DE102013202576A1 - Zerspanungswerkzeug, insbesondere Reibwerkzeug sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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Abstract

Um eine Finishing-Operation eines Bohrlochs mit hoher Qualität bei gleichzeitig hoher Prozessgeschwindigkeit zu ermöglichen weist ein als Reibahle (2) ausgebildetes Zerspanungswerkzeug einen sich entlang einer Mittenlängsachse (4) erstreckenden Grundkörper (16) auf, an dem um den Umfang verteilt zumindest drei Schneidleisten (20) sowie ein Paar Führungsleisten (28A, B) ausgebildet sind, wobei letztere in Umfangsrichtung (26) schneidenfrei aufeinander folgen. Die Schneidleisten (20) sowie die Führungsleisten (28A, B) sind dabei um den Umfang derart ungleich verteilt angeordnet, dass im Betrieb eine resultierende Abdrängkraft (Fr) gegeben ist, die in eine Abdrängrichtung (a) orientiert ist, welche in einem zwischen den Führungsleisten (28A, B) aufgespannten Winkelabschnitt liegt.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug, insbesondere Reibwerkzeug, mit einem sich entlang einer Mittenlängsachse in Axialrichtung erstreckenden Grundkörper, an dem um den Umfang verteilt zumindest drei Schneidleisten sowie ein Paar Führungsleisten ausgebildet sind, wobei die Führungsleisten in Umfangsrichtung schneidenfrei aufeinander folgen.
  • Ein derartiges Reibwerkzeug ist beispielsweise in der US 6,033,159 beschrieben. Gemäß diesem Dokument ist einer jeden Schneidleiste ein Paar von Führungsleisten zugeordnet, wobei die jeweilige Schneidleiste und die beiden Führungsleisten in einer Y-förmigen Anordnung zueinander um den Umfang verteilt positioniert sind.
  • Bei Reibwerkzeugen wie Reibahlen zur Finishing-Operation insbesondere von vorgebohrten Löchern bestehen die sich gegenläufigen Anforderungen der Ausbildung einer möglichst hohen Oberflächengüte mit genauer Rundheit des Bohrlochs einerseits und einer möglichst hohen Prozessgeschwindigkeit andererseits.
  • Eine möglichst hohe Oberflächengüte und insgesamt eine möglichst große Qualität der Finishing-Operation lassen sich mit einschneidigen Reibwerkzeugen erreichen. Aufgrund der nur einen Schneide sind bei derartigen Reibwerkzeugen die Bearbeitungszeiten jedoch vergleichsweise hoch. Bei derartigen einschneidigen Reibwerkzeugen stützt sich das Reibwerkzeug an der Schneide gegenüberliegend angeordneten Führungsleisten ab und wird dadurch kontinuierlich geführt. Typischerweise erfolgt bei derartigen einschneidigen Reibahlen beim Bearbeitungsvorgang aufgrund der an der Schneide entstehenden Kräfte eine Abdrängung des gesamten Reibwerkzeugs in radialer Richtung hin zu den Führungsleisten. Eine Mittenlängsachse des Reibwerkzeugs, um das dieses üblicherweise rotiert, liegt daher typischerweise während des Bearbeitungsvorgangs exzentrisch zu der Bohrloch-Mittenachse.
  • Ausgehend hiervon sieht die genannte US 6,033,159 mehrere Schneidleisten vor, wobei die grundsätzliche, aus den Einschneiden-Werkzeugen bekannte Y-förmige Anordnung der Schneidleisten und der Führungsleisten beibehalten wird. Dies führt insgesamt zu einer typischerweise abwechselnden Anordnung von Schneidleisten und Führungsleisten.
  • Um sehr hohe Prozessgeschwindigkeiten zu erreichen, sind daneben auch Reibwerkzeuge bekannt, bei denen um den Umfang verteilt mehrere, insbesondere auch mehr als drei und beispielsweise sechs oder mehr Schneidleisten angebracht sind. Ein derartiges Reibwerkzeug mit einer Vielzahl von Schneidleisten ist beispielsweise aus der US 6,575,672 B1 zu entnehmen. Die Schneidleisten sind dabei jeweils gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnet, wobei zu jeder Schneidleiste eine Spannut ausgebildet ist.
  • Die Schneidleisten sind bei diesen sogenannten mehrschneidigen Werkzeugen typischerweise fest mit dem Grundkörper verbunden, beispielsweise einstückig aus diesem ausgebildet oder auch als Hartmetall oder Keramik-Schneidleisten am Grundkörper befestigt, üblicherweise unlösbar beispielsweise durch Löten. Oftmals weisen derartige mehrschneidige Werkzeuge keine reinen Führungsleisten auf. Bei einer radialen Abdrängung infolge des Eingriffs einer Schneide in das Werkstück wird das Werkzeug nicht definiert abgestützt. Vielmehr kann es mit einer gegenüberliegenden Schneide in das Werkstück eingreifen. Dies führt jedoch im Vergleich zu Einschneiden-Werkzeugen, die auch als Führungsleisten-Werkzeuge bezeichnet werden, zu schlechteren Ergebnissen. Denn insbesondere zu Beginn der Finishing-Operation erfolgt bei einem Eingriff einer Schneidleiste in das Werkstück oft eine unkontrollierte Abdrängung, was zu einem Formfehler in der Bohrung führen kann. Dies führt zu einer schlechteren Rundheit, Geradheit oder auch zu einer schlechteren Zylindrizität der bearbeiteten Bohrung im Vergleich zu einem einschneidigen Werkzeug.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Zerspanungswerkzeug, insbesondere Reibwerkzeug mit im Vergleich zu Einschneiden-Werkzeugen verbesserter Prozessgeschwindigkeit bei gleichzeitig im Vergleich zu Mehrschneiden-Werkzeugen verbesserter Bearbeitungsqualität anzugeben.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Zerspanungswerkzeug, insbesondere ein Reibwerkzeug wie beispielsweise eine Reibahle, welches einen sich entlang einer Mittenlängsachse in Axialrichtung erstreckenden Grundkörper aufweist, an dem um den Umfang verteilt zumindest drei, vorzugsweise mehr als drei Schneidleisten sowie ein Paar Führungsleisten ausgebildet sind. Die Führungsleisten folgen in Umfangsrichtung aufeinander, ohne dass zwischen ihnen eine Schneidleiste angeordnet ist. Die Schneidleisten und die Führungsleisten sind dabei um den Umfang derart ungleich verteilt angeordnet, dass im Betrieb eine resultierende Abdrängkraft in eine radiale Abdrängrichtung orientiert ist, welche in einem zwischen den Führungsleisten aufgespannten Winkelabschnitt liegt.
  • Diese Ausgestaltung geht daher von einem mehrschneidigen Werkzeug aus, bei dem typischerweise gleichverteilt um den Umfang eine Vielzahl von Schneidleisten angeordnet sind. Konzeptionell wird dieses mehrschneidige Konzept mit dem Konzept eines Führungsleisten-Werkzeuges derart kombiniert, dass zwei der Schneidleisten quasi durch Führungsleisten ohne Schneidfunktion ersetzt werden, wobei die Positionierung zwischen Schneidleisten und Führungsleisten derart gewählt ist, dass eine im Betrieb sich einstellende resultierende Abdrängkraft in Richtung des Winkelbereichs zwischen den beiden Führungsleisten wirkt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Führungsleisten das Werkzeug beim Zerspanungsvorgang zuverlässig und genau in der Bohrung abstützen. Gleichzeitig wird durch die Vielzahl an verbleibenden Schneidleisten eine hohe Zerspanungsleistung ermöglicht. Bei dieser Ausgestaltung ist daher der Vielzahl an Schneidleisten insgesamt vorzugsweise lediglich ein Paar an Führungsleisten zugeordnet, die die resultierende Abdrängkraft aufnehmen. Das Werkzeug weist daher vorzugsweise genau zwei Führungsleisten auf, die im Betrieb die Abstützfunktion übernehmen, d.h. beim Bohr-Reibvorgang sind lediglich die Schneidleisten sowie die beiden Führungsleisten im Eingriff mit dem Werkstück bzw. stützen sich an diesem ab. Grundsätzlich können auch weitere Führungsleisten ausgebildet sein. In der Regel werden diese weiteren jedoch nur bedingt eine Abstützfunktion übernehmen.
  • Aufgrund des Eingriffs einer jeweiligen einzelnen Schneidleiste in das Werkstück wirkt auf das Reibwerkzeug eine durch die Schnittkraft hervorgerufene Reaktionskraft, die sich aus der Überlagerung einer in Umfangsrichtung wirkenden Kraftkomponente und einer in Radialrichtung wirkenden Kraftkomponenten zusammensetzt. Richtung und Betrag der jeweiligen Kraftkomponenten bestimmen sich durch eine Mehrzahl von Faktoren, insbesondere Art des bearbeiteten Materials, Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit sowie auch der Anordnung der verschiedenen Schneidleisten zueinander mit der entsprechenden radialen Schnitttiefe. Aus der Überlagerung der individuellen Abdrängkräfte der einzelnen Schneidleisten ergibt sich die resultierende Abdrängkraft.
  • Die Schneidleisten sind vorzugsweise am Grundkörper unlösbar stoffschlüssig beispielsweise durch Löten befestigt und stehen stirnseitig über den Grundkörper über. Sie weisen eine stirnseitige Schneide auf, an die sich umfangsseitig eine sich in Axialrichtung erstreckende Nebenschneide anschließt.
  • Ausgehend von dem grundlegenden Konzept, wonach zwei Schneidleisten durch Führungsleisten ersetzt werden, sind die Führungsleisten sowie die Schneidleisten von der Mittenlängsachse jeweils gleich weit beabstandet, und zwar derart, dass beim Betrieb kein radiales Abdrängen wie bei einem Einschneiden-Führungsleistenwerkzeug erfolgt.
  • Aufgrund des konzeptionellen Ansatzes sind die verbleibenden Schneidleisten stark ungleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnet. Insbesondere aufgrund der beiden aufeinander folgenden Führungsleisten, zwischen denen keine Schneidleiste angeordnet ist, weicht der Winkelabstand zwischen der den Führungsleisten vorlaufenden Schneidleiste und der den Führungsleisten nachlaufenden Schneidleiste erheblich von dem Winkelabstand bei einer Gleichverteilung ab.
  • Der Winkelabstand zwischen diesen beiden dem Paar der Führungsleisten benachbarten Schneidleisten liegt dabei typischerweise etwa 30% bis 50% über dem Winkelabstand bei einer Gleichverteilung der Schneidleisten.
  • Um eine zuverlässige Abstützung sicherzustellen, liegt der Winkelabstand zwischen den beiden Führungsleisten vorzugsweise in einem Bereich zwischen 60° und 90°.
  • Um die Belastung der Führungsleisten möglichst gering zu halten, ist in zweckdienlicher Weiterbildung die Anordnung der Schneidleisten sowie der Führungsleisten um den Umfang derart verteilt, dass der Betrag der resultierenden Abdrängkraft aller Schneidleisten lediglich etwa im Bereich der Abdrängkraft einer einzelnen Schneidleiste liegt. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass der Betrag der resultierenden Abdrängkraft etwa im Bereich zwischen 80% und 120% des Betrags einer gemittelten Abdrängkraft liegt, welche sich aus dem Mittelwert der Abdrängkräfte der einzelnen Schneiden ergibt. Vorzugsweise sind die einzelnen Abdrängkräfte aller Schneidleisten gleich.
  • Ausgehend von dem konzeptionellen Ansatz, Schneidleisten durch Führungsleisten zu ersetzen, sind die Führungsleisten identisch zu den Schneidleisten ausgebildet, lediglich mit dem Unterschied, dass sie in Axialrichtung stirnseitig gegenüber den Schneidleisten zurückversetzt sind und umfangsseitig an ihrer sich in Axialrichtung erstreckenden Kante abgerundet sind.
  • Ansonsten entsprechen die Führungsleisten in Form Geometrie, Material, Befestigungsart vorzugsweise den Schneidleisten. Bei den Führungsleisten handelt es sich daher insbesondere ebenfalls um eingelötete Leisten, vorzugsweise aus Hartmetall. Bei der Herstellung werden daher zunächst wie üblich bei einem mehrschneidigen Reibwerkzeug die Schneidleisten am Grundkörper befestigt. Anschließend werden zwei der Schneidleisten zu den Führungsleisten zurückgebildet. Hierzu wird insbesondere die Stirnseite zurückgeschliffen und die zuvor bestehende Nebenschneide wird z.B. durch Verrunden stumpf geschliffen.
  • Der axiale Versatz der Führungsleisten in Relation zu den Schneidleisten, also zu dem jeweiligen stirnseitigen Schneidabschnitt, ist dabei zweckdienlicherweise derart bemessen, dass bei einem vorgegebenen maximalen Vorschub die Stirnseite der Führungsleisten nicht in Kontakt mit dem Werkstück gelangt. Die stirnseitige Zerspanungsleistung erfolgt ausschließlich durch die Schneidleisten.
  • Im Hinblick auf einen möglichst guten Rundlauf des Werkzeuges und zur Vermeidung von Unwuchten ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung eine rotationssymmetrische Masseverteilung ausgebildet. Die mehrschneidigen Werkzeuge weisen typischerweise in den Grundkörper eingearbeitete Reib- oder Spannuten auf, so dass der Grundkörper selbst im Querschnitt betrachtet eine Vielzahl von Zähnen jeweils gefolgt von einer Spannut aufweist. An den Zähnen ist typischerweise bei einem herkömmlichen Mehrschneiden-Werkzeug jeweils eine Schneidleiste befestigt. Zweckdienlicherweise ist nunmehr vorgesehen, dass zwei dieser Zähne die Führungsleisten tragen, so dass zwischen den Führungsleisten eine funktionslose Spannut vorliegt. Die Spannut ist insoweit funktionslos, da über diese Spannut kein Spanabtransport erfolgt. Die einzelnen (Span-)Nuten zwischen den einzelnen Zähnen weisen vorzugsweise die gleiche Nuttiefe auf. In einer alternativen Ausgestaltung weist der Grundkörper im Abschnitt zwischen den beiden Führungsleisten lediglich einen geringfügig reduzierten Radius auf, so dass lediglich eine entartete funktionslose Spannut ausgebildet ist.
  • In einer zweckdienlichen Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, dass auf einem Zahn sowohl eine Schneidleiste als auch eine Führungsleiste angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die resultierende Abdrängkraft zwischen die beiden Führungsleisten orientiert ist. Vorzugsweise weist jeder Zahn jedoch lediglich eine Leiste, also entweder eine Schneidleiste oder eine Führungsleiste auf.
  • Bis auf die mögliche gemeinsame Anordnung der einen Führungsleiste zusammen mit einer Schneidleiste auf einem gemeinsamen Zahn folgt daher in zweckdienlicher Ausgestaltung jeder Schneidleiste sowohl vorlaufend als auch nachlaufend eine (funktionslose) Spannut.
  • In zweckdienlicher Ausgestaltung sind die Zähne weiterhin zumindest im Wesentlichen gleichverteilt über den Umfang angeordnet sind. Unter im Wesentlichen gleichverteilt wird hierbei eine Abweichung von einer Gleichverteilung maximal um +/–10° Winkelabstand verstanden. Zumindest ist die Abweichung von einer Gleichverteilung der Zähne deutlich geringer als die Abweichung der Schneidleisten von einer Gleichverteilung. Insgesamt zeichnet sich daher das Werkzeug durch eine zumindest annähernd gleichverteilte Grundgeometrie der Zähne, jedoch mit einer hochgradigen Ungleichteilung der Schneidleisten aus.
  • Um die Schneidleistung und damit die Belastung pro Schneidleiste trotz der hohen Ungleichverteilung möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Schneidleisten zu verteilen, sind die Schneidleisten in zweckdienlicher Ausgestaltung in Abhängigkeit ihres relativen Winkelversatzes zueinander und in Abhängigkeit eines vorgegebenen Nennvorschubs pro Schneidleiste und Umdrehung stirnseitig an axial unterschiedlichen Positionen angeordnet, und zwar derart, dass der Vorschub pro Schneidleiste gleich ist. Dies bedeutet, dass bei gegebenem Nennvorschub des Werkzeugs und der geometrischen Verteilung der Schneidleisten um den Umfang die axiale Eindringtiefe in das Werkstück pro Schneidleiste identisch ist, wodurch sich eine gleichmäßige Belastung aller Schneidleisten ergibt.
  • Um eine effektive Kühlung zu erzielen ist in zweckdienlicher Weiterbildung zumindest jeder Schneidleiste und vorzugsweise auch jeder Führungsleisten ein Kühlmittelaustritt zugeordnet, vorzugsweise in der jeweiligen Spannut. Weiterhin ist in zweckdienlicher Ausgestaltung der Grundkörper zur Einstellung der radialen Position der Schneidleisten sowie gleichzeitig auch der Führungsleisten in radialer Richtung aufweitbar. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine stirnseitig eingebrachte Verstellschraube, die den gesamten Grundkörper radial aufweitet, wie dies beispielsweise auch aus der US 6,575,672 B1 zu entnehmen ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Zerspanungswerkzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Die im Hinblick auf das Zerspanungswerkzeug angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen.
  • Beschreibung der Figuren
  • Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer Reibahle,
  • 2 eine Stirnansicht auf die Reibahle gemäß 1 sowie
  • 3 eine 360°-Abwicklung der Schneidleisten in schematisierter Darstellung zur Illustration der Gleichverteilung der Schnittleistung.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die in den 1 und 2 dargestellte Reibahle 2 erstreckt sich entlang einer Mittenlängsachse 4 in Axialrichtung 6 von einem vorderen Reibkopf 8 zu einem rückwärtigen Spanschaft 10. Im Anschluss an den Reibkopf 8 ist ein Mittenteil 12 mit im Vergleich zum Reibkopf reduzierten Durchmesser angeordnet. Der Reibkopf 8 weist achsparallel zur Axialrichtung 6 Reibnuten 14 als Spannuten auf, die grundsätzlich auch wendelförmig verlaufen können. Die Reibnuten 14 werden im Mittenteil 12 teilweise fortgeführt und laufen im Mittenteil 12 zum Spanschaft 10 hin aus.
  • Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, sind um den Umfang gleichmäßig verteilt insgesamt sechs Reibnuten 14 in einen Grundkörper 16 der Reibahle 2 eingebracht. Die Bereiche zwischen den Reibnuten 14 bilden jeweils Zähne 18.
  • Ein Teil dieser Zähne 18 weist Schneidteile auf, die allgemein als Schneidleisten 20 bezeichnet werden. Hierunter wird allgemein ein als Schneide ausgebildeter Bereich der Reibahle 2 verstanden, welcher sich in Axialrichtung 6 entlang einer Nutwand 14 erstreckt. Die Schneidleisten 20 sind üblicherweise als separate Schneidleisten ausgebildet und vorzugsweise am Grundkörper beispielsweise durch Löten befestigt. Die 1 und 2 geben die Reibahle 2 nur in schematisierter Darstellung wider, ohne dass die Schneidleisten 20 separat dargestellt sind. Grundsätzlich können die Schneidleisten 20 auch durch Schleifen des beispielsweise aus Vollhartmetall ausgebildeten Reibkopfes 8 ausgebildet sein.
  • Eine jede Schneidleiste 20 weist eine stirnseitig über den Grundkörper 16 überstehenden, sich radial nach außen erstreckenden Schneidabschnitt auf, an den sich üblicherweise unter Zwischenschaltung einer schräg geneigten Schneidfase 22 eine sich in Axialrichtung 6 erstreckende Nebenschneide 24 anschließt.
  • Die einzelnen Zähne 18 sind in 3 – ausgehend von einer 0°-Stellung in Dreh- oder Rotationsrichtung 26 betrachtet – mit römischen Ziffern durchnummeriert. Wie aus 3 zu entnehmen ist, weisen der erste, dritte, fünfte sowie sechste Zahn 18 jeweils angrenzend zur jeweiligen Reibnut 14 jeweils eine Schneidleiste 20 auf. Der fünfte Zahn 18 weist ergänzend eine erste Führungsleiste 28A und der vierte Zahn eine zweite Führungsleiste 28B auf. Der zweite Zahn 18 weist eine im Wesentlichen funktionslose Leiste 30 auf.
  • Die Schneidleisten 20 sowie die Führungsleisten 28A, B und vorzugsweise auch die Leiste 30 sind jeweils gleichartig ausgebildet und bestehen insbesondere aus einem eingelöteten Hartmetall-Streifen. Eine jeweilige Schneidleiste 20 weist nachfolgend zu einer zur Reibnut 14 orientierten Schneide eine umfangsseitig angeordnete Fase 32 auf, die sich über einen geringen Winkelabschnitt von allenfalls wenigen Grad erstreckt. An die Fase 32 schließt sich unter einem Freiwinkel γ eine Freifläche 34 des jeweiligen Zahns 18 an, bevor der Zahn 18 steil in Richtung zur Mittenachse 4 zur Ausbildung der Reibnut 14 abfällt. Der Freiwinkel γ liegt typischerweise im Bereich > 5° bis hin zu 40° und liegt im Ausführungsbeispiel bei etwa 30°. Die Reibnuten 14 sind insgesamt durch vergleichsweise tiefe Einschnitte in den Grundkörper 16 ausgebildet und weisen einen gerundeten Nutboden auf. Die Nuttiefe, also der radiale Abstand von der umfangsseitig angeordneten Fase 32 und dem Nutboden ist vergleichsweise groß und beträgt beispielsweise mehr als 20% des Nennradius. Dieser ist definiert als der radiale Abstand von der Mittenachse 4 zu dem radial äußersten Punkt einer jeweiligen Schneidleiste 20.
  • Ein jeweiliger Zahn 18 erstreckt sich üblicherweise über einen Winkelabschnitt von 20° bis 30°, wobei der Zahn 18, der sowohl die Schneidleiste 20 als auch die erste Führungsleiste 28 trägt etwas verbreitert ist. Bei diesem Zahn beträgt der Winkelabstand zwischen der Schneidleiste 20 und der Führungsleiste 28A vorzugsweise zumindest 15°, im Ausführungsbeispiel etwa 20°.
  • Aus der 3 ist beispielhaft abweichend zum Ausführungsbeispiel der 2 eine mögliche Winkelverteilung der einzelnen Schneidleisten 20 sowie der Führungsleisten 28A, B dargestellt. Die Zähne 18 sind wiederum mit römischen Ziffern durchnummeriert. entnehmen. Ergänzend ist aus dieser schematisierten 360°-Abwicklung auch die unterschiedliche axiale Positionierung der einzelnen Leisten 20, 28A, B zu entnehmen.
  • Die Verteilung der einzelnen Zähne 18 mit den jeweiligen Leisten 20, 28A, B und insbesondere ihre axiale Positionierung ist im Hinblick auf einen definierten Nennvorschub v ausgelegt, den ein jeweiliger Zahn 18 bei einer 360°-Umdrehung zurücklegt.
  • Wie aus der 3 zu entnehmen ist, ist nachfolgend zu einer ersten Schneidleiste 20A ein großer Winkelabstand vorgesehen, in dem beispielsweise ein funktionsloser, hier nicht dargestellter Zahn 18 angeordnet sein kann. Danach sind etwa gleichverteilt drei weitere Schneidleisten 20B, C, D angeordnet. Die beiden Schneidleisten 20A, B liegen im Ausführungsbeispiel auf der gleichen axialen Höhe. Der sich an die zweite Schneidleiste 20B anschließende dritte Schneidleiste 20C ist demgegenüber radial nach vorne versetzt. Die darauf folgende vierte Schneidleiste 20D ist erneut weiter nach vorne gezogen. Demgegenüber sind die beiden Führungsleisten 28A, B gegenüber allen Schneidleisten 20A20D axial zurückversetzt.
  • In der 3 ist durch die schräg eingezeichneten Linien eine definierte Vorschubgeschwindigkeit charakterisiert. Diese ist nunmehr derart gewählt, dass jede Schneidleiste 20A20D die gleiche Schnittleistung erbringen muss, also die gleiche axiale Schnitttiefe a beim Eingriff in das Werkstück aufweist.
  • Beim Reibvorgang wird für eine Finishing-Operation eines Bohrlochs die Reibahle 2 in das Bohrloch eingeführt. Dabei kommen die stirnseitigen Schneidfasen 22 in Eingriff mit dem Werkstück. Die Reibahle 2 rotiert um ihre Mittenlängsachse 4, die zugleich auch der Mittenlängsachse des Bohrlochs entspricht. Aufgrund des Zerspanungsvorgangs wirkt auf jede der Schneideleisten 20 eine Abdrängkraft F ausgeübt, welche jeweils schematisiert in 2 eingezeichnet sind. Aus der Überlagerung dieser einzelnen individuellen Abdrängkräfte ergibt sich eine auf das Reibwerkzeug 2 insgesamt wirkende resultierende Abdrängkraft Fr, wie ebenfalls in der 2 dargestellt. Diese würde zu einem Abdrängen der Reibahle 2 in Abdrängrichtung a führen, sofern keine Abstützung im Bohrloch über die Führungsleisten 28A, B erfolgen würde. Die resultierende Abdrängkraft Fr entspricht vom Betrag her der Größe einer jeweiligen individuellen Abdrängkraft F, wie sie auf die einzelnen Schneidleisten 20 wirken.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6033159 [0002, 0005]
    • US 6575672 B1 [0006, 0026]

Claims (10)

  1. Zerspanungswerkzeug (2), insbesondere Reibwerkzeug mit einem sich entlang einer Mittenlängsachse (4) in Axialrichtung (6) erstreckenden Grundkörper (16), an dem um den Umfang verteilt zumindest drei Schneidleisten (20) sowie ein Paar Führungsleisten (28A, B) ausgebildet sind, wobei die Führungsleisten (28A, B) in Umfangsrichtung schneidenfrei aufeinanderfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidleisten (20) und die Führungsleisten (28A, B) um den Umfang derart ungleich verteilt angeordnet sind, dass im Betrieb eine resultierende Abdrängkraft (Fr) gegeben ist, die in eine Abdrängrichtung (a) orientiert ist, welche in einem zwischen den Führungsleisten (28A, B) aufgespannten Winkelabschnitt liegt.
  2. Zerspanungswerkzeug (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsleisten (28A, B) und die Schneidleisten (20) von der Mittenlängsachse (4) zumindest im Wesentlichen gleich weit beabstandet sind, so dass beim Betrieb kein radiales Abdrängen erfolgt.
  3. Zerspanungswerkzeug (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Betrieb einstellende resultierende Abdrängkraft (Fr) vom Betrag her im Bereich einer einzelnen Abdrängkraft eines einzigen Schneidleiste (20) liegt, insbesondere im Bereich von 80% bis 120% der gemittelten Abdrängkraft aller Schneidleisten (20).
  4. Zerspanungswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsleisten (28A, B) identisch zu den Schneidleisten (20) ausgebildet sind, mit dem Unterschied, dass sie in Axialrichtung (6) stirnseitig gegenüber den Schneidleisten (20) zurückversetzt sind und umfangsseitig abgerundet sind.
  5. Zerspanungswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Grundkörper (16) umlaufend mehrere Zähne (18) eingearbeitet sind, zwischen denen jeweils eine Spannut (14) ausgebildet ist, wobei einige der Zähne (18) die Schneidleisten (20) und zwei der Zähne (18) die Führungsleisten (28A, B) tragen.
  6. Zerspanungswerkzeug (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der Zähne (18) sowohl eine der Schneidleisten (20) als auch eine der Führungsleisten (28A, B) ausgebildet ist.
  7. Zerspanungswerkzeug (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (18) zumindest im Wesentlichen gleichverteilt über den Umfang angeordnet sind
  8. Zerspanungswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidleisten (20) in Abhängigkeit ihres relativen Winkelversatzes zueinander und in Abhängigkeit eines Nenn-Vorschubs (v) stirnseitig an axial unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, derart, dass der Vorschub pro Schneidleiste (20) gleich ist.
  9. Zerspanungswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (16) zur Einstellung der radialen Position der Schneidleisten (20) in radialer Richtung aufweitbar ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Zerspanungswerkzeugs (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um den Umfang eines Grundkörpers (16) verteilt mehrere Schneidleisten (20) angebracht werden und dass anschließend zwei der Schneidleisten durch Schleifvorgänge zu den Führungsleisten (28A, B) ausgebildet werden.
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