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DE69600577T2 - Bohrer mit Kühlkanälen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Bohrer mit Kühlkanälen und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE69600577T2
DE69600577T2 DE69600577T DE69600577T DE69600577T2 DE 69600577 T2 DE69600577 T2 DE 69600577T2 DE 69600577 T DE69600577 T DE 69600577T DE 69600577 T DE69600577 T DE 69600577T DE 69600577 T2 DE69600577 T2 DE 69600577T2
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DE69600577T
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spiralbohrer mit Wendeschneidplatten bzw. -einsätzen, der einen Halteschaft, einen Nasenteil mit Einsatztaschen für die Aufnahme eines Mitteleinsatzes und eines Umfangseinsatzes und einen Spiralteil mit zwei spiralig gekrümmten Rippen aufweist, wobei ein Kühlkanal in jeder Rippe vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Bohrern nach dem einleitenden Teil des Anspruches 6. Ein im wesentlichen ähnliches Verfahren ist aus der WO-A-9413422 bekannt, welches den nächstliegenden Stand der Technik darstellt.
  • Bei Spiralbohrern ist es möglich, Flüssigkeit durch Kühlkanäle Öffnungen nahe den Schneidkanten zuzuführen, was die Spanbildung erleichtert und die Reibung in den Rillen herabsetzt. Um die Torsionssteifigkeit nicht zu verringern und kein unerwünschtes Koppeln zwischen der Axialkraft und dem Torsionswinkel zu erlauben, kann der Bohrer häufig mit zwei spiralförmigen Kühlkanälen hergestellt sein, wie in den Patenten SE 335 111 und EP-A-118 035 gezeigt ist, die zwischen den Rillen in den Rippen angeordnet sind, wo sie für die Festigkeit am wenigsten nachteilig sind. Diese Patente zeigen auch, wie ein Bohrer aus einem solchen Spiralteil hergestellt werden kann, der mit einem getrennt hergestellten Schaftteil mit unterschiedlicher Lage der Kühlkanäle verbunden ist.
  • Aus dem Patent SE 194 706 ist auch bekannt, Bohrer mit Hartmetallwendeschneidplatten in Taschen auf einem Stahlkörper herzustellen, wo es ermöglicht wurde, eine begrenzte Anzahl von Einsatzgrößen für eine große Anzahl von Bohrdurchmessern zu verwenden, indem zwei oder mehr unsymmetrisch angeordnete Wendeschneidplatten verwendet werden, von denen eine ein Mitteleinsatz nahe der Mittellinie des Bohrers und die andere ein Umfangseinsatz nahe dem Umfang des Bohrers ist.
  • Nach der Erfindung sind ein Spiralbohrer und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bohrers vorgesehen, wie in Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 festgelegt ist.
  • Nach der Erfindung werden gerade Kühlkanäle in einem zylindrischen Bohrrohling aus dem Schaftteil, aber nicht durch das Ende der Spitze so gebohrt, daß die Kanäle in unterschiedlichen Abständen von der Mitte des Rohlinges angeordnet sind. Der Rohling wird dann örtlich erhitzt und um einen vorbestimmten Winkel gedreht. Nach dem Drehen werden die Rillen, die Einsatztaschen, die Schneidspitze und die geraden Ausgangsteile spanabhebend bearbeitet, wobei die Ausgangsteile dafür vorgesehen sind, auf die Kühlkanäle zu treffen, Ausgangsteile dafür vorgesehen sind, auf die Kühlkanäle zu treffen, wodurch mindestens einer der Ausgangsteile der Kühlkanäle als ein konischer Kanal gebohrt wird. Während dieses spanabhebenden Bearbeitens werden die Kühlkanäle in dem Schaftteil als Winkelbezug verwendet. Dies ermöglicht, die Ausgangsöffnungen an optimalen Positionen bezüglich der Einsatztaschen ohne Berücksichtigung der Lage des Spiralkanales in dem Querschnitt anzuordnen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die Kühlkanäle wechselseitig parallel gebohrt, sind aber in unterschiedlichen Abständen von der Mittellinie in dem zylindrischen Bohrrohling angeordnet, der während des Erhitzens unter einem vorbestimmten Winkel dem Drehen unterworfen wird. Nach einer anderen Ausführungsform werden die Kühlkanäle unter einem schiefen Winkel bezüglich der Mittelachse des Bohrrohlings so gebohrt, daß sie in unterschiedlichen Abständen von der Mittelachse an ihren Ausgangsöffnungen enden.
  • Die Einsatztaschen sind unsymmetrisch angeordnet, eine nahe der Mitte und eine nahe dem Umfang. Um die beste Wirkung des Kühlmittels zu erreichen, sollten die Ausgangsöffnungen in derselben Position wie der folgende Einsatz angeordnet sein, und somit sollte eine Ausgangsöffnung näher an der Mitte und eine näher an dem Umfang angeordnet sein, was durch Bohren der Ausgangskanäle in Verbindung mit dem spanabhebenden Bearbeiten der Einsatztaschen erreicht wird.
  • Die Erfindung wird im einzelnen, unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben; in denen Fig. 1 einen Bohrer nach der Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 einen Querschnitt des Bohrers zeigt;
  • Fig. 3 einen zum Drehen vorbereiteten Bohrrohling zeigt und
  • Fig. 4 einen Bohrrohling vor dem Drehen nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Ein Bohrer nach der Erfindung weist einen Schaftteil (15), einen Spiralteil mit zwei Rippen (11, 12), die durch zwei Rillen (29, 30) getrennt sind, und eine Spitze auf, an der ein Mitteleinsatz (13) und ein Umfangseinsatz (14) mit Schrauben an Taschen befestigt sind, die an den Enden der Rippen (11, 12) spanabhebend bearbeitet sind. Um dem Bohrer eine richtig bestimmte axiale Position zu geben, wenn er in einer Maschine befestigt ist, kann er mit einem Flansch (16) zwischen dem Schaftteil und dem Spiralteil hergestellt sein.
  • Innerhalb jeder Rippe (11, 12) befindet sich ein Kühlkanal (17, 18), der spiralig mit derselben Krümmung wie die Rippe gekrümmt ist und sich in dem Schaftteil (15) als ein gerader Kanal (23, 24) fortsetzt, der sich parallel zu der Mittellinie allerdings in sich verändernden Abständen R&sub1; und R&sub2; von der Mittellinie den ganzen Weg bis zu der Endfläche (31) des Schaftteiles erstreckt. Nach einer alternativen Ausführungsform haben diese Kanäle (23, 24) eine gerade Ausdehnung, während sie gegen die Bohrerspitze unter einem Winkel (α) den ganzen Weg zu der Endfläche (31) des Schaftteiles auseinandlaufen. Die Größe des Winkels (α) sollte in dem Bereich von 1,5 bis 4,0º für Bohrer des Durchmessers von 30 bis 60 mm und 0,3 bis 2,5º für Durchmesser von 13 bis 30 mm variieren.
  • Die spiralförmigen Kühlkanäle (17, 18) enden an Endpunkten (19, 20) innerhalb der Rippen (11, 12) nahe der Spitze. Nach einer Ausführungsform der Erfindung führen sich konisch erstreckende Ausgangskanäle zu den Ausgangsöffnungen (21, 22) in der Spitzenendfläche hinter den Einsätzen. Die Ausgangsöffnungen sind nicht symmetrisch angeordnet, aber die Ausgangsöffnung (21) auf der Rippe (11), welche den Mitteleinsatz (13) trägt, ist radial weiter von der Mittellinie angeordnet, um den folgenden Umfangseinsatz (14) zu kühlen und, zu schmieren. Vorzugsweise ist der Ausgangskanal in der Rippe, welche den Mitteleinsatz trägt, mit einem größeren Querschnitt hergestellt als der andere Ausgangskanal. Alternativ könnte es in einigen Fällen vorteilhaft sein, den Ausgangskanal auf der Rippe, welche den Mitteleinsatz trägt, mit einem kleineren Querschnitt zu versehen als den anderen Ausgangskanal.
  • Ein Bohrer nach einer Ausführungsform der Erfindung wird aus einem zylindrischen Bohrrohling mit zwei geraden parallelen, axialen Kanälen hergestellt, die in Kühlkanäle (23, 24) gefertigt werden sollen, die in unterschiedlichen Abständen von der Mittellinie (CL) des Bohrrohlings laufen. Das Herstellungsverfahren ist danach dasselbe, wie schon in dem schwedischen Patent 9203716-7 (entsprechend WO 94/13422) beschrieben ist, das hier beinhaltet ist.
  • Der Bohrrohling ist auf zwei Spannvorrichtungen befestigt, wobei eine der Spannvorrichtungen (27) das hält, was der Schaftteil (15) werden soll, und die andere Spannvorrichtung (28) einen Teil des Rohlings nahe dem Ende (25) hält, welcher das Ende der Spitze wird. Der Bohrrohling wird zwischen den Spannvorrichtungen durch eine Induktionsspule (26) oder andere geeignete Mittel erwärmt, woraufhin der Bohrrohling unter einem vorbestimmten Winkel mit den Spannvorrichtungen gedreht wird. Das Ergreifen der Spannvorrichtungen muß stabil genug sein, um jedes Drehen solcher Teile des Bohrrohlings zu vermeiden, die innerhalb der Spannvorrichtung gehalten werden. Die zwischen den Spannvorrichtungen angeordneten Teile der Kanäle (17, 18) werden spiralig gekrümmt, und die Position der Endpunkte (19, 20) wird genau bezüglich der geraden Kanalteile (23, 24) bestimmt.
  • Nach dem Drehen wird der Bohrrohling auf seinen Enddurchmesser verringert, und die Rillen (29, 30) werden spanabhebend bearbeitet. Unter Benutzung der Kanäle (23, 24) als ein Bezug wird sichergestellt, daß die Spiralrillen nicht zu dicht in der Nähe der Kühlkanäle (17, 18) angeordnet sind. Die Taschen für die Einsätze (13, 14) werden dann spanabhebend bearbeitet, und sich konisch erstreckende Ausgangskanäle werden von den Ausgangsöffnungen (21, 22) ausgehend zu den Endpunkten (19, 20) gebohrt, wobei die Ausgangsöffnungen (21, 22) in unterschiedlichen radialen Abständen von der Mittellinie angeordnet sind. Nach einer alternativen Ausführungsform könnte gestattet werden, daß die Kühlkanäle (17, 18) für bestimmte Bohrdurchmesser direkt an dem Endteil der Bohrerspitze enden.
  • Dank der oben dargestellten Anordnung, wobei die Kühlkanäle in unterschiedlichen Abständen von der Mittellinie des Bohrrohlings angeordnet sind, wird es leichter, die Kühlkanäle und ihre Ausgangsöffnungen so anzuordnen, daß mehr Raum für die Spanrillen (29, 30) geschaffen werden kann. Dies ermöglicht größere Flexibilität, um die Anordnung der Löcher für verschiedene Spantypen anzupassen, je nach dem Materialtyp des Werkstückes, das spanabhebend bearbeitet werden soll. Nach einer Ausführungsform könnte die Abmessung eines der Kühlkanäle größer sein als die andere, wenn ein Bedarf an vergrößerter Kühlmittelzufuhr, wie zum Beispiel in der Nähe des zentral angeordneten Einsatzes, besteht.

Claims (10)

1. Spiralbohrer mit Wendeschneidplatten, der einen Schaftteil (15), eine Spitze mit Taschen für einen Mitteleinsatz (13) und einen Umfangseinsatz (14) und einen Spiralteil mit zwei spiralig gekrümmten Rippen (11, 12) mit einem Kühlkanal (17, 18) in jeder Rippe aufweist, wobei die Kühlkanäle spiralig mit derselben Krümmung wie die Rippen gekrümmt sind, jeder Kühlkanal mit Ausgangskanälen in Verbindung steht, die durch Ausgangsöffnungen (21, 22) an der Bohrerspitze enden, wo diese Ausgangsöffnungen in verschiedenen Abständen von der Mittellinie angeordnet sind und wobei sich jeder Kühlkanal (17, 18) in dem Schaftteil als ein gerader Kanal (23, 24) fortsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (17, 18, 23, 24) in dem Schaftteil in jeder Rippe in verschiedenen radialen Abständen von der Mittellinie (CL) angeordnet sind.
2. Spiralbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskanal der Ausgangsöffnung (21) auf derselben Rippe (11) wie der Mitteleinsatz (13) einen größeren Querschnitt als der Ausgangskanal der Ausgangsöffnung (22) hat, die auf derselben Rippe (12) wie der Umfangseinsatz (14) angeordnet ist.
3. Spiralbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Ausgangsöffnung (21) zugeordnete Ausgangskanal, die in der den Mitteleinsatz (13) tragenden Rippe (11) angeordnet ist, einen kleineren Querschnitt hat als der der Ausgangsöffnung (22) zugeordnete Ausgangskanal, die in der den Umfangseinsatz (14) tragenden Rippe (12) angeordnet ist.
4. Spiralbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle des Schaftteiles (15) zwei gerade Kanäle (23, 24) aufweisen, die zur Bohrerspitze hin unter einem konischen Winkel (a), der von 0,3º bis 4,0º beträgt, auseinanderlaufen.
5. Spiralbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kühlkanäle (23, 24) beidseitig parallel bezüglich der Mittellinie (CL) des Bohrers erstrecken.
6. Herstellungsverfahren von Spiralbohrern mit Kühlkanälen und zwei Wendeschneidplatten nach den Ansprüchen 1 bis 5, durch
Bohren von zwei geraden Kanälen (23, 24) in einem zylindrischen Rohling, die sich von einem Ende (31) des zylindrischen Rohlings zu Endpunkten (19, 20) innerhalb des Rohlings nahe seinem anderen Ende erstrecken;
Erhitzen mindestens des mittleren Teiles des Rohlings;
Ergreifen beider Endteile (15, 25) des Rohlings mit Spannvorrichtungen;
Aufbringen von Drehkraft auf die Spannvorrichtungen, um den mittleren Teil um einen vorbestimmten Winkel zu drehen, um die parallelen Kanäle innerhalb des mittleren Teiles in spiralig gekrümmte Kühlkanäle (17, 18) zu formen;
spanabhebendes Bearbeiten von Spiralrillen, einer spitzen Endfläche und Einsatztaschen mit den parallelen Kanälen (23, 24) an der Endfläche (31) als ein Winkelbezug; und schließlich
Bohren von Ausgangskanälen von Ausgangsöffnungen (21, 22)aus, wie oben erwähnt, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei geraden Kanäle (23, 24) in verschiedenen Abständen von der Mittellinie gebohrt sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskanal, der in der den Mitteleinsatz (13) tragenden Rippe (11) angeordnet ist, mit einem größeren Durchmesser gebohrt wird als der Ausgangskanal, der in der anderen Rippe (12) angeordnet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kühlkanäle (23, 24) parallel zu der Mittelachse (CL) des Bohrrohlings gebohrt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kühlkanäle (23, 24) so gebohrt werden, daß sie sich konisch voneinander unter einem Winkel (α) erstrecken, der die Größenordnung von 0,3 bis 4,0º für Bohrer mit einem Durchmesser von 13-60 mm hat.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskanal, der in der den Mitteleinsatz (13) tragenden Rippe (11) angeordnet ist, mit kleinerem Durchmesser gebohrt wird als der Ausgangskanal, der auf der den Umfangseinsatz (14) tragenden Rippe (12) angeordnet ist.
DE69600577T 1995-03-02 1996-02-29 Bohrer mit Kühlkanälen und Verfahren zu seiner Herstellung Expired - Lifetime DE69600577T2 (de)

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