DD145719A1 - Verfahren und werkzeug zum rueckwaertigen bearbeiten von durchbruechen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zum rückwärtigen spanabhebenden Bearbeiten von Durchbrüchen auf Werkzeugmaschinen, insbesondere zum Ansenken an Bohrungen auf numerisch gesteuerten Bohr- und Fräsmaschinen. Ziel ist die rationelle F ertigung mit billigen und betriebssicheren Werkzeugen, Aufgabe die Entwicklung eines Verfahrens zur Anwendung einfacher Werkzeuge bei Vermeidunng von Stillstandszeiten für manuelle Eingriffe. Erfindungsgemäß wird ein Werkzeug mit mindestens einer seitlich an einen einspannbaren Schaft fest angeordneten und rückwärts bis seitwärts gerichteten Schneide mit dem herzustellenden Profil verwendet. Es kann ein Fräser sein, der konzentrisch durch den Durchbruch geführt wird, aber auch ein Werkzeug mit einer Schneide, das exzentrisch durch den Durchbruch geführt wird. Danach wird dem Werkzeug zur Rotationsbewegung um die eigene Achse eine Bahnbewegung parallel der inneren Kontur des Durchbruches überlagert. Die Anwendung ist möglich auf allen Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkzeug zum rückwärtigen Anfasen, Entgraten, Anflächen und Ansenken an Durchbrüchen beliebiger Form.-Fig.3-

Description

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und-eine Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten der Rückseite von Durchbrachen in Workstücken auf Werkzeugmaschinen, ins besonder© aur Bearbeitung der Rückseite von Bohrungen in Werkstücken auf numerisch gesteuerten Bohr- und Fräsmaschinen,

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die einfachste Form der Bearbeitung der Rückseite von Bohrungen besteht darin» einen Schaft durch die Bohrung zu fuhren und an diesen von der Rückseite her ein Schneidentsil in Gestalt eines einseitigen oder doppelseitigen Schneidmessers bzw, eines Stirnfräsers zu befestigen.

Um die Stillstandszeiten für das manuelle-Anbringen und Entfernen des Schneidenteils zu beseitigen und um auch schwer zugängliche Stellen bearbeiten zu können, wurde eine große Zahl von Vorrichtungenzum rückv/ärtigen Senken, Anflachen, Anfrasen, Anfasen oder Entgraten entwickelt _f bei denen sich eine Schneid© oder mehrere Schneiden während deα Purchführens durch die Bohrung innerhalb eines Schaftes befinden und nach dem Durchführen über Betätigungsglieder oder durch Federkraft in Arbeitsstellung gebracht werden. Diese Vorrichtungen eind aber alle relativ kompliziert im Aufbau und dadurch aufwendig in der Herstellung und störanfällig im Betrieb, Außerdem sind die verbleibenden Querschnitte

des Schaftes zur Übertragung von Kräften bzw. Momenten gering» so daß die übertragbare Leistung klein ists was insbesondere beim Senken nicht befriedigen . kann. Darüber hinaus sind z.S« besondere Betätigungselemente an der Werkzeugmaschine erforderlich» diβάθη Aufwand weiter erhöhen.

Bei all diesen Vorrichtungen, einschließlich der eingangs genannten einfachen Vorrichtungen mit manueller' Anbringung und Entfernung des Schneidenteiles_s erfolgt

•)0 die für die spanabhebende. Bearbeitung erforderliche Rotationsbewegung konzentrisch zur Bohrungsraitte„ Dieser Rotationsbewegung wird eine axiale Vorschubbewegung der Schneiden in Richtung auf die zu bearbeitende Stelle des Werkstückes überlagert, bie die erforderliehe Bearbeitungstiefe erreicht ist.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Lösung zum rationellen rückwärtigen Bearbeiten von Durchbrüchen, insbesondere Bohrungen, unter Verwendung von Werkzeugen, die billig und betriebssicher sind.

e) Darlegung des Wesons der Erfindung

Ausgehend, davon, daß die bekannten Mittel zum rückwärtigen Bearbeiten von Bohrungen durch die Verwendung beweglicher 'üeile und ggf. Betätigungsglieder aufwendig und störanfällig sind, soll- ein entsprechendes fahren einschließlich der zugehörigen einfachen und robusten Werkzeuge entwickelt werden, das alle Stillstandszeiten für manuelle Eingriffe bzw, alle Zeitaufwand enthaltenden Unterbrechungen von Bewegungsablaufen der Werkzeugmaschine, die zur Betätigung der Schneiden erforderlich sind., vermeidet.

.Gelöst wird, cliaoe Aufgabe mit einem Vorfahren unter Verwendung eines rotierenden Werkzeuges mit einem Schaft, der in der Werkzeugmaschine eingespannt werden kann. Diesem Werkzeug wird erfindungogemäß nach, dem Durchip führen duroh den Burehbruoh das Werkstückes zur -Ro tationebewegung um die Achse des Schaftes eine Bahnbewegung dieser Achse entlang der inneren Kontur des Durchbräche s überlagert« Axiale Rotation und Bahnbewegung können gleich und entgegengesetzt gerichtet sein,, Es kann zweckmäßig, sein, daß als Werkzeug ein Präser verwendet und dieser konzentrisch durch den Durchbruch geführt und dann auf eine Bahn parallel der inneren Kon™ tür des Durchbruches überführt wird« Zum Bearbeiten eines breiten Bereiches um die innere Kontur des Durchs bruches ist es jedoch vorteilhafter _t dai3 ein Werkzeug mit nur einer Schneid© verwendet wird, daß dieses exzentrisch durch den Durchbruch geführt wird und dabei die Schneide nah© der Mitte des Durchbruches angeordnet wird«. Dabei kann die Durchführungsateile zugleich Anfange»- und Endpunkt der Bahnbewsgung sein«

Während es bei geringer Eindringtiefe bei der Bearbeitung des Durchbruches genügt, wenn die Schneide mit konstantem Abstand zur Einspannstelle einmal parallel dar inneren Kontur dee Durchbruches entlanggeführt wird, wird bei größerer Eindringtiefe der Rotationsund der. Bahnbewegur.g noch eine Vorschubbewegung in Richtung Binspannsteile des Werkzeuges überlagert. Dadurch .entsteht bei' einer runden Bohrung eine wendel- fb'rmig© Bahnbewegung, die vorteilhafterweise beendet . wird, sobald die vorgesehen© Bearbeitungstiefe erreicht ist» Daran muß sich noch ein Un)Ie₄Uf des Werkzeuges parallel dor inneren Kontur des Durchbruches (bei einer

Bohrung auf einer Kreisbahn) mit konstantem Abstand zur Bi ns ρ alias te 11, e anschließen, '

Zur Lösung der Aufgabe dient weiterhin ein Werkzeug aus einem in einer Werkzeugmaschine einspannbaren Schafts einer oder mohrereη Schneiden und einer Halterung für diese_s bei dem die Schneiden seitlich des Schaftes und rückwärts bis seitlich gerichtet fest angeordnet sind und in Porm und Anordnung die herzustellende Kontur der Rückseite des Durchbruches auf-Ί0 weisen. Dieses Werkzeug kann ein Präser sein, der an einem Schaft befestigt ist, dessen Durchmesser geringer als der des Präsers ist.

f) Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung' soll anhand eines Aus-IS führungsbeispieles erläutert werden, in dem eine zylindrisch© Senkung an der Rückeexte einer Bohrung in einem Werketück angebracht werden soll-, das an dieser Stelle maschinell nur durch die Bohrung erreichbar- ist. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Pig« 1 eine Seitenansicht des Werkzeuges in

Richtung auf die Stirnfläche der Schneide;

PIg₆ 2 eine Draufsicht des Werkzeuges in der Längsriehtung des Schaftes (Schiritt A-A dar Pig/ 1) während des Durchführens durch die Bohrung; .

Pigc 3 einen Teil eines entsprechenden Werkstückes in dem Zustand., der durch das rückwärtige Senken erreicht werden soll, mit dem Werkzeug in der Stellung, die diese bei Beginn des Senkens einnimmt,

Oi A Q

Auf einer numerisch gesteuerten Bohr- und, .Fräsmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel soll an einem Werkstück 5 aii der Rückseite einer vorher gebohrten Bohrung 6 ©ine zylindrische Senkung 7 anga«· bracht werden, Das dafür verwendete Werkzeug 8 be~ steht aus einem Schaft 1 mit einer seitlich überstehenden Schneidenhalterung 2 für die in diesem Fall aus Hartmetall bestehende Schneide 3. Zum Durchführen der Vorrichtung durch die Bohrung muß-,

IQ vfi® die Pig«, 2 zeigt,'· der Schaft eine exzentrische Lage zur Bohrung einnehmen. Dabei muß sich die seitlich am Schaft angeordnete Schneide auf der Seite des Schaftes befinden, die dem Bohrungsmittelpunkt zugewendet- ist. Bei Bohr» und Fräsmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel ist diese Stellung definiert j so daß die Koordinaten für die Lage des Schaftes beim Durchführen durch die Bohrung entsprechend programmiert werden können« Anderenfalls muß die Schneide erst in eine entsprechende Lage überfuhrt -werden.

Während dea Durchführen?, ist die Rotationsbewegung 10 ausgeschaltet. Das Durchführen selbst erfolgt entgegen der Richtung der Vorschubbewegung 11, bis sich die Kant© der Schneide außerhalb der rückwärtigen Öffnung der Bohrung befindet. Nach der Beendigung dos Durchführens werden gleichseitig eingeschaltet und damit überlagert?

- die Rotationsbewegung 10 des Werkzeuges 8 um

die Achse das Schaftes 1,

~ di© Vorschubbewegung 11 des Werkzeuges 8 in Richtung zu der au bearbeitenden Stelle., der Senkung 7» des Werkstückes 5_S

-β- 214 93 2

- die Bewegung der Achse des Schaftes 1 auf der Kreisbahn 9₉ d.₃h, die Bahnbewegnng parallel der inneren Kontur der Bohrung, Diese Bewegung wird durch entsprechende Programmierung der Vorschub» koordinaten χ und y auf der numerisch gesteuerten Bohr- und Fräsmaschine mit Bahnsteuerung erreicht»

Durch die Überlagerung der Vorschubbewegung 11 und der Bewegung der Achse des Schaftes 1 auf der Kreisbahn 9 ergibt sich insgesamt eine schraubenförmige Bahn₅ auf der sich das Werkzeug bewegt.

Mit Erreichen der vorgeschriebenen Böarbeitungstiefe d.Qi- Senkung 7 wird die Vorschubbewegung 11 abgeschaltet und noch ein vollständiger Umlauf der Achse des Schaftes 1 auf der Kreisbahn 9 vollzogen. Danach wird eine kurze Vorschubbewegung entgegen der Richtung der Vorschubbewegung 11 ausgeführt und die Rotationsbewegung 10 der Vorrichtung abgeschaltet» Nach evtl. notwendigem Positionieren wird dann das Werkzeug aus der Bohrung 6 in Pachtung der Vorschubbewegung 11 herausgezogen»

Neben der dargestellten Verwendung βinea erfindungsgemäßen Werkzeuges mit nur einer Schneide kaiin die Verwendung eines an sich bekannten Fräsers zweckmäßig sein« Dieser ist -rückwärts gerichtet an einem Schaft befestigt, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Fräsers, In, diesem Pail erfolgt das Durchführen durch die 'Bohrung-konzentrisch zur Bohrungsachse. Danach wird die Achse des Präser mit Schaft soweit verschoben, daß sie sich auf der vorstehend beschrie=» benen Kreisbahn 9 befindet. Der weitere Ablauf lot analog dem mit einschneidigem Werkzeuge

Die Anwendung der Erfindung ist auch bei anders geformten Durchbrüchen, K₆B=, Langlöchern¹, durch sine entsprechende Programmierung der Bahnsteuerung, möglich.

Soil nur entgratet oder angefast worden oder eine flache Ansenktmg oder Anflächiing erfolgen* so genügt es, wenn bei ©Inges ehalte tax* Rotationsbewegung' das Werkzeuges die VoI¹Schubhewegung in Richtung Werkstück vor Inbetriebnähme der Bahnsteuerung bei Erreichen der notwendigen Bearbeitungatiefe abgeschaltet wird. Bei Einschalten der Bahnsteuerung entsteht dann zuerst eine halbmondförmige Anlenkung oder Anflächung, Nach einem Bahnumlauf ist die Bearbeitung beendete Durch entsprechend© Schneidengestaltung lassen sich zylindrische·,· konische und andere Ansenkungen herstellen.

Bei numerisch gesteuerten Bohr- und Fräsmaschinen ohne Bahnsteuerung erfolgt letztere durch getrennte, jedoch gleichzeitig ablaufende Änderung der Koordinaten χ und y stetig oder feinstufige Bei Kreisbahnen müssen diese sinusförmige Verläufe bei gleicher Frequenz und Amplitude und einer Phasenverschiebung von 90 aufweisen«

Das Vorfahren ist im Prinzip auch bei manuell gesteuerten Maschinen anwendbar; ea setzt dann aber hohe Aufmerksamkeit des Bedienenden voraus·.

Mit dem er-findungsge/Däßen Verfahren lassen sich also Werkstücke an der Rückseite entgraten,· anfasen_s anflächen sowie zylindrisch, konisch oder anders geformt ansenken ο Die erfindungsgemäßen Werkzeuge dafür sind einfach und stabil, es entfallen jegliche verstellbaren 'JDeile·, Pedereleraente und Betätigungseinrichtungen an Werkzeug und Maschine, Auf numerisch gesteuerten Maschinen läßt sich mit der erfindungsgeinäßen Lösung das Bearbeiteil an der Rückseite von Werkstücken unabhängig von der Zugänglichkeit voll in eins Folge programmgesteuerter Arbeitsgänge integrieren«, Damit werden die Stillstandszeiten für daa manuelle Anbringen und Entfernen des Schneidenteileo bzw. alle Zeitaufwand enthaltenden Unterbrechungen von Bewegungsablauf cm der

M.fiScM,ne_s die sar BstätiguJ3.g der Schneiden erforderlich sind,, vermieden, der Ausnutzungsgrad der Maschine erhöht und Arbeitskräfte eingespart» Darüber hinaus er·= möglicht das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur das rüokvsärtige Bearbeiten von kreisförmigen Bohrungen, Bondern auGh das rückwärtige Bearbeiten beliebig geformter Durchbrüche„

Claims (2)

1 4 β

Erfindungsansprach %

1» Verfahren zum rückwärtigen Bearbeiten von Durchbrächen in Werkstücken auf Werkaeug- maschinen, vorzugsweise zum rückwärtigen spanabhebenden Bearbeiten von Bohrungen .in Workstücken auf numerisch gesteuerten Bohr- und Präsmaschinon, mittels eines rotierenden Werkzeuges mit einspannbarem Schafts gekennzeichnet dadurch, daß dem Werkzeug nach dem Durchführen durch den

Durchbruch des Werkstückes zur Rotations» bewegung um die Achse des Schaftes eine Bahnbewegung der Achse des Schaftes parallel der inneren Kontur dea Durchbraches überlagert wird,

2ο Verfahren nach Punkt 1 >. gekennzeichnet dadurch _t daß ©in Fräser als Werkzeug verwendet wird j der konzentrisch durch den .Durchbruch geführt und dann auf eine Bahn parallel der inneren Kontur des Durchbruchsß· überführt wird.

3» Verfahren nach Punkt 1. inabesondere zura . Bearbeiten eines breiten Bereiches um den Durchbruch, gekennzeichnet dadurch, daß ein Werkzeug'mit nur einer Schneide verwendet wird» daß dieses exzentrisch durch den Durchbruch geführt wird und daß sich dabei die Schneide auf der Seite des Schaftes befindet _f die dem Zentrum dea Durchbruches zugewandt ist.

4« Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Bahnbewegung des Werkzeuges an der Burchführungssteile durch den Durchbruch begonnen und heendst wird»

5. Verfahren nach Punkt 1 zum rückwärtigen Senken, gekennzeichnet dadurch, daß der Rotations- und der Bahnbewsgung noch eine Vorschubbewegung in Richtung Einspannsteile des Werkzeuges überlagert wird.

6* Verfahren nach Punkt 5> gekennzeichnet dadurch, daß die Vorschubbewegung der Schneide in Richtung Einspannstell© des Werkzeuges mit Erreichen der vorgesehenen Eearbeitungstiefe beendet und dann noch ein voller Umlauf auf der Bahn parallel dor inneren Kontur dee Durchbruches ausgeführt wird.

7. Werkzeug zum rückwärtigen Bearbeiten von Durchbrüchen in Werkstücken auf Werkzeugmaschinen, vorzugsweise zum rückwärtigen spanabhebenden Bearbeiten von.Bohrungen auf numerisch .gesteuerten Bohr» und Präsmaschinen, aus einem ein» spannbaren Schaft, einer oder mehreren Schneiden und einer Halterung für diese, gekennzeichnet dadurch, daß die Schneiden seitlich des Schaftes und rückwärts bis seitlich gerichtet fest angeordnet sind und in Form und Anordnung die herzustellende Kontur der Rückseite des Durchbruches aufweisen.

8, Werkzeug nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch _s daß das Werkzeug ein Präser ist j der an einem Schaft befestigt ist, dessen Durchmesser geringer als. der des Fräs era ist«,

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