DE4424198C1 - Werkzeugführungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugführungsvorrichtung zum Befestigen an einem Werkstück, welches zum spanenden Fein- Bearbeiten der Oberfläche einer über ihre Länge ein gleichmäßiges Querschnittsprofil aufweisenden Werkstückeinsenkung eingesetzt wird. Oberflächen von derartigen Einsenkungen werden in der Praxis durch den Einsatz von Schleif- oder Polierwerkzeugen für eine Oberflächenveredelung vorbereitet. Bei einer solchen Oberflächenveredelung kann es sich beispielsweise um eine Oberflächenverchromung handeln, durch die die Empfindlichkeit der Oberfläche gegen den Niederschlag und das Festsetzen von Partikeln vermindert werden kann.

Beim Schleifen und Polieren besteht das Problem, daß es im jeweiligen Arbeitsbereich des Schleif- bzw. Polierwerkzeuges aufgrund der hohen kinetischen Energien, die in den Arbeitsbereich eingebracht werden, zu einer starken lokalen Erhitzung des bearbeiteten Werkstückes kommt. Diese Erhitzung bringt in vielen Fällen eine Gefügeveränderung des Werkstückmaterials im Bereich der gerade bearbeiteten Oberfläche mit sich.

Die mit diesen Gefügeveränderungen einhergehende Inhomogenität der gesamten Oberfläche der bearbeiteten Werkstückeinsenkung führt bei der anschließenden Oberflächenveredelung häufig zu einem ungleichmäßigen und damit unbrauchbaren Arbeitsergebnis. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Werkstückeinsenkung eine gegenüber ihrer Breite sehr große Länge aufweist. Weitere durch lokale Erhitzung verursachte Oberflächenfehler können auch dann noch auftreten, wenn die Oberfläche nach der Veredelung nochmals poliert wird, um letzte, nach dem Veredelungsprozeß zurückbleibende Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche zu beseitigen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die spanende Bearbeitung der Oberfläche einer Werkzeugstückeinsenkung mittels eines die Oberfläche im wesentlichen in deren Längsrichtung bearbeitenden Werkzeuges, wie z. B. eines Honwerkzeuges bei einer verminderten Gefahr von Gefügerveränderungen aufgrund von Überhitzung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugführungsvorrichtung zum Befestigen an einem Werkstück für die spanende Fein-Bearbeitung der Oberfläche von über ihre Länge ein gleichmäßiges Querschnittsprofil aufweisenden Werkstückeinsenkungen, mittels eines die Oberfläche der jeweiligen Werkstückeinsenkung im wesentlichen in deren Längsrichtung bearbeitenden Werkzeuges, wie z. B. eines Hon­ werkzeuges, wobei die Werkzeugführungsvorrichtung an dem Werkstück unter Abdecken der Werkstückeinsenkung und Freilassen einer Zugangsöffnung für das Werkzeug befestigbar ist und im Bereich einer seiner der Werkstückeinsenkung zugeordneten Wandung eine Einsenkung aufweist, die bei der Bearbeitung der Werkstückeinsenkung eine Führung für das Werkzeug bildet.

Gemäß der Erfindung deckt während der Bearbeitung der Werkstückeinsenkung eine Wand der Werkzeugführungsvorrichtung diese Werkstückeinsenkung ab. Dabei weist die entsprechende Wand selbst eine Einsenkung auf, die während der Bearbeitung der Werkstückoberfläche eine Führung für das zur Bearbeitung eingesetzte Werkzeug bildet. Erst auf diese Weise ist es möglich, anstelle von Schleif- oder Polierwerkzeugen Werkzeuge zu verwenden, die die Oberfläche in Längsrichtung der Werkstückeinsenkung bearbeiten. Bei solchen Werkzeugen handelt es sich z. B. um Honwerkzeuge, mit denen sich Oberflächen von geringster Oberflächenrauhigkeit herstellen lassen.

Diese Werkzeuge führen im Gegensatz zu den mit hoher Drehzahl rotierenden Schleif- oder Polierwerkzeugen während der Bearbeitung zu keiner störenden Erwärmung der bearbeiteten Oberfläche. In der Praxis sind solche Werkzeuge bisher lediglich zur Bearbeitung von Bohrungen eingesetzt worden, die ein geschlossenes Querschnittprofil aufweisen. Ihr Einsatz zur Bearbeitung von Einsenkungen mit einem offenen Querschnittprofil war wegen der fehlenden allseitigen Führung während der Längsbearbeitung der Einsenkung bisher nicht möglich.

Da die vorstehend erwähnten, die Oberfläche der Werkstückeinsenkung in Längsrichtung bearbeitenden Werkzeuge in der Regel symmetrisch angeordnete Führungselemente aufweisen, ist es sinnvoll, wenn bei auf das Werkstück aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung die Werkstückeinsenkung mit der Einsenkung der Werkzeugführungsvorrichtung ein symmetrisches Hohlprofil bildet, wobei dieses bei Bedarf rotationssymmetrisch, insbesondere kreisförmig ausgebildet sein kann.

Die Befestigung und exakte Ausrichtung der Werkzeugführungsvorrichtung kann dadurch erleichtert werden, daß die Werkzeugführungsvorrichtung seitliche Wangen aufweist, die bei auf das Werkstück aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung das Werkstück umgreifen. Bei einer solchen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Werkzeugführungsvorrichtung läßt sich die Handhabung weiter vereinfachen, wenn mindestens eine der Wangen eine Gewindedurchgangsbohrung für eine Fixierschraube aufweist, mittels der die Werkzeugführungsvorrichtung auf dem Werkstück verspannbar ist. Eine weitere Erleichterung beim Befestigen und Ausrichten der Werkzeugführungsvorrichtung kann dadurch erzielt werden, daß die Enden der seitlichen Wangen durch eine Halteplatte miteinander verbunden sind, die bei auf das Werkstück aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung das Werkstück umgreift. Dabei kann auch diese Platte eine Gewindedurchgangsbohrung für eine Fixierschraube aufweisen, mittels der die Werkzeugführungsvorrichtung auf dem Werkstück verspannbar ist.

In vielen Fällen ist es günstig, wenn auf der der Werkstückeinsenkung zugeordneten, offenen Stirnseite der Werkzeugführungsvorrichtung ein Führungselement befestigbar ist. Ein solches Führungselement kann beispielsweise dazu dienen, eine zum Verchromen in den durch die Werkstückeinsenkung und die Einsenkung der Werkzeugführungsvorrichtung gebildeten Hohlraum eingeführte Elektrode zu halten.

Schließlich kann die Montierbarkeit der erfindungsgemäßen Werkzeugführungsvorrichtung dadurch verbessert werden, daß ihre äußere Form der Form des Werkstücks angepaßt ist. Auf diese Weise läßt sich die Werkzeugführungsvorrichtung auch noch in an sich nur schwer zugänglichen Bereichen des Werkstücks montieren.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine frontale Ansicht der Vorderseite eines zu bearbeitenden Werkstücks.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Werkstück nach Fig. 1;

Fig. 3 eine frontale Ansicht der Rückseite des Werkstücks nach Fig. 1 mit aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung;

Fig. 4 den Schnitt nach Fig. 2 mit auf das Werkstück aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung;

Fig. 5 den Schnitt nach Fig. 3 mit auf die Werkzeugführungsvorrichtung aufgesetztem Führungselement.

Das Werkstück 1 weist eine Durchgangsbohrung 2 auf, welche an ihrem einen Ende in einer Werkstückeinsenkung 3 mündet, die in einen auf der Rückseite 1a des Werkstücks 1 vorstehenden Vorsprung 1b eingeformt ist. Die Bohrung 2 weist eine zylindrische Form auf, während das Querschnittsprofil 3a der Werkstückeinsenkung 3 halbkreisförmig ausgebildet ist. Die seitlichen Wandungen 1c der Einsenkung 3 gehen in einem bogenförmigen Übergang 1d in den Hauptkörper des Werkstücks 1 über.

Wie in den Fig. 3-5 zu sehen, ist auf den Vorsprung 1b des Werkstücks 1 eine Werkzeugführungsvorrichtung aufsetzbar. Die Werkzeugführungsvorrichtung 4 weist eine erste Wand 4a auf, die bei auf den Vorsprung 1b des Werkstücks 1 aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung 4 die Werkstückeinsenkung 3 abdeckt. Die Wand 4a weist auf ihrer der Werkstückeinsenkung 3 zugeordneten Innenfläche eine Einsenkung 5 auf, die ein dem Profil 3a der Werkstückeinsenkung 3 entsprechendes, halbkreisförmiges Querschnittprofil 5a aufweist, so daß die Einsenkung 5 gemeinsam mit der Werkstückeinsenkung 3 eine Fortsetzung der Bohrung 2 bildet, die durchgehend den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 2 aufweist.

Die Wand 4a der Werkzeugführungsvorrichtung 4 ist in Längsrichtung stufenförmig ausgebildet und weist abgeflachte Eckbereiche auf, um eine einfache Montage der Werkzeugführungsvorrichtung 4 im eingebauten Zustand des Werkstücks 1 innerhalb einer größeren Vorrichtung zu ermöglichen. Darüber hinaus ist die der Bohrung 2 zugeordnete Stirnseite der ersten Wand 4a der Werkzeugführungsvorrichtung 4 an den Verlauf des bogenförmigen Übergang 1d angepaßt, um einen bündigen Anschluß der Einsenkung 5 an die Bohrung 2 sicherzustellen.

An die erste Wand 4a der Werkzeugführungsvorrichtung 4 sind seitliche Wangen 4b angeformt, die den Vorsprung 1b im aufgesetzten Zustand umgreifen. Die Enden der Wangen 4b sind mit einer Halteplatte 4c verbunden, in deren Außenfläche 4d eine mittig angeordnete, senkrecht zur Längsachse 3b der Werkstückeinsenkung 3 gerichtete Gewindedurchgangsbohrung 4e eingeformt ist. In die Gewindedurchgangsbohrung 4e ist eine Fixierschraube 6 einschraubbar, über die die Werkzeugführungsvorrichtung 4 auf dem Vorsprung 1b des Werkstücks 1 verspannbar ist.

Eine zweite Gewindebohrung 4f ist von der von der Bohrung 2 abgewandten Stirnseite 4h der Halteplatte 4c aus in diese eingeformt. In die Gewindebohrung 4f ist eine Schraube 7 einschraubbar, welche ein Führungselement 8 auf der Stirnseite 4h des Halteelements 4 hält. Das Führungselement 8 deckt die stirnseitige Öffnung der Werkzeugführungsvorrichtung 4 ab. Ein koaxial zur Längsachse 3b der Werkstückeinsenkung 3 ausgerichteter Vorsprung 8a ist durch ein in eine Öffnung des Führungselements 8 eingesetztes Kunststoffrohr gebildet.

Nach dem Aufsetzen des Hilfselements 4 auf den Vorsprung 1b des Werkstücks 1 kann die Bohrung 2 gemeinsam mit der Werkstückeinsenkung 3 durch ein nicht gezeigtes Hon- oder Schabwerkzeug bearbeitet werden. Dabei wird das von der vorderen Stirnseite 1e in die Bohrung 2 eingeführte Werkzeug im Bereich der Bohrung 2 durch die Wände der Bohrung 2 selbst geführt, während es im Bereich der Werkstückeinsenkung 3 durch die Wandungen Werkstückeinsenkung 3 selbst sowie die Wandungen der Einsenkung 5 der Werkzeugführungsvorrichtung 4 geführt wird.

Nach Abschluß der Honbearbeitung wird zur Vorbereitung des Verchromens das Führungselement 8 auf die freie Stirnseite 4h der Werkzeugführungsvorrichtung 4 aufgeschraubt. Anschließend wird eine zum Verchromen der Bohrung 2 und der Werkstückeinsenkung 3 benötigte, ebenfalls nicht gezeigte Schutzröhre in die Bohrung 2 eingeführt, bis sie das Führungselement 8 erreicht hat und durch den Vorsprung 8a des Führungselements 8 zentriert in der Bohrung 2 gehalten ist.

In einem letzten Schritt wird nach Abschluß der Verchromung die Bohrung 2 und die Werkstückeinsenkung 3 einer letzten Polierbehandlung unterzogen, wobei wiederum das nicht gezeigte Polierwerkzeug durch die Wandungen der Bohrung 2, der Werkstückeinsenkung 3 und der Einsenkung 5 der Werkzeugführungsvorrichtung 4 geführt wird.

Claims (9)

1. Werkzeugführungsvorrichtung zum Befestigen an einem Werkstück (1, 1b) für die spanende Fein-Bearbeitung der Oberfläche von über ihre Länge ein gleichmäßiges Querschnittsprofil (3a) aufweisenden Werkstückeinsenkungen (3), mittels eines die Oberfläche der jeweiligen Werkstückeinsenkung (3) im wesentlichen in deren Längsrichtung bearbeitenden Werkzeuges, wie z. B. eines Hon­ werkzeuges, wobei die Werkzeugführungsvorrichtung an dem Werkstück unter Abdecken der Werkstückeinsenkung (3) und Freilassen einer Zugangsöffnung für das Werkzeug befestigbar ist und im Bereich einer seiner der Werkstückeinsenkung (3) zugeordneten Wandung (4a) eine Einsenkung (5) aufweist, die bei der Bearbeitung der Werkstückeinsenkung (3) eine Führung für das Werkzeug bildet.

2. Werkzeugführungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der am Werkstück (1, 1b) befestigt die Werkstückeinsenkung (3) mit der Einsenkung (5) der Werkzeugführungsvorrichtung ein symmetrisches Hohlprofil bildet.

3. Werkzeugführungsvorrichtung nach Anspruch 2, deren Hohlprofil rotationssymmetrisch, insbesondere kreisförmig ausgebildet ist.

4. Werkzeugführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ausgehend von der die Einsenkung (5) aufweisenden Wandung (4a) seitliche Wangen (4b) ausgebildet sind, die bei auf dem Werkstück (1, 1b) aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung das Werkstück (1, 1b) umgreifen.

5. Werkzeugführungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der mindestens eine der Wangen (4b) eine Gewindedurchgangsbohrung für eine Fixierschraube aufweist, mittels der die Werkzeugführungsvorrichtung auf dem Werkstück (1, 1b) verspannbar ist.

6. Werkzeugführungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Enden der seitlichen Wangen (4b) durch eine Halteplatte (4c) miteinander verbunden sind, die bei auf das Werkstück (1, 1b) aufgesetzter Werkzeugführungsvorrichtung das Werkstück umgreift.

7. Werkzeugführungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Halteplatte (4c) eine Gewindedurchgangsbohrung (4e) für eine Fixierschraube (6) aufweist, mittels der die Werkzeugführungsvorrichtung auf dem Werkstück (1, 1b) verspannbar ist.

8. Werkzeugführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der auf ihrer dem Ende der Werkstückeinsenkung (3) zugeordneten, offenen Stirnseite (4h) ein Führungselement (8) für z. B. eine Elektrode befestigbar ist.

9. Werkzeugführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, deren äußere Form der Form des zu bearbeitenden Werkstücks (1, 1b) angepaßt ist.