DE10337985B4 - Schweißpunktbohrer - Google Patents

Abstract

Schweißpunktbohrer bestehend aus einem Aufnahmeschaft und einem Bohrkopf mit Spannuten, wobei der Bohrkopf (3) mindestens zwei konkav ausgebildete Hauptschneidkanten (5) mit einer vorderen und hinteren Freifläche (6,7) und eine Zentrierspitze (4) mit Querschneide aufweist, und dabei jede Querschneide aus einer an die Hauptschneidkante (5) zum Zentrum hin angrenzenden Spitzenschneidkante (8) mit einem Spanwinkel Null, einer Schneidkante (13) und einer Spitzenschneide (9) besteht, wobei an die Schneidkante (13) und die sich anschließende Spitzenschneide (9) eine bikonkave Freifläche (10) mit negativen Ausspitzwinkel angrenzt, und alle Schneiden (5, 8, 13, 9) im μm-Bereich kantenverrundet ausgebildet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit mindestens zwei Schneiden.
• Insbesondere in der Automobilindustrie kommen Karosseriebleche zum Einsatz, die durch eine immer höhere Festigkeit gekennzeichnet sind und die mittels Punktschweißen verbunden werden. Um bei anfallenden Reparaturarbeiten die entsprechenden Bleche wieder trennen zu können, müssen die Punktschweißstellen sauber aufgebohrt werden. Wie bereits im Stand der Technik der DE 202 10 909 U1 ausgeführt, ist der Einsatz bekannter zweischneidiger Bohrwerkzeuge mit einer Reihe von Problemen, wie ein starkes Verkanten im Werkstück, was zu Beschädigungen führen kann, als auch das relativ schnelle Stumpfwerden, behaftet. Die hohe Belastung der Schneiden führt auch zu einer starken Erwärmung, was wiederum die Standzeit der Bohrwerkzeuge verkürzt. Dementsprechend wird in dieser Schrift ein dreischneidiges Bohrwerkzeug mit Zentrierkegel vorgeschlagen. Das Material des Bohrwerkzeuges soll möglichst hartes Material sein. Der Einsatz von Vollhartmetall-Werkzeugen ist jedoch problematisch, da Hartmetall sehr schnell an der Spitze oder an der Schneide bricht. Mit der DE 199 83 068 T1 wird ein Bohrer vorgestellt, der mit Spanentleerungsnuten, Fasen und mit einem im Wesentlichen spitzenförmigen Vorderende versehen ist. Der Bohrer ist zum Bohren in Vollmaterial für relativ große Bohrungstiefen geeignet. Durch seine Stirngeometrie ist er völlig ungeeignet zum Abbohren von Schweißpunkten. Mit der DE 197 57 242 A1 wird ein Bohrwerkzeug für Bohrungen in Vollmaterial, bestehend aus einem beschichteten Cermetschneidwerkstoff, bekannt gemacht. Durch die mechanische Bearbeitung der Freifläche und der Spanfläche kann eine Steigerung der Standfestigkeit der Cermetschneidplatte erreicht werden. Das vorgestellte Bohrwerkzeug ist jedoch ebenfalls ungeeignet zum Abbohren von Schweißpunkten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Bohrwerkzeug mit wesentlich höheren Standzeiten zu schaffen, mit dem hochfeste Bleche sowie Punktschweißstellen bearbeitet werden können.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Schweißpunktbohrer bestehend aus einem Aufnahmeschaft und einem Bohrkopf mit Spannuten, wobei der Bohrkopf mindestens zwei Hauptschneidkanten mit einer vorderen und hinteren Freifläche und eine Zentrierspitze mit Querschneide aufweist, dadurch gelöst, dass die Hauptschneidkanten konkav ausgebildet sind, dass jede Querschneide aus einer an die Hauptschneidkante zum Zentrum hin angrenzenden Spitzenschneidkante mit einem Spanwinkel Null bzw. nahe Null, einer Schneidkante und einer Spitzenschneide besteht, dass an die Schneidkante und die sich anschließende Spitzenschneide eine bikonkave Freifläche mit negativen Ausspitzwinkel angrenzt und dass sämtliche Schneiden des Schweißpunktbohrers im μm-Bereich kantenverrundet ausgebildet sind. Vorteilhafterweise sind die vorderen Freiflächen mit der Hauptschneidkante mit einem Stirnfreiwinkel nahe 10° und die sich daran anschließenden hinteren Freiflächen mit einem Hinterschliff nahe 12° versehen. Besonders geeignet ist der Bohrkopf, wenn er aus einem Hartmetall mit einem Kobaltgehalt von mindestens 12% hergestellt wird. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht in der Kantenverrundung sämtlicher Schneiden, wodurch ein Ausbrechen besonders in der Anfangsphase der Benutzung des Schweißpunktbohrers weitestgehend vermieden wird und somit eine wesentliche Erhöhung der Standzeiten des Schweißpunktbohrers erzielt wird.
• Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:
• 1: eine schematische Seitenansicht des Schweißpunktbohrers und
• 2: eine Draufsicht auf die Bohrspitze.
• Der Schweißpunktbohrer 1 besteht, wie aus 1 ersichtlich, aus dem Aufnahmeschaft 2 und dem Bohrkopf 3 mit einer Zentrierspitze 4. Die zwei Hauptschneidkanten 5 sind die Vorderkanten der vorderen Freiflächen 6 und wie aus 2 ersichtlich konkav ausgebildet. Die Hauptschneidkanten 5 sind zunächst scharfkantig geschliffen und danach im μm-Bereich kantenverrundet erstellt worden. Die vordere Freifläche 6 ist gegenüber der hinteren Freifläche 7 schmaler mit einem Stirnfreiwinkel nahe 10° ausgebildet. Die hintere Freifläche 7 hat einen Hinterschliff nahe 12°. Die vordere Freifläche 6 ist im Randbereich durch die Rundschleifphase 11 begrenzt. Der Kreisbogen ist Teil des Kreises, dessen Durchmesser dem des Schweißpunktbohrers 1 entspricht. Um eine Verringerung des Reibkoeffizienten zu erreichen, ist die Rückenfreifläche 12 gemäß 2 gestaltet. Im Zentrum der Bohrspitze befindet sich die Zentrierspitze 4, mit der Spitzenschneidkante 8, die einen Spanwinkel von Null Grad (bzw. nahe Null Grad, d.h. im Intervall liegend zwischen +5° und –5°) aufweist. An die Spitzenschneidkante 8 schließt sich die Schneidkante 13 an, die ihrerseits in die Spitzenschneide 9 übergeht und genau im Zentrum liegt. An die Schneidkante 13 und die Spitzenschneide 9 grenzen bikonkave Freiflächen 10 an, die einen negativen Ausspitzwinkel aufweisen. Die Spitzenschneide 9 und die Schneidkante 13 wirken schabend. Der eigentliche Zerspanungsprozess beginnt mit der Wirkung der Spitzenschneidkante 8. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schweißpunktbohrer 1 erfolgt durch Schleifen. Der Schweißpunktbohrer 1 kann in verschiedenen Durchmessern erstellt werden, wobei die Geometrie der Schneiden und Freiflächen beibehalten bleiben und sämtliche als Schneiden ausgebildete Kanten homogen kantenverrundet ausgebildet sind. Eine weitere Erhöhung der Standzeit des Schweißpunktbohrers kann dadurch erfolgen, dass der Schweißpunktbohrer mit einer Hartstoffbeschichtung, nämlich Titan-Aluminiumnitrid- Beschichtung versehen wird.

1

Schweißpunktbohrer

2

Aufnahmeschaft

3

Bohrkopf

4

Zentrierspitze

5

Hauptschneidkante

6

vordere Freifläche

7

hintere Freifläche

8

Spitzenschneidkante

9

Spitzenschneide

10

bikonkave Freifläche

11

Rundschleifphase

12

Rückenfreifläche

13

Schneidkante

Claims (5)

1. Schweißpunktbohrer bestehend aus einem Aufnahmeschaft und einem Bohrkopf mit Spannuten, wobei der Bohrkopf (3) mindestens zwei konkav ausgebildete Hauptschneidkanten (5) mit einer vorderen und hinteren Freifläche (6,7) und eine Zentrierspitze (4) mit Querschneide aufweist, und dabei jede Querschneide aus einer an die Hauptschneidkante (5) zum Zentrum hin angrenzenden Spitzenschneidkante (8) mit einem Spanwinkel Null, einer Schneidkante (13) und einer Spitzenschneide (9) besteht, wobei an die Schneidkante (13) und die sich anschließende Spitzenschneide (9) eine bikonkave Freifläche (10) mit negativen Ausspitzwinkel angrenzt, und alle Schneiden (5, 8, 13, 9) im μm-Bereich kantenverrundet ausgebildet sind.
2. Schweißpunktbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Freiflächen einen Stirnfreiwinkel nahe 10° und die hinteren Freiflächen einen Hinterschliff nahe 12° aufweisen.
3. Schweißpunktbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkopf aus einem Hartmetall mit einem Kobaltgehalt von mindestens 12% besteht.
4. Schweißpunktbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanwinkel der Spitzenschneidkante im Intervall von +5° bis –5° liegt.
5. Schweißpunktbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißpunktbohrer mit einer Titan-Aluminiumnitrid-Beschichtung versehen ist.