DD233505A1 - DEVICE FOR VIBRATION DAMPING ON DRILLING RODS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsdaempfung an Bohrstangen oder Bohrwerkzeugschaeften, fuer die Metallbearbeitung, bestehend aus zylinderfoermigen, in axialen Bohrungen der Bohrstange mit radialem Bewegungsspiel eingesetzten Daempfungsmassen. Es ist das Ziel der Erfindung, die Nachteile der bekannten Bohrstangen mit Schwingungsdaempfung zu beseitigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Form und Anordnung der Daempfungsmassen zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die Daempfungsmassen die Form von zylindrischen Daempfungsscheiben (4) haben, die in der axialen Bohrung (2; 15) zwischen zwei elastischen Ringen (5) an den Stirnseiten der aus den zylindrischen Daempfungsscheiben (4) gebildeten Saeule durch eine Klemmschraube (7) gegenueber einer im Grund der Bohrung (2; 15) eingelegten Abstuetzscheibe (3) axial spielfrei und entsprechend dem Federweg der elastischen Ringe (5) federnd gelagert sind. Fig. 1The invention relates to a device for vibration damping of boring bars or Bohrwerkzeugschaeften for metalworking, consisting of cylindrically shaped, used in axial bores of the boring bar with radial movement play Daempfungsmassen. It is the object of the invention to eliminate the drawbacks of the known vibration-damping drill rods. The invention has for its object to improve the shape and arrangement of Daempfungsmassen. This object is achieved according to the invention by the fact that the suppression masses have the form of cylindrical transmissive disks (4) which are formed in the axial bore (2; 15) between two elastic rings (5) on the end faces of the column formed from the cylindrical transmissive disks (4) by a clamping screw (7) against a in the bottom of the bore (2; 15) inserted Abstuetzscheibe (3) axially free of play and according to the spring travel of the elastic rings (5) are resiliently mounted. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an Bohrstangen oder Bohrwerkzeugschäften, für die Metallbearbeitung, bestehend aus zylinderförmigen, in axialen Bohrungen der Bohrstange mit radialen Bewegungsspiel eingesetzten Dämpfungsmassen.The invention relates to a device for vibration damping on boring bars or Bohrwerkzeugschäften, for metalworking, consisting of cylindrical, used in axial bores of the boring bar with radial movement damping damping masses.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Unter bestimmten Bearbeitungsbedingungen treten an Bohrstangen und an Ausbohrwerkzeugen Schwingungen auf, die sich auf das Bearbeitungsergebnis negativ auswirken. Solche Schwingungserscheinungen entstehen besonders an Bohrstangen die ein Länge/Durchmesser-Verhältnis größer als 5 haben. Dabei kann es sich um Bohrstangen in einstückiger Ausführung und auch in zusammengesetzter Baukastenausführung handeln.Under certain working conditions, vibrations occur on drill rods and on boring tools, which have a negative effect on the machining result. Such vibration phenomena arise particularly on drill rods which have a length / diameter ratio greater than 5. These can be boring bars in one-piece design and also in composite construction kit execution.

Es sind bereits Bohrstangen und Bohrwerkzeugsysteme bekannt, die Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung haben. So ist beispielsweise in der DD-PS 158864 ein Bohrwerkzeugsystem beschrieben, bei dem der Dämpfungsmechanismus aus einer in einer axialen Bohrung eines Bohrstangenzwischenstückes angeordneten zylindrischen Hilfsmasse besteht, die zwischen zwei hochelastischen Scheiben eingespannt ist, die sich jeweils an einer starren Scheibe abstützten.There are already known boring bars and drilling tool systems which have vibration damping devices. For example, in DD-PS 158864 a Bohrwerkzeugsystem described in which the damping mechanism consists of a arranged in an axial bore of a Bohrstangenzwischenstückes cylindrical auxiliary mass, which is clamped between two highly elastic discs, each supported on a rigid disc.

Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß sie nur bei Bohrstangenzwischenstücken verwenden kann, die einen relativ großen Durchmesser haben, um die Stellschraube mit der Druckfeder unterzubringen, die zur Einstellung der axialen Abstützkraft der Hilfsmasse vorgesehen sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Bohrstangenzwischenstück um die Länge der Dämpfungsmasse vergrößert werden muß. Das bedeutet aber, daß für jeden Bearbeitungsfall ein besonderes Zwischenstück erforderlich ist, weil sonst bei bestimmten Bohrtiefen der Einsatz eines Zwischenstückes nicht ausreicht oder der Einsatz von zwei Zwischenstücken zu einer unnötigen Verlängerung der Bohrstange führt. Hinzu kommt noch, daß die Dämpfungsmasse hinter dem Aufnahmeschaft des Werkzeuges angebracht ist, was sich ungünstig auf die Wirksamkeit der Schwingungsdämpfung auswirkt.This design has the disadvantage that it can only be used with drill rod spacers having a relatively large diameter to accommodate the set screw with the compression spring provided to adjust the axial support force of the auxiliary mass. Another disadvantage is that the Bohrstangenzwischenstück must be increased by the length of the damping mass. However, this means that a special adapter is required for each case, because otherwise the use of an intermediate piece is not sufficient for certain drilling depths or the use of two spacers leads to an unnecessary extension of the drill rod. In addition, that the damping mass is mounted behind the shank of the tool, which has an unfavorable effect on the effectiveness of the vibration damping.

In der DE-OS 2434196 ist ein schwingungsdämpfender Halter für Werkzeuge, insbesondere Bohrstangen beschrieben, dessen Schaft mit mehreren Längsbohrungen versehen ist, in denen sich mehrere zylinderförmige Gewichtsstücke befinden. Die Gewichtsstücke haben in der Bohrung axiales und radiales Bewegungsspiel und sollen im wesentlichen reibungsfrei gegeneinander verschiebbar sein. Die Anordnung von mehreren verhältnismäßig großen Gewichtsstücken mit axialem und radialem Bewegungsspiel in Längsbohrungen eines Bohrstangenschaftes hat den Nachteil, daß in mehreren Bereichen der primären Werkzeugschwingungen, wie beispielsweise beim Auftreten von Torsionsschwingungen in kurzer Folge und mit großer Amplitude kommt es infolge des Rückpralls der Gewichtsstücke an der Bohrungswand und auch durch Verkantung eines Gewichtskörpers, wenn das axiale Bewegungsspiel sich auf eine Berührungsstelle konzentriert, zu Schwingungsüberlagerungen mit stellenweise größeren Amplituden als die der Schwingungserregung.In DE-OS 2434196 a vibration-damping holder for tools, in particular drill rods is described, the shaft is provided with a plurality of longitudinal bores in which there are a plurality of cylindrical weights. The weights have in the bore axial and radial movement play and should be substantially frictionless against each other. The arrangement of several relatively large weight pieces with axial and radial play in longitudinal bores of a Bohrstangenschaftes has the disadvantage that in several areas of the primary tool vibrations, such as the occurrence of torsional vibrations in a short sequence and with high amplitude, it comes as a result of rebound of the weights on the Bore wall and also by tilting a weight body when the axial movement play concentrates on a point of contact, to vibration overlays with locally larger amplitudes than that of the vibration excitation.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung die Nachteile der bekannten Bohrstangen mit Schwingungsdämpfung zu beseitigen, um bessere Bearbeitungsergebnisse bezüglich der Lagegenauigkeit und Oberflächenenqualität der mit Bohrstangen bearbeiteten Bohrungen zu erreichen.It is the object of the invention to eliminate the drawbacks of the prior art vibration damping boring bars in order to achieve better machining results with respect to the registration accuracy and surface quality of borehole bored bores.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem Prinzip der Schwingungsdämpfung durch in Längsbohrungen angeordnete Dämpfungsmassen, die'Form und Anordnung der Dämpfungsmassen ζΐι verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dämpfungsmassen die Form von zylindrischen Dämpfungsscheiben haben, die in der axialen Bohrung zwischen zwei elastischen Ringen an den Stirnseiten der aus den zylindrischen Dämpfungsscheiben gebildeten Säulen durch eine Klemmschraube gegenüber einer im Grund der Bohrung eingelegten Abstützscheibe axial spielfrei und entsprechend dem Federweg der elastischen Ringe federnd gelagert sind.The invention is based on the object, starting from the principle of vibration damping by arranged in longitudinal bores damping masses, die'Form and arrangement of the damping masses ζΐι improve. This object is achieved in that the damping masses have the form of cylindrical damping discs, in the axial bore between two elastic rings on the front sides of the columns formed by the cylindrical damping discs by a clamping screw against an inserted in the bottom of the bore support disk axially backlash and are resiliently mounted according to the travel of the elastic rings.

Bei Bohrstangen in geteilter Ausführung ist es zweckmäßig, daß mehrere Bohrungen zur Aufnahme von Dämpfungsscheiben konzentrisch zur Längsachse der Bohrstange angeordnet sind.In split-type boring bars, it is desirable that a plurality of bores for receiving damping discs are disposed concentrically with the longitudinal axis of the boring bar.

Bei Bohrstangen in einstückiger Ausführung ist es zweckmäßig, daß nur eine Bohrung zur Aufnahme von Dämpfungsscheiben in der Längsachse der Bohrstange angeordnet ist. Die Schwingungsdämpfung kann dadurch erhöht werden, daß die zylindrischen Dämpfungsscheiben eine beträchtlich größere Dichte (p = 15 g/cm^J) als der Werkzeugkörper haben. Eine besonders günstige Schwingungsdämpfung kann dadurch erreicht werden, daß das radiale Bewegungsspiel der zylindrischen Dämpfungsscheiben in den Bohrungen zwischen 0,1-0,2 mm/0 liegt.For boring bars in one-piece design, it is expedient that only one bore for receiving damping discs in the longitudinal axis of the drill rod is arranged. The vibration damping can be increased by having the cylindrical damping discs have a considerably greater density (p = 15 g / ^cmJ ) than the tool body. A particularly favorable vibration damping can be achieved in that the radial play of movement of the cylindrical damping discs in the holes between 0.1-0.2 mm / 0 is located.

lie zur Schwingungsdämpfung von Bohrstangen vorgeschlagenen Mittel werden normalerweise dann eingesetzt, wenn das 'erhältnis von Auskraglänge der Bohrstange oder des Werkzeugschaftes zu deren Durchmesser größer als 5 ist. Durch die beim !erspanungsprozeß an der Bohrstange hervorgerufenen Schwingungen werden die in den axial angeordneten Bohrungen mit xialer elastischer Anlage verschraubten zylindrischen Dämpfungsscheiben in Bewegung versetzt. Infolge ihres 'rägheitsmömentes erfolgt dies mit einer Verzögerung, die im günstigsten Falle um eine halbe Schwingungsdauer gegen die :rregerschwingung versetzt ist, wodurch die Dämpfungsmasse die Rückfederung der Bohrstange durch einen entgegengesetzt ierichteten Bewegungsimpuls dämpft.The means proposed for the vibration damping of boring bars are normally used when the ratio of cantilever length of the boring bar or tool shank to the diameter thereof is greater than 5. As a result of the oscillations produced during the machining process on the drill rod, the cylindrical damping disks which are screwed into the axially arranged bores with the axial elastic system are set in motion. As a result of their inertia, this is done with a delay, which is offset in the best case by half a period of oscillation against the vibrating vibration, whereby the damping mass damps the springback of the boring bar by an oppositely generated movement impulse.

)er Dämpfungseffekt ist um so größer je größer die Drehte der zylindrischen Dämpfungsscheiben ist.) damping effect is the greater the greater the rotation of the cylindrical damping discs.

)er Vorteil dieser aus zylindrischen Dämpfungsscheiben axiai spielfrei federnd zusammengesetzten Dämpfurigsmasse besteht larin, daß sich die Scheiben je nach Lage der Schwingungsknoten in den aus Verlängerungen und Reduzierstücken usammengesetzten Bohrstangen radial unterschiedlich und untereinander mit verschiedenen Frequenz bewegen können, was >ei einstückigen und auch bei zu großen Dämpfungselementen nicht der Fall ist.) he advantage of this cylindrical damping discs axiai backlash resilient composite Dämpfurigsmasse is larin that the discs depending on the position of the nodes in the usernated from extensions and Reduzierstücken boring bars radially different and can move with different frequency, which> ei in one piece and also at large damping elements is not the case.

tasführungsbeispieltasführungsbeispiel

)ie Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: ^:ig. 1: eine Seitenansicht einer Bohrstange, teilweise im Schnitt;The invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments. In the accompanying drawings show ^: ig. 1 is a side view of a boring bar, partly in section;

^:ig. 2: eine Seitenansicht eines Ausbohrwerkzeuges mit Verlängerungsschaft, teilweise im Schnitt; ^:ig.3: eine Draufsicht zu Fig. 2 im Schnitt A-A. ^: ig. FIG. 2: a side view of a boring tool with extension shaft, partly in section; FIG. ^: ig.3: a plan view of Fig. 2 in section AA.

η der Bohrstange 1 nach Fig. 1 befindet sich eine in deren Längsachse liegende Bohrung 2, die im Bohrungsgrund eine ^bstützscheibe 3 aufweist auf der ein elastischer Ring 5 liegt, durch den die Dämpfungsmassen in der Form von mehreren :ylindrischen Dämpfungsscheiben 4 abgestützt werden und eine Säule bilden, an deren anderen Stirnseite sich ebenfalls ein ilastischer Ring 5 befindet, an dem eine Klemmschraube 6 angreift, mit der das axiale Bewegungsspiel zwischen den :ylindrischen Dämpfungsscheiben 4 und den elastischen Ringen 5 durch Einschrauben in den Gewindeteil 7 der Bohrung 2 jeseitigt wird, wobei auch eine leichte Vorspannung aufgebracht werden kann. Die zylindrischen Dämpfungsscheiben 4 haben η der Bohrung 2 ein seitliches bzw. radiales Bewegungsspiel 5 von 0,1-0,2 mm/0. Der Werkzeugteil der Bohrstange 1 ist mit iiner Hartmetall-Wendeschneidplatte 9 bestückt. Das in den Fig.2 und 3 dargestellte Ausbohrwerkzeug 10 mit der Wendeschneidplatte 11 ist durch eine Einsteckzapfen 12 mittels einer Kegelschraube 13 mit einem Verlängerungsschaft 14 verbunden. In den Verlängerungsschaft 14sind konzentrisch drei Bohrungen 15 parallel zur Werkzeugachse eingebracht in Jenen sich die zylindrischen Dämpfungsscheiben 4zwischen einer Abstützscheibe 3 und einem elastischen Ring 5 auf dereinen Seite und elastischen Ring 5 und einer Klemmschraube 6 auf der anderen Seite befinden, wie es zu der Fig. 1 bereits beschrieben worden ist.η the boring bar 1 of FIG. 1 is located in the longitudinal axis bore 2, which has a bstützscheibe 3 in the bottom of the hole on which an elastic ring 5 is supported by the damping masses in the form of several: ylindrischen Dämpfungsscheiben 4 and form a pillar, at the other end face is also an ilastischer ring 5, to which a clamping screw 6 engages, with the axial movement between the ylindrischen damping discs 4 and the elastic rings 5 is jeseitigt by screwing into the threaded portion 7 of the bore 2 , wherein also a slight bias can be applied. The cylindrical damping disks 4 have η the bore 2 a lateral or radial movement play 5 of 0.1-0.2 mm / 0. The tool part of the drill rod 1 is equipped with a carbide indexable insert 9. The boring tool 10 shown in FIGS. 2 and 3 with the indexable insert 11 is connected to an extension shaft 14 by means of an insertion pin 12 by means of a conical screw 13. In the extension shaft 14 concentric three holes 15 are parallel to the tool axis introduced in which the cylindrical damping discs 4 between a support plate 3 and an elastic ring 5 on one side and elastic ring 5 and a clamping screw 6 on the other side, as shown in FIG. 1 has already been described.

Claims (5)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an Bohrstangen, bestehend aus zylinderförmigen, in axialen Bohrungen der Bohrstange mit radialem Bewegungsspiel eingesetzten Dämpfungsmassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmassen die Form von zylindrischen Dämpfungsscheiben (4) haben, die in der axialen Bohrung (2; 15) zwischen zwei elastischen Ringen (5) an den Stirnseiten der aus den zylindrischen Dämpfungsscheiben (4) gebildeten Säule durch eine Klemmschraube (7) gegenüber einer im Grund der Bohrung (2; 15) eingelegten Abstützscheibe (3) axial spielfrei und entsprechend dem Federweg der elastischen Ringe (5) federnd gelagert sind.1. A device for vibration damping of boring bars, consisting of cylindrical, used in axial bores of the boring bar with radial movement damping damping masses, characterized in that the damping masses in the form of cylindrical damping discs (4) in the axial bore (2, 15) between two elastic rings (5) on the front sides of the column formed from the cylindrical damping discs (4) by a clamping screw (7) against a bottom of the bore (2; 15) inserted support disc (3) axially free of play and corresponding to the travel of the elastic rings (5) are spring-mounted. 2. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bohrungen (15) zur Aufnahme von Dämpfungsscheiben (4) konzentrisch zur Längsachse der Bohrstange (1) angeordnet sind.2. Device for vibration damping according to item 1, characterized in that a plurality of bores (15) for receiving damping discs (4) are arranged concentrically to the longitudinal axis of the boring bar (1). 3. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung nach Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Bohrstangen (1) in einstückiger Ausführung nur eine Bohrung (2) zur Aufnahme von Dämpfungsscheiben (4) in der Längsachse der Bohrstange (1) angeordnet ist.3. Device for vibration damping according to items 1 and 2, characterized in that in particular in boring bars (1) in one-piece design only one bore (2) for receiving damping discs (4) in the longitudinal axis of the drill rod (1) is arranged. 4. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung nach Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Dämpfungsscheiben (4) eine beträchtlich größere Dichte (p = 15g/cm³) als der Werkzeugkörper haben.4. Device for vibration damping according to points 1 to 3, characterized in that the cylindrical damping discs (4) have a considerably greater density (p = 15g / cm ³ ) than the tool body. 5. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung nach Punkten 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Bewegungsspiel der zylindrischen Dämpfungsscheiben (4) in den Bohrungen zwischen 0,1-0,2mm/0 liegt.5. Device for vibration damping according to points 1 to 4, characterized in that the radial movement play of the cylindrical damping discs (4) in the bores between 0.1-0.2mm / 0 is located. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings