DE19611891C2 - Ausdrehwerkzeug für die Vor- und Fertigbearbeitung einer Bohrungsoberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausdrehwerkzeug für die Vor- und Fertigbearbeitung einer Bohrungsoberflä­ che, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Vor- und Fertigbearbeitung einer Bohrungsoberfläche, gemäß Oberbegriff des Patentan­ spruchs 11.

Ausdrehwerkzeuge sowie Verfahren der hier angespro­ chenen Art sind bekannt. Es hat sich herausge­ stellt, daß für die Feinbearbeitung von Bohrungs­ oberflächen häufig mehrere Arbeitsschritte erfor­ derlich sind, wofür auch mehrere Werkzeuge einge­ setzt werden müssen. Dies erfordert einen Werkzeug­ wechsel, der die Feinbearbeitung der Bohrungsober­ flächen wesentlich verteuert.

Aus der DE 195 15 205 A1 geht ein Bohrwerkzeug her­ vor, das ein erstes Schneidelement umfaßt, das wäh­ rend einer Einschubbewegung des Bohrwerkzeugs in eine Bohrung diese bearbeitet. Das Bohrwerkzeug um­ faßt ferner ein zweites Schneidelement, das während der Rückzugbewegung des Bohrwerkzeugs aus der Boh­ rung heraus diese bearbeitet. Das zweite Schneid­ element ist mittels einer Stelleinrichtung in einem Klemmstab in radialer Richtung zur Längsachse des Klemmstabs verlagerbar. Das zweite Schneidelement ist während der Einschubbewegung des Bohrwerkzeugs in die Bohrung in einer zurückgezogenen, neutralen Stellung angeordnet, in der es den mittels des ers­ ten Schneidelements durchgeführten Schneidvorgang nicht stört. Am Ende der Einschubbewegung wird das zweite Schneidelement radial nach außen in eine Ar­ beitsposition verlagert. Es hat sich als nachteilig herausgestellt, daß beim Ein- und Ausfahren des Bohrwerkzeugs in eine zu bearbeitende Bohrung die Gefahr besteht, daß die Bohrungsoberfläche beschä­ digt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Ausdreh­ werkzeug sowie ein Verfahren zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Ausdrehwerkzeug vorgeschlagen, das die in Patentanspruch 1 genann­ ten Merkmale aufweist. Das Werkzeug zeichnet sich dadurch aus, daß die Stelleinrichtung mit mindes­ tens zwei einander zugeordneten Schneidplatten zwangsgekoppelt ist und daß die Zuordnung der Schneidplatten darin besteht, daß diese gegensinnig in radialer Richtung zur Mittelachse verlagerbar sind und daß die Stelleinrichtung jeweils eine Schneidplatte in eine Arbeitsposition und die ande­ re Schneidplatte in eine Ruheposition verlagert und daß wenigstens zwei in die Umfangsfläche des Grund­ körpers des Ausdrehwerkzeugs eingebrachte Nuten eingesetzte und fixierte Führungsleisten vorgesehen sind. Dadurch, daß jeweils eine der Schneidplatten durch die Stelleinrichtung in eine Arbeitsposition und die andere Schneidplatte in eine Ruheposition verlagert wird, ist es möglich, mit der einen Schneidplatte eine Vorbearbeitung der Bohrungsober­ fläche und mit der anderen eine Nachbearbeitung bezie­ hungsweise Fertigbearbeitung der Bohrungsoberfläche durchzuführen. Ein Werkzeugwechsel kann daher ent­ fallen, so daß die Bearbeitung der Bohrungsoberflä­ che in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen kann, so daß Kosten gespart werden können.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Ausdreh­ werkzeugs, das sich dadurch auszeichnet, daß die Schneidplatten in auch als Kassetten bezeichnete Halteeinrichtungen eingesetzt sind. Die Halteein­ richtungen sind in Nuten gelagert und mit der Stelleinrichtung zwangsgekoppelt. Die Kassetten sind als Ganzes mit Hilfe der Stelleinrichtung in radialer Richtung verlagerbar, die sowohl Zug- als auch Druckkräfte auf die Schneidplatten beziehungs­ weise Halteeinrichtungen ausüben kann, um die Schneidplatten ein- und auszufahren. Durch den Ein­ satz der Halteeinrichtungen ist es möglich, die Schneidplatten sicher zu fixieren und mit der Stelleinrichtung zu koppeln.

Bevorzugt wird weiterhin ein Ausführungsbeispiel des Ausdrehwerkzeugs, das sich dadurch auszeichnet, daß eine - vorzugsweise in Richtung der Mittelachse des Ausdrehwerkzeugs verlaufende - Stellstange der Stelleinrichtung mit den Halteeinrichtungen ein Keilgetriebe bildet, und das Keilgetriebe den Hal­ teeinrichtungen zugeordnete Keilflächen aufweist, die mit an den Halteeinrichtungen vorgesehenen Schrägflächen zusammenwirken. Die Verstellung der Schneidplatten beziehungsweise Halteeinrichtungen ist dadurch auf einfache, störungsunanfällige Weise möglich.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird außerdem ein Verfahren vorgeschlagen, das die in Anspruch 11 ge­ nannten Merkmale aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens zwei Schneidplat­ ten in radialer Richtung zur Mittelachse zwangsge­ koppelt werden, und während der ersten Bewegung der Schneidplatte in ihre Arbeitsposition und die zweite Schneidplatte zwangsweise in ihre Ruheposi­ tion verfahren wird, und während der zweiten Bewe­ gung die erste Schneidplatte zwangsweise in ihre Ruheposition und zweite Schneidplatte in ihre Ar­ beitsposition verfahren wird.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch das vordere Ende eines Ausdrehwerkzeugs, bei der eine erste Arbeitsposition der Schneidplatten angedeutet wird;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aus­ drehwerkzeugs im Längsschnitt, wobei die Schneidplatten jeweils in eine andere Ar­ beitsposition verlagert wurden;

Fig. 3 eine Stirnansicht des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Werkzeugs und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Halteeinrich­ tung, in die die Schneidplatten des Aus­ drehwerkzeugs eingebracht werden.

Zur Funktion des Ausdrehwerkzeugs ist kurz folgen­ des festzuhalten: Normalerweise wird das Ausdreh­ werkzeug in Rotation versetzt und in die zu bear­ beitende Bohrung eingeführt. Dabei kann mindestens eine Schneidplatte des Werkzeugs mit der Bohrungs­ oberfläche in Eingriff treten, so daß eine spanab­ hebende Bearbeitung der Oberfläche erfolgt. Grund­ sätzlich ist es auch denkbar, daß das Ausdrehwerk­ zeug feststehend ausgebildet wird und ein Werkstück in Rotation versetzt wird, in welches die zu bear­ beitende Bohrung eingebracht ist. Es kann eine Re­ lativbewegung des Werkstücks gegenüber dem Werk­ zeugs erfolgen, so daß das Ausdrehwerkzeug in die Bohrung eintaucht und die spanabhebende Bearbeitung der Bohrungsoberfläche erfolgt. Es kommt also letztlich nur darauf an, daß für die spanabhebende Bearbeitung eine Relativ-Drehbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück gegeben ist, die durch eine Relativ-Axialbewegung in Richtung der Mittel- be­ ziehungsweise Drehachse des Werkzeugs beziehungs­ weise der Bohrung überlagert wird.

Fig. 1 zeigt das vordere Ende eines Ausdrehwerk­ zeugs 1 im Längsschnitt während der Bearbeitung ei­ nes Werkstücks 3, nämlich bei der Bearbeitung einer Bohrungsoberfläche 5 einer Pleuelstange. Das im folgenden kurz als Werkzeug 1 bezeichnete Ausdreh­ werkzeug führt während einer Rotationsbewegung eine Vorschubbewegung aus, die bei der Darstellung in Fig. 1 von links nach rechts erfolgt. Die Vor­ schubrichtung ist durch einen Pfeil K_V dargestellt.

Das Werkzeug 1 weist einen Grundkörper 7 auf, in den Schneidplatten 9 und 11 eingesetzt sind. Es ist grundsätzlich möglich, die Schneidplatten unmittel­ bar in Nuten einzusetzen, die in die Umfangsfläche 13 des Grundkörpers 7 eingebracht sind. Hier sind auch als Kassetten bezeichnete Haltevorrichtungen 15 und 17 vorgesehen, in die die Schneidplatten 9 und 11 eingesetzt und mit denen die Schneidplatten fest verspannt sind. Darauf wird unten noch näher eingegangen.

Das Werkzeug 1 ist mit einer Stelleinrichtung 19 versehen, die eine Stellstange 21 umfaßt, die in einer hier konzentrisch zur Mittel- beziehungsweise Drehachse 23 verlaufenden Ausnehmung 25 im Grund­ körper 7 des Werkzeugs 1 verschieblich gelagert ist. Die Verschiebungsbewegung der Stellstange 21 erfolgt in Richtung der Mittelachse 23. Die Stell­ stange 21 bildet entweder unmittelbar mit den Schneidplatten 9 und 11 oder - wie hier dargestellt - mit den Haltevorrichtungen 15 und 17 ein Keilge­ triebe 27 aus. Dazu ist die Stellstange 21 mit Keilflächen 29 und 31 versehen, die mit Schrägflä­ chen 33 und 35 an den Haltevorrichtungen 15 und 17 zusammenwirken. Die Keilflächen 29 und 31 verlaufen hier parallel zueinander und schließen mit der Mit­ telachse 23 einen spitzen Winkel α₁; α₂ ein, wobei sich der Winkel α₁ der Keilfläche 29 in Richtung zur Stirnfläche 37 des Werkzeugs 1 öffnet, während sich der Winkel α2 der Keilfläche 31 in entgegenge­ setzter Richtung öffnet. Die Schrägflächen 33 und 35 verlaufen parallel zu den Keilflächen 29 bezie­ hungsweise 31, so daß hier der gleiche Winkel α₁ beziehungsweise Winkel α₂ gegeben ist.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schneidplatten 9 und 11 diametral gege­ nüberliegend im Grundkörper 7 des Werkzeugs 1 ange­ ordnet. Entsprechend sind auch die Keilflächen 29 und 31 und die zugehörigen Schrägflächen 33 und 35 der Haltevorrichtungen 15 und 17 diametral gegenü­ berliegend angeordnet.

Bei der Vorschubbewegung des Werkzeugs 1 in Rich­ tung des Pfeils K_V befindet sich die Stellstange 21 in ihrer vollständig zurückgezogenen Position, so daß die Stirnfläche 39 der Stellstange 21 einen Ab­ stand H zur Stirnfläche 37 des Werkzeugs 1 auf­ weist. Mit H ist der Hub der Stellstange 21 be­ zeichnet. Durch eine durch einen Pfeil gekennzeich­ nete, entgegen der Vorschubrichtung (Pfeil K_V) wir­ kende Kraft F_R wird die Haltevorrichtung 15 bezie­ hungsweise die Schneidplatte 9 gegenüber der Mit­ telachse 23 in radialer Richtung nach außen bewegt, während die Haltevorrichtung 17 beziehungsweise die Schneidplatte 11 gegenüber der Mittelachse 23 nach innen bewegt wird. Die Bewegungsrichtungen der bei­ den Haltevorrichtungen beziehungsweise Schneidplat­ ten sind durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet. Gegenüber dem Grundkörper 7 des Werkzeugs 1 findet also eine gleichgerichtete Bewegung der Schneidplatten 9 und 11 statt. Betrachtet man die Bewegung von der Mit­ telachse 23 aus, ergibt sich eine gegensinnige Be­ wegung der Schneidplatten beziehungsweise Haltevor­ richtungen durch die Rückzugskraft F_R der Stell­ stange 21, die auch als Zugstange bezeichnet werden kann.

Durch die Rückzugbewegung der Stellstange 21 wird also die Schneidplatte 9 in ihre radial außenlie­ gende Arbeitsposition verlagert, in der die Schneidplatte 9 die Bohrungsoberfläche 5 des Werk­ stücks 3 einer Vorbearbeitung unterzieht. Bei die­ sem Bearbeitungsschritt befindet sich entsprechend die gegenüberliegende Schneidplatte 11 in ihrer Ru­ heposition, das heißt, sie tritt mit der Bohrungs­ oberfläche 5 nicht in Eingriff.

Durch die Vorschubbewegung des Werkzeugs 1 tritt die Schneidplatte 9 schließlich aus der Bohrungs­ oberfläche 5 aus. Nun wird die Stellstange 21 mit einer vorwärtgerichteten Kraft F_V, wie durch einen Pfeil in Fig. 2 angedeutet, bewegt, hier rein bei­ spielhaft so weit, bis die Stirnfläche 39 der Stellstange 21 mit der Stirnfläche 37 des Werkzeugs 1 fluchtet. Durch die Wirkung des Keilgetriebes 27 wird die Schneidplatte 9 beziehungsweise die zuge­ hörige Haltevorrichtung 15, wie durch einen Pfeil angedeutet, nach innen in Richtung zur Dreh- bezie­ hungsweise Mittelachse 23 bewegt, während die ge­ genüberliegende Schneidplatte 11 und die zugehörige Haltevorrichtung 17 nach außen verlagert werden, was ebenfalls durch einen Pfeil in Fig. 2 angedeu­ tet ist. Die Verlagerung der. Schneidplatte 9 in eine Ruheposition und das Ausfahren der Schneid­ platte 11 in eine Arbeitsposition nach Beendigung der Vorbearbeitung, also nachdem die Schneidplatten 9 und 11 durch die Bohrung hindurchgetreten sind, bewirkt ein Umschalten des Werkzeugs 1 von der Vor­ auf die Feinbearbeitung.

Die Schneidplatte 9 beziehungsweise 11 kann in ihrer Ruheposition vollständig in den Grundkörper 7 ein­ getaucht sein, das heißt die Umfangsfläche 13 des Grundkörpers 7 wird nicht überragt. Wichtig ist, daß die durch die Stelleinrichtung 19 erzwungene Relativbewegung der Schneidplatten 9 und 11 bezüg­ lich des Grundkörpers 7 beziehungsweise der Um­ fangsfläche 13 unter einen beliebigen Winkel zur Mittelachse 23 - vorzugsweise orthogonal - so weit erfolgen kann, daß die jeweilige Schneidplatte in ihre Arbeitsposition verlagert ist und das Werk­ stück 3 bearbeiten kann und in ihrer Ruheposition außer Eingriff mit der Bearbeitungsfläche steht.

Die Darstellung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 also lediglich dadurch, daß die Schneidplatten 9 und 11 beziehungsweise die zu­ gehörigen Haltevorrichtungen 15 und 17 in ihre ent­ gegensetzte Position verlagert wurden: Es befindet sich nun die Schneidplatte 9 in ihrer Ruheposition, während sich die Schneidplatte 11 in ihrer Arbeits­ position befindet. Es findet nun eine Umkehrung der Vorschubrichtung des Werkzeugs 1 statt. Das Werk­ zeug 1 wird nun von rechts nach links durch die Bohrung im Werkstück 3 bewegt, so daß die Bohrungsoberfläche 5 nun einer Fertigbearbeitung durch die Schneidplatte 11 unterzogen werden kann. Der Rück­ lauf des Werkzeugs 1 beziehungsweise die Rücklauf­ richtung ist durch einen Pfeil V_e gekennzeichnet.

In den Darstellungen gemäß den Fig. 1 und 2 übereinstimmende Teile wurden mit gleichen Bezugs­ ziffern versehen, so daß insofern auf die Beschrei­ bung zu Fig. 1 verwiesen werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnseite 37 des Werkzeugs 1 beziehungsweise die Stirnseite 39 der Stellstange 21. Die Bohrungsoberfläche 5 ist durch eine Kreislinie angedeutet. Teile die mit de­ nen in Fig. 1 und 2 übereinstimmen, tragen gleiche Bezugsziffern, so daß insofern auf die Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 verwiesen werden kann.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Werkzeug 1 lediglich zwei einander zugeord­ nete Schneidplatten 9 und 11 aufweist, die unter Einfluß der Stelleinrichtung 19 in bezug auf die Mittelachse 23 entgegengesetzte Bewegungen durch­ führen. In Fig. 3 befindet sich die Schneidplatte 11 in ihrer Arbeitsposition und die Schneidplatte 9 in ihrer Ruheposition. Die Stirnansicht zeigt, daß die Haltevorrichtungen 15 und 17 in Nuten 41 und 43 eingesetzt sind, die in den Grundkörper 7 des Werk­ zeugs 1 eingebracht wurden. Entsprechend sind die Schneidplatten 9 und 11 in Nuten 45 und 47 einge­ setzt, die in die Haltevorrichtungen 15 und 17 ein­ gebracht sind.

Aus der Stirnansicht wird insbesondere deutlich, daß die Keilflächen 29 und 31 und die Schrägflächen 33 und 35 fest aufeinander anliegen, wenn die ent­ sprechenden Schneidplatten 9 oder 11 sich in ihrer Arbeitsposition befinden. Die für die Bearbeitung der Bohrungsoberfläche 5 erforderlichen Anpreß­ kräfte werden also über die Flächen 29, 31, 33 und 35 in das Werkzeug 1 eingeleitet. Im Bereich dieser Flächen sind die Stellstange 21 und die Haltevor­ richtungen 15 und 17 durch Formschluß miteinander gekoppelt. Es ist hier eine sogenannte Schwalben­ schwanzverbindung 49 zwischen der Stellstange 21 und der Haltevorrichtung 15 und eine zweite Schwal­ benschwanzverbindung 51 zwischen der Stellstange 21 und der Haltevorrichtung 17 vorgesehen. Aufgrund dieses Formschlusses werden die Haltevorrichtungen 15 und 17 nicht nur mit nach außen gerichteten Druckkräften des Keilgetriebes 27 beaufschlagt, sondern auch nach innen in Richtung auf die Mit­ telachse 23 gerichteten Zugkräften. Es ergibt sich also eine Zwangskopplung der Schneidplatten 9 und 11 mit der Stellstange 21 über die Haltevorrichtun­ gen 15 und 17. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Schneidplatten 9 und 11 in ihre Ruhepositi­ onen verlagert werden und damit nicht mehr in Ein­ griff mit der Bohrungsoberfläche 5 treten können.

Aus Fig. 3 ist noch ersichtlich, daß die Schneid­ platte 9 mit Hilfe einer Spannpratze 15' an der Haltevorrichtung 15 fixiert wird, während die Schneidplatte 11 mittels einer Spannpratze 17' in der Haltevorrichtung 17 verankert ist. Die Spann­ pratzen 15' und 17' werden mit Hilfe von Spannschrauben 53 und 55 festgespannt, die auch in den Grundkörper 7 des Werkzeugs 1 eingreifen, so daß auch eine Verankerung der Haltevorrichtungen 15 und 17 im Grundkörper 7 sichergestellt ist.

Jeder der beiden Schneidplatten 9 und 11 ist minde­ stens eine Führungsleiste zugeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Führungsleisten vorgesehen. Eine erste Führungslei­ ste 57 beziehungsweise 59 eilt den Schneidplatten 9 beziehungsweise 11 um etwa 25° nach, während eine zweite Führungsleiste 61 beziehungsweise 63 den Schneidplatten 9 beziehungsweise 11 um 90° nach­ eilt. Die Nacheilung wird auf die durch A gekenn­ zeichnete, gegen den Uhrzeigersinn verlaufende Drehrichtung des Werkzeugs 1 bezogen.

Während einer Drehbewegung des Werkzeugs 1 in Rich­ tung des Pfeils A trägt die in Fig. 3 untenlie­ gende Schneidplatte 11, die sich in ihrer Arbeits­ position befindet, Späne von der Bohrungsoberfläche 5 ab. Diese Späne gelangen in einen Spanraum 65, der durch eine Ausnehmung im Grundkörper 7 des Werkzeugs 1 gebildet ist. Ein entsprechender Span­ raum 67 ist auch für die Schneidplatte 9 vorgese­ hen.

Die bei der Bearbeitung der Bohrungsoberfläche 5 anfallenden Späne haben eine Dicke, die von der Verstellbewegung des Werkzeugs 1 abhängen. Die von der Stelleinrichtung 19 bewirkte Verlagerung der Schneidplatten 9 und 11, die auch als Zustellung bezeichnet wird, kann in einem Bereich von 0,005 mm bis 2 mm gewählt werden. Besonders bevorzugt wird eine Verlagerung der Schneidplatte 11 von circa 0,05 mm, so daß sich eine Durchmesservergrößerung der Bohrung von circa 0,1 mm ergibt, nachdem die Bohrungsoberfläche 5 einer Feinbearbeitung durch die Schneidplatte 11 unterzogen wurde.

In Fig. 4 wird schließlich noch eine Haltevorrich­ tung, hier rein beispielhaft die Haltevorrichtung 15 dargestellt, da die Haltevorrichtungen 15 und 17 üblicherweise ähnlich aufgebaut sind. Die Haltevor­ richtung 15 weist eine Ausnehmung 71 auf, deren Kontur an die der Schneidplatte 9 angepaßt ist. Beispielhaft wurden hier sechseckige Schneidplatten dargestellt. Entsprechend ist auch die Ausnehmung 71 sechseckig ausgebildet.

In die Haltevorrichtung 15 ist eine Vertiefung 69 eingebracht, in die die Spannpratze 15' drehsicher eingesetzt werden kann, die hier lediglich gestri­ chelt angedeutet ist. Die Spannpratze 15' ist so angeordnet, daß sie auf die Vorderseite der Schneidplatte 9 wirkt und diese gegen die Haltevor­ richtung 15 anpreßt.

In Fig. 4 ist angedeutet, daß die Haltevorrichtung 15 auch zwei Ausnehmungen 69 aufweisen kann, die nebeneinanderliegend angeordnet sind. Es ist also denkbar, zwei - in Längsrichtung des Werkzeugs 1 ge­ sehen - Messerplatten hintereinander vorzusehen. An­ stelle der sechseckigen Schneidplatte können auch langgestreckte rechteckige Schneidplatten vorgese­ hen werden, die dann von zwei Spannpratzen fixiert werden.

Fig. 4 gibt auch nocheinmal die Schrägfläche 33 der Haltevorrichtung 15 wieder, die Teil des anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Keilgetriebes 27 ist. Die Schrägfläche 35 der Haltevorrichtung 17 verläuft allerdings mit entgegengesetzter Neigung. Während sich hier der spitze Winkel α₁ nach rechts öffnet, öffnet sich der Winkel α₂ bei der Haltevor­ richtung 17 nach links. Auf die entgegengesetzten Öffnungsrichtungen der Winkel α₁ und α₂ wurde oben anhand von Fig. 1 im Einzelnen eingegangen.

Werden die Haltevorrichtungen 15 und 17 so lang ausgebildet, wie anhand von Fig. 4 ersichtlich, so ist es möglich, die Spannpratze 15' beziehungsweise 17' mit einer ersten Spannschraube und die Halte­ vorrichtung 15 beziehungsweise 17 mit einer zweiten Spannschraube am Grundkörper 7 des Werkzeugs 1 zu befestigen, die in einem Abstand zur ersten Spann­ schraube liegt. Bei dem hier dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die Haltevorrichtung 15 etwa 2,5- mal so lang wie die maximale Breite der Schneid­ platte 9. Die Dimensionierung kann an den jeweili­ gen Auslegungstyp des Werkzeugs 1 angepaßt werden. Entscheident ist allein, daß die Haltevorrichtung 15 sicher im Grundkörper 7 des Werkzeugs 1 gehalten ist und von der Stelleinrichtung 19 möglichst spielfrei geführt wird. Die bei der Bearbeitung der Bohrungsoberfläche 5 auftretenden Reaktionskräfte müssen über die Schneidplatte und die Haltevorrich­ tung und über die Keil- und Schrägflächen in das Werkzeug 1 eingeleitet werden, ohne daß es zu Setz­ bewegungen kommt.

Nach allem ergibt sich folgendes Verfahren für die Feinbearbeitung von Bohrungsoberflächen 5 in Werk­ stücken 3:
Während einer ersten Bewegung des Werkzeugs 1 in Vorschubrichtung K_V befindet sich eine erste Schneidplatte, hier die Schneidplatte 9 in einer Arbeitsposition, während die gegenüberliegende Schneidplatte 11 in eine Ruheposition verlagert ist. Die Position der Schneidplatten wird durch ei­ ne Stelleinrichtung 19 vorgeben, wie sie anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Während dieser ersten Bewegung findet eine Vorbearbeitung der Boh­ rungsoberfläche 5 statt, während sich das Werkzeug gegen den Uhrzeigersinn dreht (siehe den Pfeil A in Fig. 3) und in Vorschubrichtung K_V (siehe den Pfeil in Fig. 1) bewegt wird. Wenn die erste Schneidplatte 9 aus der zu bearbeitenden Bohrung austritt, wird die Stelleinrichtung 19 aktiviert und eine gegensinnige Bewegung der Schneidplatten 9 und 11 zwangsweise durchgeführt. Dadurch gelangt die erste Schneidplatte 9 in ihre Ruheposition, während die zweite Schneidplatte 11 in ihre Ar­ beitsposition verlagert wird. Es erfolgt also quasi ein Umschalten von der Vor- auf die Feinbearbei­ tung, wenn die Schneidplatten aus der Bohrung he­ rausgefahren sind beziehungsweise nicht mehr mit der Bohrungsoberfläche 5 in Eingriff stehen. Dazu wird die Stellstange 21, wie in Fig. 2 durch einen Pfeil gekennzeichnet, mit einer Kraft F_V beauf­ schlagt und um die Strecke H nach vorne in Richtung der Stirnfläche 37 des Werkzeugs 1 bewegt. Die Be­ wegungsrichtung der Stellstange 21 hängt von der Wahl des Neigungswinkels der Keil- und Schrägflä­ chen des Keilgetriebes 27 ab.

Nachdem die Schneidplatten 9 und 11 bezüglich der Mittelachse 23 einer gegensinnigen Bewegung unterworfen wurden, findet auch eine Bewegungsumkehr der Vorschubrichtung des Werkzeugs 1 statt. Während des Zurücklaufens des Werkzeugs 1 in Richtung des in Fig. 2 dargestellten Pfeiles V_e findet eine Fer­ tigbearbeitung der Bohrungsoberfläche 5 durch die Schneidplatte 11 statt, während die erste Schneid­ platte 9 die Bohrungsoberfläche nicht berührt.

Eine Verlagerung der Schneidplatten findet also ei­ nerseits vor der Vorbearbeitung der Bohrungsober­ fläche 5 und vor deren Fertigbearbeitung statt. Während der Bearbeitung wird die Stelleinrichtung 19 nicht aktiviert.

Nach Beendigung der Rücklaufbewegung findet wieder­ um eine Aktivierung der Stelleinrichtung 19 statt, so daß nun wiederum die erste Schneidplatte 9 in ihre Arbeitsposition bewegt wird, während die zwei­ te Schneidplatte 11 in ihre Ruheposition rückverla­ gert wird. Es ist nun möglich, die Bohrungsoberflä­ che 5 eines weiteren Werkstücks 3 zu bearbeiten. Zwischen zwei Bearbeitungsschritten werden die Schneidplatten beziehungsweise deren Haltevorrich­ tungen um 0,005 mm bis 2 mm verlagert. Vorzugsweise findet eine Verlagerung um circa 0,05 mm statt, be­ vor die Fertigbearbeitung erfolgt, so daß sich zwi­ schen Vor- und Fertigbearbeitung eine Durchmesser­ differenz von circa 0,1 mm ergibt.

Nach allem wird deutlich, daß für die Vor- und Fer­ tigbearbeitung ein und desselben Werkstücks ein einziges Werkzeug eingesetzt werden kann. Ein Werk­ zeugwechsel ist nicht mehr erforderlich. Dies führt bei der Bearbeitung von Werkstücken zu einer we­ sentlichen Zeitersparnis. Außerdem zeigt sich, daß zwei Arbeitsschritte während einer Vor- und Rück­ laufbewegung des Werkzeugs durchgeführt werden kön­ nen, nämlich zunächst eine Vorbearbeitung und dann, während der Rücklaufbewegung, eine Fertigbearbei­ tung der Bohrungsoberfläche 5. Auch dies führt zu einer wesentlichen Zeitersparnis, da zwei Arbeits­ gänge bei der Vor- und Rücklaufbewegung des Werk­ zeugs stattfinden können.

Die Vorbearbeitung des Werkstücks erfolgt also im Vorlauf, wobei die Schneidplatte 9 als sogenanntes "stoßendes Messer" wirkt. Die Fertigbearbeitung des Werkstücks findet im Rücklauf statt, wobei die Schneidplatte 11 als sogenanntes "ziehendes Messer" wirkt. Es ergibt sich hier eine qualitativ beson­ ders gute Bohrungsoberfläche, so daß eine Feinbear­ beitung der Bohrung gegeben ist.

Da sich die Schneidplatte 9 - bezogen auf die Vor­ schubbewegung - im vorderen Bereich der Haltevor­ richtung 15 befindet, ergibt sich durch die Füh­ rungsleisten 57 und 61, deren Länge wesentlich größer ist als die Breite der Schneidplatte, eine sogenannte Nachführung. Die Führungsleisten führen das Werkzeug 1 also in einen Bereich, der - bezogen auf die Vorschubbewegung - der Schneidplatte 9 nach­ eilt.

Auch bei der Haltevorrichtung 17 ist die Schneid­ platte 11 im rechten Bereich nahe der Stirnseite 37 des Werkzeugs 1 angeordnet. Die Führungsleisten 59 und 63 der Schneidplatte 11 reichen weit über die Schneidplatte 11 hinweg nach links, so daß eine so­ genannte Vorführung ergibt, was zu einer besonders gleichmäßigen Oberflächenqualität der Bohrung führt.

Das Werkzeug 1 ist auf übliche Weise mit einer Werkzeugmaschine gekoppelt. Auch wird die Vorschub- und Rückzugbewegung der Stellstange auf herkömmli­ che Weise bewirkt. Es ist im übrigen denkbar, der Stellstange 21 einen Antrieb zuzuordnen, der voll­ ständig im Werkzeug 1 angeordnet ist und beispiels­ weise aus einem Elektromotor besteht, der die Stellstange 21 über eine Gewindestange vor- und zu­ rückbewegt. Eine derartige Ausgestaltung verein­ facht den Wechsel des Werkzeugs 1 und erlaubt auch einen automatischen Werkzeugwechsel.

Aus den Erläuterungen wird deutlich, daß grundsätz­ lich auch mehr als zwei Schneidplatten in einem Werkzeug 1 vorgesehen werden können, die von einer Stelleinrichtung ein- und ausgefahren werden. Eine besonders hohe Festigkeit des Werkzeugs ergibt sich jedoch, wenn nur zwei zusammenwirkende Schneidplat­ ten vorgesehen werden, die vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind, so daß eine be­ sonders einfache Ansteuerung über eine Stellein­ richtung möglich ist.

Claims (14)

1. Ausdrehwerkzeug für eine Vor- und Fertigbearbei­ tung einer Bohrungsoberfläche, mit mindestens zwei Schneidplatten und einer Stelleinrichtung, die mit mindestens einer Schneidplatte zusammenwirkt, so daß mindestens eine Schneidplatte mittels der Stelleinrichtung im Grundkörper - in bezug auf die Mittelachse (23) des Ausdrehwerkzeugs (1) in radia­ ler Richtung - gegenüber der Umfangsfläche verlager­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellein­ richtung (19) mit mindestens zwei einander zugeord­ neten Schneidplatten (9, 11) zwangsgekoppelt ist und daß die Zuordnung der Schneidplatten (9, 11) darin besteht, daß diese gegensinnig in radialer Richtung zur Mittelachse (23) verlagerbar sind und daß die Stelleinrichtung (19) jeweils eine Schneidplatte (9; 11) in eine Arbeitsposition und die andere Schneidplatte (11; 9) in eine Ruheposition verlagert und daß wenigstens zwei in die Umfangsfläche des Grundkörpers (7) des Ausdrehwerkzeugs (1) einge­ brachte Nuten (41, 43) eingesetzte und fixierte Füh­ rungsleisten (57, 61; 59, 63) vorgesehen sind.

2. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidplatten (9, 11) in Halte­ einrichtungen (15, 17) eingesetzt sind, und die Hal­ teeinrichtungen (15, 17) in den Nuten (41, 43) gelagert und mit der Stelleinrichtung (19) gekoppelt sind.

3. Ausdrehwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid­ platten (9, 11) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Ausdrehwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schneidplatte (9, 11) jeweils zwei Führungsleisten (57, 61; 59, 63) zugeordnet sind.

5. Ausdrehwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stell­ einrichtung (19) eine in Richtung der Mittelachse (23) des Ausdrehwerkzeugs (1) verlaufende Stell­ stange (21) aufweist.

6. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stellstange (21) mit den Hal­ teeinrichtungen (15, 17) ein Keilgetriebe (27) bil­ det und das Keilgetriebe (27) den Halteeinrichtun­ gen (15, 17) zugeordnete Keilflächen (29, 31) auf­ weist, die mit an den Halteeinrichtungen (15, 17) vorgesehenen Schrägflächen (33, 35) zusammenwirken.

7. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrägflächen (33, 35) mit der Mittelachse (23) der Stellstange (21) einen - vor­ zugsweise gleichen - Winkel (α₁, α₂) einschließen, aber in entgegengesetzten Richtungen ansteigen oder abfallen.

8. Ausdrehwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (19) mit den Schneidplatten (9, 11) oder mit deren Haltevorrichtungen (15, 17) durch Formschluß gekop­ pelt ist.

9. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kopplung mittels einer Schwalbenschwanzverbindung (49, 51) erfolgt.

10. Ausdrehwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Stelleinrichtung (19) bewirkte Verlagerungsweg 0,005 mm bis 2 mm, vorzugsweise circa 0,05 mm be­ trägt.

11. Verfahren zur Vor- und Fertigbearbeitung einer Bohrungsoberfläche, wobei in einer ersten Bewegung eines Ausdrehwerkzeugs entlang seiner Mittelachse die Bohrungsoberfläche vorbearbeitet wird und in einer zweiten, der ersten Bewegung entgegengesetz­ ten Bewegung des Ausdrehwerkzeugs die Bohrungs­ oberfläche fertigbearbeitet wird, mit mindestens zwei Schneidplatten, wobei mindestens eine Schneid­ platte radial zur Mittelachse bewegt wird, mit Hil­ fe eines Ausdrehwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schneidplatten in radialer Richtung zur Mit­ telachse zwangsgekoppelt werden, und während der ersten Bewegung die Schneidplatte (9) in ihre Ar­ beitsstellung und die zweite Schneidplatte (11) zwangsweise in ihre Ruhestellung verfahren wird, und während der zweiten Bewegung die erste Schneid­ platte (9) zwangsweise in ihre Ruhestellung und die zweite Schneidplatte (11) in ihre Arbeitsstellung verfahren wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bohrungsoberfläche (5) während einer Vorlaufbewegung des Ausdrehwerkzeugs (1) vor­ bearbeitet wird und die Bohrungsoberfläche (5) wäh­ rend einer Rücklaufbewegung des Ausdrehwerkzeugs (1) fertigbearbeitet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schneidplatten (9, 11) zwi­ schen zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschrit­ ten verlagert werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten (9, 11) zwischen zwei Bearbeitungsschritten um 0,005 mm bis 2 mm, vorzugsweise um circa 0,05 mm verlagert werden.