WO2012007450A1

WO2012007450A1 - Drilling tool, use of said drilling tool and drilling method carried out with the drilling tool

Info

Publication number: WO2012007450A1
Application number: PCT/EP2011/061837
Authority: WO
Inventors: Volker Sellmeier; Berend Denkena
Original assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Current assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2013-01-12
Also published as: DE102010026947B3

Abstract

The invention relates to a drilling tool, wherein a cutting edge bezel (18) is provided on a flank (20).

Description

Bohrwerkzeug, Verwendung dieses Bohrwerkzeugs und mit dem Bohrwerkzeug durchgeführtes Bohrverfahren Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Metallen mit wenigstens einer Fase. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung dieses Bohrwerkzeugs und gemäß einem dritten Aspekt ein mit dem Bohrwerkzeug durchgeführtes Bohrverfahren. Bohrwerkzeuge sind in unterschiedlicher Form bekannt, beispielsweise als Bohrer, als Wendeschneidplatten für Bohrwerkzeuge oder auch als Bohrkrone. The invention relates to a drilling tool for machining metals with at least one chamfer. According to a second aspect, the invention relates to the use of this drilling tool and, according to a third aspect, to a drilling method carried out with the drilling tool. Drilling tools are known in various forms, such as drills, as indexable inserts for drilling tools or as a drill bit.

Ein Bohrwerkzeug ist beispielsweise auch ein aus der DE 103 32 930 A1 bekannter Gewindebohrer zum Schneiden von Innengewinden. Dieser bekannte Gewindebohrer ist insbesondere hinsichtlich einer hohen Schnittgeschwindigkeit optimiert und soll trotz der sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten eine ausreichende Prozesssicherheit gewährleisten. Hierzu sind mindestens zwei Schneidstollen des Gewindebohrers mit Schneidkanten ausgerüs- tet, wobei die Schneiden mindestens im Anschnitt eine Schneidkantenfase mit negativem Winkel aufweisen, die den effektiven Spanwinkel der Schneiden reduziert. A boring tool is for example also known from DE 103 32 930 A1 tap for cutting internal threads. This known tap is optimized in particular with regard to a high cutting speed and should ensure sufficient process reliability despite the very high cutting speeds. For this purpose, at least two cutting lugs of the tap are equipped with cutting edges, wherein the cutters, at least in the first cut, have a negative-bevel cutting bevel which reduces the effective rake angle of the cutters.

Ein anderes Bohrwerkzeug ist eine aus der EP 0 661 122 A1 bekannte Wendeschneidplatte. Diese besitzt mehrere Hauptschneidkanten und Nebenschneidkanten an einem in etwa gleichwinkeligen Dreieck, die mit den Seiten dieses Dreiecks zusammenfallen beziehungsweise die die Hauptschneidkanten abstumpfen. U m die Stabilität in den Schneidecken insbesondere für Fräsoperationen nochmals zu verbessern, werden Schneidkan- tenfasen in den Eckbereichen vorgesehen, wobei die Schneidkantenfase gerade im Eckbereich breiter ist, als entlang der im Wesentlichen geraden Schneidkanten. Another drilling tool is an indexable insert known from EP 0 661 122 A1. This has several major cutting edges and minor cutting edges on an approximately equiangular triangle, which coincide with the sides of this triangle or dull the main cutting edges. In order to further improve the stability in the cutting corners, in particular for milling operations, cutting edge chamfers are provided in the corner regions, wherein the cutting edge chamfer is broader in the corner area than along the essentially straight cutting edges.

Eine weitere, aus der DE 695 02 106 T2 bekannte Wendeschneidplatte be- sitzt zwischen einer Schneidkante und einem absinkenden Oberflächenbereich jeweils eine ansteigende Schneidkantenfase. Another indexable insert known from DE 695 02 106 T2 describes sits between a cutting edge and a sinking surface area each have a rising Schneidkantenfase.

Bei einem Schneidelement zur spanabhebenden Bearbeitung in der DD 145 070 A ist eine durchgehende oder unterbrochene Schneidkantenfase vorgesehen, bei dem die Schneidengeometrie so gestaltet ist, dass eine stabile Hauptschneide eine Nebenschneide entlastet und eine hohe Verschleißstabilität beider Schneiden gewährleistet wird. Ein aus der DE 29 46 022 C2 bekannter polygonaler Schneideinsatz besitzt ebenfalls eine Schneidkante mit einer zugehörigen Schneidkantenfase und einer sich von der Schneidkantenfase nach innen erstreckenden, geneigten Spanfläche. Aus der DE 10 2005 003 496 A1 ist ein Bohrwerkzeug bekannt, das eine Hauptschneide aufweist, welche durch Anschleifen einer Schutzfase gebrochen ist. Dadurch soll die Standzeit des Bohrwerkzeugs erhöht werden. Diese Schutzfase wird über die Länge der Schneidkante in Abhängigkeit des Abstandes von der Bohrerachse variiert. Dadurch soll erreicht werden, dass die Schutzfase der Schneidkante an der jeweiligen Stelle die optimalen geometrischen Eigenschaften in Bezug auf Schnittgeschwindigkeit und Schnittrichtung aufweist. Die Schutzfase ist dabei jeweils spanflächenseitig angeordnet. Neben den in diesen Druckschriften angesprochenen Aufgabenstellungen gibt es aber gerade beim Bohren ein weiteres Problem. In a cutting element for machining in DD 145 070 A, a continuous or interrupted Schneidkantenfase is provided in which the cutting geometry is designed so that a stable main cutting relieves a minor cutting edge and high wear resistance of both cutting is guaranteed. A known from DE 29 46 022 C2 known polygonal cutting insert also has a cutting edge with an associated Schneidkantenfase and extending from the Schneidkantenfase inwardly, inclined rake face. From DE 10 2005 003 496 A1 a drilling tool is known, which has a main cutting edge, which is broken by grinding a Schutzfase. This is intended to increase the service life of the drilling tool. This protective bevel is varied over the length of the cutting edge as a function of the distance from the drill axis. This is intended to ensure that the protective bevel of the cutting edge at the respective point has the optimum geometric properties with respect to cutting speed and cutting direction. The protective chamfer is arranged in each case on the chip surface side. In addition to the problems mentioned in these documents, there is just another problem when drilling.

Beim Bohren, insbesondere beim Bohren in Metall, kann es zum so genannten Rattern kommen. Dabei führt eine Schwingung des dabei eingesetzten Bohrwerkzeugs in Längsrichtung zu einer Welligkeit im Grund des Lochs, was dazu führt, dass die in Längsrichtung des Bohrwerkzeugs wirkende Vorschubkraft schwankt und die Schwingung verstärkt. Das Rattern senkt die Lebensdauer des Werkzeugs und führt zu unerwünschtem Lärm. Im Stand der Technik ist es bekannt, Schwingungen durch einen im Werkzeugschaft integrierten Dämpfer zu absorbieren. Nachteilig hieran sind der hohe konstruktive Aufwand und die mit dem Einbau des Dämpfers einherge- hende Materialschwächung. When drilling, especially when drilling in metal, it can come to the so-called rattle. In this case, a vibration of the drilling tool used in the longitudinal direction leads to a waviness in the bottom of the hole, which causes the force acting in the longitudinal direction of the drilling tool feed force fluctuates and amplifies the vibration. Rattling lowers tool life and leads to unwanted noise. In the prior art it is known to absorb vibrations by a built-in tool shank damper. Disadvantages of this are the high design complexity and the material weakening associated with the installation of the damper.

Ein anderer aus der DE 10 2008 045 326 A1 bekannter Vorschlag für Spiralbohrer versucht ebenfalls, die bei unrunden Bohrungen auftretenden Belastungen und ein Rattern zu reduzieren. Hierzu werden an der Umfangsflä- che eines Bohrers Führungsfasen angeordnet. Another known from DE 10 2008 045 326 A1 proposal for twist drills also tries to reduce the loads occurring in non-circular holes and chattering. For this purpose, guide bevels are arranged on the peripheral surface of a drill.

Ein ähnlicher Vorschlag wird in der WO 88/03849 A1 beschrieben, bei dem die Winkelteilung mehrerer Hauptschneiden ungleich gestaltet wird, wodurch ebenfalls die Neigung des Bohrers zum Rattern eliminiert werden soll. A similar proposal is described in WO 88/03849 A1, in which the angular pitch of a plurality of main cutting edges is made unequal, which should also eliminate the tendency of the drill to rattle.

Auch die DE 10 2006 025 294 A1 beschäftigt sich mit einem Bohrwerkzeug, bei dem eine Stützfase vorgesehen ist. DE 10 2006 025 294 A1 also deals with a drilling tool in which a support bevel is provided.

Gleichwohl bleibt die grundsätzliche Problematik einer Ratterneigung von Bohrwerkzeugen bestehen. Nevertheless, the fundamental problem of a Ratterneigung of drilling tools remains.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ratterneigung zu reduzieren. The invention has for its object to reduce the Ratterneigung.

Die Erfindung löst das Problem bei einem gattungsgemäßen Bohrwerkzeug dadurch, dass an einer Stirnfläche des Bohrwerkzeuges (10) wenigstens eine Schneidkantenfase (18) vorgesehen ist. The invention solves the problem in a generic drilling tool characterized in that at least one Schneidkantenfase (18) is provided on an end face of the drilling tool (10).

Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch die Verwendung eines derartigen Bohrwerkzeugs mit einer Zähnezahl z, einem Radius R, einem Spitzenwinkel σ und einem Freiwinkel α_0,ι der Schneidkantenfase, der zumindest jenseits eines Kerns des Bohrwerkzeugs und zumindest abschnittsweise der Beziehung

folgt, wobei a_oe e [0,...10°] und ε e gilt, in einem Bohrverfahren mit dem Zahnvorschub f_z. According to a second aspect, the invention solves the problem by the use of such a drilling tool with a number of teeth z, a radius R, a tip angle σ and a clearance angle α _0, ι the Schneidkantenfase, at least beyond a core of the drilling tool and at least partially the relationship

follows, where a _oe e [0, ... 10 °] and ε e, in a drilling process with the tooth feed f _z .

Der Spitzenwinkel σ kann, muss aber nicht konstant sein, sondern kann auch eine Funktion des Radius R sein. In diesem Fall ist dann der jeweilige Wert des Spitzenwinkels an der radialen Position a(R) für σ einzusetzen. The apex angle σ may, but need not be constant, but may also be a function of the radius R. In this case, then insert the respective value of the point angle at the radial position a (R) for σ.

Die hier benutzten Bezeichnungen für die Winkel und Ebenen an Bohrwerkzeugen richten sich nach der DI N 6581„Bezugssysteme und Winkel am Schneidteil des Werkzeuges" und der ISO 3002/1„Basic quantities in cutting and grinding - Part 1 ; Geometry of the active part of cutting tools - General terms, reference Systems, tool and working angles, chip breakers". The designations used here for the angles and planes on drilling tools are based on DI N 6581 "Reference systems and angles on the cutting part of the tool" and ISO 3002/1 "Basic quantities in cutting and grinding - Part 1; Geometry of the active part of cutting tools - General terms, reference Systems, tool and working angles, chip breakers ".

Gemäß einem weiteren Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Bohrverfahren mit einem derartigen Bohrwerkzeug und mit den Schritten (a) Bereitstellen eines Bohrwerkzeugs mit einer Schneidkantenfase, die einen Freiwinkel hat, und (b) Bohren mit dem Bohrwerkzeug mit einer Drehzahl und einer Vorschubgeschwindigkeit in ein Werkstück, so dass ein Wirk- Orthogonalfreiwinkel im Bereich der Schneidkantenfase resultiert, der zumindest außerhalb eines Kerns des Bohrwerkzeugs zumindest abschnittsweise zumindest zeitweise höchstens 5° beträgt, insbesondere höchstens According to a further aspect, the invention solves the problem by a drilling method with such a drilling tool and with the steps of (a) providing a drilling tool with a cutting edge land having a clearance angle, and (b) drilling with the drilling tool at a speed and a feed rate in a workpiece, so that a Wirk- orthogonalfreiwinkel results in the region of the Schneidkantenfase that is at least partially at least temporarily at least temporarily not more than 5 ° at least outside of a core of the drilling tool, in particular at most

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass das Rattern mit einfachen Mitteln vermindert werden kann. An advantage of the invention is that the chattering can be reduced by simple means.

Vorteilhaft ist zudem, dass eine erhöhte Bauteilqualität bei gleich bleibendem oder höherem Zeitspanvolumen erreichbar ist. Es ist ein weiterer Vorteil, dass der Werkzeugverschleiß vermindert werden kann. Wie bereits erwähnt, ist eine besonders unerwünschte Folge des Ratterns die Erzeugung von Lärm. Durch das erfindungsgemäß mögliche Reduzieren oder sogar Vermeiden des Ratterns wird zugleich auch der sonst entstehende Lärm reduziert oder vermieden. Another advantage is that an increased component quality can be achieved with a constant or higher removal rate. It is another advantage that tool wear can be reduced. As already mentioned, a particularly undesirable consequence of rattling is the generation of noise. By reducing or even avoiding the rattling possible according to the invention, the otherwise resulting noise is at the same time reduced or avoided.

Werden modular aufgebaute Bohrwerkzeuge mit Bohrkronen eingesetzt, können Prozessschwingungen und Rattern den Verschleiß der Schnittstellen zwischen Bohrkrone und Werkzeuggrundkörper begünstigen. Die Erfindung mindert diesen Schnittstellenverschleiß. Aufgrund dieser Vortei le ist eine Steigerung des Längen-zu-Durchmesser-Verhältnisses des Bohrwerkzeugs möglich. If modular drilling tools with core bits are used, process vibrations and chatter can promote wear on the interfaces between the drill bit and the tool body. The invention reduces this interface wear. Because of this Vortei le an increase in the length-to-diameter ratio of the drilling tool is possible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schneidkantenfase freiflächenseitig angeordnet ist. It is particularly advantageous if the cutting edge chamfer is arranged on the free space side.

Die DE 10 2005 003 496 A1 beschreibt eine spanflächenseitig angeordnete Schneidkantenfase, die den Verschleiß an der Schneidkante mindern soll. Zur Reduktion der Ratterneigung hat sich jedoch anstatt einer spanflächenseitig angeordneten, eine flächenseitig angebrachte Schneidkantenfase als besonders geeignet herausgestellt. Eine Definition der Unterschiede findet sich in den Normen DIN 6581 und DIN 6582, die die Begriffe der Zerspantechnik festlegen und insoweit mit dem internationalen Standard nach ISO 3002/1 übereinstimmen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es beim Bohren dann, wenn Prozessschwingungen auftreten und/oder Rattern vorliegt, zu einer periodischen Längsbewegung des Bohrwerkzeugs entlang seiner Längsachse kommt. Da der Wirk-Orthogonalfreiwinkel von der Bewegung in Längs- richt u n g a b h ä n g t , s c h w a n k t b e i m R a t t e r n a u c h d e r W i r k- Orthogonalfreiwinkel. Wird nun eine Schneidkantenfase vorgesehen, so unterschreitet der Wirk-Orthogonalfreiwinkel beim Rattern zumindest an manchen Stellen der Schneidkantenfase 0°. I n anderen Worten berührt die Freifläche das Material im Grund der Bohrung, was die Prozessschwingungen bzw. das Rattern effektiv dämpft. Liegt kein Rattern vor, so ist der Wirk- Orthogonalfreiwinkel in der Regel größer als 0°, so dass gegenüber einem herkömmlichen Bohrwerkzeug keine zusätzlichen unerwünschten Reibeffekte auftreten. DE 10 2005 003 496 A1 describes a cutting edge bevel arranged on the chip surface side, which is intended to reduce the wear on the cutting edge. To reduce the Ratterneigung but instead of a spanflächenseitig arranged, a surface side mounted cutting edge bevel has been found to be particularly suitable. A definition of the differences can be found in the standards DIN 6581 and DIN 6582, which define the terms of the cutting technique and in this respect comply with the international standard according to ISO 3002/1. The invention is based on the finding that during drilling, when process vibrations occur and / or rattle occurs, a periodic longitudinal movement of the drilling tool along its longitudinal axis occurs. Since the effective orthogonal free angle is independent of the movement in the longitudinal direction, the free-space orthogonal free angle also fluctuates in the air. If a cutting edge chamfer is now provided, the effective orthogonal clearance angle during chattering falls below 0 °, at least at some points of the cutting edge chamfer. In other words, the free surface touches the material in the bottom of the bore, which causes the process vibrations or the chatter effectively dampens. If there is no chattering, the effective orthogonal clearance angle is generally greater than 0 °, so that no additional undesired friction effects occur compared with a conventional drilling tool.

Aus der bekannten Kinematik des Bohrprozesses folgt, dass eine Fase an der Bohrerschneidkante zu einer erhöhten Reibung des Bohrers an seiner Stirnseite mit dem Werkstück führen muss. Der Begriff Bohrerschneidkante bezieht sich dabei auf Bohrwerkzeuge allgemein, er wurde nur wegen der Prägnanz gewählt. Daraus resultiert eine unerwünschte Wärmeentwicklung. Des Weiteren ist ein unerwünschtes Verschmieren des Materials zu befürchten . Des We itere n s i n d steigende Prozesskräfte bzw. ei n steigendes Schnittmoment und damit eine zunehmende Schnittleistung aufgrund der Fase anzunehmen. Es hat sich aber gezeigt, dass die genannten Nachteile durch den Vorteil der geringeren Ratterneigung überkompensiert werden. It follows from the known kinematics of the drilling process that a chamfer on the drill cutting edge must lead to increased friction of the drill on its end face with the workpiece. The term drill cutting edge refers to drilling tools in general, it was chosen only because of the conciseness. This results in an undesirable heat development. Furthermore, an undesirable smearing of the material is to be feared. In addition, the increasing process forces or an increasing cutting moment and thus an increasing cutting performance due to the chamfer are to be assumed. However, it has been shown that the disadvantages mentioned are overcompensated by the advantage of the smaller Ratterneigung.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Bohrer insbesondere ein Wendelbohrer verstanden. Besonders günstig ist es, wenn der Bohrer ein Metallbohrer ist. Der Bohrer kann beispielsweise aus Schnellar- beitsstahl, Hartmetall , Keram ik oder Cermet aufgebaut sein . Der Bohrer kann mit einer Hartstoffschicht beschichtet sein, beispielsweise mit TiC oder TiN. In the context of the present description, the drill is understood in particular as a helical drill. It is particularly favorable if the drill is a metal drill. The drill can be constructed, for example, from high-speed steel, hard metal, ceramics or cermet. The drill may be coated with a layer of hard material, such as TiC or TiN.

Bei der Schneidkantenfase handelt es sich um eine Fase an der Schneid- kante an der Stirnfläche des Bohrwerkzeugs, insbesondere des Bohrers. Diese ist vorzugsweise durch ein materialabhebendes Verfahren, insbesondere ein spanendes Verfahren hergestellt. Beispielsweise ist die Schneidkantenfase durch Schleifen hergestellt. Insbesondere handelt es sich bei der Schneidkantenfase um eine Zweiteilung der Freifläche. The cutting edge bevel is a chamfer on the cutting edge on the end face of the drilling tool, in particular of the drill. This is preferably produced by a material-removing method, in particular a cutting method. For example, the cutting edge bevel is made by grinding. In particular, the cutting edge land is a bipartition of the free surface.

In der Regel weist das Bohrwerkzeug, insbesondere der Bohrer, einen Kern auf, in dessen Umbebung das zu bohrende Material, insbesondere das Metall, beim Bohrvorgang nicht geschnitten, sondern verquetscht wird. In die- sem Fall ist die Schneidkantenfase vorzugsweise außerhalb des Kerns angebracht. Wenn im Folgenden von einem Bohrer gesprochen wird, so ist damit stets auch allgemein ein Bohrwerkzeug gemeint. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Schneidkantenfase auf zumindest einen Teil der Schneidkantenlänge der Schneidkante. Die Schneidkantenlänge misst diejenige Strecke, über die sich die Schneidkante erstreckt, also die Strecke zwischen dem Kern des Bohrers und seinem äußeren Rand. Je größer der Anteil an der Schneidkantenlänge, über die sich auch d ie Schneidkantenfase erstreckt, umso wirksamer ist die Dämpfung beim Rattern. Günstig ist es, wenn sich die Schneidkantenfase über mehr als 1/3 der Schneidkante erstreckt, notwendig ist das aber nicht. As a rule, the drilling tool, in particular the drill, has a core, in the circumference of which the material to be drilled, in particular the metal, is not cut during the drilling process, but is squeezed. In the- In this case, the cutting edge land is preferably mounted outside the core. Whenever a drill is mentioned below, it always means a drilling tool. According to a preferred embodiment, the cutting edge land extends to at least a part of the cutting edge length of the cutting edge. The cutting edge length measures the distance over which the cutting edge extends, that is, the distance between the core of the drill and its outer edge. The greater the proportion of the cutting edge length over which the cutting edge land also extends, the more effective is the damping during chattering. It is favorable if the cutting edge bevel extends over more than 1/3 of the cutting edge, but this is not necessary.

Vorzugsweise fällt der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneid- kantenfase, der auch Fasenwinkel genannt werden kann und in der Regel als α_0,ι bezeichnet wird, zumindest jenseits des Kerns mit zunehmendem Abstand von der Längsachse beziehungsweise dem Radius R monoton ab. Insbesondere fällt der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase streng monoton ab. Unter einem monotonen Abfall wird verstanden, dass der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase bei einem größeren Abstand zumindest nicht größer ist. Bei einem streng monotonen Abfall ist der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase bei einem größeren Abstand kleiner. Dieser Begriff der Monotonie entspricht dem in der Mathematik gebräuchlichen. The first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge chamfer, which can also be called chamfer angle and is generally referred to as α _0, ι, monotonously decreases at least beyond the core as the distance from the longitudinal axis or the radius R increases. In particular, the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land is strictly monotone. A monotonous drop is understood to mean that the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land is at least not greater at a greater distance. For a strictly monotonic decay, the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land is smaller at a greater distance. This concept of monotony corresponds to that used in mathematics.

Je weiter außen ein vorgegebener Punkt auf der Schneidkantenfase ist, je größer also der Abstand von der Längsachse ist, desto höher ist die Schnittgeschwindigkeit in diesem Punkt beim Bohren. Eine vektorielle Betrachtung der Geschwindigkeitskom ponenten, wie sie weiter unten diskutiert wird, zeigt, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel a_oe so mit möglichst hoher Näherung konstant bleibt. The farther outward a predetermined point on the Schneidkantenfase is, so the greater the distance from the longitudinal axis, the higher the cutting speed at this point during drilling. A vectorial consideration of the velocity components, as discussed below, shows that the effective orthogonal free angle α _oe remains constant with the highest possible approximation.

Eine besonders effektive Dämpfung ergibt sich im Ratterfall, wenn der Frei- winkel in Abhängigkeit von einem Abstand zur Längsachse zumindest ab- u f f o l g t , d e r d u r c h d i e F o r m e l beschreibbar ist, wobei für alle Abstände

A particularly effective damping results in the case of a chatter when the release angle as a function of a distance to the longitudinal axis at least, which can be described by the formula, wherein for all distances

R s(R) e [-1 °, ...1 °] gilt. Der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase α_0,ι der Schneidkantenfase und der Ziel-Wirk- Orthogonalfreiwinkel a_oe der Schneidkantenfase werden in der Werkzeug- Orthogonalebene P₀ gemessen. R s (R) e [-1 °, ... 1 °]. The first tool orthogonal free angle of the cutting edge bevel α _0, ι the Schneidkantenfase and the target effective Orthogonalfreiwinkel a _oe the Schneidkantenfase be measured in the tool orthogonal plane P ₀ .

In dieser Formel ist a_oe ein Ziel-Wirk-Orthogonalfreiwinkel, der insbesondere größer oder gleich 0° ist. Es hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn dieser Winkel höchstens 2° beträgt. Besonders günstig sind Werte von höchstens 1 °. Der Ziel-Wirk-Orthogonalfreiwinkel a_oe hängt von der Kinematik des Bohrprozesses ab, in dem der Bohrer, eingesetzt werden soll . Da aber die meisten Bohrer für eine bestimmte Art von Verfahren ausgebildet sind, beispielsweise hinsichtlich des Verhältnisses zwischen Drehzahl und damit Umfangsgeschwindigkeit am äußersten Punkt, und Vorschubgeschwindigkeit, lässt sich aus diesen Auslegungsgrößen der Winkel a_oe bestimmen. Bei der Größe R_Char handelt es sich um eine charakteristische Länge, die ebenfalls von der Kinematik des späteren Bohrprozesses abhängt. I nsbesondere beträgt die charakteristische Länge höchstens 1 Millimeter, insbesondere höchstens 0,5 Millimeter. Für die Verwirklichung des oben genannten Merkmals ist die genaue Kenntnis des Wirk-Orthogonalfreiwinkels a_oe und der charakteristischen Länge R_Char irrelevant, maßgeblich ist lediglich, dass Konstanten in Form von a_oe u nd R_Char existieren, für die der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel α_0,ι dem angegebenen Verlauf folgt. Bei der Größe s(R) handelt es sich um eine tolerierbare Abweichung. Besonders günstig ist es, wenn ε = 0° für alle R gilt. Kleine Abweichungen sind aber möglich, so dass s(R) e [-1 °, ...1 °] gelten kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Schneidkantenfase eine in der Werkzeug-Orthogonalebene P₀ gemessene Breite b von zumindest 10 μηι . Bei klei neren Fasen ergibt sich lediglich eine schwache Dämpfung. Kleinere Breiten der Schneidkantenfase sind daher möglich, aber wenig vor- teilhaft. Besonders vorteilhaft sind Breiten von Schneidkantenfasen von zumindest 125 μηι. In this formula, a _{oe is} a target effective orthogonal clearance angle that is more than or equal to 0 °, in particular. It has been found that it is advantageous if this angle is at most 2 °. Values of at most 1 ° are particularly favorable. The target effective orthogonal clearance angle a _oe depends on the kinematics of the drilling process in which the drill is to be used. However, since most drills are designed for a certain type of process, for example with regard to the ratio between rotational speed and thus peripheral speed at the outermost point, and feed rate, the angle a _oe can be determined from these design _variables . The size R _Ch ar is a characteristic length, which also depends on the kinematics of the later drilling process. In particular, the characteristic length is at most 1 millimeter, in particular at most 0.5 millimeter. For the realization of the above-mentioned feature, the exact knowledge of the effective orthogonal free angle a _oe and of the characteristic length R _Ch ar is irrelevant, the only factor being that there are constants in the form of a _oe and R _Ch ar for which the first tool Orthogonalfreiwinkel α _0, ι the specified course follows. Size s (R) is a tolerable deviation. It is particularly favorable if ε = 0 ° for all R applies. Small deviations are possible, so that s (R) e [-1 °, ... 1 °] can apply. According to a preferred embodiment, the cutting edge bevel has a width b measured in the tool orthogonal plane P ₀ of at least 10 μm. For smaller chamfers results only a weak attenuation. Smaller widths of the cutting edge bevel are therefore possible, but less advantageous. Particularly advantageous are widths of Schneidkantenfasen of at least 125 μηι.

Günstig ist es, wenn die Schneidkantenfase eine in der Werkzeug- Orthogonalebene P₀ gemessene Breite b von höchstens 300 μηι hat. Bei breiteren Schneidkantenfasen ergibt sich ansonsten eine hohe Reibung, wenn in Metall gebohrt wird. Das kann zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer erhöhten Temperaturbelastung des Werkstücks und des Bohrers führen, was unerwünscht ist. Dennoch sind breitere Schneidkantenfasen zumindest denkbar. It is advantageous if the cutting edge bevel has a width b of at most 300 μm measured in the tool orthogonal plane P ₀ . With wider cutting edge chamfers otherwise results in high friction when drilling in metal. This can lead to increased wear and increased temperature stress on the workpiece and the drill, which is undesirable. Nevertheless, wider cutting edge chamfers are at least conceivable.

Die Breite b der Schneidkantenfase kann entlang der Schneide konstant sein, das ist aber nicht notwendig. The width b of the cutting edge bevel can be constant along the cutting edge, but this is not necessary.

Auch mit Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung ist der Wirk-Ortho- gonalfreiwinkel a_oe vorzugsweise größer als 0°. Besonders günstig ist es, wenn der Wirk-Orthogonalfreiwinkel höchstens 2° beträgt. Die tolerierbare Abweichung ε ist vorzugsweise größer als minus 0,5° und oder kleiner alsWith regard to the use according to the invention, too, the active orthogonal clearance angle α _{oe is} preferably greater than 0 °. It is particularly favorable if the active orthogonal clearance angle is at most 2 °. The tolerable deviation ε is preferably greater than minus 0.5 ° and or less than

0,5°. Die angegebene Formel gibt den ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase in Abhängigkeit vom Abstand beziehungsweise Radius R von der Längsachse für jeden Punkt der Schneidkantenfase an. Wie oben bereits beschrieben, hängt der Zahnvorschub f_z von der Drehzahl des Bohrers und der Vorschubgeschwindigkeit ab. Die Zähnezahl z hingegen ist beim Bohrer vorgegeben. Wird der Bohrer mit den angegebenen Kennzahlen in ei nem Bohrprozess eingesetzt, so dass sich der Zahnvorschub f_z ergibt, so führt dies zu einem besonders schwingungs- und ratterarmen Bohrprozess. In einem erfindungsgemäßen Bohrverfahren werden die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest zeitweise kleiner ist als 5°. Insbesondere werden die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt, dass der Wirk- Orthogonalfreiwinkel kleiner ist als 3°, insbesondere kleiner als 2°. Besonders günstig ist es, wenn der Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest zeitweise kleiner ist als 1°, insbesondere kleiner als 0,5°. Eine derartige Wahl von Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht hohe Zeitspanvolumina bei gleichzeitig geringer Ratterneigung. 0.5 °. The formula given indicates the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land as a function of the distance or radius R from the longitudinal axis for each point of the cutting edge land. As described above, the tooth feed f _z depends on the speed of the drill and the feed rate. The number of teeth z, however, is specified in the drill. If the drill with the specified key figures is used in a drilling process so that the tooth feed f _z results, this leads to a particularly low-vibration and low-lathing drilling process. In a drilling method according to the invention, the rotational speed and the feed rate are selected such that the effective orthogonal clearance angle is at least temporarily smaller than 5 °. In particular, the speed and the feed rate are chosen so that the effective orthogonal free angle is less than 3 °, in particular less than 2 °. It is particularly favorable if the effective orthogonal clearance angle is at least temporarily smaller than 1 °, in particular smaller than 0.5 °. Such a choice of speed and feed rate allows high Zeitspanvolumina while low Ratterneigung.

Unter dem Merkmal, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest zeitweise kleiner ist als der angegebene Winkel, wird insbesondere verstanden, dass dieser Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest gelegentlich erreicht wird. Insbesondere können die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt werden, dass in der Mehrzahl der Bearbeitungsfälle kein Rattern auftritt. Kommt es zum Rattern, kann die Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden, so dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel sinkt, beispielsweise auf einen Wert von unter 0,5°, teilweise sogar auf einen Wert von 0° und kleiner, so dass das Rattern unterdrückt wird. Aus der Natur eines Bearbeitungsprozesses folgt, dass dieser Zustand nur kurzfristig andauert, nämlich solange, bis das Rattern unterbunden ist. In der Regel wird danach der Vorschub reduziert, um das Werkzeug zu schonen. The feature that the effective orthogonal clearance angle is at least temporarily smaller than the indicated angle is understood in particular to mean that this effective orthogonal clearance angle is at least occasionally achieved. In particular, the speed and the feed rate can be selected so that no rattling occurs in the majority of processing cases. If it comes to rattling, the feed rate can be increased so that the effective orthogonal free angle decreases, for example, to a value of less than 0.5 °, sometimes even to a value of 0 ° and smaller, so that the chattering is suppressed. It follows from the nature of a machining process that this condition only lasts for a short time, namely until rattling is stopped. As a rule, the feed rate is then reduced in order to save the tool.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bohrverfahren die Schritte eines Erfassens, ob Rattern vorliegt, und bejahendenfalls eines Veränderns der Vorschubgeschwindigkeit und/oder der Drehzahl, so dass zumindest an einer Stelle entlang der Schneidkantenfase der Wirk- Orthogonalfreiwinkel höchstens 1° beträgt. Insbesondere wird die Vorschubgeschwindigkeit so erhöht, dass der Wirkfreiwinkel höchstens 0,5°, noch weiter bevorzugt höchstens 0° beträgt. Dadurch wird, wie oben beschrieben, das Rattern effektiv unterdrückt. Besonders bevorzugt umfasst das Verfahren die Schritte, dass nach dem Erhöhen der Vorschubgeschwindigkeit aufgrund von Rattern erneut kontinuierlich erfasst wird, ob Rattern vorl iegt und die Vorschubgeschwindigkeit und/oder die Drehzahl verändert werden, so dass zumindest an einer Stelle außerhalb des Kerns der Wirk-Orthogonalfreiwinkel sich vergrößert. According to a preferred embodiment, the drilling method comprises the steps of detecting whether chattering exists and, if so, changing the feed rate and / or the rotational speed so that at least at one point along the cutting edge land the effective orthogonal clearance angle is at most 1 °. In particular, the feed rate is increased so that the effective clearance angle is at most 0.5 °, more preferably at most 0 °. As a result, as described above, the chatter is effectively suppressed. Particularly preferably, the method comprises the steps that, after increasing the feed rate due to chattering, it is again continuously detected whether chattering is taking place and the feed rate and / or the rotational speed are changed, such that the active orthogonal clearance angle is at least at one point outside the core increases.

Die Erfahrung des Fachmannes zeigt, dass Bohrer mit einem hohen Verhältnis von Bohrerlänge zu Bohrerdurchmesser herkömmlich auch eine be- sonders große Neigung zum Rattern zeigen. Dies gilt insbesondere für Bohrer mit einem Verhältnis von Bohrerlänge zu Bohrerdurchmesser von mehr als 10, insbesondere von mehr als 15. Experience of the skilled person shows that drills with a high ratio of drill length to drill diameter conventionally also show a particularly high tendency to chatter. This applies in particular to drills with a ratio of drill length to drill diameter of more than 10, in particular more than 15.

Das bedeutet im Umkehrschluss, dass bei diesen Bohrern mit einem beson- ders hohen Verhältnis von Bohrerlänge zu Bohrerdurchmesser auch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einen überdurchschnittlich großen Effekt hat. Ein Einsatz der Erfindung gerade bei diesen Bohrwerkzeugen ist mithin besonders sinnvoll und effektiv und hat mithin einen besonders auffallenden und relevanten Einfluss auf die Standzeit des Bohrwerkzeuges und die Re- duzierung des anfallenden Lärmes. This means, conversely, that in these drills with a particularly high ratio of drill length to drill diameter, the embodiment according to the invention also has an above-average effect. An application of the invention especially with these drilling tools is thus particularly useful and effective and thus has a particularly striking and relevant influence on the service life of the drilling tool and the reduction of the resulting noise.

Auch bei Bohrwerkzeugen mit einem geringeren Verhältnis von Bohrerlänge zu Bohrerdurchmesser sind aber die Vorteile der Erfindung zu beobachten. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Zeichnung sowie der zugehörigen Figurenbeschreibung erörtert. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die hier benutzten Bezeichnungen für die Winkel und Ebenen an Bohrwerkzeugen richten sich nach der DI N 6581„Bezugssysteme und Winkel am Schneidteil des Werk- zeuges" beziehungsweise der ISO 3002/1 „Basic quantities in cutting and grinding - Part 1 ; Geometry of the active part of cutting tools - General terms, reference Systems, tool and working angles, chip breakers". Even with drilling tools with a lower ratio of drill length to drill diameter but the benefits of the invention are observed. Further features and advantages of the invention are set forth in the subclaims and discussed in the drawing and the associated description of the figures. In the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. The designations used here for the angles and planes on drilling tools are based on DI N 6581 "Reference systems and angles on the cutting part of the tool" or ISO 3002/1 "Basic quantities in cutting and grinding - Part 1; Geometry of the active Part of cutting tools - General terms, reference Systems, tool and working angles, chip breakers ".

Dabei zeigt It shows

Figur 1 mit den Figure 1 with the

Teilfigurenl a, 1 b, 1 c schematisch einen herkömmlichen Bohrer mit den relevanten Größen, Teilfigenl a, 1 b, 1 c schematically a conventional drill with the relevant sizes,

Figur 2 mit den Teilfiguren 2a, 2b einen erfindungsgemäßen Bohrer mit den relevanten Größen, 2 with the sub-figures 2a, 2b a drill according to the invention with the relevant sizes,

Figur 3 mit den Teil- figuren 3a, 3b und 3c verschiedene Schnitte an unterschiedlichen radialen Positionen des erfindungsgemäßen Bohrers, 3 shows sections 3a, 3b and 3c showing various sections at different radial positions of the drill according to the invention, FIG.

Figur 4 den Verlauf des ersten Werkzeug-FIG. 4 shows the course of the first tool

Orthogonalfreiwinkels (Fasenwinkels) α_0,ι bei einem erfindungsgemäßen Bohrer für verschiedene Zahnvorschübe f- Orthogonalfreiwinkels (chamfer angle) α _0, ι in a drill according to the invention for different tooth feeds f

Figur 5 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bohrmaschine, und Figure 5 is a schematic view of a drill according to the invention, and

Figur 6 mit den Teilfiguren 6a, 6b und 6c verschiedene Schnitte ähnlich der Figur 3. Figur 1 a zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Bohrer 10 in Form eines Wendelbohrers, der z = 2 Zähne und damit einen ersten Wendel 12.1 und einen zweiten Wendel 12.2 aufweist. Der Bohrer 10 besitzt eine erste Schneidkante 14.1 und eine zweite Schneidkante 14.2, die gemäß einer anderen Nomenklatur aber auch als Teile einer gemeinsamen Schneidkante aufgefasst werden können. 6 with the sub-figures 6a, 6b and 6c different sections similar to Figure 3. FIG. 1a shows a drill 10, known from the prior art, in the form of a helical drill, which has z = 2 teeth and thus a first helix 12.1 and a second helix 12.2. The drill 10 has a first cutting edge 14.1 and a second cutting edge 14.2, which according to another nomenclature but also as parts of a common cutting edge can be understood.

Es ist zu erkennen, dass ein Abstand R von der Längsachse L, der auch als lokaler Radius bezeichnet werden könnte, sich bis zu einer Außenkante erstreckt, wo dieser Abstand den Wert eines maximalen Abstands R_max einnimmt. Der Bohrer bewegt sich mit der Vorschubgeschwindigkeit v_f in das Werkstück. Die Vorschubgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Produkt des Zahnvorschubs f_z, der Zähnezahl z und der Drehzahl n: v_f = f_z z n. Die Pro- jektion der Vorschubgeschwindigkeit v_f auf die Werkzeug-Orthogonalebene P₀ ergibt die Geschwindigkeit v_f0. It can be seen that a distance R from the longitudinal axis L, which could also be referred to as a local radius, extends to an outer edge, where this distance assumes the value of a maximum distance R _max . The drill moves with the feed rate v _f in the workpiece. The feed rate results from the product of the tooth feed f _z , the number of teeth z and the speed n: v _f = f _z z n. The projection of the feed rate v _f on the tool orthogonal _plane P ₀ yields the speed v _f0 .

Figur 1 b zeigt eine Ansicht gemäß der Ebene A-A in Figur 1 a. Der Bohrer 10 ist eingerichtet, um mit einer Drehzahl n (in Umdrehungen pro Sekunde) gedreht zu werden . I n diesem Fall resultiert eine Schnittgeschwindigkeit v_c(R), die vom Abstand R von der Längsachse abhängt. Das ist durch die drei unterschiedlich langen Geschwindigkeitsvektoren angedeutet. In unmittelbarer Umgebung einer Längsachse L besitzt der Bohrer 10 einen Kern 16. Figur 1 c zeigt die kinematischen Verhältnisse an der scharfen Schneidkante in der Schnittebene B-B. Diese Ebene ist die Werkzeug-Orthogonalebene P₀. Diese Ebene ist eine Ebene durch den ausgewählten Schneidenpunkt parallel zur Schnittrichtung. Es ist zu erkennen, dass sich die Schnittgeschwindigkeit v_c(R) vektoriell zur Vorschubgeschwindigkeit v_f (beides in Län- ge pro Zeiteinheit) addiert. Es resultiert eine Wirkgeschwindigkeit v_e(R), die vom Abstand R des betreffenden Punktes von der Längsachse abhängt. v_oe ist die auf Werkzeug-Orthogonalebene P₀ projizierte Wirkgeschwindigkeit. Je größer der Abstand R, desto größer ist die Schnittgeschwindigkeit v_c, die Vorschubgeschwindigkeit v_f bleibt hingegen konstant. Auf der rechten Seite des Bildes ist gezeigt, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel a_oe aus diesem Grund ebenfalls vom Abstand R abhängt und daraus und aus dem Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel a₀ berechnet werden kann. In Figur 1 c ist zudem die Werkzeug-Schneidenebene P_s, die Wirk-Schneidenebene P_se, sowie die Hauptfreifläche A_a angetragen. Figure 1 b shows a view according to the plane AA in Figure 1 a. The drill 10 is arranged to be rotated at a rotational speed n (in revolutions per second). In this case, a cutting speed v _c (R) results, which depends on the distance R from the longitudinal axis. This is indicated by the three different velocity vectors. In the immediate vicinity of a longitudinal axis L of the drill 10 has a core 16. Figure 1 c shows the kinematic conditions at the sharp cutting edge in the sectional plane BB. This plane is the tool orthogonal plane P ₀ . This plane is a plane through the selected cutting point parallel to the cutting direction. It can be seen that the cutting speed v _c (R) adds up vectorially to the feed rate v _f (both in length per unit of time). The result is an effective speed v _e (R), which depends on the distance R of the relevant point from the longitudinal axis. v _oe is the effective velocity projected on tool orthogonal plane P ₀ . The greater the distance R, the greater the cutting speed v _c, the Feed rate v _f , however, remains constant. On the right side of the image it is shown that the effective orthogonal free _{angle α oe} for this reason also depends on the distance R and can be calculated therefrom and from the tool orthogonal clearance angle a ₀ . In addition, the tool cutting plane P _s , the effective cutting plane P _se and the main relief surface A _{a are} plotted in FIG. 1 c.

Figur 2a zeigt ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug in Form eines erfind ungsgemäßen Boh rers 1 0 m it ei ner Sch neid kantenfase 1 8. 1 an der Schneidkante 14.1 . Die Schneidkantenfase 18 hat eine Breite b von im vorliegenden Fall 150 μηι, also 0, 15 mm. Die zweite Schneidkante 14.2 besitzt ebenfalls eine Schneidkantenfase, die aber aufgrund der Perspektive in Figur 2a nicht zu sehen ist. Figur 2b zeigt eine Ansicht des Bohrers 10 von unten, so dass die beiden Schneidkantenfasen 18.1 und 18.2 erkennbar sind. Die Schneidkanten 14.1 , 14.2 verlaufen gekrümmt. Es sind aber auch gerade Schneidkanten möglich. Eingezeichnet ist zudem ei ne Schneidkantenlänge S2 der Schneidkante 14.2. FIG. 2 a shows a drilling tool according to the invention in the form of a drilling apparatus according to the invention, with a cutting edge chamfer 1 8. 1 at the cutting edge 14. The cutting edge bevel 18 has a width b of in the present case 150 μηι, that is 0, 15 mm. The second cutting edge 14.2 also has a Schneidkantenfase, but due to the perspective in Figure 2a is not visible. FIG. 2b shows a view of the drill 10 from below, so that the two cutting edge chamfers 18.1 and 18.2 can be seen. The cutting edges 14.1, 14.2 are curved. But there are also straight cutting edges possible. Also marked is a cutting edge length S2 of the cutting edge 14.2.

Figur 2a zeigt zudem drei Positionen auf der Schneidkante 14.2 mit den Abständen R_{1 f} R₂ und R₃, die jeweils voneinander verschieden sind. Figur 2b zeigt die zugehörigen Werkzeug-Orthogonalebenen P_0,i , P_0,2 und P_0,3, die in den jeweiligen Abständen R_{1 f} R₂ und R₃ die Schneidkante 14.2 schneiden und in diesen Punkten senkrecht auf der Schneidkante 14.2 und parallel zur Schnittrichtung stehen. Bezüglich der angegebenen Ebenen P_0,i werden, wie weiter unten beschrieben, die jeweiligen ersten Werkzeug- Orthogonalfreiwinkel (Fasenwinkel) a_0,i (Ri) an der Stelle mit dem Abstand R, bestimmt. Figure 2a also shows three positions on the cutting edge 14.2 with the distances R _{1 f} R ₂ and R ₃ , which are each different from each other. FIG. 2b shows the associated tool orthogonal planes P _0, i, P _0, 2 and P _0.3 which intersect the cutting edge 14.2 at the respective distances R _{1 f} R ₂ and R ₃ and at these points perpendicular to the cutting edge 14 parallel to the cutting direction. With regard to the given planes P _0, i, as described below, the respective first tool orthogonal clearance angles (chamfer angles) a _0, i (Ri) are determined at the location with the distance R 1.

Figur 3a zeigt einen Schnitt durch die Schneidkante 14.1 im Abstand (also bezüglich der Ebene P_0,i , vgl. Figuren 2a, 2b). Die erste Hauptfreifläche Α_α,ι (Schneidkantenfase) 18 bildet mit der Werkzeug-Schneidenebene P_s in d e r W e r kzeug-Orthogonalebene P_0,i den ersten Werkzeug- Orthogonalfreiwinkel a_0,i (Ri) , der auch als Fasenwinkel bezeichnet werden könnte. Die Schneidkantenfase 18 hat die Breite b, die in Schnittrichtung gemessen wird. Hinter der Schneidkantenfase 18 beginnt die zweite Haupt- freifläche A_{a 2} 20. Die zweite Hauptfreifläche A_{a 2} 20 bildet mit der Werkzeug- Schneidenebene P_s i n de r Werkzeug-Orthogonalebene P_0,i den zweiten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel a_0,2. 3a shows a section through the cutting edge 14.1 at a distance (ie with respect to the plane P _0, i, see Figures 2a, 2b). The first main free surface Α _α, ι (cutting edge bevel) 18 forms with the tool cutting plane P _s in the tool orthogonal plane P _0, i the first tool orthogonal clearance angle a _0, i (Ri), which could also be referred to as chamfer angle. The Schneidkantenfase 18 has the width b, which is measured in the cutting direction. Behind the cutting edge land 18, the second main flank A _{A 2} 20 begins the second main free surface A _{a 2} 20 forms with the tool cutting-edge plane P _s in de r tool orthogonal P _0, i the second tool Orthogonalfreiwinkel a _0; 2.

Figur 3b zeigt einen Schnitt bezüglich der Ebene P_0,2, deren Schnittpunkt mit der Schneidkante den Abstand R₂ von der Längsachse L hat. Es ist zu erkennen, dass der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel a_0,i (R2) kleiner ist als beim kleineren Abstand R^ Der zweite Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel a_0,2 ist hingegen der gleiche. Das ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Figur 3c zeigt einen Schnitt bezüglich der Ebene P_0,3 im Abstand R₃. Figure 3b shows a section with respect to the plane P _0, 2, whose intersection with the cutting edge has the distance R ₂ from the longitudinal axis L. It can be seen that the first tool orthogonal clearance angle a _0, i (R2) is smaller than at the smaller distance R 1. The second tool orthogonal clearance angle a _0, 2, on the other hand, is the same. This is not absolutely necessary. FIG. 3c shows a section with respect to the plane P _0.3 at a distance R ₃ .

Figur 4 zeigt die Abhängigkeit des ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkels α_0,ι vom Radius R für drei verschiedene Zahnvorschübe f_z. Dieser folgt der

Figure 4 shows the dependence of the first tool orthogonal free angle α _0, ι of radius R for three different tooth feeds f _z . This follows the

Gleichung a_{0 1} (R) = a_oe + _^ der Wirk-Orthogonal- freiwinkel a_oe als 1 ° gesetzt wurde, der Zahnvorschub f_z wurde als f_z = 0, 1 mm, f_z = 0,2 mm und f_z = 0,3 mm gesetzt, die Zähnezahl als z = 2 und der Spitzenwinkel als σ = 120°. Equation a _{0 1} (R) = a _oe + _^ the effective orthogonal free angle α _{oe was set} as 1 °, the tooth feed f _z was calculated as f _z = 0, 1 mm, f _z = 0.2 mm and f _z = 0.3 mm, the number of teeth as z = 2 and the apex angle as σ = 120 °.

Figur 5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bohrmaschine 22 mit ei- nem erfindungsgemäßen Bohrer 10, der an einer Spindel 24 befestigt und von dieser per Motor drehbar ist. Die Spindel wird von einer elektrischen Steuerung 26 gesteuert. Die Steuerung 26 ist eingerichtet zum Ansteuern der Spindel 24, so dass diese sich mit einer Drehzahl n dreht und mit einer Vorschubgeschwindigkeit v_f auf ein Werkstück 28 zu bewegt. FIG. 5 schematically shows a drilling machine 22 according to the invention with a drill 10 according to the invention, which is fastened to a spindle 24 and can be rotated by the latter by means of a motor. The spindle is controlled by an electrical controller 26. The controller 26 is configured to drive the spindle 24 so that it rotates at a rotational speed n and moves toward a workpiece 28 at a feed rate v _f .

Die Bohrmaschine 22 umfasst zudem einen Sensor 30, der beispielsweise einen Ankerstrom der Spindel 24, eine Kraft oder ein Mikrofon 32 aufweist. Kommt es zum Rattern, so wird dies durch den Sensor 30 und/oder 32 er- fasst und, beispielsweise über eine Funkschnittstelle 34 an die Steuerung 26 geleitet. Auch andere Schnittstellen sind aber denkbar, maßgeblich ist ledig- lieh, dass die Steuerung 26 das Rattern erkennen kann. The drill 22 also includes a sensor 30, for example an armature current of the spindle 24, a force or a microphone 32 has. If it comes to rattling, this is detected by the sensor 30 and / or 32 and, for example, via a radio interface 34 to the controller 26 passed. However, other interfaces are also conceivable, the only decisive factor is that the controller 26 can recognize the chattering.

Wird ein Rattern erfasst, so erhöht die Steuerung 26 die Vorschubgeschwindigkeit v_f. Alternativ oder additiv kann auch die Drehzahl n herabgesetzt werden, Das geschieht so lange, bis der Wirk-Orthogonalfreiwinkel a_oe , der oben in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben worden ist, so klein geworden ist, dass das Rattern effektiv gedämpft wird. Erfasst die elektrische Steuerung 26 dies, so kann vorgesehen sein, dass diese die Drehzahl wieder erhöht und/oder die Vorschubgeschwindigkeit v_f vermindert. Als geeigneter Wert hat sich für das Bohren in Aluminium ein Wirk- Orthogonalfreiwinkel a_oe von 0 bis 3° herausgestellt. If a rattle is detected, the controller 26 increases the feed rate v _f . Alternatively or additionally, the rotational speed n can also be reduced. This takes place until the effective orthogonal clearance angle a _oe which has been described above in connection with FIG. 1 has become so small that the chattering is effectively damped. If the electrical control 26 detects this, it can be provided that it again increases the rotational speed and / or reduces the feed rate v _f . A suitable value for drilling in aluminum has been found to be an effective orthogonal _{clearance angle α} 0 to 3 °.

Der Spitzenwinkel σ ist in Figur 1 a eingezeichnet. Fehlt zur Bestimmung des Spitzenwinkels der Bezug zur gegenüberliegenden Schneide, z. B. bei Bohr- Werkzeugen mit nur einer Schneide oder bei Bohrwerkzeugen mit Ungleichteilung oder bei Bohrwerkzeugen mit unterbrochenen oder asymmetrischen Schneiden, so wird der Spitzenwinkel durch den doppelten Winkel zwischen der Tangente an der Schneidkante und der Längsachse des Bohrwerkzeugs bestimmt. The point angle σ is shown in FIG. 1a. Missing to determine the tip angle of the reference to the opposite edge, z. B. drilling tools with only one cutting edge or drilling tools with imbalance or drilling tools with broken or asymmetric cutting, the point angle is determined by twice the angle between the tangent to the cutting edge and the longitudinal axis of the drilling tool.

In der Figur 6 sind verschiedene Schnittdarstellungen ähnlich der Figur 3 dargestellt, um zusätzlich die Begriffe spanflächenseitig und freiflächenseitig zu erläutern. Dabei zeigt die Figur 6a eine scharfe Schneidkante 14. An die Schneidkante schließt sich eine Spanfläche Α_γ an. Der Winkel γ₀ ist der Werkzeug-Orthogonalspanwinkel. Auf der anderen Seite der Schneidkante 14 sieht man eine Freifläche 20 oder auch Freifläche A_a. FIG. 6 shows various sectional views similar to FIG. 3 in order additionally to explain the terms on the chip surface side and on the flank side. FIG. 6 a shows a sharp cutting edge 14. A cutting surface Α _γ adjoins the cutting edge. The angle γ ₀ is the tool orthogonal chip angle. On the other side of the cutting edge 14 can be seen an open space 20 or free space A _a .

In der Figur 6b ist eine alternative Mögl ichkeit dargestellt, bei der die Schneidkante 14 eine zweigeteilte Freifläche 18, 20 besitzt, die zwei unterschiedliche Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel α_0,ι und a_0,2 aufweist. In Figure 6b, an alternative Mögl probability is shown, in which the cutting edge 14 has a two-part free surface 18, 20 which has two different tool orthogonal free angle α _0, ι and a _0.2 .

Die Spanfläche 35 ist ungeteilt. Schließlich ist in der Figur 6c eine Schneidkante 14 mit ungeteilter Freifläche 20 mit einem Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel a₀ sowie einer zweigeteilten Spanfläche mit einer Spanflächenfase zwischen einer ersten Spanfläche 36 und einer zweiten Spanfläche 35 dargestellt. Die erste Spanfläche 36 weist einen negativen Werkzeug-Orthogonalspanwinkel γ_0,ι zur Vertikalen auf, die zweite Spanfläche 35 weist dagegen einen positiven Werkzeug-Orthogonalspanwinkel γ_0,2 zur Vertikalen auf. The rake face 35 is undivided. Finally, FIG. 6c shows a cutting edge 14 with an undivided free surface 20 with a tool orthogonal clearance angle a ₀ and a two-part rake face with a rake face between a first rake face 36 and a second rake face 35. The first rake face 36 has a negative tool orthogonal rake angle γ _0, ι to the vertical, while the second rake face 35 has a positive tool orthogonal rake angle γ _0.2 to the vertical.

Es sei angemerkt, dass in dem Moment, wo der Winkel γ_0,ι in der Figur 6c kleiner wird als -90°, in Konsequenz dann die Spanflächenfase zu einer Frei- flächenfase wird. It should be noted that at the moment when the angle γ _0, ι in Figure 6c is smaller than -90 °, in consequence then the rake face becomes a freefall bevel.

Ebenso sei angemerkt, dass im Falle der Figur 6b dann, wenn der Winkel α_0,ι kleiner als 0° wird, dementsprechend die dort eingezeichnete Freiflächenfase zu einer Spanflächenfase wird. It should also be noted that in the case of FIG. 6b, if the angle α _0, ι becomes smaller than 0 °, then the open-space bevel drawn there becomes a rake face.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

10 Bohrer 10 drills

12 Wendel 12 coils

14 Schneidkante 14 cutting edge

16 Kern 16 core

18 erste Hauptfreifläche (Schneidkantenfase) 18 first main free surface (cutting edge bevel)

20 zweite Hauptfreifläche beziehungsweise Freifläche 22 Bohrmaschine 20 second main free surface or open space 22 drill

24 Spindel 24 spindle

26 Steuerung 26 control

28 Werkstück 28 workpiece

30 Sensor 30 sensor

32 Sensor 32 sensor

34 Funkschnittstelle 34 radio interface

35 Spanfläche beziehungsweise zweite Spanfläche 35 rake face or second rake face

36 erste Spanfläche z Zähnezahl 36 first rake surface z number of teeth

R radialer Abstand von der Längsachse L R radial distance from the longitudinal axis L

n Drehzahl n speed

ot_oe Wirk-Orthogonalfreiwinkel ot _oe effective orthogonal free angle

a₀ Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel a ₀ Tool orthogonal clearance angle

α_0,ι erster Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel α _0, ι first tool orthogonal free angle

a_0,2 zweiter Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel γ ₀ Werkzeug-Orthogonalspanwinkel a _0, 2 second tool orthogonal clearance angle γ ₀ tool orthogonal rake angle

γ _0,ι erster Werkzeug-Orthogonalspanwinkel y ₀,2 zweiter Werkzeug-Orthogonalspanwinkel γ _0, ι first tool orthogonal rake angle y ₀ , 2 second tool orthogonal rake angle

A_a Hauptfreifläche A _a main free area

Α_α,ι erste Hauptfreifläche Α _α, ι first main free surface

A_{a 2} zweite Hauptfreifläche L Längsachse A _{a 2} second main open space L longitudinal axis

P₀ Werkzeug-Orthogonalebene P ₀ tool orthogonal plane

v_c(R) Schnittgeschwindigkeit bei einem radialen Abstand R von der v _c (R) cutting speed at a radial distance R from the

Längsachse der Bohrers Longitudinal axis of the drill

v_f Vorschubgeschwindigkeit v _f feed rate

Vf₀ auf die Werkzeug-Orthogonalebene P₀ projizierte Vorschubgeschwindigkeit Vf ₀ to the tool orthogonal plane P ₀ projected feed rate

v_e Wirkgeschwindigkeit v _e effective speed

v_oe auf die Werkzeug-Orthogonalebene P₀ projizierte Wirkgeschwin- digkeit _oe v to the tool orthogonal P ₀ projected speed Wirkgeschwin-

b Fasenbreite b chamfer width

S Schneidkantenlänge S cutting edge length

σ Spitzenwinkel σ point angle

Claims

claims

Drilling tool (10) for machining metals with at least one chamfer,

characterized,

in that at least one cutting edge chamfer (18) is provided on an end face of the drilling tool (10).

Drilling tool according to claim 1,

characterized,

that the cutting edge chamfer (18) is arranged on the free space side.

Drilling tool according to claim 1 or 2,

characterized,

that it is an indexable insert for a drill, a drill bit or a drill.

Drilling tool according to one of the preceding claims,

characterized,

in that the cutting edge land (18) extends on at least part of the cutting edge length (S) of the cutting edge (14).

Drilling tool according to one of the preceding claims,

characterized,

in that the first tool orthogonal clearance angle (α _0, ι) of the cutting edge chamfer (18) monotonically drops off at least beyond a core (16) with increasing distance (R) from the longitudinal axis (L).

Drilling tool according to one of the preceding claims,

characterized,

that the first tool orthogonal clearance angle (α _0, ι) in dependence on a distance (R) to the longitudinal axis (L) at least in sections a

Course follows, is writable, where for all distances R s (R) e [-1 °, ... 1 °] holds. Drilling tool according to one of the preceding claims,

characterized,

in that the cutting edge land (18) has a maximum width of 300 micrometers measured in the tool orthogonal plane (P ₀ = width (b)).

8. Drilling tool according to one of the preceding claims,

characterized,

the cutting edge chamfer (18) has a width (b) measured in the tool orthogonal plane (P ₀ ) of at least 10 μm, in particular of at least 125 μm.

9. Drilling tool according to one of the preceding claims,

characterized,

the ratio of the length of the drill to the diameter of the drill is greater than 10, in particular greater than 15.

10. Use of a drilling tool (10) according to one of claims 1 to a number of teeth (z),

a radius (R _max ) and

a first tool orthogonal clearance angle (α _0, ι) of the Schneidkantenfase (18), the at least on the other side of a core (16) of the Bohrwitttsweise the

Relationship follows, where

a _ee e [0, ... 5 °] and ε e [-1 °, ... 1 °],

in a drilling process with the tooth feed f _z .

1 1. A drilling method using a drilling tool (10) according to any one of claims 1 to 9, comprising the steps of:

(A) providing a drilling tool (10) with a Schneidkantenfase (18) having a first tool orthogonal clearance angle (α _0, ι), and (b) drilling with the drilling tool at a speed (n) and a

Feed rate (v _f ) in a workpiece (28), so that a Wirk-Orthogonalfreiwinkel ( _{o oe} ) results of Schneidkantenfase (18) outside of a core (16) of the drilling tool (10) at least partially at least temporarily smaller than 7 ° ,

12. Drilling method according to claim 1 1, characterized by the steps:

Detecting whether there is chatter, and

if so, altering the feed rate (v _f ) and / or the speed (n) so that at least at one point outside the core (16) of the drilling tool (10) the working speed

Orthogonalfreiwinkel (a _oe ) is reduced.

13. Drilling method according to claim 12, characterized by the steps:

Detecting whether there is chatter, and

- if there is no rattle, changing the feed rate

(v _f ) and / or the rotational speed (n), so that at least at one point outside the core (16) of the effective orthogonal free angle (a _oe ) increases.