Feinbohrwerkzeug Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Fein bohrwerkzeug mit nur einer Schneidkante, dessen Schneidenteil aus Vollhartmetall besteht.
Es ist ein Einmesser-Schneidwerkzeug bekannt, bei welchem das Werkzeug eine arbeitende Schneid kante und zwei gegen die Innenseite der zu bearbei tenden Bohrung sich abstützende und in Richtung der Werkzeuglängsachse verlaufende Führungen oder Führungskanten aufweist. Diese Führungskanten bil den mit der Schneidkante eine Dreipunktanlage.
Eine andere bekannte Ausführungsform dieses Schneidwerkzeuges weist ebenfalls nur einen Schnei denteil auf, der jedoch mit zwei Schneidkanten aus gebildet ist, wodurch ein Arbeiten auch in zwei Dreh richtungen ermöglicht wird. Je nach der Drehrich tung wirkt demnach eine Kante als Schneidkante, die andere jedoch als Führungskante. Die zweite Füh rungskante bildet der Werkzeugschaft, wodurch eine Dreipunktabstützung des Schneidwerkzeuges gewähr leistet ist.
Bei diesen bekannten Werkzeugen handelt es sich ausschliesslich um Reibwerkzeuge. Das Reiben von Bohrungen garantiert jedoch nicht, dass damit hohe Oberflächenqualität, geometrische Formgenauigkeit erreicht und kleine Toleranzen eingehalten werden ;können. Zur Erzielung einwandfreier Oberflächen und geometrisch formgetreuer Bohrungen bei kleinen Bohrungsdurchmessern sind sich freischneidende Werkzeuge notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Feinbohrwerkzeug mit einer Schneidkante zu schaffen, mit welchem Bohrungen kleiner Durchmesser vorzugsweise unter 10 mm und grösserer Bohrtiefen, bei Erzielung einer hohen Oberflächengüte, Formtreue, Masshaltigkeit, gefertigt werden können.
Das erfindungsgemässe Feinbohrwerkzeug zeich net sich dadurch aus, dass ein Schneidenteil mit leicht kegeligem Abfall zu einem Schaftteil hin ausgebildet ist und in Richtung der Werkzeuglängsachse eine Spannut angebracht ist, und dass der Schneidenteil mit einem kegelstumpfartigen Kopfteil versehen ist, wobei die durch die Spannut entstandene Kante an dem Kopfteil als Schneide ausgebildet ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein Feinbohrwerkzeug gemäss der ersten Ausführungsform ; Fig. la eine Draufsicht auf den Schneidenteil ; Fig. 2 den Kopfteil des Feinbohrwerkzeuges mit geradem Anschnitt für waagrechtes Bohren ; Fig. 3 den Kopfteil des Feinbohrwerkzeuges mit Schälanschnitt für senkrechtes Bohren; Fig. 4 eine Vorderansicht des Schneidenteils des Feinbohrwerkzeuges nach der zweiten Ausführungs form ; Fig. 5 eine Ansicht des Schneidenteils in der Pfeil richtung E in Fig. 4 gesehen und Fig. 6 eine Draufsicht auf den Schneidenteil. Das Feinbohrwerkzeug nach Fig. 1 weist einen Schneidenteil 1 und einen Schaftteil 2 auf, die beide hart aneinander gelötet oder zusammengeklebt sind.
Der Schneidenteil 1 besteht vorzugsweise aus einem Vollhartmaterial, während der Schaftteil 2 vorzugs weise aus Stahl gefertigt ist. Der Schneidenteil 1 ist als Sechskantprisma mit leicht kegeligem Abfall, d. h. mit geringer Konizität zum Schaftteil 2 hin, ausgebil det, kann aber auch eine andere Vieleckform besitzen. Die Ecken des Schneidenteils 1 sind rund geschliffen und dienen als Führungsfasen 3, wobei der grösste Aussendurchmesser des Schneidenteils, d. h. die je weils gegenüberliegenden Führungsfasen 3, dem Durchmesser des gebohrten Loches entspricht.
Im Schneidenteil 1 ist ausserdem eine Spannut 4 einge arbeitet, welche in Richtung der Werkzeuglängsachse verläuft. Der Kopf des Schneidenteils 1 ist mit einem kegelig aasgefasten und abgeflachten Kopfteil 5 in der Form eines Kegelstumpfes versehen, dessen eine, durch die Spannut 4 freigelegte Führungsfase 3 als Schneide 6 ausgebildet ist. Die Führungsfasen 3, welche über den gesamten Schneidenteil 1 laufen, sind am kegeligen Kopfteil 5 des Schneidenteils 1 gegenüber der Schneide 6 um einen geringen Betrag zurückgesetzt, damit die Führungsfasen 3 des Kopf teils 5 bei Eingriff der Schnittkante 6 nicht drücken, sondern freiliegen.
Das Feinbohrwerkzeug kann in zwei Ausführungs varianten hergestellt werden, da es sowohl für hori zontale als auch für vertikale Werkzeuganordnung angewandt wird. Der Schneidenteil 1 für eine hori zontale Werkzeuganordnung ist derart ausgebildet, dass der Kopfteil 5 mit gerader Schneide 6 und gera der Spannut 4 ausgebildet ist (Fig. 1). Für eine ver tikale Werkzeuganordnung hingegen ist der Kopfteil 5 mit einer schälenden schrägen Schneide 6 und fal lender, nach unten abgewinkelter Spannut 4 versehen (Fig. 2).
Die Wirkungsweise des Feinbohrwerkzeuges ist folgende Soll eine Bohrung eines beliebigen Werkstückes mit dem Feinbohrwerkzeug bearbeitet werden, so führt man das rotierende oder stillstehende Feinbohr werkzeug in das vorgebohrte Loch ein. Der als abge flachter Kegelstumpf ausgebildete Kopfteil 5 des Werkzeuges dringt dabei zuerst in die Bohrung ein und hebt mit seiner Schneide 6 einen Span ab. Je nach der Ausbildung des Kopfteils 5, d. h. für hori zontales oder vertikales Bohren, bleibt nun der Span in der Spannut 4_ liegen oder fällt nach unten weg.
Beim Arbeiten mit einem Feinbohrwerkzeug in horizontaler Werkzeugstellung (Fig. 2) bleibt der er zielte Span durch die gerade, der Werkzeugachse pa rallele, Schneide 6 in der Spannut 4 liegen. Der Span kann hierbei durch Zurückfahren des Werkzeuges aus der Bohrung, der Spannut 4 entnommen werden. Das Feinbohrwerkzeug muss bei dieser Werkzeugstellung still stehen, also sich nicht drehen, wodurch das zu bearbeitende Werkstück die Drehbewegung ausführen muss. Man verwendet daher vorzugsweise eine Dreh maschine. Das in der Reitstockspindel befestigte Feinbohrwerkzeug muss dabei so angebracht sein, dass die Spannut 4 immer den höchsten Punkt des Werkzeuges bildet, um ein Einklemmen und Fressen der Späne zu vermeiden.
Beim Arbeiten in vertikaler Werkzeugstellung (Fig. 3), welches beispielsweise auf Vertikalbohrma schinen durchführbar ist, wird der abgetragene Span durch den Schälanschnitt, d. h. durch die schräg lie gende Schneide 6 nach unten in der Vorschubrichtung abgedrückt, und fällt durch das vorgebohrte Loch in den Abfall.
- Ist das Feinbohrwerkzeug mit seinem Kopfteil 5 in die Bohrung des Werkstückes eingedrungen, dann wird das Werkzeug durch die Führungsfasen 3 in der Wand der Bohrung geführt. Durch die konische Aus- führung des Schneidenteils 1 nach dem Schaftteil 2 hin wird ein Reiben und Drängen der Führungsfasen 3 vermieden. Durch die Vieleckform des Schneiden teils 1 werden alle auftretenden Schnittdrücke gut aufgenommen und die Schneide 6 gut abgestützt. Aus dieser gleichmässigen Abstützung resultiert eine ge naue zylindrische Führung des Feinbohrwerkzeuges, wodurch eine geometrisch einwandfreie Form der Bohrung und beste Oberflächengüte erreicht werden. Beispielsweise konnte eine Rauhigkeit von 0,4 bis 1 Mikrometer gemessen werden.
Die zwischen den Führungsfasen 3 liegenden Flächenteile haben die Aufgabe das beim Bohren verwendete Kühlmittel gleichmässig in der Bohrung zu verteilen und gege benenfalls anhaftende Späne von der Wand der Boh rung wegzuschwemmen. Dieses Feinbohrwerkzeug er möglicht die Herstellung tiefer und im Durchmesser sehr kleiner Bohrungen, vorzugsweise solcher unter 10 mm Durchmesser, mit grösster Genauigkeit.
Das Feinbohrwerkzeug gemäss der zweiten Aus führungsform nach Fig. 4 bis 6 besitzt einen Schnei dersteil 7, welcher als Vieleck, vorzugsweise als Sechs kantprisma, ausgebildet ist und beispielsweise aus Hartmetall besteht. Die Ecken des Schneidenteils 7 sind rund gearbeitet und als Führungsfasen 8 ausge bildet. Der Schneidersteil 7 ist mit einem Kopfteil 9 versehen, in welchem eine Spankammer 10 ange bracht ist, wodurch eine Schneidkante 11 gebildet wird. Die Schneidkante 11 -besitzt einen Anschnitt winkel a von 15-300, vorzugsweise 20o. Der Boden winkel (3 der Spankammer 4 beträgt 35o-450, vor zugsweise 400, während der Schälanschnittwinkel y der Schneidkante 5 sich auf 40-20,), vorzugsweise sich jedoch auf 100 beläuft.
Durch die im Feinbohrwerkzeug vorhandene Spankammer 10 werden im Arbeitsprozess die Späne nach unten weggedrückt. Eine eventuelle Verklem- mung von Spänen zwischen der Bohrungswand und dem Werkzeug, d. h. eine Auffüllung von Spänen im Schneidersteil kann nicht mehr eintreten. Eine Bildung von Riefen an der Werkstückoberfläche kann nicht entstehen, wodurch eine hohe Oberflächengüte er reichbar ist.
Fine boring tool The subject of the present invention is a fine boring tool with only one cutting edge, the cutting part of which consists of solid carbide.
A single-knife cutting tool is known in which the tool has a working cutting edge and two guides or guide edges that are supported against the inside of the bore to be machined and extend in the direction of the tool's longitudinal axis. These leading edges form a three-point system with the cutting edge.
Another known embodiment of this cutting tool also has only one cutting part, which, however, is formed with two cutting edges, which enables work in two directions of rotation. Depending on the direction of rotation, one edge acts as a cutting edge, but the other as a leading edge. The second leading edge forms the tool shaft, which ensures three-point support of the cutting tool.
These known tools are exclusively reaming tools. However, reaming bores does not guarantee that high surface quality, geometrical shape accuracy and small tolerances can be maintained. Free-cutting tools are necessary to achieve perfect surfaces and geometrically true-to-shape holes with small hole diameters.
The object of the invention is to create a fine boring tool with a cutting edge with which bores of small diameters, preferably less than 10 mm and greater drilling depths, can be produced while achieving a high surface quality, dimensional accuracy, and dimensional accuracy.
The fine boring tool according to the invention is characterized in that a cutting part is formed with a slightly conical drop towards a shank part and a flute is attached in the direction of the tool longitudinal axis, and that the cutting part is provided with a frustoconical head part, the edge created by the flute is formed on the head part as a cutting edge.
Two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. 1 shows a fine boring tool according to the first embodiment; Fig. La is a plan view of the cutting part; 2 shows the head part of the fine boring tool with straight cut for horizontal drilling; 3 shows the head part of the fine boring tool with a spiral cut for vertical drilling; Fig. 4 is a front view of the cutting part of the fine boring tool according to the second embodiment; Fig. 5 is a view of the cutting part seen in the arrow direction E in Fig. 4 and Fig. 6 is a plan view of the cutting part. The fine boring tool according to FIG. 1 has a cutting part 1 and a shank part 2, both of which are hard soldered or glued together.
The cutting part 1 is preferably made of a solid hard material, while the shaft part 2 is preferably made of steel. The cutting part 1 is a hexagonal prism with a slightly conical drop, d. H. with a slight conicity towards the shaft part 2, ausgebil det, but can also have another polygonal shape. The corners of the cutting part 1 are ground round and serve as guide chamfers 3, the largest outside diameter of the cutting part, i.e. H. each Weil opposite guide chamfers 3, corresponds to the diameter of the drilled hole.
In the cutting part 1, a flute 4 is also incorporated, which runs in the direction of the tool longitudinal axis. The head of the cutting part 1 is provided with a conically chamfered and flattened head part 5 in the shape of a truncated cone, one of which is designed as a cutting edge 6, which is exposed by the flute 4. The guide bevels 3, which run over the entire cutting part 1, are set back on the conical head part 5 of the cutting part 1 relative to the cutting edge 6 by a small amount, so that the guide bevels 3 of the head part 5 do not press when the cutting edge 6 engages, but are exposed.
The fine boring tool can be produced in two versions, since it is used for both horizontal and vertical tool arrangements. The cutting part 1 for a hori zontal tool arrangement is designed such that the head part 5 is designed with a straight cutting edge 6 and just the flute 4 (FIG. 1). For a ver vertical tool arrangement, however, the head part 5 is provided with a peeling inclined cutting edge 6 and fal lender, downwardly angled flute 4 (Fig. 2).
The mode of operation of the fine boring tool is as follows. If a hole in any workpiece is to be machined with the fine boring tool, the rotating or stationary fine boring tool is inserted into the pre-drilled hole. The head part 5 of the tool, designed as a flattened truncated cone, first penetrates the bore and lifts a chip with its cutting edge 6. Depending on the design of the head part 5, d. H. For horizontal or vertical drilling, the chip now remains in the flute 4_ or falls away downwards.
When working with a fine boring tool in the horizontal tool position (Fig. 2), the he targeted chip remains through the straight, the tool axis pa rallele 6 in the flute 4 are. The chip can be removed from the flute 4 by moving the tool back. The fine boring tool must stand still in this tool position, i.e. not rotate, which means that the workpiece to be machined has to perform the rotary movement. A lathe is therefore preferably used. The fine boring tool fastened in the tailstock spindle must be attached in such a way that the flute 4 always forms the highest point of the tool in order to avoid jamming and seizing of the chips.
When working in the vertical tool position (Fig. 3), which can be carried out, for example, on vertical drilling machines, the removed chip is passed through the peeling cut, d. H. pressed by the inclined lying lowing cutting edge 6 downwards in the feed direction, and falls through the pre-drilled hole in the waste.
- If the fine boring tool has penetrated with its head part 5 into the bore of the workpiece, then the tool is guided by the guide chamfers 3 in the wall of the bore. The conical design of the cutting part 1 towards the shaft part 2 prevents the guide bevels 3 from rubbing and pushing. Due to the polygonal shape of the cutting part 1, all cutting pressures occurring are well absorbed and the cutting edge 6 is well supported. This uniform support results in a ge exact cylindrical guidance of the fine boring tool, whereby a geometrically perfect shape of the bore and the best surface quality can be achieved. For example, a roughness of 0.4 to 1 micrometer could be measured.
The surface parts lying between the guide bevels 3 have the task of distributing the coolant used during drilling evenly in the bore and, if necessary, to wash away adhering chips from the wall of the bore. This fine boring tool enables the production of deep and very small bores, preferably those less than 10 mm in diameter, with the greatest accuracy.
The fine boring tool according to the second embodiment of FIG. 4 to 6 has a cutting part 7, which is designed as a polygon, preferably as a hexagonal prism and consists for example of hard metal. The corners of the cutting part 7 are made round and formed out as guide bevels 8. The cutter part 7 is provided with a head part 9 in which a chip chamber 10 is introduced, whereby a cutting edge 11 is formed. The cutting edge 11 has a bevel angle α of 15-300, preferably 20o. The bottom angle (3 of the chip chamber 4 is 35o-450, preferably 400, while the paring angle y of the cutting edge 5 is 40-20,), but preferably amounts to 100.
Due to the chip chamber 10 present in the fine boring tool, the chips are pushed downwards in the work process. A possible jamming of chips between the bore wall and the tool, i. H. a filling of chips in the tailor part can no longer occur. A formation of grooves on the workpiece surface cannot occur, which means that a high surface quality can be achieved.