DE10241446A1

DE10241446A1 - Verfahren zur spanabhebenden Vor- und Nachbearbeitung der Innenfläche eines Hohlzylinders

Info

Publication number: DE10241446A1
Application number: DE2002141446
Authority: DE
Inventors: Wolf Dr. Boll; Axel Dipl.-Ing. Heuberger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2004-03-04

Abstract

Ein Verfahren zur spanabhebenden Vor- und Nachbearbeitung der Innenfläche eines Hohlzylinders, insbesondere einer Zylinderlauffläche eines Verbrennungsmotors, mit zumindest rotierenden Werkzeugen, soll bezüglich seiner Durchführbarkeit vereinfacht und der zu erzielenden Qualtität verbessert werden. DOLLAR A Zu diesem Zweck zeichnet sich ein solches Verfahren durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - die Werkzeuge rotieren unabhängig voneinander gleichzeitig auf einer gemeinsamen Achse eines beide Werkzeuge lagernden Gesamtwerkzeuges, DOLLAR A - das nacharbeitende Werkzeug führt eine von dem vorarbeitenden Werkzeug unabhängige, schwingende Hubbewegung aus, DOLLAR A - beide Werkzeuge grenzen axial eng aneinander und bearbeiten - soweit gemeinsam innerhalb des Hohlzylinders liegend - gleichzeitig.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanabhebenden Vor- und Nachbearbeitung eines Hohlzylinders, insbesondere einer Zylinderlauffläche eines Verbrennungsmotors, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 197 06 833 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem eine Zylinderbohrung zunächst gebohrt und anschließend durch eine Feinspindel mechanisch endbearbeitet wird. Beide Bearbeitungsschritte werden getrennt mit getrennten Werkzeugen ausgeführt.
Aus DE 2 257 877 ist ein Mehrspindel-Drehautomat bekannt, bei dem zwei rotierend arbeitende Werkzeuge in einem Gesamtwerkzeug konzentrisch zueinander gelagert sind. In diesem Gesamtwerkzeug können die beiden Einzelwerkzeuge mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren und gegeneinander Hubbewegungen ausführen. Mit einem solchen Gesamtwerkzeug können verschiedene Bearbeitungsflächen gleichzeitig bearbeitet werden, d.h. es kann beispielsweise gleichzeitig an einem Werkstück ein Außen- und Innenschnitt durchgeführt werden. Durch eine beidseitige Bearbeitung unterschiedlicher Werkstückflächen mit gemeinsam in einem Gesamtwerkzeug rotierenden sowie gegebenenfalls Hubbewegungen ausführenden Einzelwerkzeugen können sich die von den Bearbeitungswerkzeugen ausgehenden Kräfte in ihrer Gesamtwirkung auf das Werkstück reduzieren bzw. gegebenenfalls sogar ganz gegenseitig aufheben.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein gattungsgemäßes Bearbeitungsverfahren zu verbessern und zwar mit Bezug auf die erreichbare Qualität bei dem zu bearbeitenden Werkstück sowie mit Bezug auf eine Bearbeitungszeitverkürzung.
Eine Lösung dieses Problems zeigt ein gattungsgemäßes Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 auf.
Eine besonders vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ist Gegenstand Anspruchs 2.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigt die einzige
1 ein Gesamtwerkzeug mit konzentrisch zueinander angeordneten Einzelwerkzeugen für eine gleichzeitige Werkstückbearbeitung in einem Längsschnitt.
Das Gesamtwerkzeug umfasst einen inneren Werkzeugträger 1 sowie einen diesen konzentrisch umgebenden äußeren Werkzeugträger. Beide Werkzeugträger 1,2 sind gegeneinander verdrehbar und in Achsrichtung gegeneinander verschiebbar gelagert, so dass sie mit untereinander unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten und Hubbewegungen angetrieben werden können. Der innere Werkzeugträger 1 ist an seinem einen aus dem äußeren Werkzeugträger 2 herausragenden Ende mit einem inneren Werkzeug versehen, das als ein Vorfräser ausgebildet ist.
Der äußere Werkzeugträger 2 weist an seinem an das das innere Werkzeug 3 tragende Ende des inneren Werkzeugträgers 1 an grenzenden Ende radial außen ein äußeres Werkzeug 4 in der Form eines Nachfräsers auf.
Um an den Werkzeugen 3 und 4 Bearbeitungsflüssigkeit bei der Bearbeitung eines Werkstückes zuführen zu können, ist in dem Inneren des inneren Werkzeugträgers 1 ein Flüssigkeitskanal 5 vorgesehen. Von diesem Flüssigkeitskanal 5 aus führen radiale Bohrungen 6 zu dem Bearbeitungsbereich des inneren Werkzeuges 3.
Um aus dem Flüssigkeitskanal 5 Bearbeitungsflüssigkeit in den Bereich des äußeren Werkzeuges 4 führen zu können, ist an dem inneren Werkzeug 3 ein Ringkanal 7 zwischen dem inneren und äußeren Werkzeugträger 1,2 vorgesehen, von dem aus radiale Bohrungen 8 eine Verbindung zu dem Flüssigkeitskanal 5 herstellen, während radiale Bohrungen 9 innerhalb des äußeren Werkzeugträgers 3 den Ringkanal 7 mit dem Bearbeitungsbereich des äußeren Werkzeuges 6 verbinden.
Mit dem beschriebenen Gesamtwerkzeug kann die Innenmantelfläche einer Zylinderbohrung 10 eines Verbrennungsmotors bearbeitet werden.
Die Bearbeitung erfolgt in der Weise, dass das innere und äußere Werkzeug 3,4 gleichzeitig den Innenmantel der Zylinderbohrung bearbeiten. Dabei übt das innere Werkzeug 3 eine Vorbearbeitung und das äußere Werkzeug 4 eine Nach- bzw. Endbearbeitung aus.
Bei einer inneren Zylinderwand, die mit einer kreuzartigen Bearbeitungsstruktur nachbearbeitet werden soll, kann bei dem Gesamtwerkzeug der innere Werkzeugträger 1 mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit arbeiten, während das äußere Werkzeug 4 schwingende Hubbewegungen ausführt.
Durch den gleichzeitigen Angriff der beiden Werkzeuge, nämlich dem inneren und äußeren Werkzeug 3 bzw. 4, ist der äuße re Werkzeugträger 2 durch den inneren Werkzeugträger 1 über dessen inneres Werkzeug 3 durch dessen Anlage an dem mit diesem Werkzeug bearbeiteten Werkstück 10 axial geführt, so dass das äußere Werkzeug 4 innerhalb dessen Werkzeugträger 2 radial zusätzlich abgestützt ist. Hierdurch wird vermieden, dass die Endbearbeitung durch das äußere Werkzeug 4 fliegend schwimmend durchgeführt werden muss. Damit wird erfindungsgemäß für das insbesondere äußere Werkzeug 2 eine Selbstzentrierung erreicht, die eine bisher übliche kardanische Aufhängung des dieses Werkzeug tragenden äußeren Werkzeugträgers 2 für eine gute Bearbeitungsqualität erforderlich gemacht hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den Einsatz äußerst kurzer und kostengünstiger Werkzeuge und zwar von insbesondere Hon- oder Kreuzfräswerkzeugen als äußeren Werkzeugen. Durch die erfindungsgemäße Zuführung von Bearbeitungsflüssigkeit an die Bearbeitungsbereiche der beiden gleichzeitig im Einsatz befindlichen Werkzeuge wird ein Spülen des Bearbeitungsabtrages erheblich verbessert und vereinfacht.
Ein ganz besonderer Vorteil besteht bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Bearbeitungszeitverkürzung.

Claims

Verfahren zur spanabhebenden Vor- und Nachbearbeitung der Innenfläche eines Hohlzylinders, insbesondere einer Zylinderfläche eines Verbrennungsmotors, mit zumindest rotierenden Werkzeugen, gekennzeichnet durch die Merkmale – die Werkzeuge rotieren unabhängig voneinander gleichzeitig auf einer gemeinsamen Achse eines beide Werkzeuge lagernden Gesamtwerkzeuges, – das nacharbeitende Werkzeug führt eine von dem vorarbeitenden Werkzeug unabhängige, schwingende Hubbewegung aus, – beide Werkzeuge grenzen axial eng aneinander und bearbeiten – soweit gemeinsam innerhalb des Hohlzylinders liegend – gleichzeitig.
Gesamtwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale, – Träger (1,2) der vor- und nachbearbeitenden Werkzeuge (3,4) rotieren in einer zueinander konzentrischen Anordnung, – der innen rotierende Werkzeugträger (1) ist mit einem diesen in Achsrichtung durchziehenden Flüssigkeitskanal für an die Werkzeuge (3,4) heranzuführende Bearbeitungsflüssigkeit versehen, – für die dem äußeren rotierenden Werkzeug (4) zuzuführende Bearbeitungsflüssigkeit ist zwischen dem inneren und äußeren Werkzeugträger (1,2) ein Ringkanal (7) vorgesehen, in dem radiale Bohrungen (8,9) zu dem inneren und äußeren Werkzeugträger (1,2) führen, – für die an das innere Werkzeug (3) zu führende Bearbeitungsflüssigkeit führen radiale Bohrungen (6) von einem axialen Flüssigkeitskanal (5) nach radial außen.