DE102014222004A1 - Tool for making a through hole - Google Patents

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Abstract

Um ohne Werkzeugwechsel eine Durchgangsbohrung in einem Werkstück herzustellen und Fasen an den beiden Enden der Durchgangsbohrung anzubringen, wird bei einem Werkzeug, bestehend aus einem Werkzeugschaft, der an seinem vorderen freien Ende zumindest eine Schneide zum Herstellen der Durchgangsbohrung trägt und zumindest eine weitere Schneide zum Bearbeiten an der Austrittsfläche aufweist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Außendurchmesser des Werkzeugschaftes kleiner als der Außendurchmesser der die Schneiden tragenden Flächen ist, dass der Außendurchmesser der die Schneiden tragenden Flächen gleich dem Durchmesser der Durchgangsbohrung ist und dass die Schneiden feststehend sind und das Werkzeug zur Bearbeitung der Eintritts- und Austrittsseite auf einer 3-D-Bahn bewegbar ist.In order to produce a through hole in a workpiece without tool change and to install chamfers at the two ends of the through hole, in a tool consisting of a tool shank which carries at its front free end at least one cutting edge for producing the through hole and at least one further cutting edge for editing According to the invention, the outer diameter of the tool shaft is smaller than the outer diameter of the surfaces carrying the blades, the outer diameter of the surfaces carrying the blades is equal to the diameter of the through hole and the blades are stationary and the tool for machining the Entry and exit side is movable on a 3-D path.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zur Herstellung einer Durchgangsbohrung in einem Werkstück und zum Bearbeiten der Eintritts- und Austrittsseite der Durchgangsbohrung, bestehend aus einem Werkzeugschaft, der an seinem vorderen Ende zumindest eine Schneide zum Herstellen der Durchgangsbohrung trägt und zumindest eine weitere Schneide zum Bearbeiten an der Austrittsseite der Bohrung aufweist.The invention relates to a tool for producing a through hole in a workpiece and for processing the inlet and outlet side of the through hole, consisting of a tool shank which carries at its front end at least one cutting edge for producing the through hole and at least one further cutting edge for machining has at the exit side of the bore.

Es ist allgemein bekannt, zur Herstellung von Durchgangsbohrungen in einem Werkstück, beispielsweise zur Herstellung einer Grundlagerbohrung in einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, einen entsprechenden Bohrer zu verwenden. Um anschließend an der Eintritts- und Austrittsseite der Grundlagerbohrung eine Fase anzubringen bzw. ein Entgraten durchzuführen, muss der Bohrer gegen einen Senkbohrer gewechselt werden.It is well known to use a corresponding drill bit to make through-holes in a workpiece, for example, to make a basic bearing bore in a crankshaft of an internal combustion engine. In order to subsequently attach a chamfer or perform a deburring on the inlet and outlet sides of the basic bearing bore, the drill must be exchanged for a countersink.

Um diesen Arbeitsgang zu vereinfachen, ist es bereits bekannt (Fa. Heule AG), das Anfasen auf beiden Bohrungsseiten mit einem einzigen Werkzeug durchzuführen, indem bewegliche Schneidert an einem Werkzeugschaft vorgesehen werden.To simplify this operation, it is already known (Heule AG) to perform chamfering on both bore sides with a single tool by providing movable cutters on a tool shank.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 92 16 677 U ist ein Werkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Dieses Werkzeug weist mehrere radial verstellbare Schneidmesser auf, um ohne Werkzeugwechsel sowohl eine Durchgangsbohrung als auch die Eintritts- und Austrittsseiten der Durchgangsbohrung zu bearbeiten. Nachteilig ist hierbei, dass die Schneidmesser beweglich angeordnet werden müssen. Die Bewegung eines Teils der Schneidmesser erfolgt durch Rechtsdrehung des Werkzeugs, während ein anderer Teil der Schneidmesser durch Linksdrehung des Werkzeugs herausgefahren und durch die umgekehrte Bewegung wieder eingefahren wird. Auch ist durch die bewegliche Lagerung der einzelnen Schneidmesser eine dauerhafte Betriebssicherheit nicht gewährleistet. Daneben sind solche Werkzeuge teuer in der Herstellung und wartungsintensiv.From the German utility model DE 92 16 677 U is a tool according to the preamble of claim 1 is known. This tool has a plurality of radially adjustable cutting blade to edit without tool change both a through hole and the inlet and outlet sides of the through hole. The disadvantage here is that the cutting blades must be arranged to be movable. The movement of a portion of the cutting blade is done by turning the tool to the right, while another part of the cutting blade is moved out by turning the tool to the left and retracted by the reverse movement. Also, a permanent reliability is not guaranteed by the movable mounting of the individual cutting blade. In addition, such tools are expensive to manufacture and maintenance-intensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug zum Herstellen einer Durchgangsbohrung und zum Bearbeiten der Eintritt- und Austrittsseite der Durchgangsbohrung in einem Werkstück bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.The object of the present invention is to provide a tool for producing a through hole and for machining the entry and exit side of the through hole in a workpiece, which does not have the above-mentioned disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by the features of claim 1. The subclaims describe advantageous developments of the invention.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Schneiden werden bewegliche Schneiden vermieden. Dadurch ist das Werkzeug preiswert in der Herstellung und bedarf keiner zusätzlichen Wartung. Auch werden zusätzliche Prozessschritte gegenüber dem bisherigen Verfahren mit verschiedenen Bohrern vermieden. Dadurch, dass kein Drehrichtungswechsel erforderlich ist, können die Stillstandzeiten des Werkzeugs verkürzt werden.The inventive arrangement of the cutting movable blades are avoided. As a result, the tool is inexpensive to manufacture and requires no additional maintenance. Also, additional process steps are avoided over the previous method with different drills. The fact that no change of direction is required, the downtime of the tool can be shortened.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 vereinfacht das Werkzeug weiter. Es ist jedoch auch denkbar, die Schneide zum Herstellen der Durchgangsbohrung in zwei oder mehrere Teilschneiden aufzuteilen, die einen unterschiedlichen Winkel zur Werkzeuglängsachse aufweisen.The development according to claim 2 further simplifies the tool. However, it is also conceivable to divide the cutting edge for producing the through-bore into two or more sub-cutting edges, which have a different angle to the tool longitudinal axis.

Eine geeignete Anordnung der weiteren Schneide zur Bearbeitung der Austrittsseite der Durchgangsbohrung beschreibt Anspruch 3. Damit ist es möglich, ein sehr kompaktes Werkzeug zu bauen.A suitable arrangement of the further cutting edge for machining the exit side of the through hole is described in claim 3. This makes it possible to build a very compact tool.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 4 dient der besseren Spanabfuhr. Hierbei hat sich die Weiterbildung nach Anspruch 5 als sinnvoll erwiesen.The further embodiment of the invention according to claim 4 serves better chip removal. Here, the development according to claim 5 has proven to be useful.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 wird das Werkzeug in der Herstellung vereinfacht und damit verbilligt.Due to the embodiment of the invention according to claim 6, the tool is simplified in the production and thus cheaper.

Anstelle fester Schneiden können nach Anspruch 7 auch an sich bekannte Schneidplättchen verwendet werden. Damit wird ein Nacharbeiten des Werkzeugs einfach möglich.Instead of solid cutting can be used according to claim 7 also known cutting plate. This makes it easy to rework the tool.

Hierbei können für die unterschiedlichen Aufgaben unterschiedliche Schneidplättchen verwendet werden, vorzugsweise aber – wie Anspruch 8 vorschlägt – dieselben Schneidplättchen.Here, different cutting tips can be used for the different tasks, but preferably - as claim 8 proposes - the same cutting tips.

Auch ist es denkbar, eine Kombination aus Schneidplättchen und festen Schneiden zu verwenden, wobei letztere allerdings nachgeschliffen werden müssen, wenn das Schneid-/Bohrergebnis nachlässt.It is also conceivable to use a combination of cutting tips and fixed cutting edges, although the latter must be reground if the cutting / drilling result wears off.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment in conjunction with the drawings. It shows in a highly schematic representation:

1 eine Seitenansicht des Werkzeugs mit einem zugehörigen Werkstück im Querschnitt; 1 a side view of the tool with an associated workpiece in cross section;

2 eine der 1 entsprechende Ansicht beim Herstellen einer Fase auf der Eintrittsseite der Durchgangsbohrung; und 2 one of the 1 corresponding view when producing a chamfer on the inlet side of the through hole; and

3 eine der 2 entsprechende Ansicht bei Herstellen einer Fase auf der Austrittsseite. 3 one of the 2 corresponding view when creating a chamfer on the exit side.

In 1 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 dargestellt. Es weist einen Werkzeugschaft 2 auf, der zur Einspannung des Werkzeugs 1 in eine nicht dargestellte Bearbeitungsmaschine, beispielsweise eine NC Maschine, dient.In 1 is a side view of the tool according to the invention 1 shown. It has a tool shank 2 on, for clamping the tool 1 in a processing machine, not shown, for example, an NC machine, is used.

Weiterhin ist in 1 schematisch ein Werkstück 3 dargestellt, in dem eine Durchgangsbohrung 4 erzeugt wird.Furthermore, in 1 schematically a workpiece 3 shown in which a through hole 4 is produced.

In dem gezeigten Beispiel wird die Durchgangsbohrung 4 von einer Eintrittsseite 5 aus gebohrt und endet auf einer Austrittseite 6.In the example shown, the through hole 4 from an entry side 5 drilled out and ends on an exit side 6 ,

Um diese Durchgangsbohrung 4 und die Fasen auf der Eintrittsseite 5 und der Austrittsseite 6 zu erzeugen, befindet sich an dem vorderen Ende 7 des Werkzeugschaftes 2 ein Schneidenbereich 8 zur Aufnahme der verschiedenen Schneiden an. Dieser Bereich ist ebenfalls nur schematisch dargestellt.Around this through hole 4 and the chamfers on the entry side 5 and the exit side 6 to generate is located at the front end 7 of the tool shank 2 a cutting area 8th to accommodate the various cutting. This area is also shown only schematically.

Der Schneidenbereich 8 besteht aus einem ersten Abschnitt 9, auf dem sich die Schneiden für das Entgraten/Anfasen des Randbereiches der Durchgangsbohrung 4 auf der Austrittsseite 6 befinden. Dieser Abschnitt 9 ist geneigt zur Längsachse 10 der Durchgangsbohrung 4 angeordnet, wobei seine Neigung dem gewünschten Fasenwinkel entspricht, der auf der Austrittsseite 6 des Werkstücks 3 erzeugt werden soll. Dieser Bereich 9 ist somit kegelstumpfartig gestaltet.The cutting area 8th consists of a first section 9 on which the cutting edges for deburring / chamfering the edge area of the through hole 4 on the exit side 6 are located. this section 9 is inclined to the longitudinal axis 10 the through hole 4 arranged, wherein its inclination corresponds to the desired chamfer angle, on the exit side 6 of the workpiece 3 should be generated. This area 9 is thus designed frustoconical.

An dem Abschnitt 9 schließt sich in diesem Beispiel ein zweiter zylindrischer Abschnitt 11 an. Sein Durchmesser entspricht dem Durchmesser der Durchgangsbohrung 4. In diesem Bereich sind keine Schneiden angeordnet. Es ist jedoch vorstellbar, in diesem Abschnitt Bearbeitungswerkzeuge zur Nachbearbeitung der Durchgangsbohrung 4, beispielsweise Zähne einer Reibahle, vorzusehen.At the section 9 closes in this example, a second cylindrical section 11 at. Its diameter corresponds to the diameter of the through hole 4 , There are no cutting edges in this area. However, it is conceivable in this section machining tools for post-processing the through hole 4 For example, teeth of a reamer to provide.

An dem vorderen freien Ende des Schneidenbereiches 8 befindet sich ein dritter Abschnitt 12 mit den Schneiden zur Erzeugung der Durchgangsbohrung 4 und zum Entgraten/Anfasen des Randbereiches der Durchgangsbohrung 4 auf der Eintrittsseite 5. Auch dieser Abschnitt 12 ist kegelstumpfartig ausgebildet, wobei die Neigung jedoch in umgekehrter Richtung zur Neigung im Bereich 9 verläuft.At the front free end of the cutting area 8th there is a third section 12 with the cutting edges to create the through hole 4 and for deburring / chamfering the edge region of the through hole 4 on the entrance side 5 , Also this section 12 is truncated cone-shaped, but the inclination in the opposite direction to the inclination in the area 9 runs.

Der Abschnitt 11 bildet in diesem Beispiel jeweils die Grundfläche der beiden kegelstumpfartigen Abschnitte 9 und 12.The section 11 forms in this example in each case the base of the two truncated cone-like sections 9 and 12 ,

Die Neigung in den Abschnitt 9 und 12 muss nicht konstant verlaufen, sondern kann unterschiedliche Winkel einnehmen. Da mit dem äußeren Umfangsbereich in der Regel das Entgraten/Anfasen durchgeführt werden soll, ist die Neigung dieser Abschnitte 9, 12 durch den gewünschten Fasenwinkel bestimmt.The inclination in the section 9 and 12 does not have to be constant, but can take different angles. As the deburring / chamfering is usually to be performed with the outer peripheral region, the inclination of these sections is 9 . 12 determined by the desired chamfer angle.

In 1 ist die Position des Werkzeuges 1 zum Herstellen der Durchgangsbohrung 4 gezeigt, d. h. die Längsachse des Werkzeuges 1 liegt in der Längsachse 10 der Durchgangsbohrung 4. Alle Schneiden im Abschnitt 12 erzeugen die Durchgangsbohrung 4.In 1 is the position of the tool 1 for making the through hole 4 shown, ie the longitudinal axis of the tool 1 lies in the longitudinal axis 10 the through hole 4 , All cutting in the section 12 create the through hole 4 ,

In 2 ist das Werkzeug 1 mit seiner Längsachse um einen Abstand a versetzt zur Längsachse 10 der Durchgangsbohrung 4 gezeigt. In dieser Position kann eine Fase 13 auf der Eintrittsseite 5 erzeugt werden, indem das Werkzeug 1 translatorisch bewegt und rotierend um seine Achse sowie auf einer Kreisbahn mit dem Abstand a als Radius um die Längsachse 10 der Bohrung 4 geführt wird. Er wird also auf einer 3-D-Bahn geführt. Hierbei sind nur ein Teil der Schneiden des Abschnittes 12 mit dem Werkstück 1 in Kontakt.In 2 is the tool 1 with its longitudinal axis offset by a distance a to the longitudinal axis 10 the through hole 4 shown. In this position can be a chamfer 13 on the entrance side 5 be generated by the tool 1 translationally moved and rotating about its axis and on a circular path with the distance a as a radius about the longitudinal axis 10 the bore 4 to be led. He is therefore led on a 3-D-Bahn. Here are just a part of the cutting of the section 12 with the workpiece 1 in contact.

3 zeigt die Stellung des Werkzeugs 1, bei der auf der Austrittsseite 6 eine Fase 14 erzeugt wird. Hierzu wird das Werkzeug 1 durch die Durchgangsbohrung 4 gefahren und dann so positioniert, dass zumindest ein Teil der Schneiden des Abschnittes 9 mit dem Werkstück 3 in Kontakt gelangen, ähnlich der Werkzeugstellung in 2. Auch hier wird das Werkzeug 1 um den Abstand a zur Längsachse 10 versetzt und dann – wie zu 2 beschrieben – auf einer 3-D-Bahn bewegt, um die Fase 14 zu erzeugen. 3 shows the position of the tool 1 , at the exit side 6 a chamfer 14 is produced. This is the tool 1 through the through hole 4 driven and then positioned so that at least part of the cutting of the section 9 with the workpiece 3 get in contact, similar to the tool position in 2 , Again, the tool becomes 1 by the distance a to the longitudinal axis 10 and then - how to 2 described - moved on a 3-D train to the chamfer 14 to create.

Weiterhin ist in 3 sichtbar, dass die Differenz zwischen dem Durchmesser des Abschnittes 11 und dem Werkzeugschaftdurchmesser so zu wählen ist, dass der äußere Umfang des Werkzeugschaftes 2 beim Herstellen der Fase 14 auf der Austrittsseite 6 nicht die Innenwand der Durchgangsbohrung 4 berührt. Hierbei sind Fertigungstoleranzen zu berücksichtigen.Furthermore, in 3 visible that the difference between the diameter of the section 11 and the tool shank diameter is to be selected so that the outer circumference of the tool shank 2 when making the chamfer 14 on the exit side 6 not the inner wall of the through hole 4 touched. Here are manufacturing tolerances to consider.

Als Schneiden können massive Schneiden in Frage kommen, In der Praxis werden jedoch in der Regel Schneidplättchen eingesetzt, die in an sich bekannter Weise zu befestigen sind. Auch ist der Abschnitt 12 in seiner Mitte wie in der Regel bei Spiralbohrern spitz mit einer Schneide ausgebildet, Die Länge des Werkzeugschaftes 2 ist so bemessen, dass die Fase 14 auf der Austrittseite 6 des Werkstückes 3 problemlos hergestellt werden kann.As cutting massive cutting in question may come into question, however, usually cutting blades are used in practice, which are to be fastened in a conventional manner. Also is the section 12 in its center as usually with spiral drills pointed formed with a cutting edge, the length of the tool shank 2 is sized so that the chamfer 14 on the exit side 6 of the workpiece 3 can be easily made.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 9216677 U [0004] DE 9216677 U [0004]

Claims (8)

Werkzeug zum Herstellen einer Durchgangsbohrung in einem Werkstück und zum Bearbeiten der Eintritts- und Austrittsseiten der Durchgangsbohrung, insbesondere zum Herstellen einer Grundlagerbohrung samt Fasen an deren Eintritts- und Austrittsseite an Kurbelwellen, bestehend aus einem Werkzeugschaft, der an seinem vorderen Ende zumindest eine Schneide zum Herstellen der Durchgangsbohrung trägt und zumindest eine weitere Schneide zum Bearbeiten an der Austrittsseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Werkzeugschaftes (2) kleiner als der Außendurchmesser der die Schneiden tragenden Flächen (Schneidenbereich 8) ist, dass der Außendurchmesser der die Schneiden tragenden Flächen (Schneidenbereich 8) gleich dem Durchmesser der Durchgangsbohrung (4) ist und dass die Schneiden feststehend sind und das Werkzeug (1) zur Bearbeitung der Eintritts- und Austrittsseite (5 und 6) auf einer 3-D-Bahn bewegbar ist.Tool for producing a through hole in a workpiece and for processing the inlet and outlet sides of the through hole, in particular for producing a base bearing bore including chamfers at the inlet and outlet sides of crankshafts, consisting of a tool shank which at its front end at least one cutting edge for producing the through bore carries and has at least one further cutting edge for machining on the exit side, characterized in that the outer diameter of the tool shank ( 2 ) smaller than the outer diameter of the cutting-bearing surfaces (cutting area 8th ) is that the outer diameter of the cutting-bearing surfaces (cutting area 8th ) equal to the diameter of the through hole ( 4 ) and that the cutting edges are stationary and the tool ( 1 ) for processing the entrance and exit sides ( 5 and 6 ) is movable on a 3-D-Bahn. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schneide sowohl zur Herstellung der Durchgangsbohrung (4) als auch zum Bearbeiten an der Eintrittsseite (5) der Durchgangsbohrung (4) vorgesehen ist.Tool according to claim 1, characterized in that the at least one cutting edge both for the production of the through hole ( 4 ) as well as for editing at the entrance side ( 5 ) of the through hole ( 4 ) is provided. Werkzeug nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite der Werkzeugfläche (Abschnitt 12) mit der zumindest einen Schneide zur Erzeugen der Durchgangsbohrung (4) die zumindest weitere Schneide zum Bearbeiten an der Austrittseite (6) der Durchgangsbohrung (4) angeordnet ist.Tool according to claim 1 or 2, characterized in that on the back of the tool surface (section 12 ) with the at least one cutting edge for producing the through-bore ( 4 ) the at least further cutting edge for processing on the exit side ( 6 ) of the through hole ( 4 ) is arranged. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schneiden tragenden Werkzeugflächen (9, 12) geneigt zur Längsachse (10) des Werkzeuges (1) angeordnet sind.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the tool surfaces carrying the cutting edges ( 9 . 12 ) inclined to the longitudinal axis ( 10 ) of the tool ( 1 ) are arranged. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide(n) zur Erzeugen der Durchgangsbohrung (4) einen Winkel zur Längsachse (10) des Werkzeuges (1) von weniger als 90° bildet.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting edge (s) for producing the through-bore ( 4 ) an angle to the longitudinal axis ( 10 ) of the tool ( 1 ) of less than 90 °. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schneide(n) tragenden Werkzeugflächen (9, 12) im Querschnitt kegelstumpfartig mit gemeinsamer Grundfläche (Abschnitt 11) angeordnet sind.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting surfaces (n) bearing tool surfaces ( 9 . 12 ) in cross-section like a truncated cone with a common base (section 11 ) are arranged. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden als Schneidplättchen ausgebildet sind.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting edges are formed as cutting tips. Werkzeug nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselben Schneidplättchen zur Herstellung der Durchgangsbohrung (4) wie zur Bearbeitung an der Eintrittsseite (5) vorgesehen sind.Tool according to claim 7, characterized in that the same cutting plates for the production of the through hole ( 4 ) as for processing at the entrance side ( 5 ) are provided.
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