DE3924696A1 - Einschneiden-reibahle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einschneiden-Reibahle mit einem eine Messerplatte und zwei Führungs­ leisten aufweisenden Messerkopf und einem vom Mes­ serkopf ausgehenden Schaft.

Es ist bekannt, den Schaft einer Einschneiden-Rei­ bahle in sich biegeelastisch auszubilden, um Fluch­ tungsfehler zwischen dem Werkzeug und der zu bear­ beitenden Bohrung ausgleichen zu können. Die Bie­ geelastizität kann durch eine durchgehende Reduzie­ rung des Durchmessers des Schaftes aber auch durch in den Schaft eingebrachte Bereiche mit reduziertem Schaftdurchmesser erhöht werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß auch mit derartigen Werkzeugen im Anschnittbereich der zu bearbeitenden Bohrung keine ausreichende Maßgenauigkeit und Oberflächen­ güte erreichbar ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einschnei­ den-Reibahle zu schaffen, mit der auch im An­ schnittbereich einer Bohrung eine optimale Maß­ genauigkeit und eine hervorragende Oberflächenqua­ lität erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Einschneiden-Reibahle der eingangs genannten Art mit Hilfe der in An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die spezielle Anordnung des im Schaft einge­ brachten Einschnitts wird bei Fluchtungsfehlern zwischen Werkzeug und Bohrung eine definierte Schwenkbewegung des Messerkopfes innerhalb der Boh­ rung erreicht. Auch im Anschnittbereich der Bohrung werden auf diese Weise optimale Oberflächenqualitä­ ten und eine sehr hohe Maßgenauigkeit erzielt. Außerdem wird der Druck auf die der Messerplatte gegenüberliegende Führungsleiste reduziert, so daß die Standzeit der Führungsleiste wesentlich erhöht wird.

Bei einer Weiterbildung der Einschneiden-Reibahle wird die Tiefe des Einschnitts so gewählt, daß sie etwa dem halben Schaftdurchmesser entspricht. Bei einem derartigen Einschnitt wird die Torsionsstei­ figkeit des Schaftes im hohen Maße aufrechterhalten und gleichzeitig eine sehr gute Schwenkfähigkeit des Messerkopfes gegenüber dem Schaft bei Fluch­ tungsfehlern erreicht.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Einschnei­ den-Reibahle, bei der der Einschnitt unmittelbar nach dem Messerkopf in den Schaft eingebracht ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Aus­ weichbewegung des Messerkopfes bei Schwenkbewe­ gungen praktisch unabhängig vom Verhalten des Schaftes des Werkzeugs ist. Dadurch ergibt sich eine sehr exakt vorherbestimmbare Schwenk- bzw. Ausweichbewegung des Messerkopfes und eine optimale Oberflächenqualität.

Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Einschneiden-Reibahle, bei der der Einschnitt mit einem elastischen Dämpfungsmaterial ausgefüllt ist. Dadurch werden Schwingungen der Messerplatte stark gedämpft, was zu einer weiteren Verbesserung der Oberflächengüte sowie der Maßgenauigkeit der zu be­ arbeitenden Bohrung führt.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung genauer erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Einschneiden- Reibahle und

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch das Werkzeug entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Li­ nie II-II.

In Fig. 1 ist eine Einschneiden-Reibahle 1 darge­ stellt, die einen Messerkopf 3, einen Schaft 5 so­ wie einen Einspannzylinder 7 aufweist.

Im Messerkopf 3 ist eine Messerplatte 9 mittels ei­ ner Spannpratze 11 eingespannt. Der Messerkopf 3 ist hier mit zwei Führungsleisten (siehe Fig. 2) versehen, die am Umfang des Messerkopfes angeordnet sind. Die erste Führungsleiste 13 ist der Messer­ platte 9 gegenüberliegend angeordnet. Die zweite Führungsleiste 15 ist der Messerplatte, in Dreh­ richtung gesehen, etwa 40° nachgeordnet. Die Dreh­ richtung des Werkzeugs ist in Fig. 2 durch einen Pfeil angedeutet.

Unmittelbar nach dem Messerkopf 3 ist in den Schaft 5 ein Einschnitt 17 eingebracht, dessen Tiefe etwas größer als der halbe Durchmesser D des Schafts ge­ wählt ist. Die Tiefe des Einschnitts kann an die Nachgiebigkeit des Schaftmaterials angepaßt, das heißt, variiert werden.

Der Einschnitt 17 ist mit einem elastischen Dämp­ fungsmaterial 19 ausgefüllt, wobei beispielsweise Gummi oder Kunststoff gewählt werden kann. Der Ein­ schnitt 17 ist so in den Schaft 5 eingebracht, daß er im wesentlichen parallel zur Vorderseite 21 der Einschneiden-Reibahle verläuft, also senkrecht zur Dreh- oder Längsachse 23 des Werkzeugs.

Die Ausrichtung des Einschnitts im Schaft 5 ist aus Fig. 2 genauer ersichtlich. Der Boden 25 des Ein­ schnitts 17 verläuft im wesentlichen senkrecht zu einer gedachten Linie 27, die die Messerplatte 9 bzw. deren aktive Schneidkante und die gegenüber­ liegende erste Führungsleiste 13 verbindet. Diese Linie 27 fällt gemäß Fig. 2 mit der senkrecht stehenden Durchmesserachse des Werkzeugs zusammen.

Die Tiefe des Einschnitts 17 ist so gewählt, daß der Boden 25 etwa im Bereich der Dreh- oder Längsachse 23 des Werkzeugs liegt. Die Tiefe ent­ spricht also etwa dem halben Schaftdurchmesser D.

In Fig. 2 ist ein konzentrisch zur Längsachse 23 verlaufender Kühlmittelkanal 29 vorgesehen. Es zeigt sich, daß das in den Einschnitt 17 einge­ brachte Dämpfungsmaterial 19 für eine Abdichtung des Kühlmittelkanals 29 sorgt.

In Fig. 2 ist zusätzlich noch die Umfangslinie 31 einer zu bearbeitenden Bohrung angedeutet.

Aufgrund der Größenverhältnisse ist es in Fig. 2 nicht darstellbar, daß die Messerplatte 9 etwas, beispielsweise 20 µm, über den Flugkreis der Füh­ rungsleisten 13 und 15 ragt. Dabei wird als Flug­ kreis die Kreisbahn bezeichnet, auf der die Schei­ telpunkte der Führungsleisten liegen, wenn sich die Reibahle außerhalb einer zu bearbeitenden Bohrung dreht. Aufgrund dieses Aufbaus treten gerade bei Einschneiden-Reibahlen hohe Druckkräfte an der er­ sten, der Messerplatte 9 gegenüber angeordneten Führungsleiste 13 auf. Diese Kräfte bewirken einen starken Verschleiß der Führungsleiste und eine Kippbewegung des Messerkopfes 3 bei dessen Eintritt in die zu bearbeitende Bohrung. Bei Fluchtungsfeh­ lern werden der Verschleiß und die Kippbewegung noch verstärkt. Durch den Einschnitt 17 wird eine gezielte Ausweich- bzw. Kippbewegung des Messer­ kopfes ermöglicht.

Im folgenden wird auf die Funktion der Einschnei­ den-Reibahle 1 näher eingegangen.

Wenn die mit dem Einschnitt 17 versehene Einschnei­ den-Reibahle 1 in eine zu bearbeitende Bohrung 31 eingeführt wird und Fluchtungsfehler vorhanden sind, das heißt, die Längsachse 23 des Werkzeugs fluchtet nicht mit der Mittelachse der Bohrung 31, so stützt sich zunächst die Messerplatte 9 oder die der Messerplatte gegenüberliegende Führungsleiste 13 an der Bohrungswand 31 ab. Aufgrund der über die Messerplatte oder die Führungsleiste 13 in den Messerkopf 3 eingeleiteten Kräfte findet wegen des Einschnitts 17 eine definierte Kippbewegung des Messerkopfes 3 gegenüber dem Schaft 5 statt. Dabei wird die Kippbewegung durch den Verlauf des Bodens 25 des Einschnitts 17 mitbestimmt. Bei Bedarf kann also auch eine gegenüber der senkrecht verlaufenden Linie 27 (siehe Fig. 2) versetzte Kippbewegung er­ zielt werden, indem der Boden 25 in Fig. 2 nicht horizontal verlaufend angeordnet wird.

Die zur Kippbewegung erforderlichen Kräfte werden einerseits durch das Material des Schafts und ande­ rerseits durch die Tiefe des Einschnitts 17 be­ stimmt.

Besonders bei einem steilen Anschnitt der Messer­ platte, also bei einem größeren Neigungswinkel der Hauptschneide der Messerplatte ist der Einschnitt 17 von Vorteil, weil hier geringere radiale Schnittkräfte auftreten und grundsätzlich eine schlechtere Anlage der Führungsleiste bzw. Ausrich­ tung des Messerkopfes in der zu bearbeitenden Boh­ rung gewährleistet ist. Wenn nun durch den Ein­ schnitt eine Ausweichbewegung des Messerkopfes 3 leichter möglich ist, so ist auch hier, also beim steilen Anschnitt der Messerplatte, eine optimale Ausrichtung des Messerkopfes 3 in der zu bearbei­ tenden Bohrung 31 gewährleistet. Dadurch zeichnet sich auch der Anschnittbereich durch optimale Ober­ flächenqualität und hohe Maßgenauigkeit aus.

Dies gilt überdies auch bei weichen Werkstückma­ terialien, bei denen also geringere radiale Aus­ lenkkräfte über die Messerplatte in den Werkzeug­ kopf eingeleitet werden, also eine schlechtere An­ lage der der Messerplatte gegenüberliegenden Füh­ rungsleiste an der Bohrungswandung gegeben ist.

Der Einschnitt 17 ist so geführt, daß der Messer­ kopf nicht so stark ausgelenkt wird, daß die Nei­ gung der Nebenschneide der Messerplatte 9, also die Neigung der entgegengesetzt der durch einen Doppel­ pfeil in Fig. 1 angedeuteten Vorschubrichtung ge­ neigten Schneide, verlorengeht.

Durch das in den Einschnitt 17 eingebrachte Dämp­ fungsmaterial ist es einerseits möglich, durch den Schaft Kühlmittel in einem Kühlmittelkanal 29 zum Messerkopf zu leiten, weil der Kühlmittelkanal durch das Dämpfungsmaterial abgedichtet wird. Ande­ rerseits werden Schwingungen des Messerkopfes 3 ge­ genüber dem Schaft 5 gedämpft, die sonst zu einer Beeinträchtigung der Oberflächengüte der Bohrungs­ wandung 31 führen würden. Durch die Wahl des Dämp­ fungsmaterials kann eine gezielte Beeinflussung des Schwingungsverhaltens der Reibahle erfolgen.

Durch den einzelnen Einschnitt 17 wird insgesamt die Torsionssteifigkeit des Schaftes 5 nur sehr we­ nig beeinträchtigt, während gleichzeitig eine genau definierte Auslenkung bzw. Schwenkbewegung des Mes­ serkopfes 3 gegenüber dem Schaft 5 ermöglicht wird. Dadurch kann eine optimale Ausrichtung des Messer­ kopfes innerhalb der zu bearbeitenden Bohrung 31 stattfinden. Insbesondere im Bohrungsanschnitt er­ geben sich dadurch eine sehr hohe Maßgenauigkeit und eine optimale Oberflächenqualität.

Gleichzeitig werden die auf die erste Führungs­ leiste 13 wirkenden Druckkräfte so vermindert, daß die Standzeit des Werkzeugs wesentlich verlängert wird.

Claims (6)

1. Einschneiden-Reibahle mit einem eine Messer­ platte und zwei Führungsleisten aufweisenden Mes­ serkopf und einem vom Messerkopf ausgehenden Schaft, gekennzeichnet durch einen in den Schaft eingebrachten Einschnitt (17), der auf der der Mes­ serplatte (9) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, der senkrecht zur Drehachse (23) der Ein­ schneiden-Reibahle (1) verläuft und dessen Boden (25) im wesentlichen senkrecht auf der die Messer­ platte (9) berührenden und die Drehachse (23) der Einschneiden-Reibahle (1) schneidenden Linie (27) steht.

2. Einschneiden-Reibahle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Einschnitts (17) etwa dem halben Schaftdurchmesser (D) entspricht.

3. Einschneiden-Reibahle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (17) un­ mittelbar nach dem Messerkopf (3) in den Schaft (5) eingebracht ist.

4. Einschneiden-Reibahle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (17) in einem Abstand von der Vorderseite (21) der Ein­ schneiden-Reibahle (1) in den Schaft (5) einge­ bracht ist, der dem 0,5- bis 4-fachen, vorzugsweise dem 1- bis 2-fachen des Schaftdurchmessers (D) ent­ spricht.

5. Einschneiden-Reibahle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (17) je nach Durchmesser (D) des Schafts (5) ca. 0,3 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise ca. 1 mm breit ist.

6. Einschneiden-Reibahle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (17) mit einem elastischen Dämpfungsmaterial (19) ausgefüllt ist.