DE102007037911A1

DE102007037911A1 - Bohrer

Info

Publication number: DE102007037911A1
Application number: DE102007037911A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Toyokawa Takikawa
Original assignee: OSG Corp
Current assignee: OSG Corp
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2027-08-11
Also published as: JP2008093805A; US20080089753A1; DE102007037911B4; US7789599B2

Abstract

Ein Bohrer, der einen säulenförmigen Körper, der um eine Achse rotiert wird, eine Schneidekante, die an dem Spitzenende des Körpers gebildet ist, und eine Verdünnungskante, die sich in Verbindung mit der Schneidekante befindet und die näher der Achse des Körpers gebildet ist, durch Vorsehen einer Verdünnung an dem spitzen Ende des Körpers beinhaltet. Die Verdünnungskante ist derart vorgesehen, dass ein Spanwinkel, der ein durch die Verdünnungskante und die Achse des Körpers gebildeter Winkel ist und der sich näher der Achse des Körpers befindet, von einem verschieden ist, der sich näher der Schneidekante befindet, und gleichzeitig der Spanwinkel der Verdünnungskante näher der Schneidekante auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse des Körpers gesetzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bohrer und speziell einen Bohrer, bei dem der Schneidewiderstand zur Zeit eines Schneideprozesses reduziert werden kann und dabei die Werkzeuglebensdauer verbessert wird.
Um den Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses zu reduzieren, wurde herkömmlich eine Verdünnung an der Spitze eines Bohrers wie z.B. eines Spiralbohrers, der in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2000-271811 offenbart ist, vorgesehen. Gemäß dem Spiralbohrer ist die Länge der Stemmkante durch Vorsehen einer Verdünnung 5 verkürzt und eine Kontaktfläche der Spitze des Spiralbohrers mit einem Werkstück ist entsprechend zu der Zeit eines Schneideprozesses reduziert, was in einer Reduzierung des Schneidewiderstands resultiert.
Übrigens kann gemäß dem oben beschriebenen Spiralbohrer der Schneidewiderstand generell reduziert werden, wenn ein Spanwinkel α einer Verdünnungskante 6, die durch Vorsehen der Verdünnung 5 gebildet ist, größer ist. Wenn der Spanwinkel groß ist, ist es andererseits wahrscheinlich, dass die Verdünnungskante 6 aufgrund einer Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird.
Als Konsequenz ist bei dem Spiralbohrer der Spanwinkel α der Verdünnungskante 6 in einem Bereich von 5 bis 15 Grad gesetzt, um die Werkzeuglebensdauer zu verbessern.
In dem Fall, in dem der Spanwinkel α der Verdünnungskante 6 unter Berücksichtigung der Werkzeuglebensdauer gesetzt ist, wie bei dem oben beschriebenen Spiralbohrer, bestand jedoch ein Problem, dass der Schneidewiderstand nicht ausreichend reduziert werden kann, und es ist schwierig, sowohl der Verbesserung der Werkzeughaltbarkeit als auch der Reduzierung des Schneidewiderstandes zu genügen.
Die vorliegende Erfindung wurde erzielt, um dem oben beschriebenen Problem zu begegnen und deren Aufgabe ist es, einen Bohrer bereitzustellen, bei dem der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses reduziert werden kann, während die Werkzeughaltbarkeit verbessert wird.
Die Aufgabe wird durch einen Bohrer gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erste Aspekt dieser Erfindung stellt einen Bohrer bereit, der beinhaltet: einen säulenförmigen Körper, der um eine Achse rotiert wird; eine Schneidekante, die an dem Spitzenende des Körpers gebildet ist; und eine Verdünnungskante, die sich in Verbindung mit der Schneidekante befindet und die näher der Achse des Körpers gebildet ist, durch Vorsehen einer Verdünnung an dem Spitzenende des Körpers; wobei die Verdünnungskante derart vorgesehen ist, dass ein Spanwinkel, der ein durch die Verdünnungskante und die Achse des Körpers gebildeter Winkel ist und der sich näher der Achse des Körpers befindet, von einem verschieden ist, der sich näher der Schneidekante befindet, und gleichzeitig der Spanwinkel der Verdünnungskante näher der Schneidekante auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse des Körpers gesetzt ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beinhaltet bei dem in dem ersten Aspekt der Erfindung definierten Bohrer die Verdünnungskante eine erste Verdünnungskante, die sich näher der Achse des Körpers befindet und die von der Richtung des Spitzenendes des Körpers aus betrachtet in einer im Wesentlichen linearen Weise gebildet ist, und eine zweite Verdünnungskante, die sich bezüglich der ersten Verdünnungskante näher der Schneidekante befindet und die von der Richtung des Spitzenendes des Körpers aus betrachtet in einer im Wesentlichen linearen Weise gebildet ist, und der Spanwinkel der zweiten Verdünnungskante ist auf einen positiven Winkel größer als dem der ersten Verdünnungskante gesetzt.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beinhaltet der in dem zweiten Aspekt der Erfindung definierte Bohrer: eine Spiralrille, die eine Flanke der Schneidekante bildet und in einer konkaven Weise an der äußeren Umfangsfläche des Körpers vorgesehen ist; und eine führende Kante, die an einem Gratabschnitt gebildet ist, wo eine Wandfläche der Rille an der Rückseite in der Drehrichtung mit der äußeren Umfangsfläche des Körpers schneidet; wobei der Spanwinkel der zweiten Verdünnungskante auf einen Winkel in einem Bereich von etwa 1/5 bis 1/2 eines Helixwinkels gesetzt ist, der ein durch die Achse des Körpers und die führende Kante gebildeter Winkel ist.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist die Verdünnungskante bei dem in dem ersten Aspekt der Erfindung definierten Bohrer von der Richtung des Spitzenendes des Körpers aus betrachtet in einer bogenförmigen Weise gebildet, der Spanwinkel ändert sich von der Seite der Achse des Körpers in Richtung der Seite der Schneidekante und der Spanwinkel der Verdünnungskante näher der Schneidekante ist auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse des Körpers gesetzt.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung beinhaltet der in dem vierten Aspekt der Erfindung definierte Bohrer: eine Spiralrille, die eine Flanke der Schneidekante bildet und in einer konkaven Weise an der äußeren Umfangsfläche des Körpers vorgesehen ist; und eine führende Kante, die an einem Gratabschnitt gebildet ist, wo eine Wandfläche der Rille auf der Rückseite in der Drehrichtung mit der äußeren Umfangsfläche des Körpers schneidet, wobei der Spanwinkel der Verdünnungskante auf einen Winkel in einem Bereich von etwa 1/5 bis 1/2 eines Helixwinkels gesetzt ist, der ein durch die Achse des Körpers und die führende Kante gebildeter Winkel ist, an einem Verbindungspunkt, wo die Verdünnungskante in Verbindung mit der Schneidekante ist.
Gemäß einem Bohrer des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Spanwinkel jeder Verdünnungskante näher der Achse des Körpers von dem näher der Schneidekante verschieden und gleichzeitig ist der Spanwinkel näher der Schneidekante auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse des Körpers gesetzt.
Generell kann mit größerem Spanwinkel der Verdünnungskante die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden und folglich kann der Schneidewiderstand reduziert werden. Wenn der Spanwinkel groß ist, ist es andererseits wahrscheinlich, dass die Verdünnungskante aufgrund der Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird.
Andererseits ist gemäß dem Bohrer der vorliegenden Erfindung der Spanwinkel der Verdünnungskante, die sich näher der Achse des Körpers befindet und die eine niedrige Umfangsgeschwindigkeit hat und zu der Zeit eines Schneideprozesses einen großen Schneidewiderstand hat, auf einen kleineren Winkel als dem näher der Schneidekante gesetzt. Dementsprechend ist die Verdünnungskante mit der Festigkeit versehen, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen. Durch Setzen des Spanwinkels näher der Schneidekante auf einen größeren Winkel als den näher der Achse des Körpers kann gleichzeitig die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden, nachdem der Schneideprozess voranschreitet und der Bohrer dann eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Dementsprechend hat der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Effekt, dass der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses durch Verbessern der Schneideeigenschaft an dem Werkstück reduziert werden kann, wobei bei jeder Verdünnungskante verhindert ist, dass sie abgeschlagen wird, um die Werkzeuglebensdauer zu verbessern. Dadurch kann sowohl der Verbesserung der Werkzeuglebensdauer als auch der Reduzierung des Schneidewiderstands genügt werden.
Zusätzlich zu dem durch den Bohrer gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielten Effekt, beinhaltet gemäß dem Bohrer des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung jede Verdünnungskante die erste Verdünnungskante, die sich näher der Achse des Körpers befindet, und die zweite Verdünnungskante, die sich bezüglich der ersten Verdünnungskante näher der Schneidekante befindet. Ferner ist der Spanwinkel der zweiten Verdünnungskante auf einen positiven Winkel größer als dem Spanwinkel der ersten Verdünnungskante gesetzt. Während der ersten Verdünnungskante die Festigkeit gegeben wird, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen, kann entsprechend die Schneideeigenschaft an dem Werkstück durch die zweite Verdünnungskante verbessert werden, nachdem der Schneideprozess voranschreitet und dann der Bohrer eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Entsprechend hat der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Effekt, dass der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses durch Verbessern der Schneideeigenschaft an dem Werkstück reduziert werden kann, während bei jeder Verdünnungskante verhindert ist, dass sie abgeschlagen wird, um die Werkzeughaltbarkeit zu verbessern.
Ferner hat der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung einen weiteren Effekt, dass selbst in dem Fall, in dem jede Verdünnungskante aus der Richtung des Spitzenendes des Körpers gesehen in einer linearen Weise gebildet ist, die Verdünnungskante, bei der der Spanwinkel näher der Achse des Körpers von dem näher der Schneidekante verschieden ist, leicht bearbeitet werden kann, weil jede Verdünnungskante die erste Verdünnungskante und die zweite Verdünnungskante beinhaltet.
Zusätzlich zu den durch den Bohrer gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielten Effekten, hat der Bohrer des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung einen Effekt, dass, weil der Spanwinkel jeder zweiten Verdünnungskante auf einen Winkel in einem Bereich von 1/5 bis 1/2 des Helixwinkels gesetzt ist, die Werkzeuglebensdauer verbessert werden kann, während die Verarbeitungsgenauigkeit verbessert wird.
Das heißt, wenn der Spanwinkel kleiner als 1/5 des Helixwinkels ist, ist der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses erhöht und es ist wahrscheinlich, dass der Bohrer oszilliert wird. Im Gegensatz kann durch Setzen des Spanwinkels auf 1/5 oder mehr des Helixwinkels der Schneidewiderstand reduziert werden, so dass verhindert werden kann, dass der Bohrer oszilliert wird, und als Ergebnis kann die Verarbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn der Spanwinkel mehr als 1/2 des Helixwinkels beträgt, ist es andererseits wahrscheinlich, dass die zweite Verdünnungskante aufgrund der Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird. Im Gegensatz kann durch Setzen des Spanwinkels auf 1/2 oder weniger des Helixwinkels die Festigkeit der zweiten Verdünnungskante erhöht werden, so dass verhindert werden kann, dass die zweite Verdünnungskante abgeschlagen wird, und als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer verbessert werden.
Ferner hat der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Effekt, dass, da der Spanwinkel der oben beschriebenen zweiten Verdünnungskante im Verhältnis zu dem Helixwinkel gesetzt ist, der Spanwinkel der zweiten Verdünnungskante auf einen optimalen Spanwinkel gesetzt werden kann, der für ein Material des Werkstücks geeignet ist. Das heißt, da der Helixwinkel generell in Übereinstimmung mit einem Material des Werkstücks gesetzt ist, ist der Spanwinkel im Verhältnis zu dem Helixwinkel gesetzt. Entsprechend ist im Bezug auf z.B. ein hartes Werk stück, bei dem der Helixwinkel auf einen großen Helixwinkel gesetzt ist, der Spanwinkel auf einen großen Wert ähnlich zu dem Helixwinkel gesetzt und folglich kann ein optimaler Spanwinkel für einen Schneideprozess an dem harten Werkstück gesetzt werden, um den Schneidewiderstand zu reduzieren.
Zusätzlich zu dem durch den Bohrer gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielten Effekt ändert sich gemäß dem Bohrer des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung der Spanwinkel jeder Verdünnungskante von der Seite der Achse des Körpers in Richtung der Seite der Schneidekante und gleichzeitig ist der Spanwinkel näher der Schneidekante auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse des Körpers gesetzt. Entsprechend kann, während jeder Verdünnungskante die Festigkeit gegeben wird, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen, die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden, nachdem der Schneideprozess fortschreitet und der Bohrer dann eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Entsprechend hat der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Effekt, dass der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses durch Verbessern der Schneideeigenschaft an dem Werkstück reduziert werden kann und dabei bezüglich jeder Verdünnungskante verhindert ist, dass sie abgeschlagen wird, um die Werkzeuglebensdauer zu verbessern.
Da jede Verdünnungskante von der Richtung des Spitzenendes des Körpers aus gesehen in einer bogenförmigen Weise gebildet ist, kann ferner der Spanwinkel jeder Verdünnungskante von der Seite der Achse des Körpers in Richtung der Seite der Schneidekante kontinuierlich geändert werden. Entsprechend hat der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung einen weiteren Effekt, dass die Reduzierung des Schneidewiderstands verglichen mit dem Fall verbessert werden kann, bei dem jede Verdünnungskante von der Richtung des Spitzenendes des Körpers aus gesehen in einer linearen Weise gebildet ist.
Zusätzlich zu den durch den Bohrer gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielten Effekten, hat der Bohrer des fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung einen Effekt, dass, da der Spanwinkel jeder Verdünnungskante auf einem Winkel in einem Bereich von 1/5 bis 1/2 des Helixwinkels gesetzt ist an einem Verbindungspunkt, wo jede Verdünnungskante in Verbindung mit jeder Schneidekante steht, die Werkzeuglebensdauer verbessert werden kann, während die Verarbeitungsgenauigkeit verbessert wird.
Das heißt, wenn der Spanwinkel kleiner als 1/5 des Helixwinkels beträgt, ist der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses erhöht und es ist wahrscheinlich, dass der Bohrer oszilliert wird. Im Gegensatz kann durch Setzen des Spanwinkels auf 1/5 oder mehr des Helixwinkels der Schneidewiderstand reduziert werden, so dass verhindert werden kann, dass der Bohrer oszilliert wird, und als ein Ergebnis kann die Verarbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn der Spanwinkel mehr als 1/2 des Helixwinkels beträgt, ist es andererseits wahrscheinlich, dass die Verdünnungskante aufgrund der Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird. Im Gegensatz kann durch Setzen des Spanwinkels auf 1/2 oder weniger des Helixwinkels die Festigkeit der Verdünnungskante erhöht werden, so dass verhindert werden kann, dass die Verdünnungskante abgeschlagen wird, und als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer verbessert werden.
Ferner hat der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Effekt, dass, da der Spanwinkel der oben beschriebenen Verdünnungskante als ein Winkel an einem Verbindungspunkt gesetzt ist, wo die Verdünnungskante in Verbindung mit der Schneidekante ist, die Verdünnungskante, die sich näher der Achse des Körpers befindet und die eine niedrige Umfangsgeschwindigkeit aufweist und die zu der Zeit eines Schneideprozesses einen hohen Schneidewiderstand hat, mit der Festigkeit versehen ist, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen, und gleichzeitig kann die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden, nachdem der Schneideprozess voranschreitet und dann der Bohrer eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Ferner hat der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung einen weiteren Effekt, dass, da der Spanwinkel der Verdünnungskante an einem Verbindungspunkt, wo die Verdünnungskante in Verbindung mit der Schneidekante ist, im Verhältnis zu dem Helixwinkel gesetzt ist, der Spanwinkel der Verdünnungskante auf einen optimalen Spanwinkel gesetzt werden kann, der für ein Material des Werkstücks geeignet ist. Das heißt, da der Helixwinkel üblicherweise gemäß einem Material des Werkstücks gesetzt ist, ist der Spanwinkel im Verhältnis zu dem Helixwinkel gesetzt. Entsprechend ist bezüglich z.B. einem harten Werkstück, bei dem der Helixwinkel auf einen großen Helixwinkel gesetzt ist, der Spanwinkel auf einen großen Wert ähnlich zu dem Helixwinkel gesetzt und folglich kann ein optimaler Spanwinkel für einen Schneideprozess an dem harten Werkstück gesetzt werden, um den Schneidewiderstand zu reduzieren.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines Bohrers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A ist eine Vorderansicht des Bohrers aus der Richtung des Pfeils II in 1 betrachtet; 2B ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bohrers entlang der Linie IIb-IIb in 2A und 2C ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bohrers entlang der Linie IIc-IIc in 2A;
3A, 3B und 3C sind Graphen, die das Ergebnis jeweiliger Schneidetests zeigen, 3A ist ein Graph, der einen Vorschubwiderstand bei der Erfindung zeigt, 3B ist ein Graph, der einen Vorschubwiderstand bei einem herkömmlichen Produkt zeigt, und 3C ist ein Graph, der den Betrag der Abnutzung an äußeren Umfangskanten bei der Erfindung und dem herkömmlichen Produkt zeigt; und
4A ist eine Vorderansicht eines Bohrers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4B ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bohrers entlang der Linie IVb-IVb in 4A.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht eines Bohrers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zuerst wird eine schematische Konfiguration des Bohrers 1 mit Bezug auf 1 beschrieben. Der Bohrer 1 ist ein Schneider zum Durchführen eines Bohrprozesses an einem Werkstück durch das Drehmoment, das von einer Bearbeitungsmaschine wie z.B. einem Bearbeitungszentrum übertragen wird. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Bohrer 1 als ein massiver Bohrer konfiguriert, der aus Hartmetall gefertigt ist, das durch Drucksintern von Wolframcarbid (WC) und ähnlichem erhalten wird, und beinhaltet hauptsächlich einen Schaft 2 und einen Körper 3, der integral mit dem Schaft 2 geformt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Bohrer 1 durch Verwenden von Hartmetall konfiguriert, aber dessen Material ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Der Bohrer 1 kann z.B. durch Verwenden von Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl konfiguriert sein.
Der Schaft 2 ist ein durch die Bearbeitungsmaschine gehaltener Abschnitt, ist in einer säulenartigen Form mit im Wesentlichen demselben Durchmesser wie dem des Körpers 3 konfiguriert und ist auf derselben Achse O wie der des Körpers 3 vorgesehen, wie in 1 gezeigt ist. Halten des Schaftes 2 mit einem (nicht gezeigten) Halter ermöglicht, dass der Bohrer 1 an der Bearbeitungsmaschine befestigt wird.
Es sollte bemerkt werden, dass der Schaft 2 bei der Ausführungsform in einer säulenförmigen Form konfiguriert ist, die im Wesentlichen denselben Durchmesser wie den des Körpers 3 hat, aber die Konfiguration ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Schaft 2 einen größeren Durchmesser als der Körper 3 aufweisen oder kann in einer sich verjüngenden Form konfiguriert sein, bei der der Durchmesser des Schaftes 2 in Richtung der Seite des Endabschnitts (der oberen Seite in 1) des Bohrers 1 abnimmt.
Der Körper 3 ist ein Abschnitt zum Durchführen eines Schneideprozesses, während er durch das Drehmoment rotiert wird, das über den Schaft 2 von der Bearbeitungsmaschine übertragen wird. Der Körper 3 ist in einer säulenförmigen Form konfiguriert, die einen Durchmesser D hat, der im Wesentlichen derselbe ist, wie der eines Loches, das durch Bohren eines Werkstücks (nicht gezeigt) erzeugt wird, und er beinhaltet hauptsächlich Rillen 4 und Schneidekanten 5, wie in 1 gezeigt ist. Es sollte bemerkt werden, dass der Durchmesser D des Bohrers 1 bei der Ausführungsform 6 mm beträgt.
Jede Rille 4 bildet eine Spanfläche der Schneidekante 5 und ist ein Abschnitt zum Aufnehmen und Auswerfen von Spänen, die zu der Zeit eines Schneideprozesses erzeugt werden. Zwei Rillen 4 sind in einer spiralförmigen und konkaven Weise an der äußeren Umfangsfläche des Körpers 3 vorgesehen und sind symmetrisch bezüglich der Achse O des Bohrers 1 vorgesehen, wie in 1 gezeigt ist.
Es sollte bemerkt werden, dass bei der Ausführungsform jede Rille 4 in einer spiralförmigen Weise mit einer Helix gebildet ist, aber die Konfiguration ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Jede Rille 4 kann in einer linearen Weise im Wesentlichen parallel zu der Achse O des Bohrers 1 gestaltet sein.
Ferner ist eine führende Kante 6 in jedem Gratabschnitt gebildet, wo die äußere Umfangsfläche des Körpers 3 mit einer Wandfläche der Rille 4 an der Rückseite in der Rotationsrichtung (s. die Richtung des Pfeils A in 2A) schneidet, wie in
1 gezeigt ist. Jede führende Kante 6 ist derart vorgesehen, dass ein durch die führende Kante 6 und die Achse O des Bohrers 1 gebildeter Helixwinkel β auf 38 Grad gesetzt ist, wie in 1 gezeigt ist.
Ferner ist ein Rand 7 in jeder führenden Kante 6 auf der Rückseite in der Rotationsrichtung (s. die Richtung des Pfeils A in 2A) vorgesehen, wobei er sich in Verbindung mit der jeweiligen führenden Kante 6 befindet, wie in 1 gezeigt ist. Jeder Rand 7 wird zum Schleifen einer inneren Wandfläche eines Loches verwendet, das durch Bohren des Werkstücks gemacht wird, und ist durch Entfernen der äußeren Umfangsfläche des Körpers 3 und dann durch Vorsehen einer Hinterdrehfläche 8 gebildet.
Jede Schneidekante 5 wird zum Schneiden des Werkstücks verwendet, während sie durch das Drehmoment rotiert wird, das von der Bearbeitungsmaschine übertragen wird. Zwei Schneidekanten 5 sind in Gratabschnitten gebildet, wo der Spitzenendenabschnitt des Bohrers 1 mit den Rillen 4 schneidet, und sind symmetrisch bezüglich der Achse O des Bohrers 1 vorgesehen, wie in 1 gezeigt ist. Ferner sind die Schneidekanten 5 von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers 1 aus gesehen in einer linearen Weise gebildet und sind parallel zueinander vorgesehen (s. 2).
Als nächstes wird eine detaillierte Konfiguration des Spitzenendenabschnitts des Körpers 3 mit Bezug auf die 2A, 2B und 2C beschrieben. 2A ist eine Vorderansicht des Bohrers 1 aus der Richtung des Pfeils II in 1 gesehen, 2B ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bohrers 1 entlang der Linie IIb-IIb in 2A, und 2C ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bohrers 1 entlang der Linie IIc-IIc in 2A. Es sollte bemerkt werden, dass der Pfeil A in 2A die Drehrichtung des Bohrers 1 anzeigt.
Wie in 2A gezeigt ist, sind Flanken 9 und Verdünnungen 10 hauptsächlich an dem Spitzenendabschnitt des Bohrers 1 vorgesehen. Jede Flanke 9 wird zum Reduzieren des Schneidewiderstands durch Verringern einer Kontaktfläche des Spitzenendabschnitts des Bohrers 1 mit dem Werkstück zu der Zeit eines Schneideprozesses verwendet. Jede Flanke 9 ist durch Entfernen des Spitzenendabschnitts des Bohrers 1 gebildet und ist gleichzeitig in Verbindung mit der jeweiligen Schneidekante 5 auf der Rückseite in der Drehrichtung A vorgesehen, wie in 2A gezeigt ist. Dabei werden zwischen dem Bohrer 1 und dem Werkstück zu der Zeit eines Schneideprozesses Freiräume erzeugt und Reibung zwischen dem Bohrer 1 und dem Werkstück ist entsprechend verringert, um den Schneidewiderstand zu reduzieren.
Es sollte bemerkt werden, dass bei der Ausführungsform zwei Flanken 9 in einer konkaven Weise vorgesehen sind und dabei zwei Schneidekanten 5 entsprechen und symmetrisch bezüglich der Achse O des Bohrers 1 vorgesehen sind, wie in 2A gezeigt ist.
Selbst wenn die Flanken 9 an dem Spitzenendabschnitt des Bohrers 1 wie oben beschrieben vorgesehen sind, bleibt die Länge eines Grates, an dem zwei Flanken 9 miteinander schneiden, was eine Stemmkante 11 genannt wird, immer noch lang. Da eine Kontaktfläche des Spitzenendabschnitts des Bohrers 1 mit dem Werkstück zu der Zeit eines Schneideprozesses groß wird, kann der Schneidewiderstand nicht ausreichend reduziert werden. Folglich ist eine jeweilige Verdünnung 10 in Verbindung mit der Flanke 9 auf der Rückseite in der Drehrichtung A vorgese hen und erstreckt sich dabei bis zu einem Abschnitt, an dem die Verdünnung 10 mit der Rille 4 schneidet, wie in 2A gezeigt ist.
Jede Verdünnung 10 wird zum synergistischen Reduzieren des Schneidewiderstands in Kombination mit der Flanke 9 verwendet und ist durch Entfernen des Spitzenendabschnitts des Bohrers 1 tiefer als die Flanke gebildet, wie in 2A gezeigt ist. Dadurch ist die Länge der Stemmkante 11 kürzer gemacht und eine Kontaktfläche des Spitzenendabschnitts des Bohrers 1 mit dem Werkstück ist zu der Zeit eines Schneideprozesses verringert, was in einer Reduzierung des Schneidewiderstandes resultiert.
Es sollte bemerkt werden, dass bei der Ausführungsform zwei Verdünnungen 10 in einer konkaven Weise vorgesehen sind und dabei zwei Flanken 9 entsprechen und bezüglich der Achse O des Bohrers 1 symmetrisch vorgesehen sind, wie in 2A gezeigt ist. Ferner ist eine verwickelte Abmessung X, die eine Abmessung zwischen den Graten ist, bei denen die Flanken 9 mit den Verdünnungen 10 schneiden, auf 0,4 mm gesetzt, wie in 2A gezeigt ist.
Durch Vorsehen der jeweiligen Verdünnung 10 an dem Spitzenendabschnitt des Bohrers 1 ist ferner eine Verdünnungskante 12 in Verbindung mit jeder Schneidekante 5 an dem Spitzenendabschnitt des Bohrers 1 gebildet, wie in 2A gezeigt ist. Ähnlich zu den Schneidekanten 5 wird jede Verdünnungskante 12 zum Schneiden des Werkstücks verwendet, während sie durch das Drehmoment rotiert wird, das von der Bearbeitungsmaschine übertragen wird. Zwei Verdünnungskanten 12 sind gebildet, die dabei zwei Verdünnungen 10 entsprechen und sie sind symme trisch bezüglich der Achse O des Bohrers 1 vorgesehen, wie in 2A gezeigt ist.
Ferner beinhaltet jede Verdünnungskante 12 eine erste Verdünnungskante 12a, die sich näher an der Achse O des Bohrers 1 befindet, und eine zweite Verdünnungskante 12b, die sich näher an der Schneidekante 5 bezüglich der ersten Verdünnungskante 12a befindet, wie in 2A gezeigt ist.
Jede erste Verdünnungskante 12a wird zum Schneiden des Mittelabschnitts eines Loches verwendet, das durch Bohren des Werkstücks erzeugt wird. Jede erste Verdünnungskante 12a ist von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers 1 aus gesehen in einer linearen Weise gebildet und ein Mittelwinkel α1, der durch die erste Verdünnungskante 12a und die Schneidekante 5 in Verbindung damit gebildet ist, ist auf 53 Grad gesetzt, wie in 2A gezeigt ist. Es sollte bemerkt werden, dass der Mittelwinkel α1 bei der Ausführungsform auf 53 Grad gesetzt ist, aber der Winkel ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist bevorzugt, dass der Mittelwinkel α1 in einem Bereich von 50 bis 55 Grad gesetzt ist.
Das heißt, wenn der Mittelwinkel α1 weniger als 50 Grad beträgt, ist die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verschlechtert und es ist wahrscheinlich, dass der Bohrer 1 oszilliert wird. Im Gegensatz kann durch Setzen des Mittelwinkels α1 auf 50 Grad oder mehr die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden, so dass verhindert werden kann, dass der Bohrer 1 oszilliert wird, und als ein Ergebnis kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn der Mittelwinkel α1 andererseits größer als 55 Grad ist, werden Freiräume zwischen den ersten Verdünnungskanten 12a und den Flanken 9 reduziert, so dass die Spanaustragseigenschaft verschlechtert wird. Durch Setzen des Mittelwinkels α1 auf 55 Grad oder weniger kann im Gegensatz die Spanaustragseigenschaft verbessert werden, so dass verhindert werden kann, dass die erste Verdünnungskante 12a abgeschlagen wird, und als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer erhöht werden.
Ferner ist jede erste Verdünnungskante 12a derart konfiguriert, dass ein durch die erste Verdünnungskante 12a und die Achse O des Bohrers 1 gebildeter Spanwinkel γ1 auf 0 Grad gesetzt ist, wie in 2B gezeigt ist. Es sollte bemerkt werden, dass der Spanwinkel γ1 bei der Ausführungsform auf 0 Grad gesetzt ist, aber der Winkel ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist bevorzugt, dass der Spanwinkel 7l in einen Bereich von –5 bis 5 Grad gesetzt wird.
Das heißt, wenn der Spanwinkel γ1 weniger als –5 Grad beträgt, ist der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses erhöht und es ist wahrscheinlich, dass der Bohrer 1 oszilliert wird. Durch Setzen des Spanwinkels γ1 auf –5 Grad oder mehr kann im Gegensatz der Schneidewiderstand reduziert werden, so dass verhindert werden kann, dass der Bohrer 1 oszilliert wird, und als ein Ergebnis kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn der Spanwinkel γ1 andererseits mehr als 5 Grad beträgt, ist es wahrscheinlich, dass die erste Verdünnungskante 12a aufgrund der Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird. Durch Setzen des Spanwinkels γ1 auf 5 Grad oder weniger kann im Gegensatz die Festigkeit der ersten Verdünnungskante 12a erhöht werden, so dass verhindert werden kann, dass die erste Verdünnungskante 12a abgeschlagen wird, und als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer erhöht werden.
Es sollte bemerkt werden, dass bei der Ausführungsform ein Raum Y zwischen Schneidekanten, der die kürzeste Abmessung zwischen zwei ersten Verdünnungskanten 12a ist, auf 0,2 mm gesetzt ist, wie in 2A gezeigt ist.
Jede zweite Verdünnungskante 12b befindet sich näher zu dem äußeren Umfang des Bohrers 1, d.h. zu der Schneidekante 5 bezüglich der ersten Verdünnungskante 12a, und wird eher zum Schneiden eines Umfangsabschnitts als des Mittelabschnitts eines Loches verwendet, das durch Bohren des Werkstücks durch die erste Verdünnungskante 12a erzeugt wird. Jede zweite Verdünnungskante 12b ist von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers 1 aus gesehen in einer linearen Weise gebildet und ein Mittelwinkel α2, der durch die zweite Verdünnungskante 12b und die Schneidekante 5 in Verbindung damit gebildet wird, ist auf 27 Grad gesetzt, wie in 2A gezeigt ist. Es sollte bemerkt werden, dass bei der Ausführungsform der Mittelwinkel α2 auf 27 Grad gesetzt ist, aber der Winkel ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist bevorzugt, dass der Mittelwinkel α2 in einen Bereich von 25 bis 30 Grad gesetzt wird.
Das heißt, wenn der Mittelwinkel α2 kleiner als 25 Grad ist, ist die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verschlechtert und es ist wahrscheinlich, dass der Bohrer 1 oszilliert wird. Durch Setzen des Mittelwinkels α2 auf 25 Grad oder mehr kann im Gegensatz die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden, so dass verhindert werden kann, dass der Bohrer 1 oszilliert wird, und als ein Ergebnis kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn der Mittelwinkel α2 andererseits größer als 30 Grad ist, werden Zwischenräume zwischen den zweiten Verdünnungskanten 12b und den Flanken 9 reduziert, so dass die Spanaustragseigenschaft verschlechtert wird. Durch Setzen des Mittelwinkels α2 auf 30 Grad oder weniger kann im Gegensatz die Spanaustragseigenschaft verbessert werden, so dass verhindert werden kann, dass die zweite Verdünnungskante 12b abgeschlagen wird, und als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer erhöht werden.
Ferner ist jede zweite Verdünnungskante 12b derart konfiguriert, dass ein durch die zweite Verdünnungskante 12b und die Achse O des Bohrers 1 gebildeter Spanwinkel γ2 auf 15 Grad gesetzt ist, wie in 2C gezeigt ist. Es sollte bemerkt werden, dass bei der Ausführungsform der Spanwinkel γ2 auf 15 Grad gesetzt ist, aber der Winkel ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist bevorzugt, dass der Spanwinkel γ2 in einen Bereich von 1/5 bis 1/2 des oben beschriebenen Helixwinkels β gesetzt wird.
Das heißt, wenn der Spanwinkel γ2 kleiner als 1/5 des Helixwinkels β ist, ist zu der Zeit eines Schneideprozesses der Schneidewiderstand erhöht und es ist wahrscheinlich, dass der Bohrer 1 oszilliert wird. Durch Setzen des Spanwinkels γ2 auf 1/5 oder mehr des Helixwinkels β kann im Gegensatz der Schneidewiderstand reduziert werden, so dass verhindert werden kann, dass der Bohrer 1 oszilliert wird, und als ein Ergebnis kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn der Spanwinkel α2 andererseits mehr als 1/2 des Helixwinkels β beträgt, ist es wahrscheinlich, dass die zweite Verdünnungskante 12b aufgrund der Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird. Durch Setzen des Spanwinkels γ2 auf 1/2 oder weniger des Helixwinkels β kann im Gegensatz die Festigkeit der zweiten Verdünnungskante 12b erhöht werden, so dass verhindert werden kann, dass die zweite Verdünnungskante 12b abgeschlagen wird, und als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer erhöht werden.
Da der Spanwinkel γ2 der oben beschriebenen zweiten Verdünnungskante 12b im Verhältnis zu dem Helixwinkel β gesetzt ist, kann der Spanwinkel γ2 der zweiten Verdünnungskante 12b ferner auf einen optimalen Spanwinkel gesetzt werden, der für ein Material des Werkstücks geeignet ist. Das heißt, da der Helixwinkel β generell gemäß einem Material des Werkstücks gesetzt wird, wird der Spanwinkel γ2 im Verhältnis zu dem Helixwinkel β gesetzt. Entsprechend ist bezüglich z.B. eines harten Werkstücks, bei dem der Helixwinkel β auf einen großen Helixwinkel gesetzt ist, der Spanwinkel γ2 auf einen großen Wert ähnlich zu dem Helixwinkel β gesetzt und folglich kann ein optimaler Spanwinkel für einen Schneideprozess an dem harten Werkstück gesetzt werden, um den Schneidewiderstand zu reduzieren.
Es sollte bemerkt werden, dass durch Setzen des Spanwinkels γ2 der zweiten Verdünnungskante 12b in einem Bereich von 1/3 bis 1/2 des Helixwinkels β der optimale Spanwinkel, der ferner für ein Material des Werkstücks geeignet ist, realisiert werden kann.
Ferner ist, wie in 2A gezeigt ist, jede zweite Verdünnungskante 12b derart vorgesehen, dass sich ein Verbindungspunkt P, an dem die zweite Verdünnungskante 12b in Verbindung mit der ersten Verdünnungskante 12a ist, von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers 1 aus gesehen auf einem Kreis befindet, der einen Durchmesser von 1,85 mm um die Achse O des Bohrers 1 hat. Es sollte bemerkt werden, dass sich der Verbindungspunkt P auf dem Kreis befindet, der einen Durchmesser von 1,85 mm um die Achse O des Bohrers 1 hat, aber die Stelle des Verbindungspunkts P ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist bevorzugt, dass sich der Verbindungspunkt P auf einem Kreis befindet, der einen Durchmesser in einem Bereich von 1/4 bis 1/3 des Außendurchmessers D des Bohrers 1 hat.
Das heißt, wenn sich der Verbindungspunkt P auf einem Kreis befindet, der einen Durchmesser von weniger als 1/4 des Außendurchmessers D des Bohrers 1 hat, ist der Bereich jeder ersten Verdünnungskante 12a schmaler gemacht und folglich ist es wahrscheinlich, dass die zweite Verdünnungskante 12b abgeschlagen wird. Wenn sich der Verbindungspunkt P im Gegensatz auf einem Kreis befindet, der einen Durchmesser von 1/4 oder mehr des Außendurchmessers D des Bohrers 1 hat, ist der Bereich jeder ersten Verdünnungskante 12a breiter gemacht und folglich kann verhindert werden, dass die zweite Verdünnungskante 12b abgeschlagen wird. Als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer erhöht werden.
Wenn sich der Verbindungspunkt P andererseits auf einem Kreis befindet, der einen Durchmesser von mehr als 1/3 des Außendurchmessers D des Bohrers 1 hat, ist der Bereich jeder zweiten Verdünnungskante 12b schmaler gemacht und folglich ist der Schneidewiderstand erhöht. Wenn sich der Verbindungspunkt P im Gegensatz auf einem Kreis befindet, der einen Durchmesser von 1/3 oder weniger des Außendurchmessers D des Bohrers 1 hat, ist der Bereich jeder zweiten Verdünnungskante 12b breiter ge macht und folglich kann der Schneidewiderstand reduziert werden. Als ein Ergebnis kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Es sollte bemerkt werden, dass "aus der Richtung des Spitzenendes des Körpers betrachtet", was in den Ansprüchen 2 und 4 beschrieben ist, "aus der Richtung des Pfeils II in 1 gesehen" entspricht.
Als nächstes wird ein Schneidetest unter Verwendung des Bohrers 1, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, beschrieben. Der Schneidetest ist ein Test, bei dem ein Bohrprozess an einem Werkstück durch den Bohrer 1 unter einer vorbestimmten Schneidebedingung durchgeführt wird, um die Kraftkomponente des Schneidewiderstands, die auf den Bohrer 1 in der Richtung der Achse O (der Links-Rechts-Richtung in 1) ausgeübt wird, zu messen, d.h. den Vorschubwiderstand, und gleichzeitig die Menge der Abnutzung an äußeren Umfangsecken des Bohrers 1 zu messen.

Es sollte bemerkt werden, dass das Folgende die detaillierten Spezifikationen des Schneidetests sind.

Werkstück:	JIS-S50C
Verwendete Maschine:	Horizontal-Bearbeitungszentrum
Schneidefluid:	wassermischbares Schneidefluid
Schneidegeschwindigkeit:	22 m/min
Vorschubgeschwindigkeit:	140 mm/min
Bearbeitungstiefe:	100 mm (Blindloch)
Schrittvorschub:	20 mm → 30 mm → 30 mm → 20 mm

Bei dem Schneidetest wurden der Bohrer 1 (im Weiteren als "Erfindung" bezeichnet) wie in der Ausführungsform beschrieben und ein Bohrer (im Weiteren als "herkömmliches Produkt" bezeichnet), bei dem der Spanwinkel der Verdünnungskante von der Seite der Achse des Körpers zu der Seite der Schneidekante konstant gesetzt ist, verwendet. Die Erfindung ist von dem herkömmlichen Produkt jedoch nur in der Konfiguration der Verdünnungskante verschieden und andere Konfigurationen sind dieselben. Jede Verdünnungskante des herkömmlichen Produkts ist von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers aus gesehen in einer im Wesentlichen linearen Weise gebildet, der durch die Verdünnungskante und die Schneidekante in Verbindung damit gebildete Mittelwinkel ist auf 55 Grad gesetzt und der durch die Verdünnungskante und die Achse des Bohrers gebildete Spanwinkel ist auf 0 Grad gesetzt.
Hier wird das Ergebnis des Schneidetests mit Bezug auf die 3A, 3B und 3C beschrieben. Die 3A, 3B und 3C sind Graphen, die das Ergebnis des Schneidetests zeigen. 3A ist ein Graph, der den Vorschubwiderstand bei der Erfindung zeigt, 3B ist ein Graph, der den Vorschubwiderstand bei dem herkömmlichen Produkt zeigt, und 3C ist ein Graph, der den Betrag der Abnutzung an äußeren Umfangsecken bei der Erfindung und dem herkömmlichen Produkt zeigt. 3C zeigt den Betrag der Abnutzung an äußeren Umfangsecken in Bezug auf die Anzahl von bearbeiteten Löchern.
Gemäß dem Ergebnis des Schneidetests kann einfach verstanden werden, dass der Vorschubwiderstand bei der Erfindung im Vergleich mit dem herkömmlichen Produkt reduziert werden kann, wie in den 3A und 3B gezeigt ist. Speziell war der Mittelwert des Vorschubwiderstands bei der Erfindung 876 N, wohingegen der des Vorschubwiderstands bei dem herkömmlichen Produkt 1155 N war.
Ferner kann leicht verstanden werden, dass der Betrag der Abnutzung an äußeren Umfangsecken bei der Erfindung im Vergleich mit dem herkömmlichen Produkt reduziert werden kann, wie in 3C gezeigt ist. Speziell war der Betrag der Abnutzung an äußeren Umfangsecken bei der Erfindung 0,23 mm selbst zu der Zeit, als die Anzahl der bearbeiteten Löcher 300 erreichte, wohingegen der Betrag der Abnutzung an äußeren Umfangsecken bei dem herkömmlichen Produkt zu der Zeit, als die Anzahl der bearbeiteten Löcher 210 erreichte, 0,35 mm war.
Wie oben beschrieben unterscheidet sich gemäß dem Bohrer 1 bei der Ausführungsform der Spanwinkel jeder Verdünnungskante 12 näher der Achse O des Körpers 3 von dem näher der Schneidekante 5 und gleichzeitig ist der Spanwinkel näher der Schneidekante 5 auf einen positiven Winkel größer als den näher der Achse O des Körpers 3 gesetzt.
Generell kann mit größerem Spanwinkel der Verdünnungskante 12 die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden und folglich der Schneidewiderstand reduziert werden. Wenn der Spanwinkel groß ist, ist es andererseits wahrscheinlich, dass die Verdünnungskante 12 aufgrund der Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird.
Gemäß dem Bohrer 1 bei der Ausführungsform ist im Gegensatz der Spanwinkel der Verdünnungskante 12, die sich näher an der Achse O des Körpers 3 befindet und die eine niedrige Umfangsgeschwindigkeit hat und einen hohen Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses hat, auf einen kleineren Winkel gesetzt, als den näher der Schneidekante 5. Entsprechend ist die Verdünnungskante 12 mit einer Festigkeit versehen, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen. Gleichzeitig kann durch Setzen des Spanwinkels näher der Schneidekante 5 auf einen größeren Winkel als den näher der Achse O des Körpers 3 die Schneideeigenschaft an dem Werkstück verbessert werden, nachdem der Schneideprozess fortschreitet und dann der Bohrer eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Entsprechend kann der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses durch Verbessern der Schneideeigenschaft an dem Werkstück reduziert werden, während für jede Verdünnungskante 12 verhindert ist, dass sie abgeschlagen wird, um die Werkzeuglebensdauer zu erhöhen. Dadurch kann sowohl der Verbesserung der Werkzeuglebensdauer als auch der Reduzierung des Schneidewiderstands genügt werden.
Bei dem Bohrer 1 gemäß der Ausführungsform beinhaltet jede Verdünnungskante 12 die erste Verdünnungskante 12a, die sich näher der Achse O des Körpers 3 befindet, und die zweite Verdünnungskante 12b, die sich im Verhältnis zu der ersten Verdünnungskante 12a näher der Schneidekante 5 befindet. Ferner ist der Spanwinkel γ2 der zweiten Verdünnungskante 12b auf einen positiven Winkel größer als der Spanwinkel γ1 der ersten Verdünnungskante 12a gesetzt. Entsprechend kann, während der ersten Verdünnungskante 12a die Festigkeit gegeben wird, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen, die Schneideeigenschaft an dem Werkstück durch die zweite Verdünnungskante 12b verbessert werden, nachdem der Schneideprozess fortschreitet und dann der Bohrer eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Entsprechend kann der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses durch Verbessern der Schneideeigenschaft an dem Werkstück reduziert werden, während verhindert ist, dass die jeweilige Verdünnungskante 12 abgeschlagen wird, so dass die Werkzeuglebensdauer verbessert wird.
Selbst in dem Fall, bei dem jede Verdünnungskante 12 von der Richtung des Spitzenendes des Körpers 3 aus gesehen in einer linearen Weise gebildet ist, kann die Verdünnungskante 12, bei der der Spanwinkel näher der Achse O des Körpers 3 von dem näher der Schneidekante 5 verschieden ist, leicht bearbeitet werden, weil jede Verdünnungskante 12 die erste Verdünnungskante 12a und die zweite Verdünnungskante 12b beinhaltet.
Als nächstes wird ein Bohrer 101 gemäß der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 4A und 4B beschrieben. 4A ist eine Vorderansicht des Bohrers 101 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 4B ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bohrers 101 entlang der Linie IVb-IVb in 4A. Es sollte bemerkt werden, dass bei der zweiten Ausführungsform die identischen Elemente zu jenen bei der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen versehen sind, und die Beschreibungen und Illustrationen von diesen werden ausgelassen.
Für den Bohrer 1 bei der ersten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei dem jede Verdünnungskante 12 die erste Verdünnungskante 12a und die zweite Verdünnungskante 12b beinhaltet und jede von der ersten Verdünnungskante 12a und der zweiten Verdünnungskante 12b von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers 1 aus gesehen in einer linearen Weise gebildet ist. Für den Bohrer 101 bei der zweiten Ausführungsform ist jedoch jede Verdünnungskante 112 von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers 101 aus gesehen in einer bogenförmigen Weise gebildet, wie in 4 gezeigt ist.
Ähnlich zu den Schneidekanten 5 wird jede Verdünnungskante 112 zum Schneiden des Werkstücks verwendet, während sie durch das Drehmoment rotiert wird, das von der Bearbeitungsmaschine übertragen wird. Zwei Verdünnungskanten 112 sind in einer konkaven Weise vorgesehen und entsprechen dabei zwei Flanken 9 und sind symmetrisch bezüglich der Achse O des Bohrers 101 vorgesehen, wie in 4A gezeigt ist.
Ferner ist jede Verdünnungskante 112 von der Richtung des Spitzenendes des Bohrers 101 aus gesehen in einer bogenförmigen Weise gebildet, wie in 4A gezeigt ist. Desweiteren ist der Spanwinkel näher der Schneidekante 5 auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse O gesetzt, so dass der durch die Verdünnungskante 112 und die Achse O des Bohrers 101 gebildete Spanwinkel von der Achse O in Richtung der Schneidekante 5 verändert ist, und ein Spanwinkel γ3 an einem Verbindungspunkt Q, an dem die Verdünnungskante 112 in Verbindung mit der Schneidekante 5 ist, ist auf 15 Grad gesetzt, wie in 4B gezeigt ist.
Es sollte bemerkt werden, dass der Spanwinkel γ3 bei der Ausführungsform auf 15 Grad gesetzt ist, aber der Winkel ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Es ist bevorzugt, dass der Spanwinkel γ3 in einen Bereich von 1/5 bis 1/2 des Helixwinkels β gesetzt ist.
Das heißt, wenn der Spanwinkel γ3 weniger als 1/5 des Helixwinkels β ist, ist der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses erhöht und es ist wahrscheinlich, dass der Bohrer 101 oszilliert wird. Durch Setzen des Spanwinkel γ3 auf 1/5 oder mehr des Helixwinkels β kann im Gegensatz der Schneidewiderstand reduziert werden, so dass verhindert werden kann, dass der Bohrer 101 oszilliert wird, und als ein Ergebnis kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn der Spanwinkel γ3 andererseits größer als 1/2 des Helixwinkels β ist, ist es wahrscheinlich, dass die Verdünnungskante 112 aufgrund der Reduzierung von deren Festigkeit abgeschlagen wird. Durch Setzen des Spanwinkels γ3 auf 1/2 oder weniger des Helixwinkels β kann im Gegensatz die Festigkeit der Verdünnungskante 112 erhöht werden, so dass verhindert werden kann, dass die Verdünnungskante 112 abgeschlagen wird, und als ein Ergebnis kann die Werkzeuglebensdauer erhöht werden.
Der Spanwinkel γ3 jeder Verdünnungskante 112 ist als ein Winkel an dem Verbindungspunkt Q gesetzt, an dem die Verdünnungskante 112 in Verbindung mit der Schneidekante 5 ist. Entsprechend kann, während die Verdünnungskante 112, die sich näher der Achse O des Körpers 3 befindet und die eine niedrige Umfangsgeschwindigkeit hat und zu der Zeit eines Schneidprozesses einen großen Schneidewiderstand hat, mit der Festigkeit versehen ist, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen, die Schneideeigenschaften an dem Werkstück verbessert werden, nachdem der Schneideprozess voranschreitet und dann der Bohrer eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Da der Spanwinkel γ3 jeder Verdünnungskante 112 an dem Verbindungspunkt Q, an dem die Verdünnungskante 112 in Verbindung mit der Schneidekante 5 ist, im Verhältnis zu dem Helixwinkel β gesetzt ist, kann der Spanwinkel γ3 jeder Verdünnungskante 112 auf einen optimalen Spanwinkel gesetzt werden, der für ein Material des Werkstücks geeignet ist. Das heißt, da der Helixwinkel β generell gemäß einem Material des Werkstücks gesetzt ist, ist der Spanwinkel γ3 im Verhältnis zu dem Helixwinkel β gesetzt. Entsprechend ist bezüglich z.B. einem harten Werkstück, bei dem der Helixwinkel β auf einen großen Helixwinkel gesetzt ist, der Spanwinkel γ3 auf einen großen Wert ähnlich zu dem Helixwinkel β gesetzt und folglich kann ein optimaler Spanwinkel für einen Schneideprozess an dem harten Werkstück gesetzt werden, um den Schneidewiderstand zu reduzieren.
Es sollte bemerkt werden, dass durch Setzen des Spanwinkels γ3 jeder Verdünnungskante 112 an dem Verbindungspunkt Q in einem Bereich von 1/3 bis 1/2 des Helixwinkels β der optimale Spanwinkel, der ferner für ein Material des Werkstücks geeignet ist, realisiert werden kann.
Wie oben beschrieben ändert sich gemäß dem Bohrer 101 bei der Ausführungsform der Spanwinkel jeder Verdünnungskante 112 von der Seite der Achse O des Körpers 3 in Richtung der Seite der Schneidekante 5 und gleichzeitig ist der Spanwinkel näher der Schneidekante 5 auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse O des Körpers 3 gesetzt. Entsprechend kann, während jeder Verdünnungskante 112 die Festigkeit gegeben wird, die geeignet ist, dem Schneidewiderstand zu begegnen, die Schneideeigenschaften an dem Werkstück verbessert werden, nachdem der Schneideprozess voranschreitet und dann der Bohrer eine vorbestimmte Schneidetiefe erreicht.
Entsprechend kann der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses durch Verbessern der Schneideeigenschaft an dem Werkstück reduziert werden, während für jede Verdünnungskante 112 verhindert ist, dass sie abgeschlagen wird, so dass die Werkzeuglebensdauer erhöht wird.
Da jede Verdünnungskante 112 von der Richtung des Spitzenendes des Körpers 3 aus gesehen in einer bogenförmigen Weise gebil det ist, kann ferner der Spanwinkel jeder Verdünnungskante 112 von der Seite der Achse O des Körpers 3 in Richtung der Seite der Schneidekante 5 kontinuierlich verändert sein. Entsprechend kann die Reduzierung des Schneidewiderstands verglichen mit dem Fall, bei dem jede Verdünnungskante 112 von der Richtung des Spitzenendes des Körpers 3 aus betrachtet in einer linearen Weise gebildet ist, verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde oben basierend auf den Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht in irgendeiner Weise auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und es kann leicht verstanden werden, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in einem Bereich gemacht werden können, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel sind die in den jeweiligen Ausführungsformen angegebenen Werte lediglich ein Beispiel und es ist offensichtlich, dass andere Werte verwendet werden können.
Bei den jeweiligen Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben, bei dem die Bohrer 1 und 101 derart konfiguriert sind, dass sie jeweils zwei Schneidekanten 5 beinhalten. Die Anzahl der Schneidekanten ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Die Bohrer 1 und 101 können derart konfiguriert sein, dass sie jeweils z.B. drei oder mehr Schneidekanten beinhalten.
Bei der ersten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei dem jede Verdünnungskante 12 die erste Verdünnungskante 12a und die zweite Verdünnungskante 12b beinhaltet. Die Konfiguration ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Bohrer 1 derart konfiguriert sein, dass er eine dritte Verdünnungskante beinhaltet, die in Verbindung mit der zweiten Verdünnungskante 12b ist und die sich in Bezug auf die zweite Verdünnungskante 12b näher der Schneidekante 5 befindet. In diesem Fall kann durch Setzen des Spanwinkels der dritten Verdünnungskante auf einen größeren Winkel als der Spanwinkel γ2 der zweiten Verdünnungskante 12b der Schneidewiderstand zu der Zeit eines Schneideprozesses reduziert werden, während die Werkzeuglebensdauer erhöht wird.

Claims

Bohrer (1) mit: einem säulenförmigen Körper (3), der um eine Achse (O) rotiert wird; einer Schneidekante (5), die an dem Spitzenende des Körpers (3) gebildet ist; und einer Verdünnungskante (12), die sich in Verbindung mit der Schneidekante (5) befindet und die näher der Achse (O) des Körpers (3) gebildet ist, durch Vorsehen einer Verdünnung (10) an dem Spitzenende des Körpers (3), wobei die Verdünnungskante (12) derart vorgesehen ist, dass ein Spanwinkel (γ3), der ein durch die Verdünnungskante (12) und die Achse (O) des Körpers (3) gebildeter Winkel ist und der sich näher der Achse (O) des Körpers (3) befindet, von einem verschieden ist, der sich näher der Schneidekante (5) befindet, und gleichzeitig der Spanwinkel (γ3) der Verdünnungskante (12) näher der Schneidekante (5) auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse (O) des Körpers (3) gesetzt ist.
Bohrer (1) nach Anspruch 1, bei dem die Verdünnungskante (12) eine erste Verdünnungskante (12a), die sich näher der Achse (O) des Körpers (3) befindet und die von der Richtung des Spitzenendes des Körpers (3) aus gesehen in einer im Wesentlichen linearen Weise gebildet ist, und eine zweite Verdünnungskante (12b), die sich in Bezug auf die erste Verdünnungskante (12a) näher der Schneidekante (5) befindet und die von der Richtung des Spitzenendes des Körpers (3) aus gesehen in einer im Wesentlichen linearen Weise gebildet ist, beinhaltet und der Spanwinkel (γ2) der zweiten Verdünnungskante (12b) auf einen positiven Winkel größer als dem der ersten Verdünnungskante (12a) gesetzt ist.
Bohrer (1) gemäß Anspruch 2, mit: einer Spiralrille (4), die eine Flanke der Schneidekante (5) bildet und in einer konkaven Weise an der äußeren Umfangsfläche des Körpers (3) vorgesehen ist; und einer führenden Kante, die an einem Gratabschnitt gebildet ist, an dem eine Wandfläche der Rille (4) auf der Rückseite in der Rotationsrichtung mit der äußeren Umfangsfläche des Körpers (3) schneidet, wobei der Spanwinkel (γ2) der zweiten Verdünnungskante (12b) auf einen Winkel in einem Bereich von etwa 1/5 bis 1/2 eines Helixwinkels (β), der ein durch die Achse (O) des Körpers (3) und die führende Kante gebildeter Winkel ist, gesetzt ist.
Bohrer (1) nach Anspruch 1, bei dem die Verdünnungskante (12) von der Richtung des Spitzenendes des Körpers (3) betrachtet in einer bogenförmigen Weise gebildet ist, der Spanwinkel (γ3) von der Seite der Achse (O) des Körpers (3) in Richtung der Seite der Schneidekante (5) verändert ist, und der Spanwinkel (γ3) der Verdünnungskante (12) näher der Schneidekante (5) auf einen positiven Winkel größer als dem näher der Achse (O) des Körpers (3) gesetzt ist.
Bohrer (1) nach Anspruch 4, mit: einer Spiralrille, die eine Flanke der Schneidekante (5) bildet und in einer konkaven Weise an der äußeren Umfangsfläche des Körpers (3) vorgesehen ist; und einer führenden Kante, die an einem Gratabschnitt gebildet ist, an dem eine Wandfläche der Rille (4) auf der Rückseite in der Rotationsrichtung mit der äußeren Umfangsfläche des Körpers (3) schneidet, wobei der Spanwinkel (γ3) der Verdünnungskante (12) auf einen Winkel in einem Bereich von etwa 1/5 bis 1/2 eines Helixwinkels (β), der ein durch die Achse (O) des Körpers (3) und die führende Kante gebildeter Winkel ist, gesetzt ist an einem Verbindungspunkt (Q), an dem die Verdünnungskante (12) in Verbindung mit der Schneidekante (5) ist.