DE102006053330A1 - Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere eines metallischen Werkstücks, in einer Wirkrichtung mit einer Schneide und/oder einer Aufnahme für ein eine Schneide aufweisendes Schneidelement. Erfindungsgemäß wird ein in der Wirkrichtung hinter der Schneide angeordnetes Wirkelement zum Einwirken auf eine Oberfläche des Werkstückes vorgeschlagen. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Bearbeitungsverfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere eines metallischen Werkstücks, in einer Wirkrichtung, mit einer Schneide und/oder einer Aufnahme für ein eine Schneide aufweisendes Schneidelement. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Bearbeitungsverfahren.
  • Vorrichtungen zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken sind in einer großen Vielzahl bekannt. Bekannt sind beispielsweise Schneidwerkzeuge zum Fertigen durch spanendes Trennen mit geometrisch bestimmter Schneide, wie beispielsweise Fräser, Drehmeißel, Räum- und Stoßwerkzeuge. Derartige Vorrichtungen dienen dazu, im Rahmen eines Fertigungsverfahrens Späne von einem Werkstück abzutragen und ihm so eine geometrisch bestimmte Gestalt zu verleihen.
  • Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit Hilfe derartiger Schneidwerkzeuge wird das Werkstück in seiner Randzone beeinflusst. Die Randzone erstreckt sich von einer Oberfläche des Werkstücks in dessen Inneres und endet dort, wo sich kein Ein fluss der Bearbeitung mehr nachweisen lässt. Die Randzone endet insbesondere 300 μm unter der Oberfläche. Diese Beeinflussung der Randzone hängt von den Bearbeitungsparametern, wie beispielsweise der Schnittgeschwindigkeit, dem Vorschub, der Schnitttiefe und Ähnlichem ab. Die Veränderungen in der Randzone beeinflussen die Eigenschaften des gefertigten Bauteils. So ist bekannt, dass ausgeprägte Druckeigenspannungen in der Randzone die Zug-Druck-Wechselfestigkeit des Werkstücks deutlich erhöhen kann.
  • Um vorteilhafte Eigenschaften der Randzone des Werkstücks zu erhalten, müssen daher nachteiligerweise in der Regel Bearbeitungsparameter gewählt werden, die wirtschaftlich nicht optimal sind. Sind umgekehrt die Bearbeitungsparameter vorgegeben, so kommt es nachteiligerweise in der Regel zu unerwünschten Einflüssen auf die Werkstückrandzone, die gegebenenfalls eine Nachbearbeitung notwendig machen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu verringern.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung, die ein bezüglich der Wirkrichtung hinter der Schneide angeordnetes Wirkelement zum Einwirken auf eine Oberfläche des Werkstücks aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Bearbeitungsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 13.
  • Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass ein Einwirken auf die Oberfläche des Werkstücks unmittelbar nach dem Erzeugen der neuen Oberfläche des Werkstücks durch die Schneide möglich ist. Sofern also für die Bearbeitung mit der Schneide Bearbeitungsparameter gewählt sind, die die Randzone des Werkstücks auf eine unerwünschte Weise beeinflussen, so können diese nicht erwünschten Veränderungen in der Randzone durch ein Einwirken mit dem Wirkelement vermindert, kompensiert oder sogar überkompensiert werden.
  • Vorteilhaft ist zudem, dass die Randzone des Werkstücks unmittelbar nach der Bearbeitung in einem plastifizierten Zustand ist. Der plastifizierte Zustand rührt von hohen Temperaturen her, die an der Schneide bei der spanenden Bearbeitung entstehen. Das in der Wirkrichtung hinter der Schneide angeordnete Wirkelement kann daher auf die Randzone des Werkstücks in einem Zustand einwirken, der nur sehr kurzzeitig vorliegt. Das eröffnet vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Eigenschaften der Randzone besonders nachhaltig positiv zu beeinflussen, indem die thermischen und mechanischen Wechselwirkungen des Abspanens und des Einwirkens ausgenutzt werden. So können Werkstücke mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegenüber dynamischen Belastungen gefertigt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Erfindung glattere Oberflächen des Werkstücks erreichbar sind.
  • Vorteilhaft ist zudem, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein Bearbeiten des Werkstücks und ein gezieltes Verändern der Eigenschaften der Randzone in einem einzigen Arbeitsgang durch Einbringen von Normal-, Schub- und/oder Reibkräften ermöglicht. Das führt zu einer einfacheren Fertigung und vermeidet einen ansonsten notwendigen Werkzeugwechsel und die damit verbundenen Rüstzeiten und -kosten.
  • Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Schneide insbesondere eine Schneide mit geometrisch bestimmter Gestalt nach DIN 8589 Teil 0 verstanden. Unter einer Aufnahme für ein eine Schneide aufweisendes Schneidelement werden insbesondere alle Vorrichtungen verstanden, die dazu dienen, eine Schneidplatte, eine Wendeschneidplatte oder sonstige als Verschleißteile ausgebildete Bauteile aufzunehmen, an denen eine Schneide ausgebildet ist.
  • Unter der Wirkrichtung wird insbesondere die nach DIN 8589 definierte Wirkrichtung verstanden. Unter der Angabe, dass das Wirkelement bezüglich Wirkrichtung hinter der Schneide angeordnet ist, ist zu verstehen, dass eine Stelle des Werkstücks stets zuerst durch die Schneide und dann durch das Wirkelement beeinflusst wird.
  • Unter einem Wirkelement ist eine Vorrichtung zu verstehen, mit deren Hilfe Eigenschaften des Werkstücks, insbesondere der Randzone des Werkstücks, durch ein Einwirken auf die Oberfläche des Werkstücks verändert werden können. Derartige Eigenschaften sind insbesondere die Textur, die Vickershärte (nach DIN EN ISO 6507), die Risszähigkeit, die Festigkeit, die Duktilität, die Dichte, der Eigenstandszustand, die Versetzungsdichte, die mittlere Korngröße sowie die geometrische Gestalt der Oberfläche. Die geometrische Gestalt der Oberfläche wird beispielsweise durch Größen wie die Rautiefe oder den Mittenrauwert charakterisiert.
  • Unter dem Wirkelement sind insbesondere Walzkörper, Düsen für Flüssigkeiten oder Gase sowie Austrittsöffnungen für Laserstrahlen, andere Materiestrahlen oder elektromagnetische Strahlen zu verstehen. Das Wirkelement ist dabei bevorzugt zum plastischen Verformen und/oder ein Verfestigen der Randzone des Werkstücks durch ein Einwirken auf die Oberfläche des Werkstücks ausgebildet. Das Wirkelement ist dabei vorzugsweise hinter der Schneide angeordnet und zum unmittelbaren Einwirken auf eine von der Schneide erzeugte Werkstückoberfläche ausgebildet. Bevorzugt beträgt der Abstand in Wirkrichtung zwischen der Schneide und dem Wirkelement weniger als 10 cm, insbesondere weniger als 3 cm. Vorteilhaft ist es zudem, wenn sich zwischen der Schneide und dem Wirkelement eine Freifläche befindet oder wenn das Wirkelement an der Freifläche angeordnet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wirkelement so angeordnet, dass eine bei der spanenden Bearbeitung von der Schneide überstrichene Oberfläche des Werkstücks nachfolgend zumindest einmal vollständig von dem Wirkelement überstrichen wird. Die Zahl der Überstreichungen, mit der das Wirkelement eine von der Schneide überstrichene Fläche nachfolgend überstreicht, definiert den Überdeckungsgrad. Der Überdeckungsgrad ist bevorzugt größer als 1. Vorteilhaft daran ist, dass die Randzone des Werkstücks besonders nachhaltig beeinflusst werden kann. Bevorzugt ist der Überdeckungsgrad zudem kleiner als 6, was zu einer schnelleren Bearbeitung führt.
  • Bei einer bevorzugten Vorrichtung hat das Wirkelement einen Vorsprung zum Aufbringen einer eine Normalkraftkomponente aufweisenden Kraft auf die Oberflächen des Werkstücks. Insbesondere ist das Wirkelement durch den Vorsprung gebildet. Durch einen derartigen Vorsprung kann bei der spanenden Bearbeitung eine in Normalenrichtung auf die Oberfläche des Werkstücks wirkende Kraft aufgebracht wer den, was zu einer Veränderung des Eigenspannungszustands in der Randzone führt. Es ist dabei vorteilhafterweise möglich, Eigenspannungen in der Randzone unterhalb der Oberfläche des Werkstücks zu verringern bzw. Druckeigenspannungen in der Randzone zu erzeugen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Wirkelement einen, zwei, drei oder mehr rotationssymmetrische Walzkörper. Der bzw. die Walzkörper sind besonders bevorzugt in Wirkrichtung drehbar gelagert. Hierdurch ist es möglich, eine voreingestellte Kraft auf die Oberfläche des Werkstücks auszuüben, die im Wesentlichen vollständig in Normalenrichtung auf die Oberfläche wirkt. Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung lassen sich die Eigenspannungen der Randzone des Werkstücks besonders effektiv günstig beeinflussen.
  • Besonders bevorzugt ist der Walzkörper bzw. sind die Walzkörper hydrodynamisch gelagert. Eine derartige Lagerung weist einen besonders geringen Schlupf auf und ist auch für die Anwendung bei hohen Wirkgeschwindigkeiten geeignet.
  • Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung einen Grundkörper auf, an dem der bzw. die Walzkörper gelagert ist bzw. sind. Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung dabei Mittel zum Regeln bzw. Steuern des Drucks des Fluids und/oder der Lage des Walzkörpers relativ zum Grundkörper. Dadurch können das Einwirken in seiner Intensität und damit Veränderungen in der Randzone gesteuert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Grundkörper eine Fluidzuführung zum Zuführen eines Fluids zur Lagerung des Walzkörpers auf. Alternativ oder additiv umfasst die Vorrichtung zudem eine Bremsvorrichtung zum Bremsen des Walzkörpers. Eine derartige Bremsvorrichtung besitzt beispielsweise einen Bremskörper, der gegen den Walzkörper gedrückt werden kann. Alternativ umfasst die Bremsvorrichtung ein Mittel zum Variieren des Drucks des Fluids, mit dem der Walzkörper gelagert ist. Dadurch wird die Reibung des Walzkörpers in seiner Lagerung verändert und Einfluss auf dessen Schlupf genommen.
  • Besonders bevorzugt ist der Walzkörper eine Walzkugel. Vorteilhaft an einer Walzkugel ist, dass sie dann, wenn sie hydrodynamisch gelagert ist, in alle Raumrichtungen drehbar ist und einen besonders hohen Druck auf die Oberfläche des Werkstücks ausüben kann. Alternativ können Rollen oder Kegelabschnitte als Walzkörper vorgesehen sein.
  • Bevorzugt ist die Vorrichtung als Fräswerkzeug oder Drehwerkzeug ausgebildet. Wenn es sich um ein Fräswerkzeug handelt, sind die Walzkörper bevorzugt an der Stirnfläche und/oder am Umfang des Fräswerkzeugs angeordnet. Vorteilhaft daran ist, dass auch prismatische Bauteile bearbeitet werden können. Es ist dann eine flächige, homogene Einwirkung, insbesondere Verfestigung, der Randzone des Werkstücks erreichbar. Dadurch kann die Festigkeit der bearbeiteten Werkstücke erhöht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Fluidzuführung zum Zuführen von Fluid zwischen der Schneide und dem Wirkelement. Das ermöglicht es, Fluid zuzuführen und so die Randzone des Werkstücks zu kühlen, bevor das Wirkelement auf die Oberfläche des Werkstücks einwirkt. Eine derartige Fluidzuführung ermöglicht es zudem, einen Schmierstoff zuzuführen, um die Reibung zwischen dem Wirkelement und dem Werkstück beeinflussen, beispielsweise zu verringern.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren im Rahmen der vorliegenden Beschreibung ist ein "gleichzeitiges" Durchführen der beiden Schritte insbesondere dann gegeben, wenn beide Schritte mit dem gleichen Werkzeug durchgeführt werden. Der zeitliche Abstand zwischen dem Abspanen und dem Einwirken liegt bevorzugt unter einer Sekunde, insbesondere unter 0,1 Sekunden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren in einer solchen zeitlichen und/oder räumlichen Nähe zum Abspanen durchgeführt, dass sich die Oberfläche des Werkstücks zu dem Zeitpunkt des Einwirkens in einem plastifizierten Zustand befindet. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise besonders starke Änderungen der Eigenschaften der Randzone des Werkstücks erreichen.
  • Das Einwirken ist bevorzugt ein Ausüben einer Kraft mit einer Normalenkomponente auf die Oberfläche. Das Einwirken wird beispielsweise durch das Aufpressen von Walzkörpern oder durch einen Hochdruckflüssigkeitsstrahl realisiert.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und
  • 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks in Form eines Zerspanungswerkzeugs 10, das im Eingriff mit einem schematisch eingezeichneten Werkstück 12 steht. Das Werkstück 12 bewegt sich relativ zum Zerspanungswerkzeug 10 mit einer Wirkgeschwindigkeit, die durch einen Pfeil 14 angedeutet ist. Das Zerspanungswerkzeug 10 umfasst an seiner in der Wirkrichtung vorne liegenden Seite eine Schneide 16 zum Eindringen in das Werkstück 12, so dass ein Span 18 abgehoben wird.
  • In Wirkrichtung hinter der Schneide 16 befindet sich eine Freifläche 20, die nur an einem der Schneide 16 benachbarten Abschnitt 22 mit dem Werkstück 12 in Kontakt steht. In Wirkrichtung hinter der Freifläche 20 ist ein Vorsprung 24 angeordnet, der ausgebildet ist, um auf eine Oberfläche 26 des Werkstücks 12 einzuwirken.
  • Die Oberfläche 26 ist durch die Einwirkung der Schneiden 16 neu erzeugt worden. Der Vorsprung 24 ist so ausgebildet und angeordnet, dass die bei der spanenden Bearbeitung neu entstandene Oberfläche 26 genau einmal vollständig von dem Vorsprung 24 überstrichen wird. Der Überdeckungsgrad ist daher gleich 1.
  • Der Vorsprung 24 ist so an dem Zerspanungswerkzeug 10 ausgebildet, dass er im Einsatz eine Kraft F auf die Oberfläche 26 des Werkstücks 12 aufbringt, die eine starke Normalkomponente FN aufweist. Aufgrund der Reibung des Vorsprungs 24 auf der Oberfläche 26 bringt der Vorsprung 24 zudem eine Reibkraftkomponente FR auf die Oberfläche 26 auf, die weniger als zwei Drittel der Normalkraftkomponente FN beträgt. Durch das Aufbringen der Kraft F wird eine Randzone 27 des Werkstücks 12 beeinflusst, so dass sich deren Eigenschaften ändern.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs 10. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Wirkelement durch einen Walzkörper in Form einer Walzkugel 28 gebildet.
  • Die Walzkugel 28 ist in einer Ausnehmung 30 in einem Grundkörper 32 des Zerspanungswerkzeugs 10 hydrodynamisch gelagert. In dem Grundkörper 32 ist zur Lagerung der Walzkugel 28 eine Fluidzuführung 34 zum Zuführen von Fluid, beispielsweise von Kühlschmierstoff, Öl oder Wasser gebildet. Durch die Fluidzuführung 34 wird Fluid in die Ausnehmung 30 geführt, so dass sich beim Betrieb des Zerspanungswerkzeugs 10 eine dünne Fluidschicht zwischen der Walzkugel 28 und der Ausnehmung 30 ausbildet, in der die Walzkugel 28 gelagert ist.
  • Im Grundkörper 32 ist zudem eine Bremsvorrichtung 36 zum Bremsen der Walzkugel 28 vorgesehen. Die Bremsvorrichtung 36 umfasst einen Bremskörper 38, der mittels einer Feder 40 auf die Walzkugel 38 zu bewegbar ausgebildet ist. Beim Betrieb des Zerspanungswerkzeugs 10 kann der Bremskörper 38 in Kontakt mit der Walzkugel 28 gebracht werden. Neben einer Normalkraft FN kann so zudem eine Reibkraft FR auf die Oberfläche 26 des Werkstücks 12 aufgebracht werden. Die Normalkraft FN und die Reibkraft FR addieren sich vektoriell zur Kraft F. Sofern diese Reibkraft FR die Haftreibung zwischen der Walzkugel 28 und der Oberfläche 26 des Werkstücks 12 überschreitet, kommt es zu einem Schlupf. Das heißt, dass die Geschwindigkeit des Umfangs der Walzkugel 28 geringer ist als die Wirkgeschwindigkeit.
  • In einer alternativen Ausführungsform wird der Bremskörper 38 statt durch eine Feder 40 durch den Druck eines Fluids auf die Walzkugel 28 zu gestellt, wobei das Fluid durch einen in 2 nicht eingezeichneten Kanal auf die der Walzkugel 28 abgewandte Seite des Bremskörpers 38 zu geleitet wird. Dort übt das Fluid einen einstellbaren Druck auf den Bremskörper aus, so dass die Kraft eingestellt werden kann, mit der Bremskörper 38 auf die Walzkugel drückt. Sofern gewünscht, kann dadurch auf die Randzone 27 in Abhängigkeit von der Position in der Oberfläche unterschiedlich eingewirkt werden. So ist es möglich, in mechanisch und/oder dynamisch hoch belastete Regionen des Werkstücks 12 besonders ausgeprägte Druckeigenspannungen einzubringen. Das ist beispielsweise bei Werkstücken für den Flugzeugbau vorteilhaft
  • Sowohl das Zerspanungswerkzeug 10 gemäß 1 als auch das gemäß 2 können in einem Fräs-, Dreh-, Hobel-, Räum-, Stoß- oder Bohr-, Senk-, Reib-, Säge-, Feil-, Raspelwerkzeug angeordnet sein.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist die Schneide 16 nicht wie in den Ausführungsformen der 1 und 2 einstückig mit dem Grundkörper 32 verbunden, sondern an einem Schneidelement angeordnet. Das Schneidelement ist mittels einer Aufnahme an dem Grundkörper 32 befestigt, beispielsweise durch eine Spannpratze oder eine Schraube.
  • Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Zerspanungswerkzeug 10 so relativ zu dem Werkstück 12 angeordnet, dass es einerseits einen Span 18 abhebt und andererseits das Wirkelement in Form der Walzkugel 28 oder in Form des Vorsprungs 24 auf die Oberfläche 26 des Werkstücks 12 einwirkt. Durch diese Einwirkung verändern sich die Eigenschaften der Randzone des Werkstücks 12. Die Wirkgeschwindigkeit wird dabei so gewählt, dass sich die Randzone des Werkstücks zum Zeitpunkt des Einwirkens in einem plastifizierten Zustand befindet. In diesem Zustand können besonders deutliche Modifikationen an den Eigenschaften der Randzone durchgeführt werden. Das Wirkelement wird dazu insbesondere so relativ zum Werkstück 12 angeordnet, dass seine Wirkung einem Oberflächen-Feinwalzen entspricht. Je nach Anwendungsbereich wird das Wirkelement so angeordnet, dass seine Wirkung einem Glatt-, Maß- und Festwalzen entspricht.
  • Aufgrund der Kombination des Abspanens und des Einwirkens auf die Oberfläche des Werkstücks kann ein erfindungsgemäßes Verfahren als Reibrührspanen und eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Reibrührspanwerkzeug bezeichnet werden.
  • 10
    Zerspanungswerkzeug
    12
    Werkstück
    14
    Pfeil
    16
    Schneide
    18
    Span
    20
    Freifläche
    22
    Abschnitt
    24
    Vorsprung
    26
    Oberfläche
    27
    Randzone
    28
    Walzkugel
    30
    Ausnehmung
    32
    Grundkörper
    34
    Fluidzuführung
    36
    Bremsvorrichtung
    38
    Bremskörper
    40
    Feder
    F
    Kraft
    FN
    Normalkraft
    FR
    Reibkraft

Claims (19)

  1. Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks (12), insbesondere eines metallischen Werkstücks, in einer Wirkrichtung (14) mit einer Schneide (16) und/oder einer Aufnahme für ein eine Schneide aufweisendes Schneidelement, gekennzeichnet durch ein bezüglich der Wirkrichtung hinter der Schneide (16) angeordnetes Wirkelement (24; 28) zum Einwirken auf eine Oberfläche (26) des Werkstückes (12).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkelement (24; 28) so angeordnet ist, dass eine bei der spanenden Bearbeitung von der Schneide (16) überstrichene Oberfläche (26) nachfolgend zumindest einmal vollständig von dem Wirkelement (24; 28) überstrichen wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkelement einen Vorsprung (24) zum Aufbringen einer eine Normalkomponente (FN) besitzenden Kraft (F) auf die Oberfläche (26) des Werkstücks (12) umfasst.
  4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkelement einen, zwei, drei oder mehr rotationssymmetrische Walzkörper (28) umfasst.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Walzkörper (28) in Wirkrichtung drehbar gelagert ist bzw. sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Walzkörper (28) hydrodynamisch gelagert ist bzw. sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Grundkörper (32) umfasst und der bzw. die Walzkörper (28) am Grundkörper (32) gelagert ist bzw. sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32) eine Fluidzuführung (34) zum Zuführen eines Fluids zur Lagerung des Walzkörpers (28) umfasst.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Bremsvorrichtung (36) zum Bremsen des Walzkörpers (28) umfasst.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzkörper eine Walzkugel (28) oder eine Walzrolle ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Fräswerkzeug oder ein Drehwerkzeug ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fluidzuführung (34) zum Zuführen von Fluid zwischen der Schneide (16) und dem Wirkelement (24; 28).
  13. Bearbeitungsverfahren mit den Schritten (a) Abspanen von Material von einem Werkstück (12) mittels einer Schneide (16) in einer Wirkrichtung und (b) Einwirken auf eine Oberfläche (26) des Werkstücks (12) in der Wirkrichtung hinter der Schneide (16) dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (a) und (b) gleichzeitig durchgeführt werden.
  14. Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einwirken in einer solchen zeitlichen und/oder räumlichen Nähe zum Abspanen durchgeführt wird, dass sich eine Randzone (27) des Werkstücks (12) zu einem Zeitpunkt des Einwirkens in einem plastifizierten Zustand befindet.
  15. Bearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einwirken ein Ausüben einer Kraft (F) mit einer Normalkomponente (FN) auf die Oberfläche (26) umfasst.
  16. Bearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einwirken ein Ausüben einer Schub- und/oder Reibkraft (FR) auf die Oberfläche (26) umfasst.
  17. Bearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt wird.
  18. Bearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Fräs- oder Drehverfahren ist.
  19. Bearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei der spanenden Bearbeitung von der Schneide (16) überstrichene Oberfläche (26) nachfolgend zumindest einmal vollständig von dem Wirkelement (24; 28) überstrichen wird.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219214A1 (de) * 2015-05-27 2016-12-01 MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG Planfräswerkzeug und Verfahren zur Bearbeitung und/oder Erzeugung einer Planfläche an einem Werkstück
EP3127656A3 (de) * 2015-08-06 2017-02-15 Mössner GmbH Diamantenwerkzeugfabrik Presspolierwerkzeug und verfahren zum herstellen eines presspolierwerkzeugs
DE102011116918B4 (de) * 2011-10-26 2017-02-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Werkzeug mit geometrisch bestimmter Schneide zur spanabhebenden Finishbearbeitung einer Werkstückoberfläche, Werkzeugschneidengeometrie, Verfahren und Werkstück mit einer endbearbeiteten Funktionsoberfläche
WO2017055108A1 (de) * 2015-09-29 2017-04-06 Franken Gmbh & Co. Kg Fabrik Für Präzisionswerkzeuge Schlichtfräswerkzeug, insbesondere schaftfräser
EP3318355A1 (de) * 2016-11-04 2018-05-09 PRECISE France Fräse zum orbitalbohren
WO2018193242A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 University Of Hertfordshire Higher Education Corporation Method of applying dry sliding friction on a metallic material
CN111702410A (zh) * 2020-06-26 2020-09-25 西安建筑科技大学 一种钝性金属材料表面阻垢方法
WO2024044413A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-29 The Timken Company Integral cutting and honing tool

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013204743A1 (de) 2013-03-18 2014-09-18 Komet Group Gmbh Reibelement, Reibwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3108994A1 (de) * 1981-03-10 1982-11-25 Naučno-issledovatel'skij institut technologii traktornogo i sel'skochozjajstvennogo mašinostroenija, Moskva Vorrichtung zur bearbeitung von zylinderflaechen fuer spanabhebende werkzeugmaschinen
DE3107365C2 (de) * 1980-04-25 1983-12-29 Naučno-issledovatel'skij institut technologii traktornogo i sel'skochozjajstvennogo mašinostroenija, Moskva Vorrichtung zum Glattwalzen von Zylinderflächen
DE69823069T2 (de) * 1998-10-08 2004-12-30 Surface Technology Holdings, Ltd., Cincinnati Verfahren und vorrichtung zum prägepolieren zum herstellen einer restdruckspannung über eine werkstückfläche

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU944895A1 (ru) * 1979-12-20 1982-07-23 Могилевский Машиностроительный Институт Способ обработки плоских поверхностей комбинированным инструментом
RO106097B1 (ro) * 1990-02-12 1993-02-26 Avioane De Scula de alezare-durcisare
EP1426139B1 (de) * 1998-10-08 2006-08-16 Surface Technology Holdings, Ltd. Vorrichtung zum Prägepolieren zum Herstellen einer Restdruckspannung über einer Werkstückfläche
KR100663722B1 (ko) * 1999-07-16 2007-01-02 아이신에이더블류 가부시키가이샤 절삭 팁, 절삭방법 및 절삭가공부재
DE102004038751A1 (de) * 2003-08-13 2005-03-10 Johannes Brinkmann Verfahren zum Bearbeiten von Oberflächen eines Werkstückes oder eines Formteiles sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JP2007000962A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Jatco Ltd 切削工具及び切削加工方法
JP2007000976A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 複合工具

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3107365C2 (de) * 1980-04-25 1983-12-29 Naučno-issledovatel'skij institut technologii traktornogo i sel'skochozjajstvennogo mašinostroenija, Moskva Vorrichtung zum Glattwalzen von Zylinderflächen
DE3108994A1 (de) * 1981-03-10 1982-11-25 Naučno-issledovatel'skij institut technologii traktornogo i sel'skochozjajstvennogo mašinostroenija, Moskva Vorrichtung zur bearbeitung von zylinderflaechen fuer spanabhebende werkzeugmaschinen
DE69823069T2 (de) * 1998-10-08 2004-12-30 Surface Technology Holdings, Ltd., Cincinnati Verfahren und vorrichtung zum prägepolieren zum herstellen einer restdruckspannung über eine werkstückfläche

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011116918B4 (de) * 2011-10-26 2017-02-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Werkzeug mit geometrisch bestimmter Schneide zur spanabhebenden Finishbearbeitung einer Werkstückoberfläche, Werkzeugschneidengeometrie, Verfahren und Werkstück mit einer endbearbeiteten Funktionsoberfläche
DE102015219214A1 (de) * 2015-05-27 2016-12-01 MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG Planfräswerkzeug und Verfahren zur Bearbeitung und/oder Erzeugung einer Planfläche an einem Werkstück
EP3127656A3 (de) * 2015-08-06 2017-02-15 Mössner GmbH Diamantenwerkzeugfabrik Presspolierwerkzeug und verfahren zum herstellen eines presspolierwerkzeugs
WO2017055108A1 (de) * 2015-09-29 2017-04-06 Franken Gmbh & Co. Kg Fabrik Für Präzisionswerkzeuge Schlichtfräswerkzeug, insbesondere schaftfräser
US10646968B2 (en) 2015-09-29 2020-05-12 Franken Gmbh & Co. Kg Fabrik Fuer Praezisionswerkzeuge Finishing tool, in particular end milling cutter
EP3318355A1 (de) * 2016-11-04 2018-05-09 PRECISE France Fräse zum orbitalbohren
FR3058344A1 (fr) * 2016-11-04 2018-05-11 Precise France Fraise pour percage orbital
WO2018193242A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 University Of Hertfordshire Higher Education Corporation Method of applying dry sliding friction on a metallic material
CN111702410A (zh) * 2020-06-26 2020-09-25 西安建筑科技大学 一种钝性金属材料表面阻垢方法
WO2024044413A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-29 The Timken Company Integral cutting and honing tool

Also Published As

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