DE102013215967A1 - Cutting tool, method and use of the cutting tool for machining a bearing ring - Google Patents
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Abstract
Ausführungsbeispiele umfassen ein Schneidwerkzeug 10, ein Verfahren und eine Verwendung des Schneidwerkzeugs 10 zum Bearbeiten eines Lagerrings 20. Schneidwerkzeug 10 zum Bearbeiten eines Lagerrings 20, wobei eine Schneide des Schneidwerkzeugs 10 wenigstens zwei Krümmungsradien aufweist.Embodiments include a cutting tool 10, a method and use of the cutting tool 10 for machining a bearing ring 20. A cutting tool 10 for machining a bearing ring 20, wherein a cutting edge of the cutting tool 10 has at least two radii of curvature.
Description
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Schneidwerkzeug, ein Verfahren und eine Verwendung des Schneidwerkzeugs zum Bearbeiten eines Lagerrings. Embodiments of the present invention relate to a cutting tool, a method and a use of the cutting tool for machining a bearing ring.
Aus der konventionellen Technik sind verschiedene Verfahren zum Bearbeiten von Lagerringen bekannt. Darunter befindet sich unter anderem das Drehen, bei dem an ein rotierendes Werkstück ein Werkzeug, das auch Drehmeißel oder Schneidwerkzeug genannt wird, herangeführt wird. Das fest eingespannte Werkzeug wird dann am drehenden Werkstück mit Hilfe eines Werkzeugschlittens entlang bewegt, um einen Span abzuheben. Bezüglich der Bewegung des Schneidwerkzeugs wird auch von einer Zustell- und Vorschubbewegung gesprochen. Bei der Bearbeitung von Lagerringen kommt es dabei auf ein hohes Maß an Präzision an, da hohe Anforderungen hinsichtlich Verschleiß und Haltbarkeit an diese Bauteile sowie deren Oberflächen gestellt werden. Various methods of machining bearing rings are known from the conventional art. These include, among other things, turning, in which a tool, which is also called a turning tool or cutting tool, is brought to a rotating workpiece. The clamped tool is then moved along the rotating workpiece with the aid of a tool slide to lift a chip. With respect to the movement of the cutting tool is also spoken of a feed and feed movement. When machining bearing rings, a high degree of precision is important since high demands are placed on these components and their surfaces in terms of wear and durability.
Aus dem Stand der Technik sind vielerlei Lager bekannt, die in Gleit- und Wälzlager unterteilt werden können. Bei den Wälzlagern können verschieden geformte Wälzkörper zum Einsatz kommen, die dann die Bezeichnung des Lagers festlegen. Beispielsweise sind hier Kugellager, Nadellager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager, Tonnenrollenlager usw. bekannt. Bei Wälzlagern werden die Wälzkörper zwischen zwei Laufflächen der Lagerringe gehalten, wobei hier zur Stützung und Führung der Wälzkörper neben Lagerkäfigen auch an den Lagerringen vorgesehene Borde zum Einsatz kommen. Unter einem Bord sei hier ein Steg, d. h. ein Überstand, verstanden, der dazu geeignet ist, beispielsweise Zylinderrollen oder einen Zylinderrollenkäfig eines Zylinderrollenlagers zu führen. Many bearings are known from the prior art, which can be divided into sliding and rolling bearings. In the rolling bearings differently shaped rolling elements can be used, which then determine the name of the camp. For example, ball bearings, needle roller bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings, roller bearings, etc. are known here. In rolling bearings, the rolling elements are held between two running surfaces of the bearing rings, in which case shelves provided for supporting and guiding the rolling elements as well as bearing cages are also used on the bearing rings. Under a board is here a jetty, d. H. a supernatant, understood, which is adapted to lead, for example, cylindrical rollers or a cylindrical roller cage of a cylindrical roller bearing.
Bei solchen Lagern wird die Lauffläche, die in direktem Kontakt mit den Wälzkörpern steht, von dem Bord durch einen so genannten Einstich oder Freistich getrennt. Einstiche oder Freistiche können als Innen- oder Außeneinstiche vorkommen, beispielsweise zum Absetzen von Drehteilen, die geschliffen werden sollen, wobei die Einstiche oder Freistiche z.B. dazu dienen, eine Schleifscheibenkante frei auslaufen zu lassen. Sie können darüber hinaus auch die sonst an scharfen Übergängen auftretende Kerbwirkung vermindern. In such bearings, the tread, which is in direct contact with the rolling elements, separated from the board by a so-called puncture or undercut. Punctures or undercuts may occur as internal or external punctures, for example, for discontinuation of turned parts to be ground, the punctures or undercuts, e.g. serve to let a grinding wheel edge run out freely. You can also reduce the otherwise occurring at sharp transitions notch effect.
Aus der konventionellen Technik ist es darüber hinaus bekannt, einen Einstich an einem Lagerring eines Zylinderrollenlagers durch ein entsprechendes Schneidwerkzeug einzudrehen. Dabei weist das Schneidwerkzeug, d. h. dessen Schneide, einen Radius auf, der maximal so groß ist, wie der Radius des Einstichs. Der Radius eines solchen Einstichs hängt von der Dimension der Lagerringe, d. h. des Lagers, ab. In einer Vielzahl der Fälle ist der Freistich erheblich kleiner in seiner Dimension als die Laufbahn auf dem Lagerring, bzw. die Höhe des Bords. Darüber hinaus wird ein solches Schneidwerkzeug auch zum Planen der Oberfläche des Bordes verwendet. In anderen Worten wird die den Wälzkörpern zugewandte Seite des Bordes plan gedreht oder geebnet, d.h. eine gewisse Planarität oder Ebenheit der Oberfläche des Bordes wird durch die Bearbeitung erreicht. Dabei ist es insbesondere wichtig, dass durch diesen Bearbeitungsschritt die anderen Oberflächen des Lagerrings, wie insbesondere die Lauffläche, nicht beeinträchtigt werden.From the conventional technique, it is also known to screw a puncture on a bearing ring of a cylindrical roller bearing by a corresponding cutting tool. In this case, the cutting tool, d. H. its cutting edge, a radius which is at most as large as the radius of the groove. The radius of such a puncture depends on the dimension of the bearing rings, d. H. of the camp, from. In many cases, the undercut is significantly smaller in dimension than the raceway on the bearing ring, or the height of the board. In addition, such a cutting tool is also used to plan the surface of the board. In other words, the side of the board facing the rolling elements is turned or leveled flat, i. a certain planarity or flatness of the surface of the board is achieved by the processing. It is particularly important that the other surfaces of the bearing ring, in particular the tread, are not affected by this processing step.
Aufgrund der begrenzten Abmessungen der Schneide des Schneidwerkzeugs kann bei einer drehenden Verarbeitung demnach ein Vorschub der Drehmaschine nur mit entsprechend an die Schneidfläche angepasster Geschwindigkeit erfolgen. Generell gilt, je geringer der Vorschub umso kleiner der Span und umso besser die Qualität der so erzeugten Oberfläche. Je kleiner der Radius der Schneide, umso geringer ist der Vorschub zu wählen. Due to the limited dimensions of the cutting edge of the cutting tool, a rotation of the lathe can accordingly only take place with a rotational speed which is adapted to the cutting surface. In general, the lower the feed, the smaller the chip and the better the quality of the surface produced in this way. The smaller the radius of the cutting edge, the lower the feed rate.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die Vorschubgeschwindigkeiten beim Drehen an die geforderte Oberflächenqualität anzupassen ist. Ein schnellerer Vorschub geht mit einer geringeren Oberflächenqualität einher und führt darüber hinaus zu höherem Verschleiß des Schneidwerkzeugs. Insbesondere erhöhen sich die Temperaturen des Schneidwerkzeugs und des Werkstücks. Aufgrund dessen wird in der konventionellen Technik mit Schneidradien gearbeitet, die an dem zu erzeugenden Einstich angepasst sind. Der Vorschub wird entsprechend reduziert. In this context, it should be mentioned that the feed speeds during rotation must be adapted to the required surface quality. Faster feed is associated with a lower surface quality and also leads to higher wear of the cutting tool. In particular, the temperatures of the cutting tool and the workpiece increase. Due to this, in the conventional technique, cutting radii are used that are adapted to the groove to be created. The feed is reduced accordingly.
Diesbezüglich kann beim Drehen von Borden an Lagerringen für Zylinderrollenlager bisher nur eine einfache Schneide eingesetzt werden. Dies kann z. B. beim Vorgang des Hartfertigdrehens geschehen. Der Radius der Schneide kann dabei den Radius des Einstichs nicht übersteigen, da sonst die Lauffläche des Lagerrings beeinträchtigt werden kann. Damit einhergehend sind geringe Vorschubgeschwindigkeiten, um eine geforderte Oberflächenqualität zu erreichen. In this regard, when turning Borden on bearing rings for cylindrical roller bearings so far only a simple cutting edge can be used. This can be z. B. done during the process of hard finish turning. The radius of the cutting edge can not exceed the radius of the recess, otherwise the running surface of the bearing ring can be affected. This is accompanied by low feed rates to achieve a required surface quality.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein verbessertes Konzept zum Drehen eines Lagerrings zu schaffen. The object of the present invention is therefore to provide an improved concept for rotating a bearing ring.
Diese Aufgabe wird gelöst gemäß den unabhängigen Ansprüchen. This object is achieved according to the independent claims.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung basieren auf dem Kerngedanken, dass gerade bei der drehenden Verarbeitung erst die Vollendungsform des Bauteils, die Form und damit den maximalen Radius eines Schneidwerkzeugs bestimmt. In anderen Worten kann das Schneidwerkzeug erst dann an die Form des zu bearbeitenden Bauteils angepasst werden, wenn dieses nahezu fertig gestellt ist. Es ist eine weitere Erkenntnis der vorliegenden Erfindung, dass bei der anfänglichen Bearbeitung eines Bauteils auch Schneidwerkzeuge oder Radien von Schneidwerkzeugen eingesetzt werden können, die bei der späteren feineren Bearbeitung oder Vollendung der Form des Bauteils nicht mehr eingesetzt werden können. Embodiments of the present invention are based on the core idea that just in the rotating processing first the completion form of the component, the shape and thus determines the maximum radius of a cutting tool. In other words, the cutting tool can only be adapted to the shape of the component to be machined when this is almost completed. It is a further recognition of the present invention that during the initial machining of a component cutting tools or radii of cutting tools can be used which can no longer be used in the later finer machining or completion of the shape of the component.
Ausführungsbeispiele schaffen daher ein Schneidwerkzeug zum Bearbeiten eines Lagerrings, wobei eine Schneide des Schneidwerkzeugs wenigstens zwei Krümmungsradien aufweist. In Ausführungsbeispielen sind die beiden Krümmungsradien unterschiedlich, d. h. ein erster Krümmungsradius ist größer als ein zweiter Krümmungsradius. Dementsprechend kann mit dem größeren Krümmungsradius ein Vorschub schneller eingestellt werden, als mit dem kleineren Krümmungsradius. Der kleinere Krümmungsradius kann dazu verwendet werden, die endgültige Form des zu bearbeitenden Bauteils festzulegen. Der größere Krümmungsradius kann dazu verwendet werden, an dem Rohling in kürzerer Zeit mehr Material abzutragen, um schneller zur Vollendung zu gelangen. Ausführungsbeispiele können daher den Vorteil bieten, dass sie eine schnellere Bearbeitung eines Lagerrings ermöglichen. Embodiments therefore provide a cutting tool for machining a bearing ring, wherein a cutting edge of the cutting tool has at least two radii of curvature. In embodiments, the two radii of curvature are different, d. H. a first radius of curvature is greater than a second radius of curvature. Accordingly, with the larger radius of curvature, a feed can be set faster than with the smaller radius of curvature. The smaller radius of curvature can be used to define the final shape of the component to be machined. The larger radius of curvature can be used to remove more material from the blank in a shorter time for faster completion. Embodiments can therefore offer the advantage that they allow a faster machining of a bearing ring.
Der Übergang zwischen den beiden Krümmungsradien kann dabei fließend sein. In anderen Worten kann ausgehend von einem ersten kleineren Krümmungsradius dieser kontinuierlich bis zum zweiten größeren Krümmungsradius vergrößert werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Übergang auch sprunghaft erfolgen, die beiden Schneidenabschnitte mit den unterschiedlichen Radien werden dann so aneinander geführt, dass ihre beiden Tangenten im Schnittpunkt aufeinander liegen, sodass keine Sprungstelle und/oder kein Knick entsteht. The transition between the two radii of curvature can be flowing. In other words, starting from a first smaller radius of curvature, this can be increased continuously up to the second larger radius of curvature. In other embodiments, the transition can also be sudden, the two cutting sections with different radii are then led to each other so that their two tangents are at the intersection point, so that no discontinuity and / or no kink arises.
In Ausführungsbeispielen kann das Schneidwerkzeug daher ausgebildet sein, um den Lagerring durch Drehen zu bearbeiten. In Ausführungsbeispielen kann insbesondere das Plandrehen einer Oberfläche eines Bordes an dem Lagerring vorgenommen werden. Dieser Arbeitsschritt bei der Lagerfertigung kann dem Anbringen eines Einstichs nachgeschaltete sein. In anderen Worten können manche Ausführungsbeispiele das Drehen eines Einstichs oder Freistichs vorsehen, der eine Lauffläche eines Lagerrings von einem Bord trennt. Insofern kann das Schneidwerkzeug zum Drehen eines Einstichs ausgebildet sein, der die Lauffläche des Lagerrings von dem Bord trennt. Hierbei kann bei einem Drehvorgang das Werkzeug so angeordnet sein, dass zu Beginn des Drehvorgangs die Schneide mit dem größeren Radius benutzt wird, wobei gegen Ende des Drehvorgangs der Schneidenbereich mit dem kleineren Krümmungsradius verwendet wird. In embodiments, the cutting tool can therefore be designed to machine the bearing ring by turning. In embodiments, in particular the facing of a surface of a board can be made on the bearing ring. This step in the warehouse production can be downstream of attaching a recess. In other words, some embodiments may provide for rotating a puncture or undercut that separates a tread of a bearing ring from a shelf. In this respect, the cutting tool can be designed to rotate a recess which separates the running surface of the bearing ring from the board. Here, in a turning operation, the tool may be arranged so that at the beginning of the turning operation, the cutting edge is used with the larger radius, being used towards the end of the turning operation, the cutting area with the smaller radius of curvature.
In anderen Ausführungsbeispielen kann das Plandrehen der Oberfläche des Bordes bei bereits existierendem Ein- oder Freistich mit dem Schneidwerkzeug durchgeführt werden. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Form des Schneidwerkzeugs über die beiden Radien so angepasst sein, dass das Schneidwerkzeug den existierenden Freistich nicht beeinträchtigt und das Plandrehen der Oberfläche des Bords über den Schneidenbereich mit dem größeren Radius erledigt werden kann. Insofern kann das Plandrehen mit entsprechend hoch gewähltem Vorschub bewerkstelligt werden.In other embodiments, the facing of the surface of the board can be carried out with existing cutting or undercut with the cutting tool. In such an embodiment, the shape of the cutting tool may be adjusted over the two radii such that the cutting tool does not interfere with the existing undercut and the facing of the surface of the board can be accomplished via the larger radius cutting area. In this respect, the facing can be accomplished with a correspondingly high selected feed.
Ausführungsbeispiele basieren daher auf dem Gedanken, dass eine Schneide zwei unterschiedliche Radien aufweisen kann und somit an der zu bearbeitenden Oberfläche ein großer Schneideradius verwendet werden kann, was bei gleicher Oberflächenqualität einen erhöhten Vorschub ermöglicht. Embodiments are therefore based on the idea that a cutting edge can have two different radii and thus a large cutting radius can be used on the surface to be machined, which allows for increased feed with the same surface quality.
Ausführungsbeispiele schaffen daher auch ein Verfahren zur Bearbeitung eines Lagerrings mit einem Drehen des Lagerrings. Das Verfahren umfasst ferner ein Abspanen des Lagerrings mit einer Schneide eines Schneidwerkzeugs mit einem ersten Radius der größer ist als ein zweiter Radius des Schneidwerkzeugs. In Ausführungsbeispielen kann mit dem Verfahren ein Plandrehen eines Bordes des Lagerrings erreicht werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann zusätzlich ein Abspanen des Lagerrings mit einer Schneide des Schneidwerkzeugs mit dem zweiten Radius vorgesehen sein. Die Reihenfolge kann dabei so gewählt werden, dass zunächst mit einem ersten größeren Radius abgespant wird, bevor nachfolgend ein zweites Abspanen mit einem zweiten, kleineren Radius erfolgt. Der Vorschub kann dann in Ausführungsbeispielen entsprechend angepasst werden, d. h. während des ersten Abspanens kann ein schnellerer Vorschub gewählt werden als während des zweiten Abspanens. Embodiments therefore also provide a method for machining a bearing ring with a rotation of the bearing ring. The method further includes shaving the bearing ring with a cutting edge of a cutting tool having a first radius that is greater than a second radius of the cutting tool. In embodiments, with the method a facing of a Bordes of the bearing ring can be achieved. In other embodiments, an additional stock removal of the bearing ring may be provided with a cutting edge of the cutting tool with the second radius. The order can be chosen so that first with a first larger radius is abgespant before subsequently a second stock removal with a second, smaller radius. The feed can then be adjusted accordingly in embodiments, d. H. during the first chipping a faster feed can be selected than during the second chipping.
In manchen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren zum Drehen eines Einstichs zwischen einer Laufbahn und einem Bord eines Lagerrings dienen. Dabei kann der zweite Radius kleiner als der erste Radius sein, wobei der zweite Radius auch einem Radius des Einstichs entsprechen kann. In some embodiments, the method may be for turning a groove between a raceway and a shelf of a bearing ring. In this case, the second radius may be smaller than the first radius, wherein the second radius may also correspond to a radius of the recess.
Ausführungsbeispiele schaffen darüber hinaus eine Verwendung eines Schneidwerkzeugs gemäß der obigen Beschreibung zum Bearbeiten eines Lagerrings. Das Schneidwerkzeug kann in Ausführungsbeispielen zum Plandrehen eines Bordes und/oder zum Drehen eines Einstichs zwischen einer Laufbahn und einem Bord eines Lagerrings verwendet werden. Embodiments also provide a use of a cutting tool according to the above description for machining a bearing ring. The cutting tool can be used in embodiments for facing a Bordes and / or for rotating a puncture between a raceway and a board of a bearing ring.
Das Verhältnis der beiden Radien kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen unterschiedlich sein. Denkbar sind hier Verhältnis von beispielsweise 1,1:1, 1,2:1, 1,3:1, 1,5:1, 2:1; 3:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1, 100:1, usw. The ratio of the two radii may be different in different embodiments. Conceivable here are ratios of, for example, 1.1: 1, 1.2: 1, 1.3: 1, 1.5: 1, 2: 1; 3: 1, 5: 1, 10: 1, 20: 1, 50: 1, 100: 1, etc.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen: Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die Ausführungsbeispiele zeigen, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.In the following description of the attached figures showing embodiments, like reference numerals designate like or similar components. Further, summary reference numbers are used for components and objects that occur multiple times in one embodiment or in a drawing, but are described together in terms of one or more features. Components or objects which are described by the same or by the same reference numerals may be the same, but possibly also different, in terms of individual, several or all features, for example their dimensions, unless otherwise explicitly or implicitly stated in the description.
In einem Ausführungsbeispiel wird zwischen der Laufbahn und dem Bord der Einstich angebracht und gleichzeitig kann ein Plandrehen der Bordoberfläche erfolgen. Der Einstich wird über das Schneidwerkzeug
Die
Die
Wie die
Wie insbesondere aus der
Ausführungsbeispiele können daher den Vorteil bieten, dass mit nur einem Schneidwerkzeug unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten bei der Bearbeitung eines Lagerrings realisiert werden können. Wie der
Die
Ausführungsbeispiele können darüber hinaus eine Verwendung des Schneidwerkzeugs
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden. The features disclosed in the foregoing description, the appended claims and the appended figures may be taken to be and effect both individually and in any combination for the realization of an embodiment in its various forms.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Schneidwerkzeug cutting tool
- 2020
- Lagerring bearing ring
- 3030
- Konventionelle Schneidplatte Conventional insert
- 5050
- Drehen Rotate
- 6060
- Abspanen Roughing
- 7070
- Abspanen Roughing
Claims (10)
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- 2013-08-13 DE DE201310215967 patent/DE102013215967A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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