DE102022105849A1

DE102022105849A1 - Zerspanungswerkzeug zur Herstellung einer Ausnehmung und zum Entfernen eines Grates auf der Rückseite einer Ausnehmung

Info

Publication number: DE102022105849A1
Application number: DE102022105849.2A
Authority: DE
Inventors: Ingo VON PUTTKAMER
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2023-09-14

Abstract

Zerspanungswerkzeug 1 zur Herstellung einer Ausnehmung und zum Entfernen eines Grates auf der Rückseite einer Ausnehmung umfassend einen Aufnahmeabschnitt 2 zum Einspannen in einen Werkzeughalter und einen Werkzeugabschnitt 3, umfassend eine in Richtung des Aufnahmeabschnittes 2 angeordnete Schneide 4 zum Entfernen eines Grates und einen der Schneide 4 gegenüberliegend angeordneten Werkzeugkopf 8 mit einer Rundschlifffase 9 zur spanenden Bearbeitung, wobei der Werkzeugabschnitt 3 entlang wenigstens eines Umfangsabschnittes eine erste Ausnehmung 5 umfasst, um durch eine Rotation des Zerspanungswerkzeuges 1 eine fliehkraftabhängige Auslenkung zu erzeugen, sodass die Schneide 4 über einen Durchmesser D2des Zerspanungswerkzeuges 1 ausgelenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug zur Herstellung einer Ausnehmung und zum Entfernen eines Grates auf der Rückseite einer Ausnehmung.
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet von Rückwärtsentgratern bzw. Werkzeugen zum Anfasen von bearbeiteten Flächen auf einer Rückseite eines Werkstückes.
Das Entgraten bezeichnet in der spanenden Bearbeitung von Werkstücken Verfahren zur Entfernung von Kanten, Splittern und Auffaserungen an Werkstücken - den sogenannten Graten. Grate entstehen bei verschiedensten spanenden Fertigungsverfahren, wie etwa dem Fräsen, Bohren oder Drehen. Sie äußern sich in Form von unerwünschten Ausformungen am Bauteil und sind häufig als scharfe Kanten an der Kontur des Werkstücks sichtbar.
Das Entgraten dient insbesondere der Sicherstellung der Qualität von hergestellten Werkstücken. Der Terminus „Entgraten“ wird hauptsächlich in der metallverarbeitenden Industrie benutzt. Nach DIN ISO 13715 ist Grat der Materialüberhang außerhalb der ideal-geometrischen Form einer Außenkante, der nach der mechanischen Bearbeitung oder einem Formgebungsprozess zurückbleibt.
Nachdem eine Bohrung in ein Werkstück eingebracht wurde, muss der Bohrungsgrat am Bohrungsausgang entfernt werden. Dabei kann der Anwender auf zwei sehr verschiedene rückseitige Flächen treffen: Einerseits die plan bearbeitete maßlich definierte Fläche, andererseits aber auch die rohe Rückseite mit gegebenenfalls unebener und maßlich mit starker Streuung versetzte Oberfläche an Guß-, Schmiede- und Walzteilen.
Bei Werkzeugen zum Entgraten aus dem Stand der Technik ist die Schneidkante beispielsweise federelastisch gelagert, sodass eine Auslenkung der Schneidkante erfolgt, um die Bohrung zu entgraten. Das Problem ist, dass dazu zusätzliche Bauteile benötigt werden und die Entgrater speziell für die entsprechende Entgratungsaufgabe gefertigt werden müssen.
Die Erfindung hat die Aufgabe ein Zerspanungswerkzeug bereitzustellen, welches die Nachteile im Stand der Technik überwindet und ein einfaches und zuverlässiges Entgraten am Ausgang einer damit geformten Ausnehmung erlaubt.
Die Aufgabe wird durch ein Zerspanungswerkzeug zur Herstellung einer Ausnehmung und zum Entfernen eines Grates auf der Rückseite einer Ausnehmung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen bilden den Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
Die Erfindung umfasst ein Zerspanungswerkzeug zur Herstellung einer Ausnehmung und zum Entfernen eines Grates auf der Rückseite einer Ausnehmung. Das Zerspanungswerkzeug umfasst einen Aufnahmeabschnitt zum Einspannen in einen Werkzeughalter und einen Werkzeugabschnitt. Der Werkzeugabschnitt umfasst eine in Richtung des Aufnahmeabschnittes angeordnete Schneide zum Entfernen eines Grates und einen der Schneide gegenüberliegend angeordneten Werkzeugkopf mit einer Rundschlifffase zur spanenden Bearbeitung. Der Werkzeugabschnitt umfasst entlang wenigstens eines Umfangsabschnittes eine erste Ausnehmung, um durch eine Rotation des Zerspanungswerkzeuges, aufgrund einer Unwucht, eine fliehkraftabhängige Auslenkung zu erzeugen, sodass die Schneide über einen Durchmesser D₂ des Zerspanungswerkzeuges ausgelenkt wird. Dies ermöglicht ein einfaches und zuverlässiges Entgraten am Ausgang einer damit geformten Ausnehmung und erlaubt einen einfachen und verschleißarmen Aufbau des Zerspanungswerkzeuges.
Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass der Werkzeugabschnitt entlang wenigstens eines Umfangsabschnittes, in axialer Richtung zur ersten Ausnehmung beabstandet, eine zweite Ausnehmung umfasst. Dadurch wird die fliehkraftabhängige Auslenkung verstärkt.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Schneide an einem Übergang von einem Durchmesser D₁ des Werkzeugabschnittes, zu dem Durchmesser D₂ des Werkzeugkopfes, welcher größer ist als der Durchmesser D₁, angeordnet ist. Dadurch wird die Schneide an einem Vorsprung (im Bereich von 0.5 mm bis 5 mm, insbesondere 1 mm bis 2 mm) angeordnet und es wird sichergestellt, dass eine vollständige und saubere Entgratung erfolgt.
Nach einem bevorzugten Aspekt umfasst die zweite Ausnehmung eine, senkrecht zur Bohrerachse liegende, Kreisteilform.
Nach einem vorteilhaften Aspekt ist in der ersten Ausnehmung ein Füllmaterial angeordnet. Dies bewirkt, dass ein Ausweichen der Spitze in radialer Richtung bei axialer Druckbelastung verhindert wird, jedoch die Auslenkung bei erhöhter Drehzahl der Rückwärtsschneide trotzdem ermöglicht wird.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Materialeigenschaften des Füllmaterials und die Materialeigenschaften des Zerspanungswerkzeugs unterschiedlich sind.
Nach einem bevorzugten Aspekt ist das Füllmaterial ein Elastomer. Dadurch wird das Füllmaterial durch eine Beanspruchung unter Druck bei konstantem Volumen „hart“ und bleibt bei einer Zugbeanspruchung elastisch verformbar und behindert somit die Verformung des Werkzeuges nicht.
Vorteilhafterweise umfasst das Zerspanungswerkzeug eine Hülse, welche an dem Werkzeugabschnitt angeordnet ist, sodass das Füllmaterial in der ersten Ausnehmung eingefasst ist. Dies ermöglicht, eine teilweise Kompensation der Unwucht, sodass die Bohrung exakt gefertigt werden kann.
Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass die erste Ausnehmung kegelstumpfförmig ist. Dadurch kann eine Wirkung entlang der gesamten Schneidfläche ausgenutzt werden und dabei ressourcenschonend gearbeitet werden.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Füllmaterial in der ersten Ausnehmung derart angeordnet ist, um die Ausnehmung aufzuspreizen. Dadurch kann die Auslenkung des Zerspanungswerkszeuges definiert gesteuert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges mit einer ersten und einer zweiten Ausnehmung;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges mit einem Füllmaterial in einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung; und
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges mit einer ersten Ausnehmung und einer Hülse zum Einfassen des Füllmaterials.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges 1 zur Herstellung einer Ausnehmung und zum Entfernen eines Grates auf der Rückseite einer Ausnehmung. Das Zerspanungswerkzeug umfasst einen Aufnahmeabschnitt 2 zum Einspannen in einen Werkzeughalter und einen Werkzeugabschnitt 3, umfassend eine in Richtung des Aufnahmeabschnittes 2 angeordnete Schneide 4 zum Entfernen eines Grates und einen der Schneide 4 gegenüberliegend angeordneten Werkzeugkopf 8 mit einer Rundschlifffase 9 zur spanenden Bearbeitung. Der Werkzeugabschnitt 3 umfasst entlang wenigstens eines Umfangsabschnittes eine erste Ausnehmung 5, um durch eine Rotation des Zerspanungswerkzeuges 1 eine fliehkraftabhängige Auslenkung zu erzeugen, sodass die Schneide 4 über einen Durchmesser D₂ des Zerspanungswerkzeuges 1 ausgelenkt wird.
Beispielsweise ist das Zerspanungswerkzeug ein Wendelbohrer.
Die Schneide 4 ist an einem Übergang von einem Durchmesser D₁ des Werkzeugabschnittes 3, zu dem Durchmesser D₂ des Werkzeugkopfes 8, welcher größer ist als der Durchmesser D₁, angeordnet.
Aus 1 ist ersichtlich, dass das Zerspanungswerkzeug 1 entlang wenigstens eines Umfangsabschnittes eine zweite Ausnehmung 6 umfasst. In einer Ausführungsform umfasst die zweite Ausnehmung 6 eine Kreisteilform.
Beispielsweise ist erste Ausnehmung 5 in radialer Richtung asymmetrisch geformt.
In 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges 1 gezeigt. Die erste Ausnehmung 5 ist kegelstumpfförmig. Das Füllmaterial 10 in der ersten Ausnehmung 5 ist derart angeordnet, um die Ausnehmung 5 aufzuspreizen.
Die Materialeigenschaften des Füllmaterials 10 und die Materialeigenschaften des Zerspanungswerkzeugs 1 sind unterschiedlich. Denkbar ist auch, dass die Materialeigenschaften des Zerspanungswerkzeugs 1 und die Materialeigenschaften des Füllmaterials 10 identisch sind und das Füllmaterial 10 beweglich in der Ausnehmung 5 angeordnet ist.
Aus 2 ist ersichtlich, dass der Durchmesser D₁ sich verjüngt. Diese Materialschwächung ist gezielt gewählt, um eine Unwucht zu erzeugen.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges 1. Das Zerspanungswerkzeug umfasst ferner eine Hülse 11, welche an dem Werkzeugabschnitt 3 angeordnet ist, sodass das Füllmaterial 10 in der ersten Ausnehmung 5 eingefasst ist.
Aus 3 ist ersichtlich, dass in der ersten Ausnehmung 5 ein Füllmaterial 10 angeordnet ist. In einer Ausführungsform ist das Füllmaterial 10 ein Elastomer.

Claims

Zerspanungswerkzeug (1) zur Herstellung einer Ausnehmung und zum Entfernen eines Grates auf der Rückseite einer Ausnehmung umfassend einen Aufnahmeabschnitt (2) zum Einspannen in einen Werkzeughalter und einen Werkzeugabschnitt (3), umfassend eine in Richtung des Aufnahmeabschnittes (2) angeordnete Schneide (4) zum Entfernen eines Grates und einen der Schneide (4) gegenüberliegend angeordneten Werkzeugkopf (8) mit einer Rundschlifffase (9) zur spanenden Bearbeitung, wobei der Werkzeugabschnitt (3) entlang wenigstens eines Umfangsabschnittes eine erste Ausnehmung (5) umfasst, um durch eine Rotation des Zerspanungswerkzeuges (1) eine fliehkraftabhängige Auslenkung zu erzeugen, sodass die Schneide (4) über einen Durchmesser D₂ des Zerspanungswerkzeuges (1) ausgelenkt wird.
Zerspanungswerkzeug (1) nach Anspruch 1, wobei der Werkzeugabschnitt (3) entlang wenigstens eines Umfangsabschnittes eine zweite Ausnehmung (6) umfasst.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schneide (4) an einem Übergang von einem Durchmesser D₁ des Werkzeugabschnittes (3), zu dem Durchmesser D₂ des Werkzeugkopfes (8), welcher größer ist als der Durchmesser D₁, angeordnet ist.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Ausnehmung (6) eine Kreisteilform umfasst.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der ersten Ausnehmung (5) ein Füllmaterial (10) angeordnet ist.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Materialeigenschaften des Füllmaterials (10) und die Materialeigenschaften des Zerspanungswerkzeugs (1) unterschiedlich sind.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Füllmaterial (10) ein Elastomer ist.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Hülse (11), welche an dem Werkzeugabschnitt (3) angeordnet ist, sodass das Füllmaterial (10) in der ersten Ausnehmung (5) eingefasst ist.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ausnehmung (5) kegelstumpfförmig ist.
Zerspanungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Füllmaterial (10) in der ersten Ausnehmung (5) derart angeordnet ist, um die erste Ausnehmung (5) aufzuspreizen.