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Die
Erfindung betrifft eine Zugreibahle zur Bearbeitung der Innenoberfläche eines
Rohres.
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Bei
der hochgenauen spanenden Bearbeitung der Innenoberfläche von
langgestreckten Rohren werden üblicherweise
so genannte Zugreibahlen eingesetzt. Zugreibahlen sind Reibahlen,
die bei der Feinbearbeitung zur Erzeugung einer hohen Oberflächengüte durch
das Rohr hindurch gezogen werden. Aufgrund dieses speziellen Arbeitsvorgangs
ist der Spannbereich, mit dem die Zugreibahle in einer Werkzeugmaschine
eingespannt ist, in Abhängigkeit der
jeweiligen Anwendung sehr weit von einem Schneidenteil entfernt.
Derartige Zugreibahlen werden beispielsweise bei der Bearbeitung
der Innenoberfläche
von Gewehrläufen
eingesetzt, die eine Länge
bis zu etwa 50 cm aufweisen. Aufgrund der Anforderungen an die Oberflächengüte und aufgrund des
speziellen Arbeitsvorgangs bestehen hohe Anforderungen an die Zugreibahle.
Zudem ist mit herkömmlichen
Zugreibahlen die Bearbeitung von langgestreckten Rohren sehr zeitintensiv.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugreibahle zur Feinbearbeitung
der Innenoberfläche
eines Rohres anzugeben, die eine kurze Bearbeitungszeit ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
gelöst
durch eine Zugreibahle, die einen Schneidenteil mit mehreren sich
in axialer Zugrichtung erstreckenden Schneiden aufweist. Der Schneidenteil
ist unterteilt in einen Hauptteil und in einen sich in Zugrichtung
konisch verjüngenden
Einführteil.
Der Einführteil bildet
an einem in Zugrichtung gesehenen vorderen Bereich eine Vorschneidstufe
aus. Die Vorschneidstufe weist hierbei eine geringere Konizität als ein sich
daran anschließender
hinterer Bereich des Einführteils
auf.
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Durch
die geringe Konizität
der Vorschneidstufe wird der besondere Vorteil erzielt, dass ein
verbessertes Einschneidverhalten und insbesondere auch eine geringere
Belastung der Zugreibahle erzielt sind. Durch das verbesserte Einschneidverhalten
kann insgesamt die Zugreibahle durch das zu bearbeitende Rohr mit
hoher Schnittgeschwindigkeit und größerem Vorschub durchgezogen
werden, so dass die erforderliche Bearbeitungszeit gegenüber einer
Zugreibahle ohne eine solche Vorschneidstufe deutlich reduziert
ist. Aufgrund der geringeren Belastung ist darüber hinaus eine höhere Standzeit,
also eine erhöhte
Lebensdauer der Zugreibahle erreicht. Versuche haben gezeigt, dass
mit einer Zugreibahle mit einer derartigen Vorschneidstufe im Vergleich
zu einer Zugreibahle ohne Vorschneidstufe die notwendige Bearbeitungszeit
sich um den Faktor 5 bis 8 reduzieren lässt.
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Die
Vorschneidstufe weist hierbei vorzugsweise eine deutlich geringere
Konizität
auf, die mindestens um den Faktor 10, vorzugsweise etwa um den Faktor
50 geringer ist als die des hinteren Bereichs des Einführteils.
Mit einer derartigen Vorschneidstufe besteht die Möglichkeit,
gleich zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs die Bearbeitung mit der
vollen Schnittgeschwindigkeit unmittelbar aufzunehmen. Bei der Bearbeitung
wird üblicherweise
derart vorgegangen, dass die Zugreibahle mit der Vorschneidstufe
voraus in Zugrichtung am Rohr angesetzt und etwas in das Rohr hineingeführt wird.
Anschließend
wird die Zugreibahle und/oder das Rohr in Rotation versetzt und
die Zugreibahle wird in Längsrichtung
des Rohres durch dieses hindurchgeführt. Bei der Ausgestaltung
mit der Vorschneidstufe wird daher unmittelbar auf die volle Rotationsgeschwindigkeit
und den gewünschten
Vorschub eingestellt, mit denen dann die gesamte Bearbeitung des
Rohres erfolgt. Im Unterschied hierzu sind bei herkömmlichen
Zugreibahlen zunächst
Anfahrphasen vorgesehen, bei denen eine geringere Rotationsgeschwindigkeit
und ein geringerer Vorschub eingestellt werden.
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Die
Vorschneidstufe ist insgesamt mit nur einer sehr geringen Konizität und damit
nahezu zylindrisch ausgebildet. Insgesamt ist der Einführteil mehrstufig
und vorzugsweise lediglich zweistufig mit der nahezu zylindrischen
Vorschneidstufe und dem hinteren konischen Bereich mit gleichbleibender
Konizität
ausgebildet.
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Die
Vorschneidstufe weist hierbei vorzugsweise eine Konizität mit einem
Konuswinkel im Bereich von kleiner etwa 0,03° auf. Der Konuswinkel liegt
dabei vorzugsweise lediglich im Bereich von einigen tausendstel
Grad, beispielsweise im Bereich von 0,005°. Die Vorschneidstufe weist
daher eine extrem kleine Steigung auf und ist in diesem Sinne nahezu
zylindrisch. Die Steigung ist hierbei < 0,05 mm pro 100 mm axialer Länge. Insbesondere
liegt die Steigung vorzugsweise im Bereich von 0,01 mm pro 100 mm
axialer Länge.
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Demgegenüber weist
der hintere Bereich des Einführteils
eine vergleichsweise große
Konizität auf,
die vorzugsweise einen Konuswinkel im Bereich von etwa 0,1° bis 0,8° aufweist
und insbesondere im Bereich von etwa 0,3° liegt.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung weist der Schneidenteil im Übergang
vom Einführteil zum
Hauptteil seinen maximalen Durchmesser, den Kalibrierdurchmesser,
auf. Ausgehend von diesem Übergangsbereich
verjüngt
sich der Hauptteil in Richtung entgegen der Zugrichtung. Auch der
Hauptteil ist daher konisch, jedoch entgegengesetzt zu dem Einführteil ausgebildet.
Die Konizität
des Hauptteils ist über
seine gesamte Länge
vorzugsweise konstant und entspricht insbesondere etwa der Konizität der Vorschneidstufe.
Durch die Konizität
des Hauptteils ist vermieden, dass die Zugreibahle mit ihrem rückwärtigen Teil
beim Zerspanungsvorgang beispielsweise aufgrund von wärmebedingten
Ausdehnungen die bearbeitete Innenoberfläche schädigt.
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Vorzugsweise
weisen der Hauptteil und der Einführteil eine Länge im Verhältnis von
etwa 60:40 auf. Das Längenverhältnis erstreckt
sich beispielsweise über
einen Bereich von 50:50 bis 70:30, d. h. bei einer Gesamtlänge des
Schneidenteils entfallen bei einem Verhältnis von 60:40 60% der Gesamtlänge auf
den Hauptteil und 40% auf den Einführteil. Weiterhin ist zweckdienlicherweise
vorgesehen, dass der hintere Bereich und die Vorschneidstufe des Einführteils
eine Länge
im Verhältnis
von etwa 2/3:1/3 aufweisen. Bezogen auf die Gesamtlänge des
Einführteils
nimmt daher der hintere Bereich etwa 2/3 der Gesamtlänge und
die Vorschneidstufe etwa 1/3 der Gesamtlänge des Einführteils
in Anspruch. Das Verhältnis
zwischen dem hinteren Bereich und der Vorschneidstufe kann hierbei
zwischen ei nem Längenverhältnis von
75:25 bis 50:50 variieren. Diese Längenverhältnisse haben sich als besonders
vorteilhaft im Hinblick auf eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und
eine hohe Standfestigkeit erwiesen. Die Länge der im Wesentlichen zylindrischen Vorschneidstufe
wirkt sich darüber
hinaus sehr vorteilhaft auf das Rundlaufverhalten der Zugreibahle insgesamt
aus. Durch die im Wesentlichen zylindrische Ausgestaltung der Vorschneidstufe
wird die Zugreibahle quasi durch das Rohr selbst zentriert geführt. Nicht
zuletzt aufgrund dieser Führungsfunktion der
Vorschneidstufe sind die hohen Arbeitsgeschwindigkeiten erzielbar.
Aufgrund des verbesserten Rundlaufverhaltens ist insgesamt auch
die Belastung der Zugreibahle reduziert und die Standzeit erhöht.
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Um
ein möglichst
sanftes Einschneiden zu gewährleisten
weisen in einer zweckdienlichen Ausgestaltung die Schneiden im Bereich
der Vorschneidstufe eine Rundschlifffase auf.
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Um
ein sanftes Einschneiden weiterhin zu unterstützen weisen die Schneiden im
Bereich der Vorschneidstufe vorzugsweise eine Kantenverrundung auf.
Eine derartige Kantenverrundung wird beispielsweise durch Bürsten oder
Strahlen der ursprünglich
scharf geschliffenen Schneiden erzeugt. Hierbei wird eine Verrundung
mit einem Radius im μm-Bereich
ausgebildet.
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Vorzugsweise
sind demgegenüber
die Schneiden im hinteren Bereich des Einführteils scharfkantig, also
ohne Verrundung ausgebildet. Diese scharfkantige Ausgestaltung ermöglicht ein
definiertes und hochgenaues spanendes Bearbeiten der Oberfläche, so
dass eine gute Oberflächengüte erzielt
wird. Die scharfkantige Ausgestaltung wird durch die Vorschaltung
der Vorschneidstufe begünstigt.
In Umfangsrichtung schließt
sich vorzugsweise an die Schneide eine Fasen(frei)fläche an,
die bezüglich
der Umfangsrichtung einen Fasenfreiwinkel von vorzugsweise > 10° einschließt. Die Fase weist in Umfangsrichtung
betrachtet eine Breite von vorzugsweise maximal einigen wenigen
Zehntelmillimetern auf. Die Breite der Fase liegt beispielsweise
lediglich bei 0,1 mm.
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Die
Schneiden im sich an den hinteren Bereich des Einführteils
anschließenden
Hauptteil sind wiederum vorzugsweise wie in der Vorschneidstufe mit
einer Rundschlifffase sowie mit einer Kantenverrundung versehen.
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Sowohl
die Kantenverrundung als auch die Rundschlifffase dienen in besonderer
Weise dazu, die Belastung für
die Schneiden im Bereich der Vorschneidstufe gering zu halten und
gleichzeitig ein Vorschneiden zu ermöglichen. Im Zusammenspiel mit
den scharfkantig ausgebildeten Schneiden im hinteren Bereich ist
dadurch eine optimale Arbeitsteilung zwischen der Vorschneidstufe
und dem hinteren Bereich des Einführteils erzielt. Die Hauptzerspanungsarbeit
wird insgesamt nämlich
durch den Einführteil
geleistet, da der maximale Durchmesser der Zugreibahle, der Kalibrierdurchmesser,
im Übergangsbereich
zwischen dem Einführteil
und dem Hauptteil erreicht wird.
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Vorzugsweise
weist die Zugreibahle mehr als vier Schneiden und insbesondere beispielsweise sechs
Schneiden auf. Durch die vergleichsweise hohe Anzahl an Schneiden
wird die Belastung der einzelnen Schneide reduziert, so dass insgesamt
die Standzeit sich hierdurch erhöht.
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Im
Hinblick auf ein möglichst
gutes Rundlaufverhalten weisen die Schneiden weiterhin vorzugsweise
eine ungleiche Teilung auf, d. h. die einzelnen Schneiden sind um
den Umfang nicht gleich verteilt angeordnet, sondern weisen zueinander
unterschiedliche Winkelabstände
auf.
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Um
eine möglichst
hohe Standzeit mit der Zugreibahle zu ermöglichen, ist diese zweckdienlicherweise
aus Vollhartmetall ausgebildet. Im Unterschied, beispielsweise zu
einem HSS-Stahl weist Vollhartmetall eine deutlich höhere Verschleißfestigkeit
auf. Die höhere
Sprödigkeit
des Vollhartmetalls ist dabei aufgrund der Vorschneidstufe und des
dadurch verbesserten Schneidverhaltens kein Problem. Die Vorschneidstufe
begünstigt
daher in besonders vorteilhafter Weise die Verwendung von Vollhartmetall,
um eine Standzeiterhöhung
gegenüber
einem HSS-Material
zu erreichen. Alternativ zum Hartmetall kann auch ein keramischer
Werk stoff oder ein so genannter Cermet-Werkstoff eingesetzt werden,
also ein Verbundwerkstoff aus einem keramischen Werkstoff in einer
metallischen Matrix.
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Die
Standzeit wird vorzugsweise weiterhin durch das Aufbringen einer
Dünnbeschichtung
erhöht.
Unter Dünnbeschichtung
wird hierbei eine Beschichtung mit einer Schichtdicke im Bereich
von lediglich wenigen Mikrometern, beispielsweise im Bereich von
0,5 μm bis
0,8 μm verstanden.
Derartige Beschichtungen werden beispielsweise mit Hilfe des PVD-Verfahrens
(physical vapour deposition) auf dem Vollhartmetall-Körper abgeschieden.
Für die
Beschichtung werden hier an sich bekannte geeignete Beschichtungswerkstoffe
herangezogen. Die Dünnbeschichtung
wird hierbei vorzugsweise als Letztes nach dem Schleifen, Bürsten/Verrunden
und dem Einbringen der Schneidfasen aufgebracht.
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Um
ein einfaches Nachschleifen der Schneiden zu ermöglichen, ist in einer zweckdienlichen
Weiterbildung vorgesehen, dass beidendseitig der Zugreibahle kegel-
oder kegelstumpfförmige
Zentrierspitzen ausgebildet sind. Diese Zentrierspitzen erlauben
eine einfache achsparallele Zentrierung der Zugreibahle in einer
entsprechenden Halterung für
einen Nachschleifvorgang.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
jeweils in beispielhaften Darstellungen:
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1 eine
Seitenansicht einer Zugreibahle,
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2 eine
Schnittansicht im Bereich der Schnittlinie A-A im Bereich des Hauptteils
des Schneidenbereichs,
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3 eine
Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B im hinteren Bereich
des Einführteils des
Schneidenbereichs
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4 eine
Schnittansicht entlang der Schnittline D-D im Bereich der Vorschneidstufe
und
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5A, 5B stark
vereinfachte Darstellungen der Schneidengeometrie im Hauptteil und
in der Vorschneidstufe (5A) sowie
im hinteren Bereich (5B).
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Gleich
wirkende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die
in 1 dargestellte Zugreibahle umfasst einen Schneidenteil 2,
an den sich in axialer Zugrichtung 4 ein Schaftteil 6 anschließt. Beidendseitig der
Zugreibahle sind an ihren gegenüberliegenden Enden
jeweils Zentrierspitzen 8 ausgebildet, die im Ausführungsbeispiel
kegelförmig
sind.
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Im
Schneidenteil 2 sind um den Umfang ungleichmäßig verteilt
mehrere Schneiden 10 angeordnet, die sich in Axialrichtung
erstrecken. Im Ausführungsbeispiel
sind insgesamt sechs Schneiden vorgesehen. Zwischen den einzelnen
Schneiden ist jeweils eine Spannut 12 angeordnet. Die Schneiden 10 sowie
die Spannuten 12 verlaufen im Ausführungsbeispiel achsparallel.
Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit,
dass die Schneiden 10 und die Spannuten 10, 12 gewendelt
verlaufen.
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Die
Zugreibahle dient zur Bearbeitung der Innenoberfläche eines
Rohres, um eine hohe Oberflächengüte zu erzielen.
Hierzu wird die Zugreibahle in eine Endseite des Rohres mit dem
Schaftteil 6 voraus eingeführt und dann in Zugrichtung 4 durch
das Rohr hindurch gezogen. Hierbei erfolgt die spanende Bearbeitung
mit einer vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit und einem vorgegebenen
Vorschub in Zugrichtung 4. Die Zugreibahle dient beispielsweise zur
Bearbeitung eines Rohres mit einer Länge von etwa 50 cm und einem
Innendurchmesser beispielsweise im Bereich von 6 bis 12 mm. Die
Zugreibahle weist eine Gesamtlänge
L1 im Bereich beispielsweise von 80 mm auf. Die Gesamtlänge L1 ist
hierbei gemessen vom einen Ende des Schneidenteils 2 bis zum
gegenüberliegenden
Ende des Schaftteils ohne die Zentrierspitzen 8.
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Von
besonderer Bedeutung bei der Zugreibahle ist die Unterteilung des
Schneidenteils 2 in unterschiedliche Teilbereiche, nämlich einem
längeren Hauptteil 14 und
einem kürzeren
konischen Einführteil 16.
Das Einführteil 16 wiederum
ist unterteilt in einen in Zugrichtung vorderen, eine Vorschneidstufe 16A bildenden
Bereich und einen hinteren Bereich 16B.
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Der
Schneidenteil 2 weist eine Gesamtlänge L2 auf, die in etwa ¾ der Gesamtlänge L1 entspricht und
im Ausführungsbeispiel
etwa bei 60 mm liegt. Der Hauptteil 14 wiederum weist eine
Länge L3
von etwa 60% der Gesamtlänge
L2 des Schneidenteils 2 auf, im Ausführungsbeispiel daher in etwa
35 mm. Entsprechend weist der Einführteil 16 einen Länge L4 im
Bereich von vorzugsweise etwa 40% der Gesamtlänge L2 des Schneidenteils 2 auf.
Das Verhältnis
der Längen
L3 zu L4, welches im Ausführungsbeispiel bei
etwa 60/40 liegt, kann abweichend hiervon auch zwischen den Verhältniswerten
50/50 bis 70/30 variieren.
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Die
Länge L4
des Einführteils 16 teilt
sich wiederum auf in eine Länge
L4A der Vorschneidstufe 16A und eine Länge L4B des hinteren Bereichs 16B. Das
Verhältnis
der Längen
L4A zu L4B liegt im Ausführungsbeispiel
im Bereich von etwa 1/3 zu 2/3 und variiert beispielsweise im Bereich
von ¼ zu ¾ bis zu einer
hälftigen
Aufteilung der beiden Längen
L4A, L4B.
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Von
besonderer Bedeutung für
die Schneideigenschaften der beschriebenen Zugreibahle ist die Anordnung
und die spezielle Ausgestaltung der Vorschneidstufe 16A,
insbesondere auch in Kombination mit der Anordnung und der speziellen
Ausgestaltung des hinteren Bereichs 16B. Sowohl die Vorschneidstufe 16A als
auch der hintere Bereich 16B sind konisch ausgebildet,
verjüngen
sich also in Zugrichtung 4. Dabei weist die Vorschneidstufe 16A eine sehr
geringe Konizität
auf und ist nahezu zylindrisch ausgebildet. Im Unterschied hierzu
weist der hintere Bereich 16B eine um ein Vielfaches größere Konizität auf. Unter
Konizität
wird hierbei allgemein eine Schrägstellung
der Schneiden 10 gegenüber
einer Mittenlängsachse 18 der
Zugreibahle verstanden. Die Schneiden 10 bzw. die durch
sie definierte und eine Mantelfläche
eines Kegelstumpfs bildende Hüllfläche sind
unter einem als Konuswinkel bezeichneten Winkel bezüglich dieser
Mittenachse 18 orientiert. Die Vorschneidstufe 16A ist
hierbei unter einem Konuswinkel α1
und der hintere Bereich unter einem Konuswinkel α2 gegenüber der Mittenachse 18 geneigt.
Während
der Konuswinkel α2
des hinteren Bereichs 16B etwa im Bereich von 0,3° liegt, beträgt der Konuswinkel α1 der Vorschneidstufe 16A lediglich etwa
0,006°.
Die Vorschneidstufe 16A weist daher in etwa eine Steigung
von 0,01 mm pro 100 mm auf, und ist in diesem Sinne daher im Wesentlichen
zylindrisch ausgebildet. Unter im Wesentlichen oder nahezu zylindrisch
wird daher eine Steigung im zehntel-Promillebereich verstanden.
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Auch
der Hauptteil 14 weist eine Konizität auf, jedoch in entgegengesetzter
Richtung, d. h. der Hauptteil 14 verjüngt sich ausgehend von einem Übergangsbereich
zum Einführteil 16 zu
dem Schaftteil 6 abgewandten Ende zusehends. Der Konuswinkel α3 liegt etwa
im Bereich des Konuswinkels α1.
Allgemein ändert
sich der Verlauf, d. h. die Neigung der Schneiden 10 beim Übergang
in den Hauptteil 14, beispielsweise an einer Knickstelle.
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Insgesamt
weist daher die Zugreibahle im Übergangsbereich
zwischen Einführteil 16 und Hauptteil 14 ihren
maximalen Durchmesser auf, den so genannten Kalibrierdurchmesser
D1. Der liegt beispielsweise bei etwa 7,6 mm oder alternativ bei
8,7 mm. Prinzipiell können
natürlich
auch in Abhängigkeit
der jeweiligen Anwendung unterschiedliche Werte vorgesehen sein.
Ausgehend von diesem Kalibrierdurchmesser D1 verjüngt sich
der Einführteil 16 bis
zum vorderen Ende der Vorschneidstufe 16A auf einen Einführdurchmesser
D2, der bei den gewählten Längen und
Konizitäten
und bei den angegebenen Kalibrierdurchmessern D1 im Ausführungsbeispiel etwa
bei 7,35 mm bzw. 8,55 mm liegt.
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Der
Einführdurchmesser
D2 ist hierbei derart bemessen, dass die Zugreibahle mit der Vorschneidstufe 16A voraus
ein Stück
weit in das zu bearbeitende Rohr eingesteckt werden kann. Um dies
zu erleichtern ist stirnseitig eine konische Einführfase vorgesehen
mit einem Konuswinkel im zweistelligen Gradbereich, beispielsweise
45°. Bei
dem Bearbeitungsvorgang wird derart vorgegangen, dass zunächst die
Zugreibahle mit der Vorschneidstufe 16A voraus etwas in
das Rohr eingeführt
wird und dass anschließend
der eigentliche Zerspanungsvorgang beginnt, bei dem die Zugreibahle
und das Rohr in Relativbewegung zueinander versetzt werden, nämlich eine überlagerte
Rotations- sowie Axialbewegung. Hierzu wird wahlweise entweder die
Zugreibahle oder das Rohr in eine Drehbewegung mit vorgegebener
Drehzahl versetzt. Gleichzeitig wird die Zugreibahle durch das Rohr
in Zugrichtung 4 hindurch gezogen. Aufgrund der Anordnung
der Vorschneidstu fe 16A und der speziellen im Folgenden
noch weiter auszuführenden
Ausgestaltung besteht die Möglichkeit,
sofort zu Beginn des Zerspanungsvorgangs auf die Endschnittgeschwindigkeit
hochzufahren. Es ist daher kein langsamer Einschneidvorgang erforderlich.
Durch die im Wesentlichen zylindrische Ausgestaltung der Vorschneidstufe 16A weist
diese eine Zentrier- und damit Führungsfunktion
auf, so dass insgesamt gute Rundlaufeigenschaften erzielt sind, die
für eine
hohe Oberflächengüte der zu
bearbeitenden Innenmantelfläche
des Rohres von wesentlicher Bedeutung ist. Bei der Bearbeitung wird üblicherweise
ein Kühl-
und Schmiermittel zugeführt.
Hierzu können
entweder Kühlmittelbohrungen
in der Zugreibahle selbst vorgesehen sein oder das Kühlmittel
kann auch durch das Rohr selbst zugeführt werden.
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Für die angestrebte
hohe Schnittleistung bei gleichzeitig möglichst guter Standzeit ist
weiterhin eine spezielle Ausgestaltung der Schneiden 10 von besonderer
Bedeutung. Die Schneidengeometrie in den unterschiedlichen Bereichen
der Reibahle wird im Zusammenhang mit den 2 bis 4 näher erläutert. Aus 2 ist
zunächst
die Ungleichteilung der Schneiden 10 sehr gut zu erkennen,
die also ungleichmäßig über den
Umfang verteilt angeordnet sind, so dass einander benachbarte Schneiden
jeweils einen unterschiedlichen Winkelabstand zueinander aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel
mit den sechs Schneiden variiert der Winkelabstand zwischen zwei
Schneiden etwa zwischen 55 und 65°, also
um 10% bezüglich
einer Gleichverteilung. In 2 ist noch
der so genannte Kerndurchmesser K eingezeichnet, der im Ausführungsbeispiel
etwa bei 60% des Kalibrierdurchmessers D1 liegt.
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Aus
den Querschnittsdarstellungen der 2 bis 4 lässt sich
weiterhin die prinzipielle Ausgestaltung der Spannuten sowie der
Schneidstege 20 entnehmen. Unter Schneidstegen 20 werden hier
die zwischen den Spannuten 12 gebildeten Stege verstanden,
die an ihrer in Drehrichtung 22 vorderen Kante die Schneiden 10 aufweisen.
Die Schneidstege 20 weisen allgemein eine etwa trapezförmige Querschnittskontur
auf. Die Spannuten 12 selbst weisen in etwa eine V-förmige Querschnittsgeometrie auf,
wobei der Nutgrund verrundet ist. Die vordere Flanke der Schneidstege 20,
die zu der jeweiligen Schneide 10 verläuft, ist bezüglich einer Radialen
R in Drehrichtung 22 um einen Vorlaufwinkel β im Bereich
von etwa 10° geneigt.
Entgegen der Drehrichtung 22 schließt sich an die Schneiden 10 jeweils
am Rücken
des Schneidstegs 20 eine Freifläche 24 an, die unter
einem Freiflächenwinkel γ1 geneigt
ist, der im Ausführungsbeispiel
im zweistelligen Bereich, insbesondere im Bereich von etwa 35° liegt. Der
Freiflächenwinkel γ1 wird bestimmt
durch den Winkel zwischen einer Tangentialen an der Schneidkante
der Schneide 10 und der Freifläche 24.
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Die
Schneiden 10 weisen sowohl im Bereich des Hauptteils 14 als
auch im Bereich der Vorschneidstufe 16A eine Rundschlifffase 26 auf,
also eine Fase mit einer gekrümmten
Fasenfläche.
Die Rundschlifffase 26 weist eine Fasenbreite b im Bereich
von lediglich wenigen Zehntelmillimetern auf. Weiterhin ist vorgesehen,
dass die Schneidkante der Schneide 10 verrundet ausgebildet
ist, wobei hier ein sehr kleiner Radius r beispielsweise im μm-Bereich eingestellt
ist. Im Unterschied hierzu sind die Schneidkanten der Schneiden 10 im
hinteren Bereich 16B (3) scharfkantig
und ohne Verrundung ausgebildet. Gleichzeitig ist in diesem Bereich
eine unter einem Fasenfreiwinkel γ2
geneigte Fase 27 vorgesehen, an die sich dann die Freifläche 24 unter
dem Freiwinkel γ1
anschließt.
Die Fase 27 weist ebenfalls eine Fasenbreite b im Bereich
von lediglich wenigen Zehntelmillimetern auf.
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Die
unterschiedlichen Schneidgeometrien sind schematisch nochmals in
den 5A, 5B wiedergegeben, wobei die 5A die
Ausgestaltung im hinteren Bereich 16B schematisch skizziert
und die 5B die Ausgestaltung im Bereich
des Hauptteils 14 und der Vorschneidstufe 16A schematisch skizziert.
In den 5A, 5B ist
ergänzend
noch eine Dünnbeschichtung 28 angedeutet.
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Beim
Herstellvorgang wird derart vorgegangen, dass zunächst in
einen zylindrischen Vollkörper, bestehend
vorzugsweise aus Hartmetall, die Spannuten 12 eingeschliffen
und die Schneidstege 20 sowie die Schneiden 10 entsprechend
geschliffen werden. Hierbei wird zunächst über die gesamte Länge des
Schneidenteils 2 eine scharfkantige Ausgestaltung der Schneiden 10,
wie sie später
im hinteren Bereich 16B gewünscht wird, ausgebildet. Anschließend werden
im Haupt teil 14 und in der Vorschneidstufe 16A die
Rundschlifffasen 26 eingeschliffen und die Kantenverrundung
der Schneidkanten durch beispielsweise Bürsten oder Strahlen ausgebildet.
Im letzten Herstellungsschritt wird schließlich noch die Dünnbeschichtung 28 aus
einem geeigneten verschleißbeständigen Material,
insbesondere mit Hilfe des PVD-Verfahrens, mit einer Schichtdicke
im Bereich zwischen 0,5 und 0,8 μm
aufgebracht.
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Insgesamt
ist durch die Kombination der hier beschriebenen Einzelmerkmale
eine besonders widerstandsfähige
Zugreibahle ausgebildet, die bei hohen Schnittgeschwindigkeiten
zur hochgenauen Bearbeitung der Innenoberfläche eines Rohres geeignet ist
und gleichzeitig sehr hohe Standzeiten erreicht. Durch die im Wesentlichen
zylindrische Ausgestaltung der Vorschneidstufe 16A wird
der Rundlauf günstig
beeinflusst. Unterstützt
wird dies durch die spezielle Ausgestaltung der Schneiden in der
Vorschneidstufe 16A mit der Schneidfase 26, insbesondere
in Kombination mit der Kantenverrundung. Hierdurch ist ein vergleichsweise
sanftes Eingreifen in das Werkstück
im Bereich der Vorschneidstufe 16A erzielt, so dass die
Belastungen in diesem Bereich gering gehalten sind. Demgegenüber ist
durch die deutlich größere Konizität im hinteren
Bereich 16B und der scharfkantigen Ausgestaltung der Schneiden 10 ein
effizientes und zügiges
Bearbeiten der Oberfläche
auf den Kalibrierdurchmesser D1 erzielt. Aufgrund der vorgeschalteten
Vorschneidstufe 16A ist hierbei trotz der scharfkantigen
Ausgestaltung der Schneiden 10 die Belastung gering gehalten.