DE2362788A1 - Verfahren zum schaelen und glattwalzen von durchgehenden bohrungen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum schaelen und glattwalzen von durchgehenden bohrungen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2362788A1 DE19732362788 DE2362788A DE2362788A1 DE 2362788 A1 DE2362788 A1 DE 2362788A1 DE 19732362788 DE19732362788 DE 19732362788 DE 2362788 A DE2362788 A DE 2362788A DE 2362788 A1 DE2362788 A1 DE 2362788A1
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Description

MADISON INDUSTRIES GMBH, 6078 Neu Isenburg
Verfahren zum Schälen und Glattwalzen von durchgehenden Bohrungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zuia Schälen und Glattwalzen von durchgehenden Bohrungen mit Hilfe eines einen Schälkopf und einen Glattwalzkopf aufweisenden Schäl- und Glattwalzwerkzeugs und eines in Vorschubrichtung des Glattwalzwerkzeugs in die Bohrung geleiteten Fluidstroas sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei dem bekannten Verfahren dieser Art sitzt der Schälkopf in Vorschubrichtung gesehen vor dem Glattwalzkopf auf dem gemeinsamen Antriebsschaft, so daß beide Werkzeuge als kombiniertes Schäl- und Glattwalzwerkzeug mit der gleichen Vorschubgeschwindigkeit durch die durchgehende Bohrung eines Zylinders geführt werden, deren Innenfläche zuerst geschält und unmittelbar darauf durch das nachfolgende Glattwalzwerkzeug im gleichen Arbeitsgang glattgewalzt wird. In Vorschubrichtung wird ein Ölstro» geleitet, der die beim Schälen entstehenden Späne mitnimmt, bevor der Glattwalzkopf die soeben geschälte Innenfläche bearbeitet· Zusätzlich ist ein· Stauscheibe zwischen beiden Werkzeugköpfen angeordnet, die den Bohrungsquerschnitt im wesentlichen ausfüllt und die Span·
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aus de» Walsbereicfe hält« Bnrefe Aussparungen am Band der Stauscheibe wird das öl sit ©Aöhter Spülkraft den Stellen der Spanbildung zugeführt. B&s Öl unterstützt gleichzeitig den Bearbeitungüvorgang.
Ub ein« optimale Ofeerfläefeeagöt© sä ersi®leis, müssen Yorechubgeschwindigkeit und Drehzahl bei beiden Werkseugköpf®© Jeweils für sich in einem feestiffiMtem 'Verhältnis %ueinas>ä@r stehen. Das optimale Verhältnis ist bei dem B&h&lkopt Jedoch in aller Regel ein anderes als b©i de« Glattwalskopf. Da beide Werkzeugköpfe mit gleicher Drehzahl angetrieben werden, kann das Verhältnis entweder nur bei dem ©in©» oder feel dem anderen Werkzeugkopf optimal gewählt werden. Ie der R@g@l schließt »an jedoch einen Kosproniß ariscME beid@a optimalem Werteny so daß weder bei de» einen noch bei des aadi®r©ii" W<eyläs®ugk©pf das optimale Verhältnis ¥orliegt, aber b®i te®id@a Wa^fesieisgkopfen das Verhältnis nicht ^u weit ^ota optissalea Woi't ©atferat ist.
Ayßerde» USmn@m bei üer veiffegitraicmlSig gTohen ScMlItoearbeitung auftretend© IfifeFß,ti®a©a d©s leg"kz®Mg® die gl@i©hzeitig erfolgende fein® Glattwalzfeoarbeitiaag dafeiEgahead feeeinträchtigen, daß Ratters&rki©ruiag@n auf der bearbeiteten Oberfläche entstehen.
Ferner dringen g®l©g@atlicte trots gfaiisefeeib® uad ölstrom dennoch Schälspine is des
.Beim Rücklauf de® kombinierten Schäl- und Glattwalswerkzeugs besteht di® Gefahr, daß d&s Schälmesser feine Spuren auf der is Vorlauf g@glätt@t@E Fläch© hiaterläßt. In der Praxis wird daher häufig der Sehälkopf aaeh dem Schälen vor dem Rücklauf abgeschraubt nad vor @ia®a erneuten Vorlauf wieder angeschraubt. Dies bedeutet ©1ϊι®ώ ©rbablichen Arbeitsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe sngrwnd©, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zrar Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei de» bzw® der die bearbeitete Bohrung eine höhere Oberflächengüte hat und dennoch ©ine verhältnismäßig hohe Arbsltsgeaehwindigksit erzlelb&r ist.
Nach der Erfindung wird dies© Aufgabe bei dem ©lagangs genannten Verfahren dadurch gelöst,.daß da» Glattwalzen nach AbschluA des Schälvorgangs im Rücklauf entgegen der Schälvorschubrichtung erfolgt.
Hierbei wird im Vorlauf geschält und in Eückl&t&f glattgewalzt. Beide Bearbeitungsvorgänge sind mithin völlig getrennt. In- -folgedessen kann für das Schälen und Glattwalsea jeweils das günstigste Verhältnis von Drehzahl zu Vorse&utogssehwindigkeit in Abhängigkeit vom Bohrunged3ircha@ss©r gewählt werden. Beim Schälen auftretende Vibrationen haben keinen Einfluß auf das Glattwalzen. Dies ergibt ein® höhere Oberflächengüte bei dennoch hoher Arbeitsgeschwindigkeit. Während des Vorlaufs nicht vollständig vom Fluidstrom abgeführte Selsälspäne stören während des Vorlaufs den Glattwalskopf nicht, dm er in dieser Bearbeitungsphase nicht mit der Oberfläche der Bohrung in Bearbeitungseingriff steht. Eine S tausche ils© kann daher entfallen. Der Fluidstrom kann am Ende des Schälvorgange sämtliche restlichen Schälspäne ungehindert abführen, bevor der Rücklauf und das Glattwalzen beginnen. Di· Sehälspäne können somit in keiner Weise den Glattwalzvorgang rad die erzielte Oberflächengüte beeinträchtigen.
Vorzugsweise wird das Schälmesser naeM Abschluß des Schälvorgangs vor dem Glattwalzen aus der Bearfeeitungslage entfernt. Dadurch wird verhindert, daß das Schälmesser während des Rücklaufs auf der glattgewalzten Oberfläche Sparen hinterläßt. Das Entfernen des Schälmessers ist eine verhältnismäßig einfache
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Maßnahme, die sehr schnell durchgeführt werden kann, z.B. wenn das Schälmesser in radialer Richtung lose im Schälkopf gehalten ist, so daß es einfach durch Herausziehen aus dem Schälkopf entfernt werden kann, oder das Schälmesser kann durch eine leicht lösbare Sicherung gehalten sein, die es gestattet, das Schälmesser in verschiedenen radialen Lagen zu halten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der der Glattwalzkopf in einem axial begrenzt verschiebbaren Käfig schräg zur Werkzeugachse gehaltene konische Walzrollen auf einem mit dem Werkzeugschaft in Wirkverbindung stehenden, zu den Walzrollen gegensinnig kegelstumpfförmigen Teil drehbar gelagert aufweist, zeichnet sich dadurch aus, daß die Zunahme des Durchmessers des kegelstumpfförmigen Teils in Schälvorschubrichtung erfolgt. Bei dieser Anordnung bleibt der Glattwalzkopf im Vorlauf selbsttätig außer Bearbeitungseingriff mit der zu bearbeitenden Oberfläche der Bohrung, da sich der Käfig mit den Walzrollen bei einer Berührung mit der Oberfläche der Bohrung sofort in Richtung auf einen geringeren Durchmesser des kegelstumpfförmigen Teils und damit einen geringeren Lagedurchmesser der im Käfig radial verschiebbaren Walzrollen verschiebt. Dagegen kommt der Bearbeitungeeingriff des Glattwalzkopfes während des Bücklaufs selbsttätig durch eine umgekehrte Verschiebung des Käfigs zustande.
Es ist ferner günstig, wenn der Käfig auf seiner Außenseite in Axialrichtung verlaufende Rillen zwischen den Walzrollen aufweist. Diese Rillen erleichtern den Durchtritt des Fluids und verringern den Druck des Fluids, der im Vorlauf bestrebt ist, den Käfig mit den Walzrollen in Richtung auf einen grusseren Durchmesser zu verschieben.
Außerdem kann der Käfig zumissest an dem dem Fluidstrom zugekehrten Ende abgeschrägt sein. Auf diese Weise ergibt sich
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eine strömungsgünstige Form des Glattwalzkopfes, die insbesondere eine Wirbelbildung vermeidet und so den Strömungswiderstand des Glattwalzkopfes nocb weiter verringert.
Eine noch ströeungsgüßstigere Form bei ©iiaeas Walzkopf mit Käfighalter ergibt sieh dadurch, daß der Käfighalter an des dem Fluidstrom abgewandten End® ebenfalls abgeselirägt ist.
Vorzugsweise ist das Schälmesser in einer Messertasehe" gehalten, die radial aus dem Schälkopf herausziehbar in diesem gehalten ist.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung besteht darin, daß der den Schälkopf und den Glattwalzkopf tragend© mnd deren Antriebskraft übertrageade Sefeaft In Bgrsicfe des 61attwalzfe@pfes in zwei lösbar miteinander v©yb«sndea®, Moast&l© T©ile unterteilt ist. Dies erleichtert 9isi@n W@©Its®l des Glattraalskopfes oder Teile desselben toei ά&τ gewäfelten lie&tiiag ü@r saahae d@s k©g@lstumpfförmig@si T@ilSj, d@s ohn© den Sefeälkopf w&m Schaft ©atföraeii za
Fig. 1 stellt ein bevQx^iagtes Äusftüaraagsteeispi®! der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in Fora eines kombinierten Schäl- und Glattwalsw@rk^etsgs dar, das in eine Zylinderbohrung eingeführt ist.
Fig. 2 stellt ein ÄusfUhrungsbeispiel des Glattwalzkopfes des Werkzeugs nach Fig. 1 in größerem Maßstab teilweise im Schnitt dar.
Fig. 3 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Glattwalzkopfes mit zweiteiligem Schaft dar.
Fig. 4 veranschaulicht, wie das neue Verfahren mit der Vorrichtung nach Fig. 1 durchgeführt werden kann.
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Nach Fig* 1 ist im ©ine? Zylisaderboferuag 1 eis kombiniertes gshäl- w&ü CHsttwalsweifeeug ei&gjeffihrt. Be? Schälkopf 2 ist
vor dem Glattwalsk©pf 3 aMg@©i?©ls®t «ad aait di©sem dr©hf©st verbunden« Bsr Aats!©!i des Werksseisgs ©Ff©Igt Sfesr ein© Well© 4. Ie Sehälltepi 2 isst ©la© M©ss©i?ts,se&o 5 radial herausziehbar eingesetzt* Me l©sis@fft@,s©is i ©atMlt das ieteälsesser 6. Das Sch&laess®? ist aitliß snsaiia©® mit ales= üeDSOFtasela© radial 1© 1st &M®w anela ®@gli@Ii& 0cm isliälkopf 2 so sß ias S©feälisess©21> allein !©^aiasaiehbar ist«,
Der Glatti?alsl2@pf 3 feestelst aas @!®©h SeEsaft 7, ©Ine» kegelstaepffSraigea T©il §s UQm a>©gQma,mmt©m e'3l©g@lr% d@r als Hülse ■aiasg@teildet äfst, ©ijiesa ESfig 9 ait assialea Slllea 10, @iaem
©iE2©m ÄsiallagoE3 2.2p auf d©a sieSi der Käfflghal« @1ξθο ©©wiMo^isg IS β mittel© des Gewladerings IS h±mm±<s,Mtllch iferes Lsgo«ii32f©Ifiaoss©F3 s^sf des K@g@l 8 ©Same läefesteilf®d©£) ©iaiStellfesifGEj £a Mf ig W radial verschiebbar g®lagort©a Wslsi?@li@a 24S ©in©Q ©^©Sa.gBtSels 15, ©iia@r den Kegel 8 fealteadea Bsßfaäer ϊ®5 ©ia@a ieeger^lag IT «ad G©wl©destiftea 18
Das Ausilltaiifflgsbeispiel aa©iä Flg«, 3 ia®t©rseh©ldet sich toe dem nach Fig. 2 ie w®a@atIiete@E leeligliefe dadurch, d@3 der Schaft aus zwei Teilen 7a und 7b b®st®ät» Sie sind in Bereich des Glattwalzkopie® 3 mittels ®ist®r axi&len Schraube 20, die mittels eines Siebernagsrings 21 g©g®Q ¥®rdr®fe©s gesichert ist, zusanaengehalten. Das Antrisbsdrehaomeiit wird ¥on dea Teil 7a über die Paßfeder 16 auf des Teil 7b übertragen. Die Paßfeder 16 nint gleichzeitig, wie bisher, d®n Kegel S ait. Die axiale Sicherung des Kegels δ erfolgt auch auf Seiten des Teils 7b Mittels einer Schulter, so daß ein Sicherungsring, wie der Seegerring 17 nach Fig. 2, entfällt.
Diese zweiteilig® Ausbildung des Selaafts 7af 7b hat den Vorteil,. daS si eil aaefe Lösen der Schreite 20 und Entfernen des
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Schaftteils 7a der Käfig 9 mit den Walzrollen 14, der Kegel
8 und gewünschtenfalls auch der Käfighalter 11 axial nach rechts in Fig. 3 abziehen lassen, sei es um sie gegen gleiche oder für einen anderen Bohrungsdurchmesser bestimmte entsprechende Teile auszuwechseln oder sie ganz wegzulassen, wenn man allein mittels Schälkopf 2 arbeiten will. Hierbei braucht der Schälkopf 2 nicht vom Schaft entfernt zu werden, im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, bei dem erst der Schälkopf vom Schaft 7 abgeschraubt und dann der Gewindering 13, der Käfighalter 11 (nach Lösen der Gewindestifte 18 und 19) und der Seegerring 17 entfernt werden müssen, bevor der Käfig
9 mit den Walzrollen 14 und der Kegel 8 abgezogen werden können.
Während der Oberflächenbearbeitung der Zylinderbohrung 1 wird durch die Strömungspfeile dargestelltes öl in die Zylinderbohrung 1 geleitet. Während des Vorlaufs des Werkzeugs in Strömungsrichtung des UIs erfolgt die Oberflächenbearbeitung durch den Schälkopf 2. Dabei ist der Glattwalzkopf 3 unwirksam, da bei einer Berührung der Walzrollen 14 mit der Oberfläche der Zylinderbohrung 1 sofort eine selbsttätige Axialverschiebung der Walzrollen 14 mit dem Käfig 9 und Käfighalter 11 entgegen der Bearbeitungsvorschubrichtung des Schälkopfes in Richtung auf das verjüngte Ende des Kegels 8 erfolgt, so daß sich die radial verschiebbaren Walzrollen 14 von der Oberfläche der Zylinderbohrung 1 radial nach innen entfernen.
Nach dem Schälen am Ende des Vorlaufs wird die Messertasche 5 mit dem Schälmesser 6 aus dem Schälkopf 2 herausgenommen und der Rücklauf eingeschaltet. Während des Rücklaufs ist daher der Schälkopf 2 unwirksam. Dagegen verschieben sich die Walzrollen 14 nun selbsttätig bei Berührung mit dem Werkstück auf dem Kegel 8 in Richtung auf einen größeren Lagedurchmesser, so
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daß sie mit der Oberfläche der Zylinderbohrung 1 in Bearbeitungseingriff kommen und diese während des weiteren Rücklaufs glätten. Am Ende des Bücklaufs bzw. des Glattwalzvorgangs wird das Schälmesser mit der Schältasche wieder eingesetzt, so daß eine andere Bohrung bearbeitet werden kann.
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Claims (8)

Patentansprüche
1.!Verfahren zum Schälen und Glattwalzen von durchgehenden Boh-Snmgen mit Hilfe eines einen Schälkopf und einen Glattwalzkopf aufweisenden Schäl- und Glattwalzwerkzeugs und ©ines in Vorschub-, richtung des Glattwalzwerksseugs in die Bohrung geleiteten Fluidstroms, dadurch gekennzeichnet, daß das Glattwalzen nach Abschluß des Schälvorgangs im Rücklauf entgegen der Schälvorschubrichtung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekesrazeiehaet, daß das Schälmesser nach Abschluß des Seäälvorgangs wot a®m Glattwalzen aus der Bearbeitungslage entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurcb
daß das Schälmesser au© dem Schälkopf entfernt wird«
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1-3, bei der der Glattwalzkopf in einem axial begrenzt verschiebbaren Käfig schräg zur Werkzeugachse gehaltene konische Walzrollen auf einem »it dem Werkzeugschaft in Wirkverbindung stehenden, zu den Walzrollen gegensinnig kegelstumpfförmigen Teil drehbar gelagert aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme des Durchmessers des kegelstumpfförmigen Teils (9) in SchälVorschubrichtung erfolgt·
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (9) auf seiner Außenseite in Axialrichtung verlaufende Rillen (10) zwischen den Walzrollen (14) aufweist .
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (9) zumindest an dem dem Fluidstrom zugekehrten Ende abgeschrägt ist. 5098U/0664
7. Vorrichtung aaste @iae» der Ansprüche 4-6, ait einem Käfighalter^ sfeitsrssla gekesuszeieffiaet, daß der Käfighalter
(11) an äera dem Pisaidsiroii abgewandtea Eiade abgeschrägt ist.
8. Vorriefetrag aa©fe ©ia©s der ansprüht® 4-7, dadurch gekennseicteaein claS da© ScfeSlBessei' C@) iß einer Messertasche (5) gehalten ists die radial' ass deis Scfcull:@pf C2) herausziehbar in diesem gehalten ist.
9, Yörrissfetaag sasFa ©isiea der Aasprilciae 4 - 8, dadurch gekennzeichnet» d&B, ü@r äen Sslaäikepf (2) macS den Glattwalzkopf (3) ts*ageiiil@ und ö®i?®a Aatri®bskr&ft üfeertragende Schaft im Bereicte des CSlaiiwal&leopt©® (3) in zwei Idsfear miteinander verbundene, koaxial© Teile (7a, Tfe) unterteilt ist.
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