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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen, zum Beispiel von Bohrern, Fräsern oder dergleichen, insbesondere von Hartmetallschneidwerkzeugen. Im Stand der Technik ist es bekannt, Schneidwerkzeuge beispielsweise auf CNC-gesteuerten Werkzeug- beziehungsweise Bearbeitungsmaschinen herzustellen beziehungsweise Rohlinge in eine gewünschte Schneidgeometrie zu bringen. Insbesondere bei der Bearbeitung von Hartmetallwerkzeugen ist das fertiggestellte Werkzeug durch eine Reihe von Mikrodefekten, wie zum Beispiel Mikroausbrüchen, Schartigkeiten, Graten, Schäden auf der Oberfläche oder dergleichen im Kantenbereich gekennzeichnet. Durch das Sintern beziehungsweise Beschichten mit Hartmetallen wird dieser Nachteil noch verstärkt. So treten bei gesinterten, geschliffenen scharfen Schneidkanten eine Reihe von Mikrodefekten, wie zuvor beschrieben, auf, die oftmals Keimstellen für fortschreitende Schädigungen sind. Damit wird die Standzeit der entsprechenden Schneidwerkzeuge im Dauereinsatz natürlich erheblich negativ beeinflusst, das heißt, die Werkzeuge müssen entweder nach kurzer Zeit wieder nachgeschliffen werden oder sie sind schlimmstenfalls komplett unbrauchbar.
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Im Stand der Technik ist es bereits bekannt, derartige Schneidkanten entsprechend zu bearbeiten. Hierzu erfolgt beispielsweise entweder eine Verrundung oder eine Abfasung dieser Schneidkanten. Dazu ist der Einsatz von Metallbürsten vorgesehen, die in eine Drehbewegung versetzt werden und in die das Schneidwerkzeug eingebracht wird, um die Verrundung und/oder Abfasung vorzunehmen. Aufgrund der bürstenartigen Ausgestaltung des Werkzeuges ist hierfür keine Prozesssicherheit gegeben. Vielmehr muss alles extern und als unkontrollierter Prozess ablaufen. Auch der Versuch, hierfür Poliermaschinen einzusetzen, führt zu gleichen unbefriedigenden Ergebnissen. Eine weitere Möglichkeit der Nachbearbeitung zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen ist dadurch gegeben, dass man beispielsweise Diamant-, Metall-, Wolframkarbit- oder Siliziumkarbitbestandteile bestimmter Körnungen zwischen zwei magnetischen Scheiben einbringt und dann das bearbeitende Schneidwerkzeug mit seinen zu präparierenden Kanten dort eindreht. Dieser Prozess verläuft völlig unkontrolliert und bringt nicht die gewünschte Qualität, die letztendlich zu einer Erhöhung der Standzeiten führen soll. So werden beispielsweise auch Nebenschneiden von der Bearbeitung betroffen, die eigentlich nicht verrundet oder abgefast werden sollen. Des Weiteren ist die Späneabführung durch diese Bearbeitung teilweise negativ beeinflusst worden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen, zum Beispiel von Bohrern, Fräsern oder dergleichen, insbesondere von Hartmetall-Schneidwerkzeugen zur Verfügung zu stellen, bei dem die zuvor genannten Nachteile nicht mehr auftreten und die Standzeit im bestimmungsgemäßen Einsatz deutlich erhöht wird.
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Die Erfindung geht von dem vorgenannten Stand der Technik aus und schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe ein Verfahren zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen, zum Beispiel von Bohrern, Fräsern oder dergleichen, insbesondere von Hartmetall-Schneidwerkzeugen vor, wobei das Schneidwerkzeug nach der Herstellung der gewünschten Schneidgeometrie zunächst auf die notwendigen Werkstückdaten nach dieser Schneidgeometrie und/oder Schneidcharakteristik eingestellt beziehungsweise ausgerichtet, in eine Drehbewegung versetzt wird und anschließend in eine Schleifscheibe in einer entsprechend der Schneidkantengeometrie gewählten Tiefe und an einer dafür ausgewählten Position am Umfang der Schleifscheibe unter Beibehaltung der Drehbewegung eingebracht, bevorzugt eingebohrt wird. Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren gelingt es jetzt, die vorher beschriebenen Nachteile vollständig zu beseitigen. Man erhält nun eine hohe Prozesssicherheit, indem man genau festlegen kann, wo welche Schneidkante bearbeitet werden soll und welches Endergebnis gewünscht ist. Dabei ist es überraschend gefunden worden, dass man für dieses Verfahren eben eine Schleifscheibe verwendet, die beispielsweise Siliziumkarbit-, Wolframkarbit- oder Diamantbestandteile enthält und die mit einem Gummibindemittel oder mit Gummi gebunden ist. Die Schleifscheibe selbst wird dabei nicht mehr gedreht, sondern nur noch das Schneidwerkzeug. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erzielt, dass man sich eine zusätzliche Vorrichtung oder Maschine einspart, mit der die Verrundung, Abfasung, Entgratung usw. vorgenommen werden musste. Man kann die Bearbeitung jetzt in der gleichen Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschine vornehmen, in der das Bearbeitungswerkzeug selbst mit seinen gewünschten Schneidkanten, Spanführungen, Nebenschneiden usw. hergestellt worden ist.
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Gemäß der Erfindung wird die Schleifscheibe in der gleichen Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschine eingesetzt, die zur Herstellung des Schneidwerkzeuges selbst dient. Dabei ist es vorgesehen, dass sich die Achsen des Spannmittels für das Schneidwerkzeug und die Achse für das Spannmittel der Schleifscheibe in etwa rechtwinklig voneinander erstrecken. Dabei ist die Achse des Schneidwerkzeuges natürlich in X-, Y- und Z-Richtung verstellbar, so dass man alle gewünschten Winkellagen einstellen kann. Für die Achse der Schleifscheibe selbst genügt es, wenn diese beispielsweise senkrecht verstellbar ist. Dadurch ergibt sich bereits eine unterschiedliche Winkellage für das Eindringen des Schneidwerkzeuges im Bearbeitungszustand. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der, dass man neben den bereits beschriebenen Nutzeffekten zusätzlich erreicht, dass Aufbauten an der Schneidkante verhindert werden. Des Weiteren werden später mit dem Schneidwerkzeug an dem zu bearbeitenden Werkstück Verbesserungen erreicht. So wird beispielsweise die Rautiefe an diesem zu bearbeitenden Werkstück verbessert. Insgesamt entstehen durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie vorher beschrieben, also erhebliche Vorteile, die sich sowohl bei der Herstellung des Schneidwerkzeuges selbst, insbesondere aber auch beim dessen bestimmungsgemäßen Einsatz ergeben. Insbesondere erhöht sich die Standzeit erheblich, weil man genau dort, wo es notwendig ist, eine Schneidkantenpräparation vornehmen kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren – wie vorher beschrieben – zeichnet sich entsprechend einer Weiterbildung dadurch aus, dass als Schleifscheibe eine mit Gummi bzw. Gummibindemittel gebundene Siliziumkarbit-, Wolframkarbit- oder Diamantschleifscheibe verwendet wird. Derartige Schleifscheiben sind so im Stand der Technik noch nicht bekannt. Die bisher im Stand der Technik bekannten Schleifscheiben verwenden andere Bindemittel für das Siliziumkarbit, Wolframkarbit bzw. für die Diamantbestandteile. Eine Schleifscheibe mit Gummi bzw. Gummibindemitteln zu binden, die dann genau auf die zu bearbeitenden Schneidwerkzeuge abgestimmt ist, ist so im Stand der Technik noch nicht beschrieben.
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Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gegeben, dass gleichzeitig mit der Schneidkantenpräparation die Spanfläche des Schneidwerkzeuges, an der die Spanbildung erfolgt, geglättet und/oder poliert wird. Das heißt, dass bei der Entstehung des Spanes später beim Einsatz des Schneidwerkzeuges positive Effekte für die Spanabführung entstehen. Dies führt ebenfalls zu einer weiteren Erhöhung der Standzeit des Schneidwerkzeuges im bestimmungsgemäßen Einsatz. Dies ist natürlich ein wesentlicher Vorteil für die Anwender der entsprechenden Schneidwerkzeuge, da diese ihre Maschinen dann nicht mehr so oft umrüsten bzw. die Schneidwerkzeuge nicht mehr so oft zum Nachschleifen geben müssen. Da es sich hierbei um spezielle Schneidwerkzeuge handelt, die in der Regel nur durch dafür zugelassene qualifizierte Fachwerkstätten bzw. Fachbetriebe geschliffen werden, bringt dies beim bestimmungsgemäßen Einsatz auch eine erhebliche Kosteneinsparung für den Anwender mit sich.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass als Schleifscheibe eine Schleifscheibe mit wenigstens zwei unterschiedlichen Bereichen mit unterschiedlichen Körnungen und/oder unterschiedlichen Materialien als Schleifmaterialien vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass man beispielsweise für eine Vorbearbeitung und eine Feinnachbearbeitung die Schleifscheibe nicht umspannen muss, sondern man kann an der gleichen Schleifscheibe – nämlich an der anderen Seite, wenn diese beispielsweise mittig geteilt ist – die Bearbeitung vornehmen, indem lediglich das Schneidwerkzeug neu positioniert wird. Demzufolge zeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, dass zwei Schleifscheiben mit unterschiedlichen Körnungen und/oder Schleifmaterialien nebeneinander auf einer Welle angeordnet sind und zum Beispiel auf der ersten Scheibe eine Verrundung und auf der zweiten Scheibe ein Nachpolieren des Schneidwerkzeuges erfolgt.
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Das Verfahren nach der Erfindung sieht vor, dass als Werkstückdaten für die gewünschte Schneidgeometrie bzw. Schneidcharakteristik des Schneidwerkzeuges zumindest folgende Werte einstellbar sind bzw. eingestellt werden:
- – Korrektur in X-Achse
- – Korrektur in Y-Achse
- – Korrektur in Z-Achse
- – Korrektur in Q
- – Winkel der Schneidwerkzeugachse und/oder Winkel der Schleifscheibenachse
- – Drehzahl für das Schneidwerkzeug
- – Erste und ggf. zweite Bohrtiefe
- – Verweilzeit
- – Vorschubtiefe 1
- – Vorschubtiefe 2
- – Vorgabe der Schleifscheibe und Schleifscheibendaten
- – Abstand der Bohrreihen zueinander und
- – Vorgabe der Startreihe und/oder Startbohrung.
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Durch diese Eingabemöglichkeiten ist es gegeben, dass alle gewünschten Schneidgeometrien eines Schneidwerkzeuges entsprechend bearbeitet werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren hat demzufolge den Vorteil, dass man nahezu jede Kontur an Schneidwerkzeugen bzw. an deren jeweiligen Schneidkanten bearbeiten kann.
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Wie bereits erwähnt ist es von Vorteil, dass die Schneidkantenpräparation nach der Erfindung in einer, insbesondere CNC-gesteuerten, Bearbeitungsmaschine durchgeführt wird, die zumindest zwei gegeneinander anstellbare bzw. verstellbare Spindeln zur Aufnahme des Schneidwerkzeuges und der Schleifscheibe aufweist. Dabei ist es von Vorteil, wenn zumindest die Spindel bzw. die Spindelachse der Spindel in allen drei Ebenen X, Y und Z verstellbar ist, die das Schneidwerkzeug bzw. das zu bearbeitende Schneidwerkzeug trägt. Selbstverständlich ist es auch von Vorteil, wenn die zweite Spindel in den entsprechenden Ebenen verstellbar ist. Allerdings reicht, wie weiter vorne bereits beschrieben, eine Verstellmöglichkeit in senkrechter Richtung aus.
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Wie eingangs erwähnt, zeichnet sich eine günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch aus, dass als Bearbeitungsmaschine die gleiche Bearbeitungsmaschine verwendet wird, die zur Herstellung der Schneidgeometrie bzw. der Schneidkantengeometrie des Schneidwerkzeuges selbst verwendet wird. Dies bietet den Vorteil, dass man keine gesonderte Bearbeitungsmaschine für das Abrunden bzw. die Schneidkantenpräparation vorhalten muss, sondern es reicht aus, in einem ersten Arbeitsgang zunächst die Schneidwerkzeuge selbst in der gewünschten Stückzahl herzustellen. Wenn dieser Prozess abgeschlossen ist, kann man dann das bisher dafür verwendete Werkzeug in der Bearbeitungsmaschine durch die erfindungsgemäße Schleifscheibe austauschen. Im nächsten Arbeitsschritt erfolgt dann die Schneidkantenpräparation, wie weiter vorne bereits beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist entsprechend einer günstigen Weiterbildung außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe nach der Bearbeitung eines Schneidwerkzeuges bezüglich des Außendurchmessers schrittweise verstellt wird, bevor die nächste Schneidkantenpräparation durchgeführt wird. Damit lässt sich die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe für die Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen verwenden. Auch ist eine Verstellung dahingehend möglich, dass beispielsweise der Anstellwinkel bei einem geänderten Schneidwerkzeug, welches zu bearbeiten ist, entsprechend verstellt werden kann.
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Da nach verschiedenen Schneidkantenpräparationen die Schleifscheibenoberfläche mit entsprechenden Bohrungen versehen ist, könnte man nun keine Bearbeitung mehr vornehmen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich in einer Weiterbildung allerdings dadurch aus, dass die Schleifscheibe nach der Verwendung der gesamten Oberfläche soweit abgezogen wird, dass wieder eine einheitliche glatte bzw. plane Oberfläche erzielt wird, um die Schleifscheibe erneut zur Schneidkantenpräparation zu verwenden. Dies erfolgt in speziell dafür vorgesehenen Abzugsvorrichtungen, die die Werkzeughersteller in der Regel sowieso vorrätig haben. Eine zusätzliche maschinentechnische Ausstattung ist dazu nicht notwendig.
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Die Erfindung betrifft auch eine Schleifscheibe, insbesondere zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen, bestehend aus einer Mischung von Siliziumkarbit-, Wolframkarbit- und/oder Diamantbestandteilen, die mit Gummi oder Gummibindemittel gebunden sind. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung ist der, dass man normalerweise nur zum Schleifen eingesetzte Schleifscheiben – bestehend aus Siliziumkarbit-, Wolframkarbit- oder Diamantbestandteilen, allerdings mit anderen Bindemitteln gebunden – jetzt durch die Verbindung mit Gummi oder Gummibindemitteln zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen einsetzen kann. Das heißt, dass man mit solchen Schleifscheiben das zuvor beschriebene Verfahren zur Schneidkantenpräparation durchführen kann. Demzufolge betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer Schleifscheibe zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen. Durch die Verbindung mit Gummi oder Gummibindemitteln ist die Schleifscheibe selbst etwas elastischer und damit nicht ganz so hart und scharfkantig, wie übliche Schleifscheiben. Dadurch kann man diese jetzt im Prozess der Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen, insbesondere von Hartmetall-Schneidwerkzeugen verwenden.
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Eine Schleifscheibe wie zuvor beschrieben zeichnet sich in einer Weiterbildung dadurch aus, dass die Schleifscheibe wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Bereiche mit unterschiedlichen Körnungen und/oder Bestandteilen aufweist. Dabei ist es egal, ob die Schleifscheibe mit den zwei unterschiedlichen Bereichen in einem Arbeitsprozess erhalten wurde oder ob sie durch zwei nebeneinander angeordnete Schleifscheiben, das heißt, zwei auf einer Welle angeordneten Schleifscheiben gebildet ist, die dann gemeinsam in eine Werkzeugspindel oder in einen Werkzeughalter einer Bearbeitungsmaschine eingespannt werden können.
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In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Erfindung und zur Offenbarung.
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In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 Seitenansicht für die Schneidkantenpräparation nach der Erfindung
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2a–2c Verschiedene Schneidkantenpräparationsgeometrien, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden können
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3 Schleifscheibe nach der Erfindung mit zwei unterschiedlichen Bereichen
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In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.
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Die 1 zeigt in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung eine Anordnung, wie sie beispielsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Dabei ist mit 11a und 11b jeweils eine Spindel in unterschiedlichen Stellungen gezeigt. Diese soll verdeutlichen, dass das Schneidwerkzeug 1a und 1b jeweils in unterschiedlichen Winkellagen und an unterschiedlichen Stellen des Umfangs der Schleifscheibe 2a eingesetzt werden kann. Mit dem jeweiligen Pfeil an den Schneidwerkzeugen 1a und 1b wird bezeichnet, dass das Schneidwerkzeug zur Schneidkantenpräparation in die Schleifscheibe 2a eingebohrt bzw. eingebracht wird. Mit dem Bezugszeichen 2a ist die Schleifscheibe bezeichnet, die in Richtung a oder b beispielsweise schrittweise verstellbar ist. Bei der Durchführung des Verfahrens selbst wird die Schleifscheibe 2a nicht bewegt. Mit 10 ist beispielsweise die Welle der Schleifscheibe 2a bezeichnet, die in eine hier nicht dargestellte Spindel oder Werkzeugaufnahme eingespannt wird. Die Spindel 11a bzw. 11b ist – wie in der Beschreibung weiter vorn beschrieben – in allen Ebenen verschwenk- und verstellbar, so dass unterschiedlichste Winkellagen und Einstellungen erhalten werden können. Bevorzugt ist dies selbstverständlich auch für die Spindel der Welle 10 für die Schleifscheibe 2a vorgesehen. Dies ist allerdings nicht unbedingt erforderlich, sondern es muss lediglich ein schrittweises Verstellen in Richtung a oder b möglich sein. Damit kann das Verfahren, hier dargestellt am Beispiel eines Bohrers, durchgeführt werden. Weiterhin ist in 1 rechts eine Schleifscheibe 2a nach der Erfindung in Seitenansicht gezeigt. Dabei sind mit den Bezugszeichen 31 und 32 bereits durchgeführte bzw. eingebrachte Bohrlöcher bezeichnet, die schon für die Schneidkantenpräparation eines Schneidwerkzeuges gedient haben. Mit dem Bezugszeichen h ist der Abstand vom Rand der Schleifscheibe bezeichnet, mit dem man sozusagen die Schneidkantenpräparation beginnt. Ist die Schleifscheibe 2a komplett mit Bohrlöchern überzogen, kann man diese – wie bei einer gängigen Schleifscheibe auch – wieder abziehen, so dass man wieder eine glatte bzw. plane Oberfläche erhält und dann die Schleifscheibe erneut eingesetzt werden kann. Dies kann bis zu einem minimalen Durchmesser durchgeführt werden, wenn die damit zu erzielenden Winkellagen dann noch ausreichen, um die Schneidkantenpräparation vorzunehmen.
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Die 2a–2c zeigen verschiedene Schneidkantenpräparationsgeometrien, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden können. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 20 der sogenannte ”Idealradius” für eine Verrundung bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 21 ist ebenfalls eine Verrundungsform angezeigt, die nach der Fachliteratur als ”Trompetenform” bezeichnet wird. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet ebenfalls eine Verrundung als sogenannten ”Wasserfall”.
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Die 3 zeigt eine erfindungsgemäße Schleifscheibe 2a, 2b, die zwei Bereiche, nämlich 2a und 2b auf einer Welle 10 aufweist. Mit dem Bezugszeichen 30 sind wieder bereits eingebrachte Bohrlöcher bezeichnet. Wie ersichtlich, sind die Schleifscheiben 2a, 2b mit unterschiedlichen Körnungen und unterschiedlichen Materialien ausgestattet, so dass man mit einer einzigen Scheibe unterschiedliche Bearbeitungsschritte durchführen kann. Dies wurde weiter vorn in der Beschreibung bereits ausführlich beschrieben.
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Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt.
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Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso offenbart.
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Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.
