DE102008056782A1

DE102008056782A1 - Rotationally driven tool for deburring mouth location of borehole into interior recess of workpiece, comprises shank part at rear axial end of tool, and cylindrical machining section at front axial end of tool

Info

Publication number: DE102008056782A1
Application number: DE200810056782
Authority: DE
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2010-05-12

Abstract

The rotationally driven tool (1) comprises a shank part (4) at a rear axial end of the tool, and a cylindrical machining section (5) at the front axial end of the tool. The cylindrical machining section is formed from a cut subarea (6) and a cutless subarea (7). The cylindrical machining section comprises a cooling duct in the cutless subarea.

Description

Die Erfindung betrifft ein drehantreibbares Werkzeug zum Entgraten von Bohrungen, insbesondere von auf hohe Genauigkeit gefertigten Bohrungen und im Besonderen zum Entgraten der Mündungsstelle, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Entgraten dieser Bohrungs-Mündungsstellen, wobei in dieser Vorrichtung ein erfindungsgemäßes Werkzeug Anwendung finden soll.The The invention relates to a rotationally drivable tool for deburring Holes, in particular holes made with high accuracy and in particular for deburring the mouth, according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a device for deburring these bore-mouths, wherein in this device find an inventive tool application should.

Das Entgraten von Bohrungen, die seitlich in eine beispielsweise zylindrische Ausnehmung münden, stellt ein großes Problem dar. Solche Bohrungen sind z. B. auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik – bei Radialbohrungen, die in eine zentrale Axialbohrung der Nockenwelle oder der Kurbelwelle münden – und der Mobilhydraulik dann unumgänglich, wenn es darum geht, einen in einer zentralen Bohrung aufgenommenen Ventilkolben über Steueranschlüsse in Form von Radialkanälen anzusteuern. Da diese Radialkanäle in der Regel in einem Bohrbearbeitungsgang hergestellt werden müssen, kann selbst bei spezieller Gestaltung des Bohrwerkzeugs nicht zuverlässig ausgeschlossen werden, dass in einem Bereich, in dem der Radialkanal in die zentrale Bohrungsausnehmung mündet, ein Grat oder ein Restspan verbleibt.The Deburring of holes that laterally into an example cylindrical Recess open, makes a big one Problem dar. Such holes are z. B. in the field of automotive technology - in radial wells, in a central axial bore of the camshaft or the crankshaft lead - and the Mobile hydraulics then inevitable when it comes to one picked up in a central bore Valve piston over control connections in the form of radial channels head for. Because these radial channels usually in a Bohrbearbeitungsgang must be able to not reliably excluded even with special design of the drilling tool be that in an area where the radial channel into the central Bore recess opens, a burr or a residual chip remains.

Diese Situation ist in 1 dargestellt, auf die an dieser Stelle bereits Bezug genommen werden soll. Die Innenausnehmung im Bauteil 8 ist als Bohrung 9 ausgebildet, in die eine Bohrung 10 beispielsweise mit der Toleranz H6 bis H8 mündet. Der an der Mündungsstelle oftmals verbleibende Restspan ist stark vergrößert dargestellt und mit dem Bezugszeichen 11 versehen.This situation is in 1 to which reference should already be made at this point. The inner recess in the component 8th is as a bore 9 formed, in which a bore 10 For example, with the tolerance H6 to H8 opens. The remainder chip, which often remains at the point of discharge, is shown greatly enlarged and designated by the reference numeral 11 Mistake.

In der Regel wird ein solches Bauteil hergestellt wie folgt. Zunächst wird eine erste Bohrung (Sackbohrung) 10 (die als ein Beispiel für eine beliebige Anzahl von Ausnehmungen für beispielsweise Steueranschlüsse in dem Bauteil 8 betrachtet wird) mit einem Durchmesser D12 in das Bauteil 8 eingebracht. Diese Bearbeitung ist in 1 durch einen Pfeil 12 dargestellt. Erst nach Fertigstellen der Bohrung 10 (oder der Mehrzahl von ersten Bohrungen gleicher oder ähnlicher Art) wird die zweite Bohrung (zentrale Bohrung) 9 mit einem Durchmesser D14 in das Bauteil 8 eingebracht. Diese Bearbeitung ist in der 1 durch einen Pfeil 13 dargestellt. Bei der Bearbeitung – wird Material aufgrund plastischer Verformung in die erste Bohrung 12 zurückgedrückt, wo es als Restspan, der noch immer eine gewisse Verbindung zum vollen Material des Bauteils 8 aufweist, verbleibt.As a rule, such a component is produced as follows. First, a first hole (blind hole) 10 (as an example of any number of recesses for, for example, control ports in the component 8th is considered) with a diameter D12 in the component 8th brought in. This editing is in 1 through an arrow 12 shown. Only after completion of the hole 10 (or the plurality of first holes of the same or similar type) becomes the second bore (central bore) 9 with a diameter D14 in the component 8th brought in. This editing is in the 1 through an arrow 13 shown. When machining - material is due to plastic deformation in the first hole 12 pushed back where it is as residual chip, which still has some connection to the full material of the component 8th has remains.

Abgesehen davon, dass dieser Span 11 die Strömungsverhältnisse beeinflussen und damit die Justierung und Funktion der entsprechenden hydraulischen Steuerung beeinträchtigen kann, besteht das besondere Problem, dass ein solcher Span, wenn er nicht vor Inbetriebnahme entfernt wird, nach gewisser Zeit abgerissen werden und im System folgenschwere Schäden verursachen kann.Apart from that, this chip 11 affecting the flow conditions and thus may affect the adjustment and function of the corresponding hydraulic control, there is the particular problem that such a chip, if it is not removed before startup, be demolished after a certain time and can cause serious damage in the system.

Man hat daher seit jeher und im Zuge der immer empfindlicher werdenden Steuerungstechnik mit zunehmendem Aufwand versucht, diese Spanreste so vollständig wie möglich von der Radialkanalmündung zu entfernen. Dabei sind speziell gestaltete Werkzeuge zum Einsatz gelangt, mit denen der am Schaft sitzende Schneidkopf möglichst positionsgenau an den zu entfernenden Span herangeführt werden konnte. Die erforderliche große Präzision führt aber dazu, dass sich der Herstellungsprozess wesentlich verteuerte.you has therefore always and in the course of becoming increasingly sensitive Control technology with increasing effort tries to make these chip residues so Completely as possible from the radial canal mouth to remove. Specially designed tools are used reaches, with which the sitting on the shaft cutting head as possible accurately positioned to be removed to the chip to be removed could. The required big precision but leads to make the manufacturing process much more expensive.

Bei gattungsähnlichen Entgratwerkzeugen ist der Durchmesser des Werkzeugs derart an den Durchmesser der ersten Bohrung angepasst, dass sich ein Spiel ”S” im Bereich zwischen 0,005 und 0,5 mm ergibt. Davon ausgehend ist der Außendurchmesser des Werkzeugs, der dem Nenn-Innendurchmesser der ersten Bohrung entspricht, mit einer Toleranz von h5 bis h8, vorzugsweise von h6 oder h7 gefertigt (wenn der Innendurchmesser der ersten Bohrung mit H toleriert wurde).at generically similar Deburring tools is the diameter of the tool so to the diameter adapted the first hole that is a game "S" in the field between 0.005 and 0.5 mm. Based on this, the outer diameter of the tool, the nominal inner diameter of the first bore corresponds to, with a tolerance of h5 to h8, preferably of h6 or h7 made (if the inner diameter of the first bore was tolerated with H).

Wegen der erforderlichen Passung muss der Außendurchmesser eines Entgratungswerkzeugs mit hoher Präzision gefertigt werden. Dies stellt noch einen bedeutenden Kostenfaktor in der Herstellung dieses Werkzeugs dar.Because of the required fit must be the outside diameter of a deburring tool with high precision be made. This still represents a significant cost factor in the production of this tool.

Das sich aus der Passung mit dem Innendurchmesser der Bohrung ergebende Spiel S kann dazu führen, dass der Restspan nicht bündig mit dem Rand der Bohrung abgeschnitten wird, so dass ein Teil des Restspans ringförmig oder bruchstückhaft um die Schnittkante der beiden Bohrungen herum stehen bleibt. In manchen Anwendungen können auch solche geringfügigen Reste die Strömungsbedingungen in dem Kanal beeinträchtigt werden oder als sich später lösende, kleinste Partikel den Betrieb eines Ventilkolbens stören. In solchen Fällen wäre es wünschenswert, den Span möglichst nahe am geometrisch idealen Rand der Schnittlinie zwischen den beiden Bohrungen abzuschneiden.The resulting from the fit with the inner diameter of the bore Game S can cause that the residual chip is not flush is cut off with the edge of the hole, leaving part of the Restspans ring-shaped or in pieces the cutting edge of the two holes stops around. In some Applications can also such minor ones Remains the flow conditions affected in the channel be or later expectorant, smallest particles disturb the operation of a valve piston. In such cases it would be desirable the chip as possible close to the geometrically ideal edge of the intersection between the two Cut holes.

Andererseits darf das Werkzeug nach dem Stand der Technik kein Übermaß gegenüber der ersten Bohrung aufweisen, da sonst die Innenwand der Bohrung beschädigt werden könnte oder gar den Durchmesser vergrößert. Dies bedeutet, dass in solchen Fällen die Toleranzen noch enger gewählt werden müssten, was die Herstellungskosten noch weiter erhöhte.on the other hand the tool according to the prior art must not be oversized compared to First hole, otherwise the inner wall of the hole will be damaged could or even the diameter increased. This means that in such cases the tolerances even closer would have to which increased the production costs even further.

Ferner können durch das Spiel des Werkzeugs in der Bohrung Verkantungen und Vibrationen auftreten, welche die Geometrie der Bohrung verschlechtern können.Further can through the play of the tool in the bore tilting and vibration occur which can degrade the geometry of the bore.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. mit der es gelingt, den Entgratvorgang einerseits noch präziser, andererseits noch wirtschaftlicher, und weiterhin zuverlässig und fehlerfrei durchzuführen.Of the Invention is therefore the object of a tool and a To provide device with which it succeeds, the Deburring on the one hand even more precise, on the other hand even more economical, and still reliable and to perform error-free.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Werkzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 1 gebildet. Weiterentwicklungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.These Task is with respect to the tool by the features of the claim 1 formed. Further developments and advantageous embodiments of the invention form the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein neues Werkzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bereitgestellt, das einen Schaftteil; einen im wesentlichen zylindrischen Bearbeitungsteil; zumindest eine in den Bearbeitungsteil eingearbeitete spiralförmige und vorzugsweise hinterschnittene Nut und einen konischen Anschnitt aufweist, wobei der zylindrische Bearbeitungsteil zumindest in einem Abschnitt Kühlkanalbohrungen zur radialen Auslenkung aufweist. Weil der im wesentlichen zylindrische Bearbeitungsteil Kühlkanalbohrungen zur radialen Auslenkung aufweist, kann das Werkzeug mit einem Spiel S gefertigt werden. Das Werkzeug kann dann bei Einführung in die Bohrung so weit radial ausgelenkt werden, dass das Werkzeug mit seinem Außendurchmesser wenigstens bereichweise an der Innenwand der Bohrung anliegt und somit eine exakte Führung in der Bohrung erhält sowie den Span weitgehend bündig mit der geometrischen Schnittlinie der sich kreuzenden Bohrungen abschneidet. Ist die Auslenkung des Werkzeugs in dem Abschnitt zu groß, kann der Kühlmitteldruck verkleinert werden.According to the invention is a new tool provided according to the preamble of claim 1, which a shaft part; a substantially cylindrical processing part; at least one incorporated into the machining part spiral and preferably undercut groove and a conical gate wherein the cylindrical machining part at least in one Section of cooling channel bores has for radial deflection. Because of the essentially cylindrical Machining part of cooling channel bores For radial deflection, the tool with a game S are manufactured. The tool can then when introduced into the Bore so far radially deflected, that the tool with its outer diameter at least partially abuts the inner wall of the bore and thus an exact guidance getting in the hole as well as the Span largely flush with the geometric intersection of intersecting holes cuts off. If the deflection of the tool in the section is too large, can the coolant pressure be downsized.

Die Auslenkung ist dabei jedenfalls in dem Bereich des Bearbeitungsteils des Werkzeugs definiert, der mit der Innenwand der Bohrung in Berührungen zu kommen bestimmt ist. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass auch das Werkzeug mit geringerer Präzision ausgeführt werden kann, ohne Gefahr zu laufen, die Bohrung zu beschädigen, weil das Werkzeug aufgrund seiner Auslenkung einer übergroßen Kraftwirkung ausweichen kann.The In any case, deflection is in the area of the machining part of the tool defined with the inner wall of the hole in contact to come is determined. This results in the additional Advantage that the tool can be performed with less precision can run without risk of damaging the bore because of that Dodge tool due to its deflection of an excessive force can.

Die Mittel zum Vergrößern der Auslenkung können auf verschiedene Weise verwirklicht sein.The Means to enlarge the Deflection can be realized in different ways.

Vorzugsweise weißt das Werkzeug zwei Kühlkanäle im Bearbeitungsabschnitt zur Auslenkung auf. Die Kühlkanäle verlaufen im Wesentlichen in radialer Richtung, im rechten Winkel zum zentralen Kühlkanal.Preferably know the tool has two cooling channels in the processing section for deflection. The cooling channels run essentially in the radial direction, at right angles to the central cooling channel.

Durch den Winkel der Kühlkanäle zum zentralen Kühlkanal kann die radiale Auslenkung des Werkzeugs in dem Bearbeitungsabschnitt gesteuert werden. Wenn die Winkel größer 90° sind, so prallt das Medium nicht direkt auf die Innenwandung der Bohrung und schwächt somit die Auslenkung des Werkzeugs.By the angle of the cooling channels to the central cooling channel can the radial deflection of the tool in the machining section to be controlled. If the angles are greater than 90 °, the medium bounces not directly on the inner wall of the hole and thus weakens the deflection of the tool.

Vorzugsweise verlaufen die Kühlkanäle parallel in radialer Richtung zueinander. Auch kann das Werkzeug im Bearbeitungsabschnitt mehrere, vorzugsweise drei oder vier Kühlkanäle besitzen, wodurch das Werkzeug in dem Bearbeitungsabschnitt in radialer Richtung noch nachgiebiger wird.Preferably the cooling channels run parallel in the radial direction to each other. Also, the tool in the editing section have multiple, preferably three or four cooling channels, whereby the tool in the processing section in the radial direction even more yielding becomes.

Der Bearbeitungsabschnitt besitzt einen Schneidenteilbereich. Der schneidenlose Bearbeitungsabschnitt ermöglicht zusätzlich eine Vernetzung des Kühlmittels zwischen Bohrungsinnenwandung und Werkzeug. Dadurch bildet sich ein Kuhlmittelpolster, welcher eine konstante Auslenkung des Werkzeugs während des Einsatzes gewährleistet.Of the Processing section has a cutting edge portion. The cuttingless Machining section allows additionally a cross-linking of the coolant between bore inner wall and tool. This forms a Kuhlmittelpolster, which a constant deflection of the tool while ensured the use.

Durch die besondere Gestaltung des Werkzeugs im Bearbeitungsabschnitt können mehrere Schneiden rotierend im Einsatz sein. Vorzugsweise besitzt das Werkzeug 4 Schneiden, welche in unterschiedlicher Teilung zueinander liegen.By the special design of the tool in the processing section can several blades rotating in use. Preferably owns the tool 4 cutting, which in different pitch to each other lie.

Es ist günstig, wenn das Werkzeug aus einem hochfesten Werkstoff, wie z. B. aus Hartmetall, Schnellstahl wie HSS, HSSE oder, HSSEBM, Keramik, Cermet oder aus einem anderen Sintermetall-Werkstoff, besonders bevorzugt aus einem Vollhartmetall besteht. Damit lassen sich die Schnittbedingungen auch in größerer Entfernung von der Einspannstelle, d. h. an der innenliegenden Mündungsstelle der Durchgangsbohrung gut kontrollieren.It is cheap, if the tool is made of a high strength material, such. B. off Carbide, high-speed steel such as HSS, HSSE or, HSSEBM, ceramics, cermet or from another sintered metal material, particularly preferred made of a solid carbide. This allows the cutting conditions even at a greater distance from the clamping point, d. H. at the inner mouth point Check the through hole well.

Das Werkzeug kann zur Verbesserung der Schnittfunktion und zur Verbesserung der Standzeit mit einer Verschleißschutzschicht versehen sein, die vorzugsweise als Hartstoffschicht ausgeführt ist. Ferner kann das Werkzeug zur Herabsetzung der Reibung bei großem Übermaß mit einer Weichschicht versehen sein, die etwa als Festkörperschmierstoffschicht ausgeführt sein kann.The Tool can improve the cutting function and improve the service life be provided with a wear protection layer, which is preferably designed as a hard material layer. Furthermore, the tool To reduce the friction at great excess provided with a soft layer be that as a solid-state lubricant layer accomplished can be.

Nachstehend wird anhand von einer Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:below is based on a drawing embodiments of the invention explained in more detail. It shows:

1 eine schematische Ansicht der Problemsituation im Werkstück; 1 a schematic view of the problem situation in the workpiece;

2 eine schematische Seitenansicht eines Werkzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic side view of a tool according to an embodiment of the present invention;

1 zeigt die Situation an einem Werkstück, an welchem die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt. In einem Werkstück 8 wurde zunächst eine erste Bohrung 10 mit einem Durchmesser D12 hergestellt. Die erste Bohrung 10 steht beispielhaft für eine gegebenenfalls größere Zahl von ersten Bohrungen in dem Werkstück 8. Anschließend wurde eine zweite Bohrung 9 mit einem Durchmesser D14 in dem Werkstück 8 hergestellt. Die zweite Bohrung 9 schneidet die erste Bohrung 10 im Wesentlichen im rechten Winkel, jedoch sind auch Winkelabweichungen in gewissem Umfang möglich. Weiter ist festzuhalten, dass die erste Bohrung 10 so weit in das Werkstück reicht, dass sie durch die zweite Bohrung 9 über ihrem gesamten Umfang geschnitten wird. 1 shows the situation at a work piece to which the present invention is used. In a workpiece 8th was initially a first hole 10 manufactured with a diameter D12. The first hole 10 is an example of an optionally larger number of first holes in the workpiece 8th , Subsequently, a second bore 9 with a diameter D14 in the workpiece 8th produced. The second hole 9 cuts the first hole 10 essentially at right angles, but also angular deviations are possible to some extent. Next is to note that the first hole 10 so far into the workpiece that it passes through the second hole 9 is cut over its entire circumference.

Wie in 1 zu erkennen, wird bei der Herstellung der zweiten Bohrung 9 ein Teil des Materials des Werkstücks 8 aufgrund plastischer Verformung in die erste Bohrung 10 gedrängt und bleibt dort als ein Grat oder Restspan 11 stehen. In 1 ist der Restspan 11 in Relation zu den Bohrungsdurchmessern größer dargestellt als er sich üblicherweise ergibt.As in 1 to recognize, is in the production of the second hole 9 a part of the material of the workpiece 8th due to plastic deformation in the first hole 10 crowded and stays there as a ridge or residual chip 11 stand. In 1 is the residual chip 11 represented larger in relation to the bore diameters than it usually results.

In 2 mit dem Bezugszeichen 2 zeigt das drehangetriebene Werkzeug 1 in der Seitenansicht mit den Schneiden in unterschiedlichen Teilbereichen.In 2 with the reference number 2 shows the rotary tool 1 in the side view with the cutting edges in different sub-areas.

In 3 mit dem Bezugszeichen 1 zeigt ein drehangetriebenes Werkzeug zum Entgraten einer unter Bezug auf die 1. Das Werkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass es einen sich an einen Schaft 4 anschließenden, im wesentlichen zylindrischen Bearbeitungsteil 5 hat, welcher aus zwei Teilbereichen besteht, einen Schneidenteilbereich 6 mit 4 Schneiden und eine schneidlosen Teilbereich 7.In 3 with the reference number 1 shows a rotary driven tool for deburring a reference to the 1 , The tool is characterized in that it attaches itself to a shaft 4 subsequent, substantially cylindrical machining part 5 has, which consists of two sub-areas, a cutting edge portion 6 with 4 cutting edges and a no-cutting section 7 ,

In 4 zeigt ein drehangetriebenes Werkzeug zum Entgraten mit zwei Kühlkanälen (3).In 4 shows a rotary driven deburring tool with two cooling channels ( 3 ).

Claims

Rotary tool 1 for deburring a mouth of a bore 10 in an interior recess 9 a workpiece, which is a shaft part 4 at a rear axial end of the tool, a substantially cylindrical machining portion 5 at a front axial end of the tool, characterized in that the cylindrical processing section ( 5 ) from a partial cutting area ( 6 ) and a cutless portion ( 7 ) consists.

Tool according to claim 1, characterized in that the cylindrical processing section ( 5 ) in the sectionless section ( 7 ) a cooling channel ( 3 ) owns.

Tool according to claim 1 to 2, characterized in that the cylindrical processing section ( 7 ) in the cutting edge region ( 6 ) at least two cutting edges ( 14 ) owns.

Tool according to claim 1 to 3, characterized in that the cutting edges ( 14 ) in the cutting edge region ( 6 ) in different subcircles ( 2 ) are arranged.

Tool according to claim 1 to 4, characterized in that the cylindrical processing section ( 5 ) in the sectionless section ( 7 ) at least two cooling channels ( 3 ) owns.