DE3910426A1 - Werkzeug zum rueckwaertssenken und -abflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Rückwärtssenken und -abflächen mit einem Schaft.

Ein Werkzeug dieser Art ist aus der DE-GM 77 38 754 bekannt. Dieses Werkzeug ist als Senkwerkzeug zum Rückwärtssenken ausgebildet, wobei ein Schaft neben einem breiten zylindrischen Teil in dessen Verlängerung ein schmaleres exzentrisch zu diesem liegendes Teil ausweist, das an einem Ende eine in Schaftrichtung weisende Schneide trägt, die in Richtung der größten Exzentrizität auskragt. Das Rückwärtssenken wird auf die Weise vorgenommen, daß das exzentrische Teil mit der Schneide durch die Durchgangsbohrung hindurchgeführt und seitlich verschoben wird, so daß die Schneide entlang des Bohrungsrandes in Rotation versetzt werden kann und dabei mit ent­ sprechendem Vorschub die gewünschte Senkung in das Material schneidet.

Bei diesem bekannten Senkwerkzeug zum Rückwärtssenken treten verschiedene Probleme auf:

Es können nur Durchgangsbohrungen bearbeitet werden, die eine solche Weite aufweisen, daß der Schaft mit Schneide hindurchführbar ist. Für diese Hindurchführung muß der exzentrisch zur Rotationsachse liegende Teil des Schafts relativ dünn ausgebildet werden. Dadurch ist die Stabilität des Schafts und damit auch dessen Länge begrenzt. Das Rückwärtssenken langer Durchgangsbohrungen kann auf diese Weise nicht vorgenommen werden. Die zu bearbeitende Fläche ist dadurch begrenzt, daß die Schneide durch die Durchgangsbohrung hindurchgeführt werden muß, wobei die Schneidenbreite maximal dem Bohrungsdurchmesser abzüglich dem Durchmesser des exzentrischen Schaftteils entsprechen kann. Durch die begrenzte Stabilität dieses Senkwerk­ zeuges ist es nicht möglich, einen großen Spanabhub vorzunehmen und es entstehen auf der bearbeiteten Oberfläche leicht Rattermarken, so daß die Erzielung einer befriedigenden Oberflächenqualität oft nicht möglich ist. Dadurch, daß nur eine Schneide vorhanden ist, die infolge des Ausweichens des dünnen Schaftes äußerst stark beansprucht wird, ist die Standzeit dieses Werkzeugs gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum Rückwärtssenken verfügbar zu machen, das bei langen Durchgangsbohrungen bzw. großen Bearbei­ tungsflächen einsetzbar ist und bei langer Standzeit einen großen Spanabtrag oder einen relativ großen Spanabtrag bei gleichzeitiger hoher Oberflächen­ qualität gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere am Ende des Schafts auskragende, in Schaftrichtung weisende Schneiden angeordnet sind, wobei der Schaft an seinem Ende eine Aufnahme für einen Werkzeugkörper aufweist, auf dem die Schneiden am Umfang verteilt angeordnet sind.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Rückwärtssenken und -abflächen auch bei langen Durchgangsbohrungen möglich ist, da der Antriebs­ schaft wesentlich stabiler ausgebildet werden kann. Er kann fast die Stärke der Bohrung erreichen. Die beidseitige Anordnung von Schneiden auf jeder Seite des Schafts verhindert, daß ein zu großes Biegemoment auf den Schaft ausgeübt wird, das dessen schneidenbestücktes Ende gerade bei großer Länge aus der zentrierten Stellung drückt. Die Größe des Werkzeugkörpers und damit der bearbeitbaren Fläche sind nahezu unbegrenzt und die erzielbare Ober­ flächengüte ist von hoher Qualität. Dadurch erübrigt es sich oft, gesonderte Schrupp- und Schlichtbearbeitungen vorzunehmen. Durch die gute Stabilität ist auch ein sehr starker Spanabtrag möglich. Die Aufnahme für den Werkzeugkörper kann so ausgebildet sein, daß dieser lediglich hineingeschoben und arretiert werden muß, was innerhalb kürzester Zeit erfolgen kann und daher kein wesentlicher Nachteil ist.

Es gibt, insbesondere bei der spanabhebenden Nachbearbeitung gußeiserner Gehäuse, sehr oft Bohrungen, die nur rückwärts gesenkt oder mit einer Abflächung versehen werden können. Durch eine entsprechende Dicke der Wandungen dieser Gehäuse oder dadurch, daß Bohrungen durch mehrere Wandungen gehen, oder manche Bohrungen erst nach einem Zusammenbau von Gehäuseteilen eingearbeitet werden können, taucht oft das Problem auf, daß sehr lange Bohrungen durch Rückwärtssenken oder Rückwärtsabflächen bearbeitet werden müssen. Solche Arbeiten können oft mit einem Senkwerkzeug zum Rückwärts­ senken, wie das eingangs genannte, nicht ausgeführt werden. Auch im Inneren von Gehäusen ist oft nur eine solche Rückwärtsbearbeitung möglich, sie kann jedoch auch vorgenommen werden, um ein besseres Fluchten der bearbeiteten Fläche mit der Bohrung zu erzielen. Aus den genannten Gründen läßt sich das Werkzeug besonders vorteilhaft für das Rückwärtsabflächen von Durchgangs­ bohrungen bei Turbinengehäusen einsetzen.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zweckmäßigerweise werden die am Umfang verteilten Schneiden derart radial versetzt angeordnet, daß jede Schneide einen Teilbereich der gesamten herzustellenden Fläche bearbeitet. Auf diese Weise werden kürzere Schneiden­ längen erzielt und es wird eine Stabilisierung durch verschiedene Schnitt­ verhältnisse erreicht. Dadurch entsteht ein besonders günstiger Spanfluß, es wird ein hoher Materialabtrag möglich und die Oberflächengüte wird bei hoher Standzeit stark verbessert.

Das Werkzeug läßt sich dadurch besonders einfach aufbauen, daß die Schneiden um 180° versetzt angeordnet sind, wobei auf jeder Seite der Rotationsachse mindestens eine Schneide liegt. Zur Bearbeitung einer größeren Fläche ist es zweckmäßig, daß mehrere Schneiden auf der einen Seite der Rotationsachse so auf die Teilbereiche der zu bearbeitenden Gesamtfläche verteilt sind, daß nach jedem bearbeiteten Teilbereich ein Teilbereich ausgelassen ist, welcher von den Schneiden auf der anderen Seite der Rotationsachse bearbeitet wird. Durch diese Aufteilung der notwendigen Schneidenlänge auf viele einzelne Schneiden wird auch bei einer großen zu bearbeitenden Fläche ein guter Spanfluß erzielt.

Der Werkzeugkörper läßt sich als ein in der Aufnahme des Schafts verschieb­ barer Stab ausbilden, wodurch es möglich ist, den Bearbeitungsdurchmesser eines Werkzeugkörpers in gewissen Grenzen zu variieren. Die Werkzeug- Vorhaltungskosten können dadurch erheblich gesenkt werden. Es muß eine Arretierung, z. B. eine Schraube vorhanden sein, die den Werkzeugträger in der gewünschten Position festhält. Zur vielseitigen Verwendbarkeit wird der Anschlag zweckmäßigerweise verstellbar ausgebildet. Durch die Anbringung eines Anschlags an dem Werkzeugkörper läßt sich dieser ohne zusätzliche mühevolle Justierung von Hand in kürzester Zeit für den gewünschten Durch­ messer einfügen.

Die Schneiden werden zweckmäßigerweise als aus der in Schaftrichtung weisenden Seite des Werkzeugkörpers herausragende Hartmetallplättchen ausgebildet, da dadurch eine wesentlich längere Standzeit erzielt wird. Eine Ausbildung der Hartmetallplättchen als Wendeplatten mit parallelen Schneid­ kanten führt diesbezüglich nochmals zu einer Verbesserung.

Das Werkzeug kann auch so ausgeführt werden, daß schräge Senkungen ange­ bracht werden können. Dazu müssen die Schneidkanten entsprechend schräg gestellt sein, sie werden dann so angeordnet, daß sie alle auf einer gedachten, die Rotationsachse umgebenden Kegelmantelfläche angeordnet sind.

Senkrechte Schneidkanten an den Außenflächen des Werkzeugs können dazu dienen, daß mit der Einsenkung eine zusätzliche Bearbeitung der Bohrungs­ wandung erfolgt.

Besonders vorteilhaft ist es, zwischen dem Schaft und der Durchgangsbohrung eine Hülse anzuordnen. Diese wird zweckmäßigerwise aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften hergestellt, beispielsweise aus Messing. Durch diese Ausgestaltung ist der Länge der Durchgangsbohrung, die an ihrem Ende mit einer Senkung oder Abflächung zu versehen ist, praktisch keine Grenze gesetzt. Es können Hülsen verschiedenster Wandstärken und Durchmesser verwendet werden, je nach der Größe der Durchgangsbohrung. Die Hülse bildet dann ein Gleitlager für den Schaft, welches die auftretenden Biegemomente fast vollständig auffangen kann. Dadurch wird eine Stabilität der Schneiden erreicht, die unabhängig von der Länge des Schaftes gewährleistet ist. Die Bedingungen sind dann wie bei einem Werkzeug, das mit einem sehr kurzen Schaft in die Maschine eingespannt ist. Mittels einer solchen Hülse wird ein besonders gutes Fluchten zwischen Bohrung und zu bearbeitender Fläche erreicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sowie zweier Beispiele eines bearbeiteten Werkstücks erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schneidwerkzeug mit Sicht auf das Schaftende,

Fig. 2 das Werkzeug der Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 ein Schneidwerkzeug am oberen Ende der Aufnahme des Werkzeug­ körpers geschnitten,

Fig. 4 das Schneidwerkzeug der Fig. 3 an der seitlichen Begrenzung der Aufnahme für den Werkzeugkörper geschnitten,

Fig. 5 ein Schnitt durch den Werkzeugkörper der Fig. 4,

Fig. 6 ein Werkstück mit einem Bearbeitungsbeispiel und

Fig. 7 ein weiteres Werkstück mit einem Bearbeitungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt ein Werkzeug zum Rückwärtssenken und -abflachen mit Blick­ richtung auf das Schaftende. Der Werkzeugkörper 1 befindet sich mit seinem gestrichelt dargestellten Teil in der im Schaft 4 eingelassenen Aufnahme. Dort ist der Werkzeugkörper 1 mit einer Schraube 7 arretiert. Durch die beiden Ausbrüche sind die Hartmetallplättchen 5 und 6 sichtbar, die an ihrer Unterseite die Schneidkanten 5′ und 6′ tragen, die der Bearbeitung der zu senkenden oder abzuflächenden Fläche dienen. Zusätzliche senkrechte Schneiden 5′′′ und 6′′′ können zur Bearbeitung der Außenwandung der Senkung vorgesehen sein. Ein an dem Werkzeugkörper 1 angebrachter Anschlag 8 dient dazu, den Werkzeugkörper 1 in den Schaft 4 einzufügen, wobei der einmal festgelegte Durchmesser der Senkung nicht mehr neu justiert zu werden braucht. Zwischen dem Werkstück 10 und dem Schaft 4 ist eine Hülse 9 eingefügt, die beispielsweise aus Messing besteht und dem Schaft 4 als Gleitlager dient.

Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug im Schnitt, wobei der Schnitt so geführt ist, daß der Werkzeugkörper 1, der sich in der Aufnahme 3 des Schafts 4 befindet, freigelegt ist. Im wesentlichen sind die oben bereits angeführten Teile zu sehen. Lediglich die Hartmetallplättchen 5, 6, welche die Schneiden 5′, 6′ tragen, sind bei dieser Ausführung für eine Schrubbearbeitung mit sehr hohem Spanabtrag ausgelegt. Dazu sind die Plättchen 5, 6 mit winkelförmigen Schneiden 5′, 6′ ausgestattet. Der große Spanabtrag 11 wird besonders dann auf diese Weise vorgenommen, wenn nach diesem Spanabtrag das Werkstück geglüht werden muß und eine Nachbearbeitung schon aus diesem Grund erforderlich ist.

Fig. 3 stellt ein Werkzeug in ähnlicher Weise wie das in Fig. 1 gezeigte dar, wobei jedoch der Schaft 4 so geschnitten ist, daß der Werkzeugkörper 1 an seiner oberen Fläche freigelegt ist. In dieser Abbildung kann am besten gesehen werden, daß der Werkzeugkörper 1 in einem gewissen Bereich ver­ schiebbar ist, wodurch sich der Durchmesser der zu bearbeitenden Fläche 11′ in einem gewissen Bereich einstellen läßt.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Werkzeug, der so ausgeführt ist, daß der Werkzeugkörper 1, der in der Aufnahme 3 des Schaftes 4 liegt, freigelegt ist. Bei dieser Ausgestaltung sind die Hartmetallplättchen 5, 6 als Wende­ platten mit parallelen Schneidkanten 5′, 5′′; 6′, 6′′ versehen. Bei dieser Darstellung ist auch zu sehen, wie der Anschlag 8 für die Reproduzierbarkeit der Justierung des Werkzeugkörpers 1 dient. Durch eine Verstellung dieses Anschlags 8 können verschiedene Bearbeitungsdurchmesser festgehalten werden. Die übrigen Teile entsprechen dem oben dargestellten.

Fig. 5 zeigt den Schnitt A-B durch den Werkzeugkörper 1 der Fig. 4. Die dargestellte Wendeplatte 5 weist eine Schneide 5′ auf, die sich in Eingriff­ stellung befindet. Die andere Schneide 5′′ kann durch das Wenden des Hartme­ tallplättchens 5 in die Eingriffstellung gebracht werden.

Fig. 6 zeigt eine Einsatzmöglichkeit des Werkzeugs an einem Werkstück, das hier als Gehäuse ausgebildet ist, welches aneinandergefügt und dann gebohrt wurde. Wenn, wie dargestellt, eine Abflächung mit großem Spanabtrag 13 als Rückwärtssenkung durch die Durchgangsbohrung mit dem kleinen Durchmesser 14 und dem großen Durchmesser 15 vorgenommen werden muß, so ist dies nur mit dem beschriebenen Werkzeug möglich, das durch eine Hülse in dem Bereich des großen Durchmessers 15 gestützt ist.

Fig. 7 zeigt ein ähnliches Beispiel, wobei die Durchgangsbohrung ebenfalls einen kleinen Durchmesser 14 und einen großen Durchmesser 15 aufweist. Durch diese Durchgangsbohrung hindurch muß bei diesem Beispiel eine Abflächung 12 angebracht weden, die einen großen Durchmesser aufweist. Auch diese Abflächung 12 kann nur mit dem oben beschriebenen Werkzeug mittels einer Abstützung durch eine im großen Durchmesser 15 angebrachte Hülse vorgenommen werden.

Diese Beispiele sind selbstverständlich nur ein kleiner Ausschnitt aus den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Werkzeugs.

Claims (13)

1. Werkzeug zum Rückwärtssenken und -abflachen mit einem Schaft und mehreren am Ende des Schafts auskragende, in Schaftrichtung weisende Schneiden, wobei der Schaft (4) an seinem Ende eine Aufnahme (3) für einen Werkzeug­ körper (1) aufweist, auf dem die Schneiden (5′, 6′) am Umfang verteilt angeordnet sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (5′, 6′) derart radial versetzt angeordnet sind, daß jede Schneide einen Teilbereich der Gesamtfläche bearbeitet.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (5′, 6′) um 180° versetzt angeordnet sind, wobei auf jeder Seite der Rotationsachse mindestens eine Schneide liegt.

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (5′, . . .) auf der einen Seite der Rotationsachse so auf die Teilbereiche der Gesamtfläche verteilt sind, daß nach jedem bear­ beiteten Teilbereich ein Teilbereich ausgelassen ist, welcher von den Schneiden (6′, . . .) auf der anderen Seite der Rotationsachse bearbeitet wird.

5. Werkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper (1) als ein in der Aufnahme (3) des Schafts (4) verschiebbarer Stab ausgebildet ist, welcher in der gewünschten Position arretierbar ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper (1) mittels eines verstellbaren Anschlags (8) reproduzierbar einsetzbar ist.

7. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (5′, 6′) als aus der in Schaftrichtung weisenden Seite (2) des Werkzeugkörpers (1) herausragende Hartmetallplättchen (5, 6) ausgebildet sind.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallplättchen (5, 6) als Wendeplatten mit parallelen Schneidkanten (5′, 5′′, 6′, 6′′) ausgebildet sind.

9. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (5′, 6′) so im Werkzeugkörper (1) angeordnet sind, daß sie alle auf einer gedachten, die Rotationsachse umgebenden Kegel­ mantelfläche angeordnet sind.

10. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug senkrechte Schneidkanten (5′′′, 6′′′) an den Außenflächen aufweist.

11. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaft (4) und einer Durchgangsbohrung (14 oder 15) eine Hülse (9) angeordnet ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften besteht.

13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) aus Messing ist.