DE102022104036A1

DE102022104036A1 - Rotierendes schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE102022104036A1
Application number: DE102022104036.4A
Authority: DE
Inventors: Yusaku Ando; Tetsuji Yamaguchi; Shinji Mukota; Yuki SUMIYA; Tomonori Ishihara; Fumihiro Itoigawa
Original assignee: Denso Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Current assignee: Denso Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-08-25
Also published as: JP2022129078A; CN114951768A; JP7510647B2

Abstract

Ein rotierendes Schneidwerkzeug weist einen Werkzeugkopf auf, der eine Schneidkante enthält. Die Schneidkante enthält einen Fasenabschnitt. Die Breite des Fasenabschnitts ist in einem ersten Bereich von einer ersten Position in einem Abschnitt des Fasenabschnitts näher an der Mitte des Werkzeugkopfs bis zu einer zweiten Position in einem Abschnitt des Fasenabschnitts näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs als die erste Position konstant. In einem zweiten Bereich von der zweiten Position zu einer dritten Position an einem Abschnitt des Fasenabschnitts, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfes liegt als die zweite Position, wird die Breite der Fase graduell von der zweiten Position zur dritten Position hin verringert, und die zweite Position wird als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite eingestellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein rotierendes Schneidewerkzeug.
2. Verwandter Stand der Technik
JP S60-175513 U (Veröffentlichung einer ungeprüften Gebrauchsmusteranmeldung oder eines eingetragenen Gebrauchsmusters) offenbart einen Bohrer als rotierendes Schneidwerkzeug. Bei dem Bohrer ist eine Schneidkante eines Werkzeugkopfes abgeschrägt bzw. gefast, um eine Beschädigung der Schneidkante zu verhindern. Die Schneide weist also einen Fasenabschnitt auf.
Bei diesem Bohrer ist die Fasenbreite des Fasenabschnitts eine Länge des Fasenabschnitts in axialer Richtung des Bohrers. Die Fasenbreite umfasst eine erste Fasenbreite und eine zweite Fasenbreite. Die erste Fasenbreite ist im gesamten ersten Bereich in einer Richtung von einer Mitte zu einem Umfangsrand des Werkzeugkopfs des Bohrers (einer radialen Richtung des Bohrers) konstant. Andererseits ist die zweite Fasenbreite in dem gesamten zweiten Bereich in einer Richtung von dem ersten Bereich zu dem Umfangsrand des Werkzeugkopfes kleiner als die erste Fasenbreite in dem ersten Bereich und konstant.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein erster Bohrer, bei dem eine Schneidkante einen Fasenabschnitt aufweist, hat eine geringere Schärfe als ein zweiter Bohrer, bei dem eine Schneidkante keinen Fasenabschnitt aufweist. Die geringe Schärfe des ersten Bohrers verursacht einen hohen Schneidwiderstand, was zu verschiedenen Problemen, wie einer geringen Bearbeitungsgenauigkeit, führt. Daher hat der erste Bohrer mit einer Schneide, die einen Fasenabschnitt aufweist, vorzugsweise eine höhere Schärfe. Dies ist nicht auf Bohrer beschränkt, sondern gilt auch für andere rotierende Schneidwerkzeuge als Bohrer, die eine Schneidkante mit einem Fasenabschnitt aufweisen.
Als Antwort auf das obige Problem sind ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Offenbarung darauf gerichtet, ein rotierendes Schneidwerkzeug bereitzustellen, das eine Schneidkante mit einem Fasenabschnitt aufweist und eine hohe Schärfe hat.
Um die vorstehende Aufgabe zu erfüllen, ist ein rotierendes Schneidwerkzeug, das ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist, ein rotierendes Schneidwerkzeug zum Schneiden eines Werkstücks. Das rotierende Schneidwerkzeug enthält eine Schneidkante (4), eine Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche (11, 14) und eine Freiraumoberfläche (12). Die Schneidkante (4) ist in einem vorbestimmten Bereich von einer Umfangskante eines Werkzeugkopfes (3) des rotierenden Schneidwerkzeugs zu einer Mitte des Werkzeugkopfes in einer radialen Richtung (D3) des rotierenden Schneidwerkzeugs vorgesehen. Die Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche (11, 14) ist im Werkzeugkopf (3) vorgesehen und für die Ausbildung der Schneidkante vorgesehen. Die Freiraumoberfläche (12) ist im Werkzeugkopf vorgesehen, bildet die Schneidkante in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen der Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche und der Freiraumoberfläche aus und bildet einen Abstand zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkstück. Die Schneide ist in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen der Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche und der Freiraumoberfläche vorgesehen und enthält einen Fasenabschnitt (13, 15), von dem zumindest ein Teil eine ebene Oberfläche ist. Eine Fasenbreite (W1) des Fasenabschnitts ist eine Länge des Fasenabschnitts in einer axialen Richtung (D1) des rotierenden Schneidwerkzeugs. Ein Wert der Fasenbreite (W1) ist in einem ersten Bereich von einer ersten Position (P1), die sich in einem Abschnitt des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs befindet, bis zu einer zweiten Position (P2), die sich in einem Abschnitt des Fasenabschnitts befindet, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs liegt als die erste Position, konstant. In einem zweiten Bereich von der zweiten Position zu einer dritten Position (P3), die sich an einem Abschnitt des Fasenabschnitts befindet, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs liegt als die zweite Position, wird der Wert der Breite der Fase von der zweiten Position zur dritten Position hin verringert. Die zweite Position ist als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite eingestellt, an der eine Verringerung der Fasenbreite gestartet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben herausgefunden, dass ein Bohrer, der eine Schneidkante mit einem Fasenabschnitt mit der vorstehenden Konfiguration enthält, eine hohe Schärfe aufweist. Aufgrund der Schneidkante, die den Fasenabschnitt mit der vorstehenden Konfiguration enthält, wird während des Schneidevorgangs eines Werkstücks ein Abschnitt des von dem Werkstück geschnittenen Werkstücks kontinuierlich an dem Fasenabschnitt als angesammeltes Material angebracht, das sich in dem Fasenabschnitt ansammelt. Dies ermöglicht, dass das angesammelte Material, das an dem Fasenabschnitt der Schneide angebracht ist, eine scharfe Kante aufbaut. Infolgedessen kann der Bohrer, der die Schneidkante mit dem Fasenabschnitt enthält, eine hohe Schärfe aufweisen.
Jeder Komponente bzw. jedem Bauteil ist ein Bezugszeichen zugeordnet, das ein Beispiel für eine Korrespondenzbeziehung zwischen dem Bauteil und einem spezifischen Bauteil in den später beschriebenen Ausführungsformen darstellt.
Figurenliste
In den beigefügten Zeichnungen:

1 ist ein Diagramm, das einen Werkzeugkopf eines Bohrers in einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2A ist eine Gesamtansicht des Bohrers in 1;
2B ist eine perspektivische Ansicht des Bohrers in 1;
3 ist eine Seitenansicht des Bohrers in 1;
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 3;
5 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Vergleichs der Schärfe zwischen einem Bohrer aus Beispiel 1 und einem Bohrer aus Vergleichsbeispiel 1 zeigt;
6 ist ein Diagramm, das einen Werkzeugkopf eines Bohrers einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
7 ist eine perspektivische Ansicht des Bohrers in 6;
8 ist ein Diagramm, das einen Werkzeugkopf eines Bohrers einer dritten Ausführungsform veranschaulicht; und
9 ist eine perspektivische Ansicht des Bohrers in 8.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen eines rotierenden Schneidwerkzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen sind Komponenten bzw. Bauteile, die identisch oder gleichwertig sind, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Ein Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform, die in den 1 bis 3 dargestellt ist, ist ein Schneidwerkzeug, das beispielsweise zum Bohren verwendet wird, und der Bohrer 1 ist ein rotierendes Schneidwerkzeug zum Schneiden eines Werkstücks, während zumindest entweder der Bohrer 1 oder das Werkstück gedreht wird. Während der Drehung des Bohrers 1 wird der Bohrer 1 um eine Achse L1 gedreht. Die Achse L1 ist auch eine Mittellinie des Bohrers 1. Der Bohrer 1 enthält einen Bohrerkörper 2 und einen in 2A dargestellten Schaftabschnitt S.
Der in den 2A, 2B und 3 gezeigte Bohrerkörper 2 ist ein Abschnitt des Bohrers 1, der sich an einer Spitzenseite des Bohrers 1 in einer axialen Richtung D1 befindet. Die axiale Richtung D1 ist eine Richtung parallel zur Achse L1. Der Bohrerkörper 2 weist einen Werkzeugkopf 3 auf, der eine Schneidkante 4 zum Schneiden eines Werkstücks enthält. Die Schneidkante 4 erstreckt sich von einer Position nahe einer Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 in Richtung einer Mitte des Werkzeugkopfs 3 in einer radialen Richtung D3 des Bohrers 1. Die Schneidkante 4 ist in einem vorbestimmten Bereich von der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 zu einer Mitte C1 des Werkzeugkopfes 3 in der radialen Richtung D3 des Bohrers 1 vorgesehen. Die Position der Mitte C1 des Werkzeugkopfes 3 fällt mit der Position im Werkzeugkopf 3 zusammen, durch die die Achse L1 hindurchtritt. Der Bohrerkörper 2 weist eine Nut 5 zum Abführen von Spänen (Abschnitte eines vom Werkstück abgeschnittenen Werkstücks) auf, die beim Schneiden des Werkstücks durch die Schneidkante 4 entstehen. Die Nut 5 erstreckt sich von dem Werkzeugkopf 3 zu einem hinteren Ende des Bohrers 1 in der axialen Richtung D1. Die Nut 5 ist in einem vorbestimmten Bereich von dem Werkzeugkopf 3 in Richtung des hinteren Endes des Bohrers 1 in der axialen Richtung D1 vorgesehen. Außerdem ist die Nut 5 in einer spiralförmigen Form um die Achse L1 vorgesehen. Der Schaftabschnitt S ist ein Abschnitt des Bohrers 1, der sich näher am hinteren Ende des Bohrers 1 befindet als der Bohrerkörper 2. Der Schaftabschnitt S wird durch eine rotierende Welle einer Werkzeugmaschine gehalten.
Der Bohrer 1 enthält ein Material wie einen Hochgeschwindigkeitsstahl, ein zementiertes Karbid, ein Cermet, eine Keramik, einen CBN-Sinterkörper (kubisches Bornitrid) oder einen Diamant-Sinterkörper sowie eine Schicht, die das Material abdeckt. Der Bohrer 1 muss nicht unbedingt die Schicht enthalten. Der gesamte Bohrer 1 muss nicht unbedingt aus dem vorstehenden Material bestehen. Der Bohrer 1 kann so konfiguriert sein, dass nur der Werkzeugkopf 3 des Bohrers 1 aus dem vorstehenden Material hergestellt ist.
Wie in 1 und 2B gezeigt, weist der Bohrerkörper 2 zwei Sätze von Abschnitten auf, von denen jeder eine Spanoberfläche 11, eine Freiraumoberfläche 12, eine Hauptschneidkante 13, einen Ausdünnungsabschnitt 14 und eine Ausdünnungsschneidkante 15 enthält. Der Bohrerkörper 2 enthält erste Abschnitte, von denen jeder die Spanoberfläche 11, die Freiraumoberfläche 12, die Hauptschneidkante 13, den Ausdünnungsabschnitt 14 und die Ausdünnungsschneidkante 15 enthält. Der Bohrerkörper 2 weist zumindest zwei erste Abschnitte auf. Das heißt, der Bohrerkörper 2 weist einen zweiten Abschnitt auf, der zumindest zwei Sätze von ersten Abschnitten enthält. Die ersten Abschnitte werden im Folgenden beschrieben. Die Spanoberflächen 11, die Freiraumoberflächen 12, die Hauptschneidkanten 13, die Ausdünnungsabschnitte 14 und die Ausdünnungsschneidkanten 15 sind in dem Werkzeugkopf 3 vorgesehen. Die Hauptschneidkanten 13 und die Ausdünnungsschneidkanten 15 bilden die Schneidkanten 4. In 1 und 2B sind die Schneidkanten 4 zur besseren Sichtbarkeit schraffiert dargestellt. Das Gleiche gilt für die 6 bis 9.
Die spanende Oberfläche 11 befindet sich näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 als die Mitte C1 des Werkzeugkopfs 3 in radialer Richtung D3 des Bohrers 1. Bei der Spanoberfläche 11 handelt es sich um eine Oberfläche, die benachbart zu einer Oberfläche der Hauptschneidkante 13 vorgesehen ist. Die Spanoberfläche 11 ist eine Oberfläche zum Spanen eines Abschnitts eines geschnittenen und von dem Werkstück entfernten Werkstücks. Im Werkzeugkopf 3 befindet sich die Spanoberfläche 11 an einer Stirnseite an einer inneren Wandoberfläche, die die Nut 5 in einer Drehrichtung D2 des Bohrers 1 bildet. Die Hauptschneidkante 13 ist in einem Abschnitt des Werkzeugkopfs 3 zwischen der Freiraumoberfläche 12 und der Spanoberfläche 11 ausgebildet. Die Spanoberfläche 11 ist somit eine erste Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche zum Ausbilden der Schneidkante 4.
Wenn der Werkzeugkopf 3 in ein Werkstück schneidet, bildet die Freiraumoberfläche 12 einen Abstand zwischen dem Werkzeugkopf 3 und dem Werkstück aus, um unnötige Reibung zwischen dem Werkzeugkopf 3 und dem Werkstück zu vermeiden. Der Freiraum ist ein Zwischenraum. Die Freiraumoberfläche 12 befindet sich in Drehrichtung D2 des Bohrers 1 an der Rückseite der gespannten Oberfläche 11. Die Freiraumoberfläche 12 ist somit eine zweite Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche zum Ausbilden eines Zwischenraums zwischen dem Werkzeugkopf 3 und dem Werkstück. Die Schneidkante 4 ist in einem Abschnitt des Werkzeugkopfs 3 zwischen der Spanoberfläche (erste Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche) 11 und der Freiraumoberfläche 12 ausgebildet.
Die Freiraumoberfläche 12 enthält eine erste Freiraumbereichsoberfläche 121 und eine zweite Freiraumbereichsoberfläche 122. Die Hauptschneidkante 13 ist in einem Abschnitt des Werkzeugkopfs 3 zwischen der Spanoberfläche 11 und der ersten Freiraumoberfläche 121 ausgebildet. Die zweite Freiraumoberfläche 122 ist neben der ersten Freiraumoberfläche 121 an der Rückseite der ersten Freiraumoberfläche 121 in der Drehrichtung D2 des Bohrers 1 vorgesehen. Bei der zweiten Freiraumoberfläche 122 handelt es sich um eine Oberfläche, die sich in Drehrichtung D2 des Bohrers 1 hinter der ersten Freiraumoberfläche 121 befindet und benachbart zur ersten Freiraumoberfläche 121 vorgesehen ist. Die erste Freiraumoberfläche 121 und die zweite Freiraumoberfläche 122 sind nicht parallel zueinander, sondern überschneiden sich. Die Freiraumoberfläche 12 weist eine Fluidbohrung 123 auf. Während des Bohrens wird eine Schneidflüssigkeit von dem Werkzeugkopf 3 durch das Flüssigkeitsloch 123 ausgestoßen. Die Freiraumoberfläche 12 muss nicht unbedingt das Fluidloch 123 aufweisen, solange eine Schneidflüssigkeit auch ohne das Fluidloch 123 zugeführt werden kann.
Die Hauptschneidkante 13 ist in einem Abschnitt des Werkzeugkopfs 3 zwischen der Spanoberfläche 11 und der Freiraumoberfläche 12 vorgesehen. Mit anderen Worten, die Hauptschneidkante 13 ist in einem vorbestimmten Bereich von einem Endabschnitt der Spanoberfläche 11 in Richtung eines Endabschnitts der Freiraumoberfläche 12 vorgesehen. Die Hauptschneidkante 13 erstreckt sich von einer Position nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 in Richtung der Mitte des Werkzeugkopfes 3 in der radialen Richtung D3 des Bohrers 1. Die Hauptschneidkante 13 ist in einem vorbestimmten Bereich von der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 in Richtung der Mitte des Werkzeugkopfs 3 in der radialen Richtung D3 des Bohrers 1 vorgesehen.
Der Ausdünnungsabschnitt 14 ist im Werkzeugkopf 3 neben der Freiraumoberfläche 12 an der Rückseite der Freiraumoberfläche 12 in der Drehrichtung D2 des Bohrers 1 vorgesehen. Der Ausdünnungsabschnitt 14 weist eine Oberfläche auf, die sich in dem Werkzeugkopf 3 an der Rückseite der Freiraumoberfläche 12 in der Drehrichtung D2 des Bohrers 1 befindet und benachbart zu der Freiraumoberfläche 12 vorgesehen ist. Der Ausdünnungsabschnitt 14 ist im Werkzeugkopf 3 neben der inneren Wandoberfläche, die die Nut 5 bildet, an der Vorderseite der inneren Wandoberfläche, die die Nut 5 in der Drehrichtung D2 des Bohrers 1 bildet, vorgesehen. Der Ausdünnungsabschnitt 14 weist eine Oberfläche auf, die sich im Werkzeugkopf 3 vor der die Nut 5 bildenden inneren Wandoberfläche in Drehrichtung D2 des Bohrers 1 befindet und benachbart zur die Nut 5 bildenden inneren Wandoberfläche vorgesehen ist. In dem Ausdünnungsabschnitt 14 ist ein Abschnitt nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 dünner als die Spanoberfläche 11. Der Ausdünnungsabschnitt 14 ist vorgesehen, damit ein Abschnitt des Werkzeugkopfes 3, der sich nahe der Mitte des Werkzeugkopfes 3 befindet, eine geringere Dicke aufweist als die Spanoberfläche 11. Die Ausdünnungsschneidkante 15 ist in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes 3 zwischen der ersten Freiraumoberfläche 121 und dem Ausdünnungsabschnitt 14 in einer Position nahe der Mitte des Werkzeugkopfes 3 ausgebildet. Somit ist der Ausdünnungsabschnitt 14 eine erste Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche zum Ausbilden der Schneidkante 4.
Genauer gesagt, enthält der Ausdünnungsabschnitt 14 eine erste Ausdünnungsoberfläche 141 und eine zweite Ausdünnungsoberfläche 142. Die Ausdünnungsschneidkante 15 ist in einem Abschnitt des Werkzeugkopfs 3 zwischen der ersten Freiraumoberfläche 121 und der ersten Ausdünnungsoberfläche 141 in einer Position nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 ausgebildet. Die zweite Ausdünnungsoberfläche 142 ist benachbart zu der zweiten Ausdünnungsoberfläche 122 der Freiraumoberfläche 12 des Satzes vorgesehen, der sich von dem Satz von der Freiraumoberfläche 12, der die erste Ausdünnungsoberfläche 121 enthält, unterscheidet. Wie in 2B dargestellt, ist die erste Ausdünnungsoberfläche 141 neben der zweiten Ausdünnungsoberfläche 142 vorgesehen, um einen stumpfen Winkel mit der zweiten Ausdünnungsoberfläche 142 auszubilden. Die erste Ausdünnungsoberfläche 141 ist benachbart zu der zweiten Ausdünnungsoberfläche 142 vorgesehen, um einen stumpfen Winkel mit der zweiten Ausdünnungsoberfläche 142 auszubilden. Eine Schnittlinie 143 der ersten Ausdünnungsoberfläche 141 und der zweiten Ausdünnungsoberfläche 142 erstreckt sich von einer Position nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 in Richtung der Mitte C1 des Werkzeugkopfes 3 in der radialen Richtung D3 des Bohrers 1. Die Schnittlinie 143 erstreckt sich ferner näher an der Spitze des Bohrers 1 in der axialen Richtung D1.
Die vorliegende Ausführungsform zeigt ein Beispiel, bei dem der Ausdünnungsabschnitt 14 von einem X-Typ ist, aber die Art des Ausdünnungsabschnitts 14 ist nicht darauf begrenzt. Der Ausdünnungsabschnitt 14 kann auch von einem anderen Typ als dem X-Typ sein. Der Ausdünnungsabschnitt 14 ist vorgesehen, um den Schneidewiderstand des Bohrers 1 zu verringern und die Schneidleistung des Bohrers 1 zu verbessern. Beispiele für andere Typen des Ausdünnungsabschnitts 14 als den X-Typ enthalten einen XR-Typ, einen S-Typ und einen N-Typ.
Die Ausdünnungsschneidkante 15 ist zwischen dem Ausdünnungsabschnitt 14 und der Freiraumoberfläche 12 in einer Position nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 vorgesehen. Die Ausdünnungsschneidkante 15 ist neben der Hauptschneidkante 13 an einer Position vorgesehen, die näher an der Mitte des Werkzeugkopfes 3 liegt als die Hauptschneidkante 13 selbst. Die Ausdünnungsschneidkante 15 befindet sich an einer Position näher an der Mitte des Werkzeugkopfs 3 als die Hauptschneidkante 13 und ist benachbart zur Hauptschneidkante 13 vorgesehen. Die Schneidkante 4, die die Hauptschneidkante 13 und die Ausdünnungsschneidkante 15 enthält, erstreckt sich von der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 zur Mitte C1 des Werkzeugkopfs 3 in radialer Richtung D3 des Bohrers 1.
Bei der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform sind die Ausdünnungsschneidkante 15 und die Hauptschneidkante 13, die Schneidkanten sind, gefast. Das heißt, die Ausdünnungsschneidkante 15 und die Hauptschneidkante 13 enthalten jeweils einen Fasenabschnitt. Zumindest ein Teil des Fasenabschnitts ist eine ebene Oberfläche. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist beispielhaft der gesamte Fasenabschnitt eine ebene Oberfläche, aber der Fasenabschnitt ist nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann der Fasenabschnitt so konfiguriert sein, dass ein Abschnitt des Fasenabschnitts mit Ausnahme eines Endabschnitts des Fasenabschnitts eine ebene Oberfläche ist und der Endabschnitt des Fasenabschnitts eine gekrümmte Oberfläche ist.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 3. Wie in 4 gezeigt, ist ein Fasenabschnitt θ1 ein Winkel, der durch die axiale Richtung D1 und die ebene Oberfläche des Fasenabschnitts gebildet wird, der die Schneidkante 4 bildet. Der Fasenwinkel θ1 ist im gesamten Fasenabschnitt von einem Ende des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 bis zu einem Ende des Fasenabschnitts nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 (d.h. bis zur Umfangskante des Werkzeugkopfs 3) in radialer Richtung D3 des Bohrers 1 konstant. Der Fasenwinkel θ1 liegt in einem Bereich von 10° oder mehr und 50° oder weniger. Die vorliegende Ausführungsform zeigt ein Beispiel, bei dem der Fasenwinkel θ1 im gesamten Fasenabschnitt konstant ist, der Fasenwinkel θ1 ist jedoch nicht darauf begrenzt. Der Fasenwinkel θ1 muss nicht unbedingt im gesamten Fasenabschnitt konstant sein.
Wie in 4 gezeigt, ist die Breite der Fase W1 eine Länge des Fasenabschnitts in der axialen Richtung D1. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist ein Wert der Fasenbreite W1 im gesamten mittleren Bereich konstant, der sich in einem Abschnitt des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet. Der mittlere Bereich ist ein erster Bereich von einer ersten Position P1, die sich am Ende des Fasenabschnitts näher an der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet, bis zu einer zweiten Position P2, die sich an einem Abschnitt des Fasenabschnitts befindet, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 liegt als der erste Ort P1 in der radialen Richtung D3 des Bohrers 1. Das heißt, eine Fasenbreite W1P1 des Fasenabschnitts an der ersten Position P1 und eine Fasenbreite W1P2 des Fasenabschnitts an der zweiten Position P2 weisen denselben Wert auf. Die zweite Position P2 ist als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 eingestellt, an der die Verringerung der Fasenbreite W1 gestartet wird, und die Fasenbreite W1 wird von der Verringerungs-Startposition in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 allmählich bzw. graduell verringert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Position P1 im Fasenabschnitt eine Position eines Endes der Ausdünnungsschneidkante 15 näher an der Mitte des Werkzeugkopfes 3 und ist eine Position der Mitte C1 des Werkzeugkopfes 3. Die zweite Position P2 im Fasenabschnitt ist eine Zwischenposition in der Hauptschneidkante 13. Die Zwischenposition in der Hauptschneidkante 13 ist eine vorbestimmte Position zwischen einer vierten Position P4, die sich an einem Ende der Hauptschneidkante 13 nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet, und einer dritten Position P3, die sich an einem Ende der Hauptschneidkante 13 nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 (d.h. an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3) in radialer Richtung D3 des Bohrers 1 befindet. Die Breite der Fase W1 wird in einem zweiten Bereich von der Zwischenposition in der Hauptschneidkante 13 (der zweiten Position P2) bis zur dritten Position P3, die sich an der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 befindet, graduell verringert. Das heißt, der Wert der Fasenbreite W1 wird von der zweiten Position P2 zur dritten Position P3 in der Hauptschneidkante 13 graduell verringert. Eine Fasenbreite W1P3 an der dritten Position P3 weist einen kleineren Wert auf als die Fasenbreite W1P2 an der zweiten Position P2. Der Wert der Breite der Fase W1 wird mit einer konstanten Rate verringert. Der Wert der Breite der Fase W1 muss nicht notwendigerweise mit einer konstanten Rate verringert werden. Die Breite der Fase W1 kann z. B. gemäß einer quadratischen Funktion verringert werden.
Der Wert der Fasenbreite W1 wird basierend auf einer Schnittlänge eingestellt. Die Schnittlänge ist eine Bearbeitungslänge in einer Vorschubrichtung der Schneidkante 4 (einer Vorschubrichtung des Werkzeugs), durch die ein Werkstück pro Umdrehung des Bohrers 1 bearbeitet wird. Die Schnittlänge wird basierend auf einer Vorschubgeschwindigkeit f [mm/U] des Bohrers 1 berechnet. Die Vorschubgeschwindigkeit f ist eine Distanz, durch die der Bohrer 1 pro Umdrehung des Bohrers 1 in axialer Richtung D1 zugestellt wird.
Konkret weist die Breite der Fase W1 im mittleren Bereich des Fasenabschnitts einen Wert (Größe) auf, der sich durch Multiplikation der Schnittlänge mit einer ersten Konstanten ergibt. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Konstante einen Wert im Bereich von 1,0 oder mehr und 3,0 oder weniger auf. Die Breite der Fase W1 an der dritten Position P3 im Fasenabschnitt, der sich an der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 befindet, weist einen Wert (Größe) auf, der durch Multiplikation der Schnittlänge mit einer zweiten Konstanten erhalten wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die zweite Konstante einen Wert auf, der kleiner als der der ersten Konstante ist und im Bereich von 0,3 oder mehr und 1,0 oder weniger liegt.
Der Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform wird zum Bohren eines Werkstücks verwendet. Beim Bohren wird der Bohrer 1 in axialer Richtung D1 zur Kopfseite hin in das Werkstück eingeführt, während der Bohrer 1 um die Achse L1 gedreht wird. Dabei wird das Werkstück durch die Ausdünnungsschneidkante 15 und die Hauptschneidkante 13 geschnitten. Die durch die Ausdünnungsschneidkante 15 und die Hauptschneidkante 13 von dem Werkstück abgetrennten Späne werden durch die Nut 5 in Richtung des hinteren Endes des Bohrers 1 in axialer Richtung D1 abgeführt. Die Drehzahl N [min-1] des Bohrers 1 beim Bohren wird gemäß dem Material des Werkstücks eingestellt.
Im Folgenden wird erläutert, warum die Breite der Fase W1 wie vorstehend beschrieben eingestellt ist.
Wenn beim Bohren ein Abschnitt (Späne) eines durch den Bohrer 1 von dem Werkstück abgetrennten Werkstücks als angesammeltes Material an dem Fasenabschnitt anhaftet, funktioniert das angesammelte Material als Schneidkante. Das angesammelte Material, das als Schneidkante fungiert, wird als aufgebaute Kante bzw. Aufbauschneide bezeichnet. Während der Drehung des Bohrers 1 variiert die Schnittgeschwindigkeit V [m/min] in Abhängigkeit von der Position im Werkzeugkopf 3 in radialer Richtung D3. Konkret ist die Schnittgeschwindigkeit V in der Mitte C1 des Werkzeugkopfs 3 gleich 0, und die Schnittgeschwindigkeit V wird von der Mitte C1 in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 in radialer Richtung D3 erhöht. Das heißt, die Schnittgeschwindigkeit V an einer Position in der Nähe des Umfangs des Werkzeugkopfs 3 ist höher als die Schnittgeschwindigkeit V an einer Position in der Nähe der Mitte des Werkzeugkopfs 3. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Schnittgeschwindigkeit V eine Relativgeschwindigkeit des Bohrers und des Werkstücks in Umfangsrichtung an einer vorbestimmten Position im Werkzeugkopf 3 in radialer Richtung D3.
Die vorliegende Erfindung weist den folgenden technischen Vorteil der Aufbauschneide auf. Wenn die Schnittgeschwindigkeit V eine vorbestimmte erste Geschwindigkeit überschreitet, wird die Aufbauschneide klein und scharf. Daher wird eine Position im Werkzeugkopf 3, an der die Schnittgeschwindigkeit V die vorbestimmte erste Geschwindigkeit ist, als Verringerungs-Startposition der Breite der Fase W1 eingestellt (die zweite Position P2 im Fasenabschnitt). Das heißt, die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 kann in Abhängigkeit von der Schnittgeschwindigkeit V definiert werden. Dadurch kann die scharfe Aufbauschneide kontinuierlich am Fasenabschnitt angebracht werden. Durch diese Konfiguration weist der Bohrer 1 eine hohe Schärfe auf.
Bei dem Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Schnittgeschwindigkeit V, bei der eine scharfe Aufbauschneide im Fasenabschnitt ausgebildet wird, 50 m/min, wenn ein Werkstück aus einem spezifischen Werkstoff mit einer vorbestimmten Drehzahl N gebohrt wird. Diese Schnittgeschwindigkeit V entspricht der vorstehend beschriebenen vorbestimmten ersten Geschwindigkeit. Im Werkzeugkopf 3 beträgt die Schnittgeschwindigkeit V an der Zwischenposition in der Hauptschneidkante 13, d.h. der zweiten Position P2 im Fasenabschnitt, 50 m/min. Somit ist die Zwischenposition in der Hauptschneidkante 13 (die zweite Position P2 im Fasenabschnitt) als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 eingestellt.
5 zeigt die Ergebnisse des Vergleichs der Schärfe zwischen einem Bohrer aus Beispiel 1 und einem Bohrer aus Vergleichsbeispiel 1. 5 zeigt die Ergebnisse der Messung der Anzahl von Löchern, die bei wiederholtem Bohren eines Werkstücks unter Verwendung des Bohrers aus Beispiel 1 und des Bohrers aus Vergleichsbeispiel 1 ausgebildet wurden. Der Bohrer von Beispiel 1 ist ein Beispiel für den Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform. Das heißt, der Bohrer des Beispiels 1 wurde so konfiguriert, dass die Breite der Hauptschneidkante zur Umfangskante des Werkzeugkopfes hin verringert wurde. Bei dem Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 war die Fasenbreite der gesamten Ausdünnungsschneidkante und der gesamten Hauptschneidkante gleich der Fasenbreite der Ausdünnungsschneidkante des Beispiels 1 und konstant. Das heißt, der Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 war nicht so konfiguriert, dass die Fasenbreite der Hauptschneidkante zur Umfangskante des Werkzeugkopfes hin verringert war. Ansonsten wies der Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 die gleiche Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform auf wie der Bohrer 1.
Sowohl der Bohrer von Beispiel 1 als auch der Bohrer von Vergleichsbeispiel 1 wiesen einen Durchmesser von 4 mm auf. Die Schnittgeschwindigkeit V an der Umfangskante des Werkzeugkopfes betrug 80 m/min. Die Vorschubgeschwindigkeit f betrug 0,17 mm/Umdrehung. Das Bohren wurde ausgeführt, während eine Schneidflüssigkeit durch eine in den Bohrern vorgesehene Flüssigkeitsbohrung strömte. Der Fasenwinkel θ der Bohrer betrug 25°.
Bei dem Bohrer aus Beispiel 1 wies die Fasenbreite W1P2 an der zweiten Position P2 als Verringerungs-Startposition einen Wert auf, der durch Multiplikation der Schnittlänge mit 1,6 erhalten wurde. In dem Bohrer des Beispiels 1 hatte die Breite der Fase W1P3 an der dritten Position P3, die sich an der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 befindet, einen Wert, der durch Multiplikation der Schneidlänge mit 0,6 erhalten wurde. Bei dem Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 wies die Breite der Fase W1 einen Wert auf, der durch Multiplikation der Schnittlänge mit 1,6 erhalten wurde.
Wie in 5 gezeigt, wurde bei dem Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 bei einer Anzahl von mehr als 1000 Löchern die Schneidkante beschädigt, so dass der Bohrer die Bearbeitung fortsetzen konnte. Beim Bohrer von Beispiel 1 hingegen wurde die Schneidkante selbst bei einer Anzahl von mehr als 3000 Löchern nicht beschädigt, so dass der Bohrer die Bearbeitung fortsetzen konnte. Von den in 5 dargestellten Ergebnissen wurde bestätigt, dass der Bohrer von Beispiel 1 eine höhere Schärfe aufweist als der Bohrer von Vergleichsbeispiel 1.
Beim Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 wies die gesamte Schneidkante eine gleichmäßige Fasenbreite auf, und der Wert der Fasenbreite entsprach dem Maximalwert der Fasenbreite W1 beim Bohrer von Beispiel 1. Im Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 wies ein Abschnitt der Schneidkante nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfes eine größere Fasenbreite auf als im Bohrer des Beispiels 1. Somit wies die Schneidkante im Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 eine geringe Schärfe und einen hohen Schneidewiderstand auf. Beim Bohrer des Vergleichsbeispiels 1 wies ein Abschnitt der Schneidkante in der Nähe der Umfangskante des Werkzeugkopfes eine große Fasenabschnitt-Breite auf; daher wurde angenommen bzw. davon ausgegangen, dass der Fasenabschnitt einen Bereich aufweist, in dem sich kein Material ansammelt.
Beim Bohrer aus Beispiel 1 hingegen wurde in einem Abschnitt der Schneidkante nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfs die Breite der Fase graduell zur Umfangskante des Werkzeugkopfs hin verringert. Insbesondere wurde bei dem Bohrer von Beispiel 1 die Verringerungs-Startposition der Breite der Hauptschneidkante auf eine Position in der Hauptschneidkante eingestellt, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit war, bei der eine scharfe Aufbauschneide in dem Fasenabschnitt ausgebildet wurde. Der Bohrer aus Beispiel 1 wurde so konfiguriert, dass die Fasenbreite der Hauptschneidkante von der Verringerungs-Startposition in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfes verringert wurde. Somit wies die Schneidkante beim Bohrer von Beispiel 1 weniger wahrscheinlich eine geringe Schärfe auf als beim Bohrer von Vergleichsbeispiel 1. Bei dem Bohrer aus Beispiel 1 wurde eine angemessene Menge an angesammeltem Material, bei dem es sich um einen von dem Werkstück abgeschnittenen Abschnitt handelte, an dem Fasenabschnitt angebracht, um eine scharfe Aufbauschneide auszubilden. Wie in 5 dargestellt, wies der Bohrer von Beispiel 1 eine hohe Schärfe auf.
JP 2004-268230 A (veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung) offenbart einen Bohrer mit einer Schneidkante, die einen Fasenabschnitt enthält (im Folgenden als „Bohrer A“ bezeichnet). Bei dem Bohrer A ist die Breite der Fase über die gesamte Ausdünnungsschneidkante konstant. Beim Bohrer A wird die Breite der Fase von einer Position an der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante und der Hauptschneidkante graduell in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfes erhöht. Das heißt, beim Bohrer A entspricht die Position der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante und der Hauptschneidkante einer Position, an der die Erhöhung der Fasenbreite gestartet wird. Die Fasenbreite der Hauptschneidkante wird also zur Umfangskante des Werkzeugkopfs hin erhöht und ist größer als die Fasenbreite der Ausdünnungsschneidkante.
Unter der Annahme, dass der Wert der Fasenbreite der Ausdünnungsschneidkante des Bohrers A der gleiche ist wie der der Fasenbreite W1 der Ausdünnungsschneidkante 15 der vorliegenden Ausführungsform, ist die Fasenbreite der Hauptschneidkante des Bohrers A größer als die Fasenbreite W1 der Hauptschneidkante 13 der vorliegenden Ausführungsform. Bei dem Bohrer A mit einer solchen Konfiguration weist die Hauptschneidkante eine geringere Schärfe und einen höheren Schneidewiderstand auf als bei dem Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform. Beim Bohrer A wird, wie beim Bohrer des Vergleichsbeispiels 1, davon ausgegangen, dass der Fasenabschnitt einen Bereich aufweist, in dem kein angesammeltes Material anhaftet. Daher weist der Bohrer A eine geringere Schärfe auf als der Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform.
Die vorliegenden Erfinder haben als Bohrer des Vergleichsbeispiels 2 (nicht gezeigt) einen Bohrer hergestellt, bei dem die gesamte Schneidkante eine einheitliche Fasenbreite aufweist und der Wert der Fasenbreite gleich dem Mindestwert der Fasenbreite W1 im Bohrer des Beispiels 1 ist. Abgesehen davon wies der Bohrer des Vergleichsbeispiels 2 die gleiche Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform auf wie der Bohrer 1. Ein von den Erfindern durchgeführter Versuch bestätigte, dass der Bohrer des Vergleichsbeispiels 2 eine geringere Schärfe aufwies als der Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform. Bei dem Bohrer des Vergleichsbeispiels 2 wies der Fasenabschnitt eine kleinere Fläche auf als bei dem Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform. Daher wurde bei dem Bohrer des Vergleichsbeispiels 2 davon ausgegangen, dass die Menge an angesammeltem Material, das an dem Fasenabschnitt haftet, gering ist.
Bei einem in JP S60-175513 U beschriebenen Bohrer (im Folgenden als „Bohrer B“ bezeichnet) ist die Breite der Fase in der gesamten Ausdünnungsschneidkante konstant. Beim Bohrer B ist die Fasenbreite der Hauptschneidkante kleiner als die der Ausdünnungsschneidkante und konstant.
Es wird davon ausgegangen, dass der Wert der Fasenbreite der Ausdünnungsschneidkante des Bohrers B gleich dem der Fasenbreite W1 der Ausdünnungsschneidkante 15 der vorliegenden Ausführungsform ist. Ferner wird davon ausgegangen, dass der Wert der Fasenbreite der Hauptschneidkante des Bohrers B gleich dem Mindestwert der Fasenbreite W1 der Hauptschneidkante 13 der vorliegenden Ausführungsform ist. Bei dem Bohrer B, der eine solche Konfiguration aufweist, weist der Fasenabschnitt der Hauptschneidkante eine kleinere Fläche auf als bei dem Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform. Daher wird beim Bohrer B davon ausgegangen, dass die Menge an angesammeltem Material, das am Fasenabschnitt der Hauptschneidkante haftet, gering ist. Daher wird davon ausgegangen, dass der Bohrer B eine geringere Schärfe aufweist als der Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben, enthält die Schneidkante 4 bei der vorliegenden Ausführungsform des Bohrers 1 die Ausdünnungsschneidkante 15 und die Hauptschneidkante 13. Sowohl die Ausdünnungsschneidkante 15 als auch die Hauptschneidkante 13 enthalten jeweils einen Fasenabschnitt. Der Wert der Fasenbreite W1 ist im gesamten mittleren Bereich konstant, der sich in einem Abschnitt des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Bohrers 1 ist in einem Abschnitt des Fasenabschnitts, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 liegt als der mittlere Bereich, die zweite Position P2, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit ist, bei der eine scharfe Aufbauschneide in dem Fasenabschnitt ausgebildet wird, als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 eingestellt. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 auf die zweite Position P2 eingestellt, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit ist, bei der die Aufbauschneide scharf wird und die scharfe Aufbauschneide kontinuierlich an dem Fasenabschnitt angebracht wird. Die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 wird in Abhängigkeit von der Schnittgeschwindigkeit definiert, bei der die Aufbauschneide scharf wird und die scharfe Aufbauschneide kontinuierlich mit dem Fasenabschnitt verbunden ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Bohrers 1 wird die Fasenbreite W1 der Hauptschneidkante 13 von der Verringerungs-Startposition aus graduell in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 verringert. Bei dem Bohrer 1 der vorliegenden Ausführungsform wird aufgrund der Konfiguration des Fasenabschnitts während des Schneidevorgangs eines Werkstücks ein Abschnitt (Späne) des von dem Werkstück abgeschnittenen Werkstücks kontinuierlich an dem Fasenabschnitt als in dem Fasenabschnitt angesammeltes Material angebracht. Dadurch kann das am Fasenabschnitt angesammelte Material eine scharfe Aufbauschneide bilden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Bohrer, der die Schneidkante 4 mit dem Fasenabschnitt enthält, daher eine hohe Schärfe aufweisen.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in den 6 und 7 gezeigt, ist bei einem Bohrer 100 der vorliegenden Ausführungsform die zweite Position P2, die die Verringerungs-Startposition der Ausdünnungsschneidkante W1 in dem die Schneidkante 4 bildenden Fasenabschnitt ist, eine Position einer Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante 15 und der Hauptschneidkante 13. Davon abgesehen weist der Bohrer 100 der vorliegenden Ausführungsform die gleiche Konfiguration auf wie der Bohrer der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich das Material des Werkstücks von dem des Werkstücks der ersten Ausführungsform. Die Drehgeschwindigkeit N des Bohrers 100 ist höher eingestellt als die des Bohrers der ersten Ausführungsform. In diesem Gehäuseteil ist die Position im Werkzeugkopf 3, in der die Schnittgeschwindigkeit V 50 m/min beträgt, die Position der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante 15 und der Hauptschneidkante 13. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist also die Position der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante 15 und der Hauptschneidkante 13 als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 eingestellt (die zweite Position P2 im Fasenabschnitt).
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Wert der Fasenbreite W1 im gesamten mittleren Bereich konstant, der sich in einem Abschnitt des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der mittlere Bereich ein erster Bereich von der Position des Endes der Ausdünnungsschneidkante 15 nahe der Mitte des Werkzeugkopfes 3 (der ersten Position P1 im Fasenabschnitt) bis zur Position der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante 15 und der Hauptschneidkante 13 (der zweiten Position P2 im Fasenabschnitt) in der radialen Richtung D3 des Bohrers 100. Das heißt, der mittlere Bereich ist die gesamte Ausdünnungsschneidkante 15. Die Fasenbreite W1P1 an der ersten Position P1 und die Fasenbreite W1P2 an der zweiten Position P2 weisen den gleichen Wert auf. Die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 ist auf die Position der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante 15 und der Hauptschneidkante 13 in einem Abschnitt des Fasenabschnitts eingestellt, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 liegt als der mittlere Bereich, und die Fasenbreite W1 wird von der Verringerungs-Startposition aus graduell in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 verringert. Konkret wird die Fasenbreite W1 in einem zweiten Bereich graduell von der Position der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante 15 und der Hauptschneidkante 13 bis zur dritten Position P3 in der Hauptschneidkante 13, die sich an der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 befindet, verringert. Das heißt, der Wert der Fasenbreite W1 wird von der zweiten Position P2 zur dritten Position P3 in der Hauptschneidkante 13 graduell verringert. Die Fasenbreite W1P3 an der dritten Position P3 weist einen kleineren Wert auf als die Fasenbreite W1P2 an der zweiten Position P2. Bei dem Bohrer 100 der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Bereich von der ersten Position P1, die sich am Ende des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet, bis zu der dritten Position P3 in dem Fasenabschnitt, der sich an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 befindet, die zweite Position P2, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit ist, bei der eine scharfe Aufbauschneide in dem Fasenabschnitt gebildet wird, als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 eingestellt. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform des Bohrers 100 ist die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 auf die zweite Position P2 eingestellt, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit ist, bei der die Aufbauschneide scharf wird und die scharfe Aufbauschneide kontinuierlich an dem Fasenabschnitt angebracht wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Bohrers 100 wird die Breite W1 der Schneidkante 4 von der Verringerungs-Startposition in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 graduell verringert. Mit dieser Konfiguration werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielt wie mit der ersten Ausführungsform.
(Dritte Ausführungsform)
Wie in den 8 und 9 gezeigt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform bei einem Bohrer 200 die zweite Position P2, die die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 in dem die Schneidkante 4 bildenden Fasenabschnitt ist, eine Zwischenposition in der Ausdünnungsschneidkante 15. Die Zwischenposition in der Ausdünnungsschneidkante 15 ist eine vorbestimmte Position, die sich zwischen der Position des Endes der Ausdünnungsschneidkante 15 nahe der Mitte des Werkzeugkopfes 3 (der ersten Position P1 in dem Fasenabschnitt) und einer fünften Position P5 befindet, die sich an einem Ende der Ausdünnungsschneidkante 15 nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 in der radialen Richtung D3 des Bohrers 200 befindet. Davon abgesehen weist der Bohrer 200 der vorliegenden Ausführungsform die gleiche Konfiguration auf wie der Bohrer der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich das Material des Werkstücks von dem des Werkstücks der ersten und zweiten Ausführungsform. Die Drehgeschwindigkeit N des Bohrers 200 ist höher eingestellt als die des Bohrers der zweiten Ausführungsform. In diesem Gehäuseteil ist die Position im Werkzeugkopf 3, in der die Schnittgeschwindigkeit V 50 m/min beträgt, die Zwischenposition in der Ausdünnungsschneidkante 15. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird also die Zwischenposition in der Ausdünnungsschneidkante 15 als Verringerungs-Startposition der Breite der Fase W1 (die zweite Position P2 im Fasenabschnitt) eingestellt.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Wert der Fasenbreite W1 im gesamten mittleren Bereich, der sich in einem Abschnitt des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet, konstant. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der mittlere Bereich ein erster Bereich von der Position des Endes der Ausdünnungsschneidkante 15 nahe der Mitte des Werkzeugkopfes 3 (der ersten Position P1 in dem Fasenabschnitt) bis zur Zwischenposition in der Ausdünnungsschneidkante 15 (der zweiten Position P2 in dem Fasenabschnitt) in der radialen Richtung D3 des Bohrers 200. Das heißt, die Fasenbreite W1P1 an der ersten Position P1 und die Fasenbreite W1P2 an der zweiten Position P2 weisen den gleichen Wert auf. Die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 ist auf die Zwischenposition in der Ausdünnungsschneidkante 15 in einem Abschnitt des Fasenabschnitts eingestellt, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 liegt als der mittlere Bereich, und die Fasenbreite W1 wird graduell von der Verringerungs-Startposition in Richtung der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 verringert. Konkret wird die Fasenbreite W1 in einem zweiten Bereich graduell von der Zwischenposition in der Ausdünnungsschneidkante 15 bis zur fünften Position P5 verringert, die sich am Ende der Ausdünnungsschneidkante 15 nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfes 3 befindet. Das heißt, der Wert der Fasenbreite W1 wird von der zweiten Position P2 zur fünften Position P5 in der Ausdünnungsschneidkante 15 graduell verringert. Eine Fasenbreite W1P5 an der fünften Position P5 weist einen kleineren Wert auf als die Fasenbreite W1P2 an der zweiten Position P2. Die Fasenbreite W1 ist ferner in einem dritten Bereich von der Position der Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante 15 und der Hauptschneidkante 13 bis zur dritten Position P3 in der Hauptschneidkante 13, die sich an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 befindet, verringert. Das heißt, der Wert der Fasenbreite W1 wird von der fünften Position P5 in Richtung der dritten Position P3 in der Hauptschneidkante 13 weiter verringert. Die Fasenbreite W1P3 an der dritten Position P3 weist einen kleineren Wert auf als die Fasenbreite W1P5 an der fünften Position P5. Bei dem Bohrer 200 der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Bereich von der ersten Position P1, die sich am Ende des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet, bis zur dritten Position P3 in dem Fasenabschnitt, der sich an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 befindet, die zweite Position P2, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit ist, bei der eine scharfe Aufbauschneide in dem Fasenabschnitt gebildet wird, als Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 eingestellt. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform des Bohrers 200 ist die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite W1 auf die zweite Position P2 eingestellt, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit ist, bei der die Aufbauschneide scharf wird und die scharfe Aufbauschneide kontinuierlich an dem Fasenabschnitt angebracht wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Bohrers 200 wird die Breite W1 der Schneidkante 4 von der Verringerungs-Startposition zur Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 graduell verringert. Mit dieser Konfiguration werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen erzielt wie mit der ersten Ausführungsform.
(Andere Ausführungsformen)

(1) Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist die Verringerungs-Startposition der Breite der Fase W1 die Position im Werkzeugkopf 3, an der die Schnittgeschwindigkeit V 50 m/min beträgt. Eine Schnittgeschwindigkeit V von 50 m/min ist jedoch nur ein Beispiel. Die Schnittgeschwindigkeit V muss nicht unbedingt 50 m/min betragen, solange die Schnittgeschwindigkeit V eine Geschwindigkeit ist, bei der die Aufbauschneide scharf wird und die scharfe Aufbauschneide kontinuierlich an den Fasenabschnitt angefügt wird.
(2) Bei den vorstehenden Ausführungsformen befindet sich die erste Position P1 am Ende der Ausdünnungsschneidkante 15 nahe der Mitte des Werkzeugkopfes 3 in der Position der Mitte C1 des Werkzeugkopfes 3. Die erste Position P1, die sich am Ende der Ausdünnungsschneidkante 15 nahe der Mitte des Werkzeugkopfs 3 befindet, kann jedoch ein Ort sein, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs 3 liegt als die Position C1 des Werkzeugkopfs 3 in radialer Richtung D3 des Bohrers 1.
(3) Bei den vorstehenden Ausführungsformen enthält die Schneidkante 4 die Ausdünnungsschneidkante 15. Die Schneidkante 4 kann jedoch auch nur die Hauptschneidkante 13 enthalten, ohne die Ausdünnungsschneidkante 15 zu enthalten.
(4) Bei den vorliegenden Ausführungsformen wird die Technik der vorliegenden Offenbarung auf den Bohrer 1 als rotierendes Schneidwerkzeug angewendet. Die Technik der vorliegenden Offenbarung kann jedoch auch auf andere rotierende Schneidwerkzeuge als den Bohrer 1 angewendet werden, die eine Schneidkante enthalten, die einen Fasenabschnitt aufweist. Beispiele für andere rotierende Schneidwerkzeuge als den Bohrer 1 enthalten eine Reibahle und einen Fräser.
(5) Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen begrenzt, sondern kann im Rahmen der Ansprüche in geeigneter Weise modifiziert werden. Die vorliegende Offenbarung enthält auch verschiedene Modifikationen und Abwandlungen innerhalb des entsprechenden Bereichs. Die Ausführungsformen sind nicht unabhängig voneinander, sondern können in geeigneter Weise kombiniert werden, sofern die Kombination nicht eindeutig unmöglich ist. Es erübrigt sich zu sagen, dass in den Ausführungsformen die Elemente, aus denen die Ausführungsformen bestehen, nicht notwendigerweise wesentlich sind, es sei denn, die Elemente werden ausdrücklich als wesentlich bezeichnet oder die Elemente müssen grundsätzlich als offensichtlich wesentlich angesehen werden. Wenn in den Ausführungsformen ein Zahlenwert wie die Anzahl, der Zahlenwert, die Menge oder der Bereich der Komponenten der Ausführungsformen erwähnt wird, so ist der Zahlenwert nicht auf eine spezifische Zahl begrenzt, es sei denn, dass die spezifische Zahl ausdrücklich als wesentlich angegeben wird oder dass der Zahlenwert prinzipiell auf die spezifische Zahl begrenzt zu sein scheint. Wenn in den Ausführungsformen das Material, die Form, die Lagebeziehung oder ähnliches der Komponenten erwähnt wird, ist das Material, die Form, die Lagebeziehung oder ähnliches nicht auf ein spezifisches Material, eine spezifische Form, eine spezifische Lagebeziehung oder ähnliches begrenzt, es sei denn, dies wird ausdrücklich ausgeführt oder das Material, die Form, die Lagebeziehung oder ähnliches ist grundsätzlich auf das spezifische Material, die spezifische Form, die spezifische Lagebeziehung oder ähnliches begrenzt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 60175513 U [0002, 0043]
JP 2004268230 A [0040]

Claims

Rotierendes Schneidwerkzeug zum Schneiden eines Werkstücks, wobei das rotierende Schneidwerkzeug aufweist: eine Schneidkante (4), die in einem vorbestimmten Bereich von einer Umfangskante eines Werkzeugkopfs (3) des rotierenden Schneidwerkzeugs zu einer Mitte des Werkzeugkopfs in einer radialen Richtung (D3) des rotierenden Schneidwerkzeugs vorgesehen ist; eine Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche (11, 14), die in dem Werkzeugkopf ausgebildet ist und zum Ausbilden der Schneidkante vorgesehen ist; und eine Freiraumoberfläche (12), die in dem Werkzeugkopf vorgesehen ist, die Schneidkante in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen der Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche und der Freiraumoberfläche ausbildet und einen Abstand zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkstück bildet, wobei die Schneidkante in einem Abschnitt des Werkzeugkopfs zwischen der Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche und der Freiraumoberfläche vorgesehen ist und einen Fasenabschnitt enthält, von dem zumindest ein Teil eine ebene Oberfläche ist, eine Fasenbreite (W1) des Fasenabschnitts eine Länge des Fasenabschnitts in einer axialen Richtung (D1) des rotierenden Schneidwerkzeugs ist, und ein Wert der Fasenbreite (W1) in einem ersten Bereich von einer ersten Position (P1), die sich an einem Ort des Fasenabschnitts nahe der Mitte des Werkzeugkopfs befindet, zu einer zweiten Position (P2), die sich an einem Abschnitt des Fasenabschnitts näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs befindet als die erste Position, konstant ist, und in einem zweiten Bereich von der zweiten Position zu einer dritten Position (P3), die sich an einem Ende des Fasenabschnitts befindet, der näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfs liegt als die zweite Position, der Wert der Fasenbreite von der zweiten Position in Richtung der dritten Position verringert ist, wobei die zweite Position als eine Verringerungs-Startposition der Fasenbreite eingestellt ist, an der eine Verringerung der Fasenbreite gestartet wird.
Rotierendes Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche eine Spanoberfläche (11) enthält, bei der es sich um eine Oberfläche handelt, die sich näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfes befindet als die Mitte des Werkzeugkopfes, und die zum Spanen eines Abschnitts des Werkstücks, der geschnitten und vom Werkstück entfernt wird, vorgesehen ist, und einen Ausdünnungsabschnitt (14), der vorgesehen ist, damit ein Abschnitt des Werkzeugkopfes, der sich in der Nähe der Mitte des Werkzeugkopfes befindet, eine geringere Dicke als die Spanoberfläche aufweist, die Schneidkante eine Hauptschneidkante (13) enthält, die in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen der Spanoberfläche und der Freiraumoberfläche vorgesehen ist, und eine Ausdünnungsschneidkante (15), die in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen dem Ausdünnungsabschnitt und der Freiraumoberfläche näher vorgesehen ist, der sich näher an der Mitte des Werkzeugkopfes befindet als die Hauptschneidkante, und benachbart zu der Hauptschneidkante vorgesehen ist, und die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite eine vorbestimmte Position in der Hauptschneidkante ist, die sich zwischen einer vierten Position (P4), die sich an einem Ende der Hauptschneidkante nahe der Mitte des Werkzeugkopfs befindet, und der dritten Position befindet, die sich an einem Ende der Hauptschneidkante nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfs befindet.
Rotierendes Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche eine Spanoberfläche (11) enthält, bei der es sich um eine Oberfläche handelt, die sich näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfes befindet als die Mitte des Werkzeugkopfes, und die zum Spanen eines Abschnitts des Werkstücks, der geschnitten und vom Werkstück entfernt wird, vorgesehen ist, und einen Ausdünnungsabschnitt (14), der vorgesehen ist, damit ein Abschnitt des Werkzeugkopfes, der sich in der Nähe der Mitte des Werkzeugkopfes befindet, eine geringere Dicke als die Spanoberfläche aufweist, die Schneidkante eine Hauptschneidkante (13) enthält, die in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen der Spanoberfläche und der Freiraumoberfläche vorgesehen ist, und eine Ausdünnungsschneidkante (15), die in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen dem Ausdünnungsabschnitt und der Freiraumoberfläche vorgesehen ist, sich näher an der Mitte des Werkzeugkopfes befindet als die Hauptschneidkante, und benachbart zu der Hauptschneidkante vorgesehen ist, und die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite eine Position einer Grenze zwischen der Ausdünnungsschneidkante und der Hauptschneidkante ist.
Rotierendes Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Schneidkanten-Ausbildungs-Oberfläche eine Spanoberfläche (11) enthält, bei der es sich um eine Oberfläche handelt, die sich näher an der Umfangskante des Werkzeugkopfes befindet als die Mitte des Werkzeugkopfes, und die zum Spanen eines Abschnitts des Werkstücks, der geschnitten und vom Werkstück entfernt wird, vorgesehen ist, und einen Ausdünnungsabschnitt (14), der vorgesehen ist, damit ein Abschnitt des Werkzeugkopfes, der sich in der Nähe der Mitte des Werkzeugkopfes befindet, eine geringere Dicke als die Spanoberfläche aufweist, die Schneidkante eine Hauptschneidkante (13) enthält, die in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen der Spanoberfläche und der Freiraumoberfläche vorgesehen ist, und eine Ausdünnungsschneidkante (15), die in einem Abschnitt des Werkzeugkopfes zwischen dem Ausdünnungsabschnitt und der Freiraumoberfläche vorgesehen ist, sich näher an der Mitte des Werkzeugkopfes befindet als die Hauptschneidkante, und benachbart zu der Hauptschneidkante vorgesehen ist, und die Verringerungs-Startposition der Fasenbreite eine vorbestimmte Position in der Ausdünnungsschneidkante ist, die sich zwischen der ersten Position, die sich an einem Ende der Ausdünnungsschneidkante nahe der Mitte des Werkzeugkopfs befindet, und einer fünften Position (P5) befindet, die sich an einem Ende der Ausdünnungsschneidkante nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfs befindet.
Rotierendes Schneidwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verringerungs-Startposition der Breite der Fase der Schneidkante in Abhängigkeit von einer Schnittgeschwindigkeit definiert ist und die Schnittgeschwindigkeit an einer Position nahe der Mitte des Werkzeugkopfes sich von der Schnittgeschwindigkeit an einer Position nahe der Umfangskante des Werkzeugkopfes in radialer Richtung des rotierenden Schneidwerkzeugs unterscheidet.
Rotierendes Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 5, wobei in einem Bereich von der ersten Position bis zur dritten Position in der Schneidkante die Verringerungs-Startposition der Breite der Schneidkante durch eine Position definiert ist, bei der die Schnittgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit ist, bei der eine Aufbauschneide scharf wird und die scharfe Aufbauschneide kontinuierlich an dem Fasenabschnitt angebracht ist, und die Aufbauschneide ein angesammeltes Material ist, das sich aus einem Abschnitt des Werkstücks zusammensetzt, der von dem Werkstück abgeschnitten und an dem Fasenabschnitt angebracht ist, und das als eine Schneidkante wirkt.