DE102011076213A1 - Werkzeug mit Zustelleinrichtung und Kraftmesseinrichtung für ein Bearbeitungszentrum - Google Patents

Werkzeug mit Zustelleinrichtung und Kraftmesseinrichtung für ein Bearbeitungszentrum Download PDF

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Abstract

Es wird ein Werkzeug vorgestellt, dass besonders für den Einsatz in Bearbeitungszentren geeignet ist und das Honen sowie andere kraft- und weggesteuerte Bearbeitungsvorgänge mit in Prozessüberwachung der Zustellkräfte ermöglicht.

Description

  • Mit sogenannten Bearbeitungszentren können verschiedenste Werkstücke mit unterschiedlichsten Bearbeitungsverfahren, wie zum Beispiel Drehen, Feinbohren, Fräsen, Gewindeschneiden und Honen bearbeitet werden.
  • Um die Flexibilität der Bearbeitungszentren bestmöglich zu nutzen, ist man bestrebt, ein Werkstück möglichst in einer Aufspannung fertig zu bearbeiten und dabei gegebenenfalls verschiedene Werkzeuge einzusetzen. Dadurch ergibt sich eine bessere Auslastung des Bearbeitungszentrums, aber auch dass die Zahl der Umspannvorgänge des Werkstücks reduziert wird, was sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt.
  • Aus der DE 10 2006 028 728 A1 ist ein Honwerkzeug bekannt, das in Bearbeitungszentren eingesetzt werden kann und zum Fertighonen von Bohrungen geeignet ist.
  • Dieses Honwerkzeug besitzt eine integrierte Zustelleinrichtung, welche das radiale Zustellen der Honleisten ermöglicht. Allerdings sind mit diesem Werkzeug nur vergleichsweise einfache Honbearbeitungen durchführbar und die Streuung der Ergebnisse innerhalb einer Serie baugleicher Werkstücke ist vergleichsweise groß.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Honwerkzeug und ein Verfahren zum Honen von Bohrungen bereitzustellen, wobei das erfindungsgemäße Honwerkzeug in einem Bearbeitungszentrum einsetzbar sein soll und auch komplexe Honbearbeitungsverfahren prozesssicher und in höchster Qualität durchführen können soll. Desweiteren liegt der beanspruchten Erfindung die Aufgabe zu Grunde, den Einsatzbereich des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs zu erweitern, um so zu einer nochmals gesteigerten Produktivität des Bearbeitungszentrum, aber auch einer erhöhten Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs zu gelangen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Werkzeug mit einer integrierten Zustelleinrichtung und mit einer Schnittstelle zum Verbinden des Werkzeugs mit einer Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine dadurch gelöst, dass das Werkzeug einen Grundkörper und einen auswechselbaren Bearbeitungsteil umfasst, wobei die Zustelleinrichtung in dem Grundkörper angeordnet ist und mit Hilfe eines Übertragungsglieds die Zustellung des oder der in dem Bearbeitungsteil vorhandenen Schneidkörper mit geometrisch bestimmter oder geometrisch unbestimmter Schneide bewirkt.
  • Das erfindungsgemäße Werkzeug ist bevorzugt zweiteilig ausgebildet mit einem Grundkörper, welcher die vergleichsweise kostenintensive Zustelleinrichtung umfasst, und mit einem Bearbeitungsteil, welcher die Schneidkörper, seien es Honleisten, eine Schneidplatte aus Hartmetall oder Mittel zum Aufrauen einer Bohrung, umfasst. Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Zustelleinrichtung mit verschiedenen Bearbeitungsteilen zu kombinieren und dadurch zum Beispiel eine Bohrung feinzubohren, anzufasen, zu honen und/oder aufzurauen. Alle diese Bearbeitungsschritte können mit dem gleichen Werkzeug erfolgen, wobei lediglich die Bearbeitungsteile ausgetauscht werden müssen und der Grundkörper mit seiner Zustelleinrichtung in der Spindel des Bearbeitungszentrums verbleiben kann.
  • Um auch komplexe und qualitativ hochwertige Bearbeitungsvorgänge durchführen zu können, ist in weiterer erfinderischer Ausgestaltung vorgesehen, in dem Grundkörper eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen. Dadurch ist es möglich, eine kraftgesteuerte Zustellung der Honleisten vorzunehmen, was vor allem bei technologisch anspruchsvollen Honbearbeitungen unabdingbar ist.
  • Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Kraftmesseinrichtung auch im Zusammenhang mit einem Bearbeitungsteil, welcher zum Feinbohren dient, auch zur Überwachung der Schneidplatte auf einen Schneidenbruch oder Verschleiß eingesetzt werden.
  • Um die Zustellung der Schneidkörper des Bearbeitungsteils auf einfachste Weise bewerkstelligen zu können, ist es vorteilhaft, die Zustelleinrichtung durch eine Feder vorzuspannen, sodass eine einfach wirkende Zustelleinrichtung, die gegen die Vorspannkraft der Feder arbeitet, ausreicht, um sowohl eine Zustellbewegung als auch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung der Schneidkörper des Bearbeitungsteils vornehmen zu können.
  • Entsprechendes gilt auch für die Kraftmesseinrichtung. Insbesondere wenn als Kraftmesseinrichtung ein piezoelektrisches Element eingesetzt wird, ist es wichtig, dass das piezoelektrische Element immer mit Druckspannung beaufschlagt wird und nicht auf Zug belastet wird. Dies kann durch die erfindungsgemäße Vorspannung mittels einer Feder auf einfache und zuverlässige Weise gewährleistet werden.
  • Um den Grundteil mit verschiedenen Bearbeitungsteilen optimal kombinieren zu können, ist ein Übertragungsglied zwischen der Zustelleinrichtung und dem Bearbeitungsteil vorgesehen, wobei das Übertragungsglied eine in axialer Richtung verschiebbare Zustellstange sein kann.
  • Alternativ ist es auch möglich, das Übertragungsglied so auszubilden, dass es relativ zu dem Grundkörper und/oder dem Bearbeitungsteil verdrehbar ist, sodass die Zustellbewegung durch eine rotatorische Bewegung des Übertragungsglieds relativ zum Grundkörper beziehungsweise zum Bearbeitungsteil übertragen werden kann.
  • Beispielsweise ist es möglich, dass an dem dem Bearbeitungsteil zugewandten stirnseitigen Ende des Übertragungsglieds eine Klauenkupplung oder eine Hirth-Verzahnung ausgebildet ist, die mit einem entsprechenden Gegenstück im Bearbeitungsteil zusammenwirkt. Dadurch können Zustellbewegungen in beide Drehrichtungen sicher und spielfrei übertragen werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Bearbeitungsteil als Honahle, mit mindestens einer, bevorzugt jedoch zwei oder mehr Honleisten ausgebildet sein.
  • Weil in dem erfindungsgemäßen Werkzeug nicht nur eine Zustelleinrichtung mit einer Einrichtung zur Erfassung der Zustellbewegung, sondern auch eine Kraftmesseinrichtung integriert sind, können komplexe Honoperationen durchgeführt werden, die nicht nur weggesteuert, sondern auch zusätzlich oder ausschließlich kraftgesteuert sind. Dadurch können die Oberflächeneigenschaften der zu bearbeitenden Bohrung sehr prozesssicher konstant gehalten werden. Somit ist eine leistungsfähige und prozesssichere Serienfertigung möglich.
  • Des Weiteren kann der Bearbeitungsteil als Aufrauwerkzeug, insbesondere zur Vorbereitung der Bohrung auf eine thermische Beschichtung, oder als Feinbohrwerkzeug mit mindestens einer, bevorzugt zwei Schneidplatten ausgebildet sein. Selbstverständlich ist diese Aufzählung nicht abschließend.
  • Es ist auch möglich, dass in dem Bearbeitungsteil eine oder zwei Schneidplatten angeordnet sind, die zum Anfasen einer Bohrung vorgesehen sind. So ist es beispielsweise möglich, die am distalen Ende des Bearbeitungsteils angeordnete Schneide radial zustellbar zu machen, sodass diese Schneidplatte in „eingezogenem” Zustand in die Bohrung eintauchen kann. Wenn die Schneide das hintere Ende der Bohrung erreicht hat, wird die Schneide radial nach außen zugestellt und eine Fase angebracht.
  • Wenn das erfindungsgemäße Werkzeug wieder aus der Bohrung herausgefahren werden soll, wird die Zustellstelleinrichtung in umgekehrter Richtung betätigt, sodass sich die Schneidplatte radial nach innen bewegt und ohne die Bohrung zu berühren aus der Bohrung herausgefahren werden kann.
  • Um ein rasches und prozesssicheres Austauschen der Bearbeitungsteile bei eingespanntem Grundkörper zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Schnittstelle zwischen dem Grundkörper und dem Bearbeitungsteil als lösbare Schnittstelle ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch einen Hohlschaftkegel, einen Gewindeanschluss, einen Bajonettanschluss, einen Spannzangenanschluss oder ein Hydrodehnspannfutter realisiert werden.
  • Als besonders geeignet für die Anbindung des erfindungsgemäßen Werkzeugs an eine Maschinenspindel hat es sich bewährt, die Schnittstelle zwischen dem Grundkörper und der Maschinenspindel als Hohlschaftkegelschnittstelle auszubilden.
  • Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Schnittstelle zwischen dem Grundkörper und der Maschinenspindel die Übertragung elektrischer, hydraulischer und/oder pneumatischer Energie erlaubt. Auch die Übertragung von Signalen ist vorteilhaft und im Falle einer Kraftmesseinrichtung auch geboten. Wenn die Kraftmesseinrichtung Signale über den Anpressdruck, beispielsweise der Honleisten auf die zu bearbeitende Bohrung, erfasst und diese Information an die übergeordnete Maschinensteuerung übermittelt, kann die Bearbeitung der Bohrung kraftgesteuert erfolgen. Dadurch werden optimale Ergebnisse erzielt.
  • Die Einkopplung elektrischer Energie in das erfindungsgemäße Werkzeug erfolgt bevorzugt induktiv, da diese Energieübertragung verschleißfrei und sicher ist. Entsprechendes gilt auch für die bi-direktionale Signalübertragung zwischen der Maschinensteuerung und dem erfindungsgemäßen Werkzeug.
  • So erfordert zum Beispiel die Steuerung der Zustelleinrichtung eine entsprechende Signalübertragung von der Maschinensteuerung in das erfindungsgemäße Werkzeug, während die Übermittlung der Anpresskraft zwischen Honleiste und zu bearbeitender Bohrung durch die erfindungsgemäße Kraftmesseinrichtung eine Signalübertragung vom Werkzeug zur übergeordneten Maschinensteuerung erfordert.
  • Die Zustelleinrichtung kann einen Elektromotor, ein Untersetzungsgetriebe und/oder einen Gewindetrieb umfassen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Zustellung einen Linearmotor aufweist, der elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird. Bei dieser Ausführungsform ist es oft hilfreich, wenn noch ein hydraulischer Übersetzer vorgesehen wird, um die Zustellkräfte zu erhöhen, falls erforderlich.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Honwerkzeugs;
  • 2 Ausführungsbeispiele verschiedener Bearbeitungsteile des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs;
  • 3 ein Diagramm in dem die Zustellkraft und der Zustellweg über der Zeitachse bei einer komplexen Honoperation dargestellt sind;
  • 4 ein Ablaufdiagramm einer Serienfertigung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs und
  • 5 das Zusammenwirken aus kraft- und weggesteuerter Zustellung bei dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug im Zusammenwirken mit der übergeordneten Honsteuerung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 schematisch und im Längsschnitt dargestellt. Das erfindungsgemäße Honwerkzeug 1 besteht aus zwei Baugruppen, nämlich dem Grundkörper 3 und dem Bearbeitungsteil 5. Der Grundkörper 3 weist an seinem in 1 linken Ende eine Schnittstelle 7 mit mehreren Funktionen auf.
  • Die Schnittstelle 7 umfasst eine mechanische Schnittstelle mit der das erfindungsgemäße Werkzeug 1 beispielsweise in die Spindel eines Bearbeitungszentrums eingesetzt und dort positioniert und befestigt wird. Dieser mechanische Teil der multifunktionalen Schnittstelle 7 kann als herkömmliche Hohlschaftkegelschnittstelle ausgebildet sein.
  • Außerdem kann über die Schnittstelle 7 zum Beispiel elektrische Energie in das Werkzeug 3 eingekoppelt werden. Dies erfolgt bevorzugt induktiv mit einem ersten Primärteil (nicht dargestellt) in der Spindel des Bearbeitungszentrums und einem ersten Sekundärteil 9 in dem erfindungsgemäßen Werkzeug 1.
  • Auf ähnliche Weise ist es möglich, eine induktive Signalübertragung zwischen der Steuerung des Bearbeitungszentrums und dem erfindungsgemäßen Werkzeug 1 zu realisieren. Zu diesem Zweck ist ein zweiter Sekundärteil 11 im Bereich der Schnittstelle 7 ausgebildet. Selbstverständlich ist die Zahl der Sekundärteile 9, 11 nicht auf zwei beschränkt. Bei Bedarf können noch weitere Sekundärteile vorgesehen werden.
  • Es ist auch möglich, elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Energie auf andere, aus dem Stand der Technik bekannte Arten und Weisen zwischen der Spindel des Bearbeitungszentrums und dem Werkzeug 1 zu übertragen.
  • Im inneren des Grundkörpers 3 sind eine Zustelleinrichtung 13 und eine piezoelektrisch arbeitende Kraftmesseinrichtung 15 integriert. Die Zustelleinheit 13 umfasst bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen als Servomotor 17 ausgebildeten Elektromotor, mit einem Stator 19 und einem Rotor 21. Dem Servomotor 17 ist eine Regeleinrichtung (nicht dargestellt) zum Steuern des Servomotors 17 zugeordnet. Der Rotor 21 ist mit einem mechanischen Untersetzungsgetriebe 23, das als Planetengetriebe oder Harmonic Drive ausgebildet sein kann, gekoppelt. Die Ausgangswelle 25 des Untersetzungsgetriebes 23 ist als Außengewinde ausgebildet, das mit einer Mutter 27 zusammenwirkt. Die Gewindemutter 27 hat eine Nase 29, die in einer Axialnut 31 des Grundkörpers 3 geführt ist. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Gewindemutter 27 relativ zum Grundkörper 3 nicht verdrehen kann. In Folge dessen wird eine Drehbewegung des Rotors 21 über das Untersetzungsgetriebe 23 und die Gewindemutter 27 in eine Linearbewegung in axialer Richtung des erfindungsgemäßen Werkzeugs 3 umgesetzt.
  • An dem in 1 rechten Ende der Gewindemutter 27 ist das piezoelektrische Element angeordnet, welches die erfindungsgemäße Kraftmesseinrichtung 15 darstellt. Die Kraftmesseinrichtung 15 ist zwischen der Gewindemutter 27 und einem Gegenstück 33 angeordnet. Das Gegenstück 33 wird über eine Tellerfeder 35, die sich an dem Grundkörper 3 abstützt, vorgespannt. Durch die Vorspannung wird erreicht, dass die Kraftmesseinrichtung 15 immer druckbelastet ist und schädliche Zugspannungen vermieden werden. Desweiteren wird sichergestellt, dass in der Zustelleinheit, insbesondere im Untersetzungsgetriebe 23 und der Gewindemutter 27 kein Spiel vorhanden ist, welches die Genauigkeit der Zustellung beeinträchtigen könnte.
  • An dem in 1 rechten Ende des Grundkörpers 3 ist eine zweite mechanische Schnittstelle 37 angeordnet, in der das Bearbeitungsteil 5 lösbar aufgenommen ist. Die Details dieser zweiten Schnittstelle 37 werden nachfolgend im Zusammenhang mit der 2 noch näher erläutert.
  • Das in 1 dargestellte Bearbeitungsteil 5 ist eine Honahle mit mehreren Honleisten 39 und dienen als Schneidkörper. Die Honleisten 39 des Bearbeitungsteils 5 werden über ein als Zustellstange 41 ausgebildetes Übertragungsglied und zwei mit der Zustellstange 41 verbundene Konen 43 radial nach außen zugestellt, sobald die Zustellstange 41 in 1 nach rechts bewegt wird. Entsprechend werden die Honleisten 39 radial nach innen zurück gezogen, wenn die Zustellstange 41 durch eine entsprechende Betätigung der Zustelleinrichtung 13 in 1 nach links, das heißt in Richtung der ersten Schnittstelle 7, zurück gezogen wird.
  • Dadurch ist es möglich, eine Zustellung der Honleisten 39 sowohl radial nach außen als auch radial nach innen durch eine Bewegungsumkehr der Zustelleinheit 13 beziehungsweise des Rotors 21 zu bewerkstelligen.
  • Da die zwischen der Zustelleinheit 13 und der Zustellstange 41 wirkende Zustellkraft durch die Kraftmesseinrichtung 15 während der Bearbeitung erfasst wird, ist es möglich, zusätzlich oder alternativ zu einer Wegesteuerung eine kraftgesteuerte Zustellung der Honleisten 39 vorzunehmen.
  • Selbstverständlich können auch andere Bearbeitungsvorgänge kraftgesteuert vorgenommen werden oder eine Überwachung dieser Bearbeitungsvorgänge mit Hilfe der Kraftmesseinrichtung 15 erfolgen, wenn beispielsweise andere Bearbeitungsteile in den Grundkörper 3 eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Schnittkraft beim Feinbohren überwacht werden und ein Schneidenbruch erkannt werden.
  • In der 2 ist die zweite Schnittstelle 37 soweit sie das Bearbeitungsteil 5 betrifft noch etwas näher dargestellt und erläutert. Die Darstellung in 2a entspricht dabei dem in 1 dargestellten und beschriebenen Bearbeitungsteil 5.
  • 2b zeigt ein weiteres mögliches Bearbeitungsteil 5, das über die zweite Schnittstelle 37 lösbar in dem Grundkörper 3 aufgenommen werden kann. Mit dem in 2b dargestellten Bearbeitungsteil 5 kann ein Werkstück durch Honen und Feinbohren oder Anfasen bearbeitet werden. Der Bearbeitungsteil 5 stellt damit ein Kombinationswerkzeug dar. Das Bearbeitungsteil 5 weist zum Schneiden eine Schneidplatte 62, beispielsweise zum Anfasen eines Werkstücks, auf, die über eine Nase 64 radial nach innen gerichtet mit einem Zustellkonus 66 einer Druckstange 68 des Bearbeitungsteils 5 zusammenwirkt. Die Druckstange 68 weist eine Innenbohrung 70 zur radialen Führung der Zustellstange 41 auf.
  • Außerdem weist das Bearbeitungsteil 5 Honleisten 39 auf, die in 2b gegenüberliegend zur Schneidplatte 62 angeordnet sind. Die Honleisten 39 werden durch die Betätigung der Zustellstange 41 (gemäß der Beschreibung zu 1) bewegt. Bei diesem Bearbeitungsteil 5 sind sowohl die Schneidplatte 62 als auch die Honleiste 39 während der Bearbeitung getrennt voneinander radial zustellbar.
  • Die Zustellstange 41 und die Druckstange 68 werden über die zweite Schnittstelle 37 betätigt. Da sie mit ihren Zustellkonussen 43 und 66 radial symmetrisch sind, können grundsätzlich beliebig viele Honleisten 39 und Schneidplatten 62 in dem Bearbeitungsteil 3 zugestellt werden. Die Druckstange 68 überträgt die Zustellbewegung über eine Druckkraft auf die Schneidplatte 62. Die Zustellbewegung ist durch einen Pfeil 72 in 2b angedeutet.
  • Die kraftgesteuerte elektromechanische Zustelleinrichtung 13 bietet die Möglichkeit, mit definierter Zustellkraft F einen Schneidbelag in der Selbstschärfung zu halten. Bei dünnwandigen Werkstücken kann der auf die Honleisten 39 wirkende Anpressdruck auf einem konstant niedrigen Wert gehalten werden, um Bauteilverformungen zu vermeiden und somit hohe Zylinderformgenauigkeiten zu erreichen. Die kraftgesteuerte elektromechanische Zustelleinrichtung 13 leistet somit einen wesentlicher Beitrag zur Prozessoptimierung.
  • 3 zeigt dazu ein Diagramm in dem die Zustellkraft F und der Zustellweg S über der Zeitachse t bei einer komplexen Honoperation dargestellt sind. Die erste Kurve 45 zeigt den Verlauf der Zustellkraft F, die zweite Kurve 47 zeigt den Verlauf des korrespondierenden Zustellwegs S. Der Verlauf 45 der Zustellkraft F zeigt nach Erreichen einer gewünschten Zustellkraft F1 einen im Wesentlichen alternierenden Verlauf innerhalb eines Sollwertbereichs FS der Zustellkraft F, wobei jeweils nach einem kurzzeitigen Anstieg der Zustellkraft F (vgl. Bezugszeichen X) die Zustellkraft F durch die fortschreitende Zerspanung wieder langsam abnimmt (vgl. Bezugszeichen Y). Der Zustellweg 47 zeigt nach dem Erreichen einer Ausgangsposition S1 einen in Stufen ansteigenden Verlauf 47, wobei jeweils beim Anstieg der Zustellkraft F der Zustellweg S vergrößert wird (vgl. Bezugszeichen Z). Während der Abnahme der Zustellkraft F ist der Zustellweg jeweils konstant (vgl. Bezugszeichen K).
  • 4 zeigt ein mögliches Ablaufdiagramm einer Serienfertigung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs 1. Nach einer Starteinleitung durch eine allgemeine Maschinensteuerung des Bearbeitungszentrums, z. B. nach einem Werkzeugwechsel, fährt das Werkzeug 1 mit vollständig zurückgezogenen Honleisten 39 ohne Drehbewegung in eine Bohrung 48 eines ersten Werkstückes 49 ein und stoppt in dieser Position. Jetzt erhält die Zustelleinrichtung 13 ein Startsignal (Punkt S1) und der Servomotor 17 expandiert mit vorgegebener Aufweitgeschwindigkeit die Honleisten 39. Dem Servomotor 17 ist von einer Honsteuerung 50 (vgl. 5) ein bestimmtes einstellbares Anlegemoment vorgegeben.
  • Sobald die Honleisten 39 am Werkstück 49 anliegen und das voreingestellte Anlegemoment erreicht ist (Punkt A), hält der Servomotor 17 an. Dieser Stillstand wird wiederum von der Honsteuerung 50 erkannt, die Drehrichtung des Servomotors 17 wird dabei kurzzeitig geändert, und die Zustellung fährt wieder ein kurzes Stück zurück (Punkt E). Die Größe der Rücksetzung ist entsprechend den Werkzeugkennwerten so gewählt, dass die Honleisten 39 im Wesentlichen noch an der Bohrungswand des Werkstücks 49 anliegen, die Zustelleinrichtung 13 aber mechanisch entspannt ist.
  • Die allgemeine Maschinensteuerung erhält anschließend ein Signal und schaltet die Hub- und Drehbewegung ein. Gleichzeitig beginnt die Zerspanzustellung. Dem Servomotor 17 wird eine andere, in der Regel höhere zu erreichende Zustellkraft F1 (Zerspanmoment) zugeordnet. Eine konstante Zustellgeschwindigkeit (μm/s) ist vorgegeben. Nach Durchlaufen eines vorbestimmten Zustellweges S oder wenn in Verbindung mit einer Direkt-Messeinrichtung, z. B. der piezoelektrischen Kraftmesseinrichtung 15, ein Signal „Maß erreicht” ist, wird die Aufweitung gestoppt.
  • Optional kann die Honsteuerung 50 bei Maß B auf eine zweite Zustellgeschwindigkeit umschalten (degressive Zustellung).
  • Diese Stellung wird gespeichert. Anschließend werden die Honleisten 39 um einen vorbestimmten Betrag zurückgestellt (Punkt R). Damit ist der Honvorgang für das erste Werkstück beendet und beginnt für ein zweites Werkstück aus dieser Position (Punkt S2) heraus. Erst nach einem Vollrücklauf der Honleisten 39, z. B. nach einem Werkzeugwechsel, wird mit der Zustellung wieder im Punkt S1 begonnen.
  • 5 zeigt das Zusammenwirken aus kraft- und weggesteuerter Zustellung bei dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug 1 im Zusammenwirken mit der übergeordneten Honsteuerung 50. Im Wesentlichen erfolgt die Steuerung der Zustelleinrichtung 13 über eine definierte und geregelte Strombegrenzung Ig für den Servomotor 17. Eine Lageregelung 52 und Drehzahlregelung 54 ist hierbei die Basis für die Steuerung der Stromzuführung des Servomotors 17 während des Honverfahrens. Hierdurch wird eine kontinuierliche Regelung auf in der Honsteuerung 50 eingestellten Zustellparameter gewährleistet. Eine Schrittvorgabe zum Betreiben des Servomotors 17 ist dabei Vorraussetzung. Die Zustellparameter sind in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 56 gekennzeichnet.
  • Ergänzend hierzu zeigen die beiden Diagramme unten in 5 auf der linken Seite den prinzipiellen Verlauf 47 des Zustellweg S und den Verlauf 58 des dadurch erzeugten Hondurchmessers D in der Bohrung 48 des Werkstücks 49. Auf der rechten Seite zeigt ein Diagramm den Verlauf 45 der Zustellkraft F in einem Teilbereich. Bei einem Anstieg des Zustellkraftverlaufs 45 ergeben sich größer werdende Hondurchmesserstreuungen 60.
  • 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
    • DE 102006028728 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Werkzeug (1) mit einer in das Honwerkzeug (1) integrierten Zustelleinrichtung (13) und mit einer Schnittstelle (7) zum Verbinden des Werkzeugs (1) mit einer Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) einen Grundkörper (3) und einen vorzugsweise auswechselbaren Bearbeitungsteil (5) umfasst, wobei die Zustelleinrichtung (13) in dem Grundkörper (3) angeordnet ist und mit Hilfe eines Übertragungsglieds (41) die Zustellung des oder der in dem Bearbeitungsteil (5) vorhandenen Schneidkörper (39; 62) mit geometrisch unbestimmter oder geometrisch bestimmter Schneide bewirkt.
  2. Werkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (3) eine Kraftmesseinrichtung, insbesondere eine piezoelektrische Kraftmesseinrichtung (15), vorgesehen ist.
  3. Werkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustelleinrichtung (13) und/oder die Kraftmesseinrichtung (15) durch eine Feder (35) vorgespannt ist.
  4. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied eine in axialer Richtung verschiebbare Zustellstange (41) umfasst.
  5. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (41) relativ zu dem Grundkörper (3) und/oder dem Bearbeitungsteil (5) verdrehbar ausgebildet ist.
  6. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (5) als Honahle mit mindestens einer bevorzugt zwei oder mehr Honleisten (39) ausgebildet ist.
  7. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (5) als Aufrauhwerkzeug, insbesondere zur Vorbereitung einer Bohrung auf eine thermische Beschichtung, ausgebildet ist.
  8. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsteil (5) als Feinbohrwerkzeug oder als Werkzeug zum Anfasen mit mindestens einer bevorzugt zwei Schneidplatten (62) ausgebildet ist.
  9. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (37) zwischen dem Grundkörper (3) und dem Bearbeitungsteil (5) als Hohlschaftkegel, Gewindeanschluss, Bajonettanschluss, Spannzangenanschluss oder Hydrodehnspanfutter ausgebildet ist.
  10. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (7) zwischen dem Grundkörper (3) und der Maschinenspindel als Hohlschaftkegel-Schnittstelle ausgebildet ist.
  11. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (7) zwischen dem Grundkörper (3) und der Maschinenspindel die Übertragung elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Energie erlaubt.
  12. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (7) zwischen dem Grundkörper (3) und der Maschinenspindel die Übertragung von Signalen erlaubt.
  13. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustelleinrichtung (13) einen Elektromotor (17), ein Untersetzungsgetriebe (23) und/oder einen Gewindetrieb umfasst.
  14. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustelleinrichtung (13) einen Linearmotor und/oder einen hydraulischen Übersetzer umfasst.
  15. Verfahren zum Bearbeiten einer Bohrung () mit einem Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Bohrung (48) weggesteuert und/oder kraftgesteuert erfolgt.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012216360A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-20 Komet Group Gmbh Honsystem, insbesondere zum Honen auf einem Bearbeitungszentrum
DE102014000476A1 (de) 2014-01-16 2015-01-15 Daimler Ag Honwerkzeug
WO2017167829A1 (de) * 2016-03-29 2017-10-05 Gehring Technologies Gmbh Verfahren zur herstellung rotationssymmetrischer, nicht zylindrischer bohrungen mit einem honwerkzeug und honmaschine, die zur konifizierung einer zylindrischen bohrung ausgebildet und eingerichtet ist
DE102017001601B4 (de) 2017-02-17 2023-03-23 Mercedes-Benz Group AG Werkzeug zum thermischen Beschichten
EP3681673B1 (de) * 2017-09-14 2024-06-05 Microcut Ltd Verfahren und vorrichtung zur feinbearbeitung von zylindrischen werkstückflächen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006028728A1 (de) 2006-06-20 2007-12-27 MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG Honwerkzeug und Verfahren zum Fertig-Honen von Bohrungen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006028728A1 (de) 2006-06-20 2007-12-27 MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG Honwerkzeug und Verfahren zum Fertig-Honen von Bohrungen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012216360A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-20 Komet Group Gmbh Honsystem, insbesondere zum Honen auf einem Bearbeitungszentrum
DE102014000476A1 (de) 2014-01-16 2015-01-15 Daimler Ag Honwerkzeug
WO2017167829A1 (de) * 2016-03-29 2017-10-05 Gehring Technologies Gmbh Verfahren zur herstellung rotationssymmetrischer, nicht zylindrischer bohrungen mit einem honwerkzeug und honmaschine, die zur konifizierung einer zylindrischen bohrung ausgebildet und eingerichtet ist
DE102017001601B4 (de) 2017-02-17 2023-03-23 Mercedes-Benz Group AG Werkzeug zum thermischen Beschichten
EP3681673B1 (de) * 2017-09-14 2024-06-05 Microcut Ltd Verfahren und vorrichtung zur feinbearbeitung von zylindrischen werkstückflächen

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