aus der Ausnehmung zu Verklemmung im oberen Bohrungsbereich kommen kann, wodurch sogar ein Werkzeugbruch nicht ausgeschlossen ist. Die beim Rückzug des Bohrers nach vollzogenem Bohrvorgang zu beobachtenden Probleme beruhen auf der beim Trockenbohren erhöhten Erwärmung des Bohrers im Bereich der Bohrerschneiden. Diese während des Bohrvorganges zunehmende Erwärmung des Bohrers führt zu einer kontinuierlichen Durchmesservergrößerung der Bohrung und diese nimmt mit zunehmender Bohrtiefe zu. Das läßt sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Bohrers in dessen Schneidenbereich einfach rechnerisch ermitteln. Die Folge ist, dass am Ende des Bohrvorgangs der Bohrerdurchmesser und dementsprechend auch der Durchmesser der Bohrung größer sind als am Bohrungsanfang. Das führt beim Rückzug des Bohrers zu einer starken Verklemmung in der Bohrung. Eine Folge dieser Verklemmung ist eine noch stärkere Erwärmung des Werkzeuges, dessen damit verbundene weitere Ausdehnung, die hörbaren lauten Bohrgeräusche und der nachweisbare Drehmomentanstieg beim Rückzug des Bohrers aus der Bohrung.In addition to the build-up edge formation mentioned above, dry machining results from drilling other problems, such as B. chip evacuation and Diameter expansion of the tool due to the strong heating of the drill deep recesses whereby it withdraws from the recess Jamming in the upper area of the bore can occur, causing even a Tool breakage is not excluded. The one when the drill is retracted The problems observed during the drilling process are based on the increased problems with dry drilling Heating of the drill in the area of the cutting edges. This during the Drilling process increasing heating of the drill leads to a continuous Enlargement of the diameter of the hole and this increases with increasing hole depth. This can be done depending on the temperature of the drill in its cutting area simply determine mathematically. The result is that at the end of the drilling process the Drill diameter and, accordingly, the diameter of the hole are larger than at the beginning of the hole. This leads to a strong one when the drill is withdrawn Jamming in the hole. One consequence of this deadlock is an even stronger one Warming of the tool, its associated further expansion, the audible loud drilling noises and the demonstrable increase in torque when the Drill out of the hole.

Ein weiteres Problem bei der Erstellung einer Bohrung liegt darin, in dem die bereits erwähnte Bohrspitze bei dem Bohrvorgang in deren Zentrumsbereich mit null (gleich stehend) Schnittgeschwindigkeit zum Schneideinsatz kommt. Dadurch entsteht ein nicht unerheblicher axialer Widerstand, was einmal leistungsstarke und vor allem stabile Maschinen erfordert, zum andern ist derzeit die Einbringung einer Bohrung mit einem Durchmesser von 12 mm in das volle Material in Stahl mit nur einer Handbohrmaschine ohne Zuhilfenahme eines Bohrständers oder dergleichen nicht möglich, wegen des bereits erwähnten großen aalen Widerstandes. Auch ist die Abfuhr der anfallenden Späne beim Zerspannungsvorgang bei einer Trockenbearbeitung auch noch etwas problematisch.Another problem with creating a hole is where the hole is already mentioned drilling tip in the drilling process in its central area with zero (equal standing) cutting speed comes to the cutting insert. This does not create a Insignificant axial resistance, which was powerful and above all stable Machines are required, on the other hand, the drilling of a hole with a Diameter of 12 mm in the full material in steel with only one hand drill without A drill stand or the like is not possible because of the already mentioned big basking resistance. The chips are also removed Cutting process during dry machining is also somewhat problematic.

Zum andern soll auch der Kernlochverlauf bei einer Sacklochbohrung verkürzt werden, wenn in diese ein Gewinde eingebracht werden soll. Das trifft v. a. bei Werkstücken mit dünnen Wandstärken zu. Desweiteren sind derzeit für die Erstellung von sehr tiefen Bohrungen noch spezielle Tiefenbohrwerkzeuge erforderlich. Bei Genauigkeitsbohrungen und Tiefenbohrungen wäre ein mit drei Schneiden ausgerüstetes Werkzeug von Vorteil, der Einsatz solcher Werkzeuge ist aber mit den derzeit zum Schneideinsatz kommenden Schneidengeometrien vor allem in austauschbaren Schneidenplattenausführung ins volle Material nicht möglich. Dabei ergebe ein Schneidenwerkzeug mit drei Stirnschneiden eine zusätzliche Zerspannungsleistungssteigerung von mindestens 50%.On the other hand, the core hole course in a blind hole should also be shortened, if a thread is to be introduced into this. This applies v. a. for workpieces with thin Wall thicknesses too. Furthermore, there are still very deep holes to be drilled special deep drilling tools required. With precision bores and Deep drilling would be beneficial for a tool equipped with three cutting edges, The use of such tools is, however, with those currently used for cutting Cutting edge geometries, especially in the interchangeable cutting insert version, to the full Material not possible. A cutting tool with three end cutting edges results in one additional cutting performance increase of at least 50%.

Auch ist eine Anfasung der erstellten Bohrungsausnehmungen mit der derzeitigen zum Einsatz kommend. Schneidengeometrie nicht möglich, selbst dann nicht, wenn das Werkzeug auf CNC gesteuerten Maschinen eingesetzt wird. Das erfordert immer noch jeweils einen spezielle ausgelegten Stufenbohrer für die jeweilige Ausnehmungstiefe. Derzeit ist auch eine geringfügige Durchmesserverstellung der Werkzeugschneiden selbst beim Einsatz von austauschbaren Schneidenplatten bei mehrschneidigen Werkzeugen nicht möglich. Bei tiefen Bohrungsausnehmungen ist des öfteren ein von der Bohrachse abweichender Verlauf der erstellten Ausnehmung festzustellen.Also a chamfering of the created bore recesses with the current one is Commitment coming. Cutting edge geometry not possible, even if that Tool is used on CNC controlled machines. That still requires each a specially designed step drill for the respective recess depth. Currently there is also a slight diameter adjustment of the tool cutting edges themselves not when using interchangeable cutting inserts with multi-cutting tools possible. In the case of deep bore recesses, one is often from the bore axis deviate course of the created recess.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anbindung der Schneiden an den Grundkörper zu vereinfachen und praxisgerechter zu gestalten. Diese Aufgabe wird durch Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Dabei werden die Schneidenplatten, welche austauschbar am Grundkörper angebracht sind durch Schrauben gehalten und liegen mit ihrer Rückseite sowie mit ihrer gegenüberliegenden Seite zu den Schneiden am Werkzeugträger auf. Desweiteren liegen die innenliegenden seitlichen Anlageflächen an einem austauschbaren abgesetzten Paßstifte an, wobei dieser dann in seinem Anlagebereich ein größeres bzw. auch ein kleines Maß gegenüber seinem Paßsitzes aufweisen kann. The invention has for its object the connection of the cutting to the Simplify the basic body and make it more practical. This task is accomplished by Features of claim 1 solved. The cutting inserts, which interchangeably attached to the base body are held by screws and lie with their back and with their opposite side to the cutting edges on Tool carrier on. Furthermore, the inner lateral contact surfaces are in contact an interchangeable dowel pins, this then in his Investment area a larger or a small dimension compared to his fit can have.

Die Erfindung ist anhand der Fig. 1-5 dargestellt und im Einzelnen beschrieben.The invention is illustrated with reference to FIGS. 1-5 and described in detail.

Fig. 1 zeigt ein Bohrwerkzeug, welches mit zwei austauschbaren Schneidenplatten bestückt ist. Fig. 1 shows a drilling tool which is equipped with two interchangeable cutting plates.

Fig. 2 zeigt dieses Bohrwerkzeug im Schnitt A-A Fig. 2 shows this drilling tool in section AA

Fig. 3 zeigt ein Bohrwerkzeug, welches mit drei austauschbaren Schneidenplatten bestückt ist im Schnitt A-A. Fig. 3 shows a drilling tool, which is equipped with three interchangeable cutting plates in section AA.

Fig. 4 zeigt ein Bohrwerkzeug bei welchem die jeweilige Hauptstirnschneide durch zwei bogenförmige Schneiden erstellt ist. Fig. 4 shows a drilling tool in which the respective main cutting edge is created by two arcuate cutting.

Fig. 5 zeigt ein Bohrwerkzeug, wobei der Stirnschneidenübergang durch eine Querschneide gebildet ist. Fig. 5 shows a drilling tool, wherein the end cutting edges transition is formed by a chisel edge.

Bei Fig. 1 ist diese neue Schneidengeometrie an austauschbare Schneidenplatten (13 + 14) angebracht. Dabei erstreckt sich bei der Schneidenplatte (13) die innenliegende Stirnschneide (5) in ihrem Längenmaß über die Bohrachse (4) hinaus. Dazu ist dieses Maß bei der gegenüberliegenden Stirnschneide (5) bei der Schneidenplatte (14) um dieses Maß verkürzt. Dabei sind beide Stirnschneiden (5 + 6) in Bogenform (9) erstellt, wobei der Stirnschneidenbereich mit einer Spanformrille (21) belegt ist. Die Schneidenplatten können durch eine Schraube (15) mit dem Schneidenträger (16) verbunden werden. Dabei liegt die Platte mit ihrer Rückseite (17) sowie mit ihrer gegenüberliegenden Seite zu den Stirnschneiden (18) am Werkzeugträger (16) auf. Desweiteren liegen die innenliegenden seitlichen Anlagenflächen (19) an einem austauschbaren abgesetzten Paßstift (20) an, wobei dieser dann in seinem Anlagenbereich (22) ein größeres bzw. auch ein kleineres Maß gegenüber seinem Paßsitz (23) aufweisen kann. Dadurch kann über die obere Durch messergröße dieses Paßstiftes oder dessen Ellipsenform und dann durch Drehung dieses Paßstiftes der Schneidendurchmesser um ca. 1 mm stufenlos verändert werden bzw. kann auch der Paßstift ausgetauscht werden, wobei dieser dann in seinem Anlagenbereich (22) ein dem angepeilten Werkzeugdurchmesser entsprechendes Maß aufweist. Durch eine Bohrung (12) im Schneidenträger (16), welche auch den Paßstift (20) durchdringt kann dann Preßluft oder dergleichen hindurchgeführt werden.In Fig. 1, this new cutting geometry is attached to interchangeable cutting plates ( 13 + 14 ). In the case of the cutting plate ( 13 ), the internal end cutting edge ( 5 ) extends beyond the drilling axis ( 4 ) in its length dimension. For this purpose, this dimension is reduced by this dimension in the opposite end cutting edge ( 5 ) in the cutting insert ( 14 ). Both end cutting edges ( 5 + 6 ) are created in an arc shape ( 9 ), the end cutting edge area being covered with a chip-forming groove ( 21 ). The cutter plates can be connected to the cutter carrier ( 16 ) by a screw ( 15 ). The back of the plate ( 17 ) and its opposite side to the end cutting edges ( 18 ) lie on the tool carrier ( 16 ). Furthermore, the inner lateral contact surfaces ( 19 ) rest on an exchangeable, offset dowel pin ( 20 ), which can then have a larger or a smaller dimension in its system area ( 22 ) compared to its snug fit ( 23 ). As a result, the cutting diameter can be changed continuously by approx. 1 mm via the upper diameter size of this dowel pin or its elliptical shape and then by rotating this dowel pin, or the dowel pin can also be exchanged, which then in its system area ( 22 ) corresponds to the targeted tool diameter has the appropriate dimension. Compressed air or the like can then be passed through a bore ( 12 ) in the cutter holder ( 16 ), which also penetrates the dowel pin ( 20 ).

Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A aus der Fig. 1. FIG. 2 shows the section AA from FIG. 1.

Fig. 3 zeigt einen weiteren Schnitt A-A, wobei hier bevorzugter Weise im Versatz von jeweils 120° am Schneidenträger (16) drei austauschbare Schneidenplatten (13 + 14) durch Schrauben (15) angebracht sind. Dabei erstreckt sich auch hier bei der Schneidenplatte (13) das Stirnschneidenlängenmaß (5) über die Bohrachse (4) hinaus. Dazu sind zwei Schneidenplatten (14) angebracht, bei denen das Stirnschneidenmaß (5) um zumindest dieses Maß verkürzt ist. Erst durch diese unterschiedlichen Schneidenlängen im Stirnschneidenbereich (5) wird auch noch im Bereich der Bohrachse (4) ein Spanabtrag im Schneideverfahren erreicht. Bei ganz großen Schneidendurchmessern könnte zumindest im Bereich der Hauptstirnschneide (6) ein in Umfangsrichtung versetzter Spanbrechernut eingebracht sein (hier nicht gezeigt) bzw. könnte sich an die in bogenform ausgeführte Hauptstirnschneide (6) eine weitere Stirnschneide in Bogenform (24) anschließen (Fig. 4), wodurch kleinere Späne erzeugt werden. Fig. 3 shows a further section AA, wherein here preferably three interchangeable cutting plates ( 13 + 14 ) are attached by screws ( 15 ) at an offset of 120 ° to the cutting support ( 16 ). Here, too, the length of the face cutting edge ( 5 ) extends beyond the drilling axis ( 4 ) for the cutting insert ( 13 ). For this purpose, two cutting plates ( 14 ) are attached, in which the front cutting edge dimension ( 5 ) is reduced by at least this dimension. It is only through these different cutting lengths in the face cutting area ( 5 ) that chip removal is achieved in the cutting process in the area of the drilling axis ( 4 ). In the case of very large cutting diameters, a chipbreaker groove offset in the circumferential direction (not shown here) could be introduced at least in the area of the main cutting edge ( 6 ) or a further cutting edge in the shape of an arc ( 24 ) could follow the main cutting edge ( 6 ) . 4), which creates smaller chips.

Fig. 5 zeigt einen Stirnschneidenübergang, wobei dieser durch eine Querschneide (25) gebildet ist. Dabei kann diese in einem 90° Winkel zur Bohrerachse erstellt sein, kann aber auch in einem anderen Winkel erstellt sein. Dabei kann der jeweiligen Schneidenübergang zu den Schneiden (5 - 6 + 8) durch einen Radius erstellt sein. Diese Schneidenform kann sowohl an Bohrwerkzeuge in Vollmaterial- als auch Schneidenplattenausführung angebracht sein. Fig. 5 shows an end cutting edge transition, which is formed by a transverse cutting edge ( 25 ). This can be created at a 90 ° angle to the drill axis, but can also be created at a different angle. The respective cutting edge transition to the cutting edges ( 5 - 6 + 8 ) can be created with a radius. This form of cutting edge can be attached to drilling tools in solid material as well as cutting plate design.

Claims

1. drilling tool, which with u. Flank cutting is equipped, the end cutting edge design is M-shaped and driven by rotation and can be moved into full material with continuous Z-axis infeed and is suitable for use on CNC-controlled machines by concentrating on a drill axis for chamfering and which is also suitable for dry machining bore recesses, wherein the end cutting edge geometry of the boring tool ( 1 ) in the center area ( 4 a) is covered with end cutting edges ( 5 ), which are created in the form of mirror-like recesses and at least in the area of the drill axis ( 4 ) opposite to the rear, but at most these are aligned cutting and that each main cutting edge ( 6 ) adjoins each front cutting edge ( 5 ) in the opposite direction and extends in the longitudinal direction up to a flank cutting edge ( 3 ), as an addition to patent 199 15 536, characterized in that the cutting plates ( 13 , 14 ) are releasably connected to the cutter holder ( 16 ) by a screw ( 15 ) and their rear side ( 17 ) and their opposite side ( 18 ) come to rest against the front cutting edges on the plate holder, they lie with the inner lateral contact surface ( 19 ) on an exchangeable, offset dowel pin ( 20 ), which can then have a larger or smaller dimension in relation to the snug fit ( 23 ) in its system area ( 22 ).

2. Drilling tool according to claim 1, characterized in that the dowel pin ( 20 ) has elliptical surfaces offset by 120 ° or also 180 ° and is rotatably received in the cutter holder ( 16 ).

3. Drilling tool according to claim 1-2, characterized in that the dowel pin ( 20 ) has a through hole.

4. Drilling tool according to claims 1-3, characterized in that the cutting edge transition from the front cutting edge ( 5 ) to the main cutting edge ( 6 ) is formed by a cross cutting edge ( 25 ).