DE202009008879U1

DE202009008879U1 - Device for dimensionally accurate machining of crankshafts or camshafts

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Publication number: DE202009008879U1
Application number: DE202009008879U
Authority: DE
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2019-06-27

Abstract

Vorrichtung zur endmaßgenauen Bearbeitung von Kurbel- oder Nockenwellen auf Endmaßtoleranzen R_z < 10 μm, vorzugsweise ≤ 5 μm und Rundlauftoleranzen ≤ 30 μm, vorzugsweise ≤ 6 μm, die spanend bearbeitet worden sind und wenigstens teilweise einer Härtung unterzogen worden sind, mit auf einem Innen- oder Außenfräser angeordneten radial oder axial einstellbaren Schneideinsätzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsätze mit CBN- oder PKD-Inlets bestückt sind, wobei abwechselnd lateral, radial und tangential eingespannte Schneideinsätze aufeinander folgen.Apparatus for dimensionally accurate machining of crankshafts or camshafts to final dimension tolerances R _z <10 μm, preferably ≤ 5 μm and concentricity tolerances ≤ 30 μm, preferably ≤ 6 μm, which have been machined and at least partially subjected to hardening, with on an inside - Or external milling arranged radially or axially adjustable cutting inserts, characterized in that the cutting inserts are equipped with CBN or PCD inlets, wherein alternately laterally, radially and tangentially clamped cutting inserts follow each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur endmaßgenauen Bearbeitung von Kurbel- oder Nockenwellen auf Endmaßtoleranzen R_z < 10 μm, vorzugsweise ≤ 5 μm und Rundlauftoleranzen ≤ 30 μm, vorzugsweise ≤ 6 μm. Die Kurbel- oder Nockenwellen sind spanend bearbeitet und wenigstens teilweise einer Härtung unterzogen worden.The invention relates to a device for dimensionally accurate machining of crankshafts or camshafts to final dimension tolerances R _z <10 μm, preferably ≤ 5 μm and concentricity tolerances ≤ 30 μm, preferably ≤ 6 μm. The crankshafts or camshafts have been machined and at least partially subjected to hardening.

Bei den nach dem Stand der Technik bekannten Bearbeitungsverfahren durchlaufen die Kurbelwellen üblicherweise mehrere Behandlungsstufen. Zunächst werden die gegossenen oder geschmiedeten Wellen einer spanenden Bearbeitung wie dem Dreh-Räumen, Dreh-Dreh-Räumen, Innenrundfräsen und Außenfräsen, insbesondere bei hohen Fräsgeschwindigkeiten, ausgesetzt, wobei das gusstechnisch oder schmiedetechnisch vorgesehene Aufmaß bis auf einen Restwert im Millimeterbereich abgetragen wird.at undergo the known in the art processing methods the crankshafts usually several treatment stages. First, the cast or forged waves a machining such as the turning-broaching, turning-turning-broaching, Internal rounding and external milling, in particular at high milling speeds, the casting technology or oversized forging except one Residual value in the millimeter range is removed.

Um die Abriebfestigkeit der Kurbelwelle zu erhöhen, wird die Welle zumindest teilweise nach einem weiteren Schritt gehärtet, beispielsweise durch induktives Härten, um die gewünschte Material- und Gefügestruktur zu erzielen. Bei der Härtung ist eine Verzug und eine geringfügige Maßänderung der Kurbelwelle oder der Nockenwelle nicht auszuschließen, die in einem späteren Bearbeitungsschritt kompensiert werden muss.Around To increase the abrasion resistance of the crankshaft, the Shaft hardened at least partially after a further step, for example, by inductive hardening to the desired Material and microstructure to achieve. When curing is a default and a slight dimensional change the crankshaft or the camshaft can not be excluded, the be compensated in a later processing step got to.

Üblicherweise werden die Kurbelwellen in einem dritten Bearbeitungsschritt geschliffen, beispielsweise mit einer Schleifscheibe, deren Rotationsachse parallel zur Rotationsachse der sich drehenden Kurbel- oder Nockenwelle bewegt. Zumeist wird das Schleifen unter Zusatz von Kühlschmiermitteln durchgeführt, um eine zu große Erwärmung der Kurbelwelle beim abschließenden Schleifgang zu vermeiden. Abgesehen davon, dass die Entsorgung des entstehenden Schleifschlammes, der sowohl die abgeschliffenen Wellenpartikel als auch die herausgerissenen Schleifkörner der Schleifscheibe enthält, kostspielig ist, da Schleifschlamm als Sondermüll behandelt werden muss, lassen sich beim Schleifen weder eine hohe Erwärmung des Werkstücks völlig ausschließen noch ungünstige Einflüsse auf die Werkstück oberfläche, die in Folge der hohen Bearbeitungsdrucke beim Schleifen eine unerwünschte Oberflächenstruktur im mikroskopischen Bereich erzeugen.Usually the crankshafts are ground in a third processing step, For example, with a grinding wheel whose axis of rotation parallel moves to the axis of rotation of the rotating crankshaft or camshaft. Mostly, the grinding with the addition of cooling lubricants carried out to overheating to avoid the crankshaft during the final grinding cycle. Apart from the fact that the disposal of the resulting grinding sludge, the both the abraded wave particles as well as the torn out Abrasive grains of the grinding wheel contains, costly is because abrasive sludge is treated as hazardous waste must, when grinding, neither a high warming completely exclude the workpiece still unfavorable influences on the workpiece surface, as a result of the high processing pressures during grinding an undesirable surface structure in the microscopic area.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die genannten Nachteile vermieden werden.Of these, The present invention is based on the object, to provide a device of the type mentioned, with the the mentioned disadvantages are avoided.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved with a device according to claim 1.

Zunächst wird die Kurbel- oder Nockenwelle einer ersten spanenden Bearbeitung sowie einer nachfolgenden Härtung, etwa auf Werte zwischen 45 bis 60 HRC, vorzugsweise 50 bis 53 HRC unterzogen. Hiernach schließt sich eine abschließende spanende Bearbeitung mit CBN- oder PKD-Inlets bestückten Schneideinsätzen an, mit denen die endmaßgenaue Form gefertigt wird. Apparativ wird hierzu eine Vorrichtung verwendet, die aus einem Innen- oder Außenfräser besteht, auf dessen Peripherie radial und/oder axial einstellbare Schneideinsätze befestigt sind, die jeweils mit CBN- oder PKD-Inlets bestückt sind, wobei vorzugsweise abwechselnd lateral, radial und tangential eingespannte Schneideinsätze aufeinander folgen. Allerdings kann die Anzahl der tangential eingespannten Schneideinsätze, welche der Glättung der Hub- oder Hauptlager dienen, deutlich geringer sein als die Anzahl der lateral eingespannten Schneideinsätze, die für die jeweilige Wangenbearbeitung und Unterstichfertigung benötigt werden.First The crankshaft or camshaft of a first machining and a subsequent hardening, for example to values between 45 to 60 HRC, preferably 50 to 53 HRC. After that closes a final machining with CBN or PCD inlets equipped with cutting inserts, with which the final gauge shape is made. Apparativ becomes For this purpose, a device used, consisting of an internal or external cutters exists, on its periphery radially and / or axially adjustable Cutting inserts are attached, each with CBN or PCD inlets are populated, preferably alternately laterally, radially and tangentially clamped cutting inserts follow one another. However, the number of tangentially clamped Cutting inserts, which facilitate the smoothing of the lifting or main bearings serve significantly less than the number of laterally clamped cutting inserts suitable for the respective cheek processing and undercut production are needed.

Der Austausch des auf eine Härtung folgenden Schleifens gegen eine zerspanende Bearbeitung hat nicht nur den Vorteil, dass die gesamte Fertigungslinie trocken, d. h. ohne Einsatz von Kühlschmiermittel, gefahren werden kann, womit insbesondere die mit Spänen und Schleifschlamm belastete Entsorgung des Kühlschmiermittels oder dessen Wiederaufarbeitung entfällt, sondern auch die Fertigungsgenauigkeit erhöht wird. Dies setzt jedoch voraus, das die Zerspanungsarbeiten mit CBN- oder PKD-Schneiden durchgeführt wird, die erst eine hinreichend genaue endmaßexakte Fertigung unter Einhaltung geringer Toleranzen ermöglicht. Der bloße Austausch eines Schleifverfahrens nach dem Härten gegen eine Zerspanungsbearbeitung mit her kömmlichen Hartmetall-Schneideinsätzen bringt jedenfalls nicht die gewünschten Endmaße, weshalb sich bei solchen Zerspanungen noch ein Feinschleifen anschließen muss, etwa mittels Schleifbändern. Durch Einsatz der CBN- oder PKD-Schneiden wird eine Oberflächenstruktur geschaffen, welche eine Toleranz im Bereich R_z < 10 μm und eine Rundlauftoleranz unter 30 μm, vorzugsweise bei 6 μm oder weniger einhalten lässt.The replacement of the following grinding on a hardening against machining has not only the advantage that the entire production line dry, ie can be used without the use of cooling lubricant, which in particular eliminates the burden of chips and grinding sludge disposal of the cooling lubricant or its reprocessing, but also the manufacturing accuracy is increased. However, this presupposes that the cutting work is carried out with CBN or PCD cutting edges, which only allows a sufficiently accurate final dimension-accurate production while maintaining low tolerances. The mere replacement of a grinding process after hardening against machining with her forth conventional carbide cutting inserts in any case does not bring the desired final dimensions, which is why in such machining still a fine grinding must be followed, such as by means of abrasive belts. By using the CBN or PCD cutting edges, a surface structure is created which allows a tolerance in the range R _z <10 μm and a concentricity tolerance below 30 μm, preferably at 6 μm or less, to be maintained.

Wird sowohl vor dem Härten als auch nach dem Härten mit einer definierten Schneide, d. h. mit einer zerspanenden Bearbeitung gearbeitet, kann eine höhere Unrundheit in der ersten Bearbeitungsstufe im abschließenden Zerspanungsgang beseitigt werden, da die Passivkraft auf die Lagerstelle deutlich kleiner ist als beim Schleifen. Bei einem abschließenden zerspanenden Bearbeiten reichen zur Beseitigung einer Unrundheit auch ein oder zwei Fräsumläufe, wohingegen beim Schleifen mehrmalige Umläufe mit den zuvor beschriebenen Nachteilen erforderlich waren.Becomes both before hardening and after hardening with a defined cutting edge, d. H. with a machining process worked, may have a higher runout in the first processing stage be eliminated in the final Zerspanungsgang because the passive force on the bearing is significantly smaller than the Grind. For a final machining job one or two milling circuits are sufficient to eliminate runout whereas when grinding several times with the previously described disadvantages were required.

Als weiterer positiver Effekt ergeben sich durch die Verwendung von PKD- und CBN-Schneiden neben einer hohen Oberflächenqualität der Werkstücke auch lange Standzeiten, womit die Wirtschaftlichkeit des Behandlungsverfahrens erhöht wird. Die hohe Abrasionsbeständigkeit der PKD- oder CBN-Schneiden lässt auch eine hohe Prozesssicherung und eine hohe Einstellgenauigkeit erreichen. Die sich ergebende Verteuerung der Schneideinsätze (gegenüber einstückigen Hartmetall-Schneideinsätzen) wird in Folge längerer Standmenge pro Schneide in einer kürzeren Taktzeit mehr als kompensiert, so dass die Kurbel- oder Nockenwellenherstellung insgesamt auch preiswerter wird.When Another positive effect results from the use of PCD and CBN cutting edges in addition to a high surface quality the workpieces also long service life, bringing the economy of the treatment process is increased. The high abrasion resistance The PCD or CBN cutting also allows a high process safety and achieve a high setting accuracy. The resulting Increased cost of cutting inserts (compared to one piece Carbide cutting inserts) becomes longer in a row Stall quantity per edge in a shorter cycle time more than compensated so that the crankshaft or camshaft manufacturing total also cheaper.

Die Rautiefe R_z stellt den Abstand zwischen der höchsten Erhebung und der tiefsten Vertiefung einer mikroskopischen Oberflächenstruktur innerhalb einer definierten Prüfstrecke dar, wobei der so ermittelte Wert von 5 Prüfstrecken zur Bestimmung von R_z ermittelt wird. Hiermit werden Ausreißer aus dem Oberflächenprofil, nämlich sehr hohe Spitzen und sehr tiefe Täler nicht überbewertet.The roughness R _z represents the distance between the highest elevation and the deepest depression of a microscopic surface structure within a defined test track, whereby the value thus determined of 5 test sections is determined for the determination of R _z . This will not overrun outliers from the surface profile, namely very high peaks and very deep valleys.

Der Rundlauf wird bestimmt durch Kreise, die innen und außen an die Ist-Kontur des Werkstückes angelegt werden. Die beiden Kreise sind konzentrisch zueinander angeordnet, so dass der tatsächliche Querschnittsverlauf eines Werkstückes im Zwischenraum zwischen diesen beiden Kreisen liegt. Die vorliegende Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass spanende Verfahren mittels eines Außen- oder Innenfräsers eine höhere Rundlaufgenauigkeit garantieren als ein übermäßiges Schleifen, bei dem ohnehin der Materialabtrag relativ gering ist. Wird durch die Wahl der Zerspanungswerkzeuge und der Justierbarkeit auf einem Außen- oder Innenfräser eine exakte, über lange Standzeiten genaue, Schneideinsatz Positionierung gewährleistet, lassen sich trotz der fehlenden Schleifbearbeitung gute Resultate erzielen, die den Ansprüchen nach Anspruch 1 hinsichtlich der Endmaßtoleranzen und Rundlauftoleranzen genügen.Of the Concentration is determined by circles, inside and outside be applied to the actual contour of the workpiece. The Both circles are arranged concentrically to each other, so that the actual cross-sectional profile of a workpiece lies in the space between these two circles. The present Invention is based in particular on the finding that cutting Method by means of an external or internal milling cutter guarantee a higher concentricity than an excessive Grinding, in which anyway the material removal is relatively low. Is determined by the choice of cutting tools and adjustability on an external or internal router a precise, over long service life accurate, cutting insert positioning ensured, can be good results despite the lack of grinding achieve the claims according to claim 1 regarding the final dimension tolerances and concentricity tolerances are sufficient.

Vorzugsweise-Ausgestaltungen der Schneideinsätze, die mit CBN- oder PKD-Inlets bestückt sind, sind in den Unteransprüchen beschrieben. So ist insbesondere der jeweilige Schneideinsatz zur Bearbeitung der Hub- oder Mittellager einer Kurbel- oder Nockenwelle mit einer dachförmig ausgebildeten Schneidkante ausgestattet, die zwei Schneidkantenabschnitte aufweist, welche einen Winkel von 173° bis 178°, vorzugsweise 175° miteinander einschließen. Durch die hiermit gebildeten zwei nutzbaren Schneiden werden die Einsatzmöglichkeiten vergrößert, d. h. dass der Schneideinsatz sowohl für rechte als auch für linke Schneidarbeiten nutzbar ist. Die jeweiligen Schneiden können nachgeschliffen werden, um die Lebensdauer des Schneideinsatzes zu erhöhen.Preferably embodiments- cutting inserts equipped with CBN or PKD inlets are described in the subclaims. This is especially true the respective cutting insert for machining the lifting or center bearings a crank or camshaft with a roof-shaped Equipped cutting edge having two cutting edge sections, which an angle of 173 ° to 178 °, preferably Include 175 ° with each other. By the hereby formed two usable cutting edges are the possible uses enlarged, d. H. that the cutting insert both usable for right as well as for left cutting work is. The respective cutting edges can be reground to increase the life of the cutting insert.

Die genannten Schneidkantenabschnittsenden gehen über einen Kantenradius von R = 0,4 mm bis 1,5 mm (je nach Größe) in Nebenschneiden über, die gegenüber einer normalen zur Auflagefläche des Schneideinsatzes um 2° bis 3°, vorzugsweise 2,5° geneigt ist.The said cutting edge portion ends go over a Edge radius from R = 0.4 mm to 1.5 mm (depending on size) in minor cutting over, which is opposite to a normal one to the bearing surface of the cutting insert by 2 ° to 3 °, preferably inclined at 2.5 °.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die lateral eingespannten Schneideinsätze zur Wangenbearbeitung ein CBN- oder PKD-Inlet mit jeweils zwei nutzbaren Schneiden auf, die einen Winkel von 80° ± 5° einschließen; die beiden Schneiden sind über einen Schneideckenradius von R = 1 bis 1,5 mm miteinander verbunden. Auch diese Schneiden sind nachschleifbar.To a further embodiment of the invention, the laterally clamped Cutting inserts for cheek processing a CBN or PCD inlet each with two usable cutting edges, which enclose an angle of 80 ° ± 5 °; the two cutting edges are over a cutting edge radius of R = 1 to 1.5 mm interconnected. These are also cutting reground.

Vorzugsweise sind alle auf einem Innen- oder Außenfräser angeordneten Schneideinsätze in Kassetten mit einer Einstellvorrichtung befestigt, die ein exaktes Justieren der Schneideinsatzlage relativ zum Werkzeugträger erlaubt.Preferably are all arranged on an internal or external milling cutter Cutting inserts in cassettes with an adjustment device attached, the exact adjustment of the cutting insert position relative to Tool carrier allowed.

Bei einer Lagerbearbeitung sollte die Balligkeit des Lagers vorzugsweise zwischen 0 und 4 μm liegen.at A bearing processing should preferably the crowning of the bearing between 0 and 4 microns.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugsegmentes mit drei unterschiedlichen Kassetten, 1 a perspective view of a tool segment with three different cassettes,

2a, b eine Detailansicht einer Kassette mit lateral seitlich angeordnetem Schneideinsatz, 2a , b is a detail view of a cassette with laterally laterally arranged cutting insert,

3a, b eine Explosionszeichnung der Ausführungsform gemäß 2a, b, 3a , b is an exploded view of the embodiment according to 2a , b,

4a–c drei Ansichten eines lateral einspannbaren Schneideinsatzes und 4a -C three views of a laterally clampable cutting insert and

5 eine Seitenansicht eines tangential einspannbaren Schneideinsatzes. 5 a side view of a tangentially clamped cutting insert.

Außenfräser, die bei der Zerspanung um ihre Längsachse rotieren und die einen scheibenförmigen Werkzeugträger besitzen, der peripher angeordnete, jeweils mit einem Schneideinsatz bestückte Kassetten aufweist, die auf einem ring- oder teilringförmigen oder segmentförmigen, lösbar entweder unmittelbar an einer Maschinenspindel oder mittelbar über einen Adapater an einer Maschinenspindel befestigten Träger fixiert sind, sind beispielsweise in der DE 10 2007 013 153 A1 beschrieben.External milling cutters, which rotate during cutting around their longitudinal axis and which have a disc-shaped tool carrier having circumferentially arranged, each equipped with a cutting insert cartridges on a ring or semi-annular or segment-shaped, releasably either directly on a machine spindle or indirectly via an adapter Are fixed to a machine spindle fixed carrier are, for example, in the DE 10 2007 013 153 A1 described.

Einen segmentförmigen Träger 11 eines solchen Außenfräsers zeigt 1. Dieser Träger 11 weist im unteren Bereich eine offene schlitzförmige Ausnehmung 29 auf, die blind endet und an ihrem Ende einen Anschlagpunkt für einen Schraubenschaft besitzt. Die axiale Verspannung dieses segmenfförmigen Trägers 11 an einer nicht dargestellten Spindel erfolgt über Klemmkeile. Mehrere Segmente 11, die über geeignete Klemmstücke nebeneinander befestigen sind, bilden einen kompletten Ring, der auf einer vorhandenen Spindel fixiert wird. Einzelne Segmente gegenüber einem vollen einstückiger Ringkörper haben den Vorteil, dass ein partieller Austausch zum Schneideinsatzwechsel möglich ist. In 1 sind ein lateral links eingespannter Schneideinsatz 12, ein lateral rechts eingespannter Schneideinsatz 13 sowie ein mittig befestigter Schneideinsatz 14 auf der Peripherie 15 befestigt. Die Schneideinsätze 12 und 13 sind sowohl radial als auch axial und hinsichtlich ihrer Schneidkantenneigung zur Einstellung des sogenannten Sturzes verstellbar, während beim Schneideinsatz 14 die axiale Verstellmöglichkeit entbehrlich ist.A segment-shaped carrier 11 of such an external router shows 1 , This carrier 11 has an open slot-shaped recess in the lower area 29 that ends blindly and hers End has a stop point for a screw shaft. The axial tension of this segmented carrier 11 on a spindle, not shown, via clamping wedges. Several segments 11 , which are fastened next to each other via suitable clamping pieces, form a complete ring, which is fixed on an existing spindle. Individual segments over a full one-piece annular body have the advantage that a partial replacement for cutting insert change is possible. In 1 are a laterally clamped cutting insert 12 , a laterally clamped cutting insert 13 and a centrally mounted cutting insert 14 on the periphery 15 attached. The cutting inserts 12 and 13 are adjustable both radially and axially and in terms of their cutting edge inclination for adjusting the so-called camber, while the cutting insert 14 the axial adjustment is unnecessary.

Aus 2a und 2b sowie 3a und 3b ist im einzelnen erkennbar, dass der Schneideinsatz 13 mittels einer Spannschraube in dem Plattensitz einer Kassette 20 befestigt ist, die einen Plattensitz mit einer Auflagefläche 21 sowie zwei Seitenflächen 22 und 23 aufweist. Der Schneideinsatz 13 wird mittels einer Spannschraube 16 fixiert, die einen Senkkopf aufweist. Die Spannschraube durchgreift mit ihrem Schaft die Mittenbohrung des Schneideinsatzes 13 und ist in einer Gewindebohrung 24 (siehe 3a, 3b) eingeschraubt. Der Schneideinsatz besitzt eine Schneidkante 17, die Teil eines CBN-Inlets ist, auf das noch später eingegangen wird. Die Schneidkante 17 ist zur Außenseite hin konvex gekrümmt ausläuft. Der Schneideinsatz 12 ist wie Schneideinsatz 13 in einer Kassette angeordnet, wobei die Kassetten für die Schneideinsätze 12 und 13 spiegelsymmetrisch aber ansonsten gleich aufgebaut sind. Ebenso in einer Kassette eingeschraubt ist der Schneideinsatz 14, deren Breite größer gewählt ist, damit die Anlagefläche 23 weiter nach links (siehe 1) angeordnet werden kann. Einheitlich werden alle Kassetten mit einem Klemmkörper 18 fixiert, der über eine Doppelgewindeschraube 19 betätigbar ist. Der Klemmkörper 18 ist an seinem unteren Ende abgewinkelt, wobei der gewählte stumpfe Winkel iden tisch mit der entsprechenden korrespondierenden Winkelkontur der Kassette gewählt ist.Out 2a and 2 B such as 3a and 3b In particular, it can be seen that the cutting insert 13 by means of a clamping screw in the insert seat of a cassette 20 attached, which is a plate seat with a support surface 21 as well as two side surfaces 22 and 23 having. The cutting insert 13 is by means of a clamping screw 16 fixed, which has a countersunk head. The clamping screw engages with its shaft through the center bore of the cutting insert 13 and is in a threaded hole 24 (please refer 3a . 3b screwed in). The cutting insert has a cutting edge 17 , which is part of a CBN-Inlet, which will be discussed later. The cutting edge 17 is convexly curved towards the outside. The cutting insert 12 is like cutting insert 13 arranged in a cassette, wherein the cassettes for the cutting inserts 12 and 13 mirror-symmetric but otherwise the same structure. Also screwed into a cassette is the cutting insert 14 whose width is greater, so that the contact surface 23 continue to the left (see 1 ) can be arranged. All cassettes with a clamping body become uniform 18 fixed, via a double-threaded screw 19 is operable. The clamp body 18 is angled at its lower end, wherein the selected obtuse angle iden table is selected with the corresponding corresponding angular contour of the cassette.

Zur axialen Verstellung der Kassette 20 dient ein Verstellkörper 25, der über die Doppelgewindeschraube 26 verschiebbar ist. Dieser Verstellkörper besitzt eine Keilfläche 251, durch deren Längsverschiebung die Kassette und damit der Schneideinsatz 13 axial bewegt werden kann. Zur Radialverstellung dient der Verstellkörper 27 mit einer Keilfläche 271, der mittels der Doppelgewindeschraube 28 verschiebbar ist. Die Kassette 20 ist im Wesentlichen quaderförmig aufgebaut und besitzt eine schlitzförmige Nut 30, die sich, wie insbesondere aus 3b erkennbar sind, relativ weit durch den Klemmkörper 20 bis nahe zu dessen Rückwand 31 erstreckt. Durch Aufspreizen der Nut 30 wird der oberhalb der Nut 30 liegende Teil 201 etwa in Richtung des Pfeils 32 bewegt, was zu einer entsprechenden Kippung der Schneidkante 17 um einen (stark übertrieben dargestellten) Winkel α führt. Auf diese Weise kann eine Feineinstellung des Sturzes des Schneideinsatzes bzw. der Schneidkante bewirkt werden. Zur Verstellung für die Spaltbreite dient eine Doppelgewindeschraube, die in vorhandene Bohrungen in den Teilen 201 und 202 eingreift und die als Kreuzlochschraube 33 ausgebildet ist, deren Kopf auf einer Madenschraube 34 im zusammengebauten Zustand ruht. In 3a sind Steckschlüssel 35 und 36 dargestellt, mit denen demonstriert wird, wie diese Schlüssel eingesteckt und betätigt werden. Die Betätigung der Kreuzlochschraube ist über die lateral zugängliche Ausnehmung 37 der Kassette (siehe 3a) möglich.For axial adjustment of the cassette 20 serves an adjusting body 25 that's about the double-threaded screw 26 is displaceable. This adjusting body has a wedge surface 251 , by the longitudinal displacement of the cassette and thus the cutting insert 13 can be moved axially. For radial adjustment of the adjusting body is used 27 with a wedge surface 271 , which by means of double-threaded screw 28 is displaceable. The cassette 20 is essentially cuboid and has a slot-shaped groove 30 that look like, in particular 3b are recognizable, relatively far through the clamp body 20 close to its back wall 31 extends. By spreading the groove 30 becomes the above the groove 30 lying part 201 in the direction of the arrow 32 moves, resulting in a corresponding tilting of the cutting edge 17 around a (greatly exaggerated) angle α leads. In this way, a fine adjustment of the camber of the cutting insert or the cutting edge can be effected. To adjust the gap width is a double-threaded screw in the existing holes in the parts 201 and 202 engages and as a crosshead screw 33 is formed, whose head on a grub screw 34 in the assembled state rests. In 3a are socket wrenches 35 and 36 to demonstrate how these keys are plugged in and operated. The operation of the crosshead screw is via the laterally accessible recess 37 the cassette (see 3a ) possible.

Zur axialen, radialen und zur Winkelverstellung des Schneideinsatzes 12 oder 13 muss bei montiertem Werkzeug zunächst die Schraube 19 zum Lösen des Klemmkörpers 18 betätigt werden. Hiernach lassen sich über Inbuseingriffe die Verstellschrauben 26 und 28 betätigen, worüber der Schneideinsatz axial und radial verschiebbar ist. Zusätzlich kann durch Drehung der Kreuzlochschraube 33 der Sturz der Schneidkante, d. h. deren Winkellage, um einen beliebig wählbaren Winkel eingestellt werden. Diese Einstellmöglichkeit ist selbstverständlich durch die gewählte Schlitzanordnung dadurch eingeschränkt, dass sich der Nutabstand entsprechend der Kassettenverformbarkeit nur limitiert verändern lässt. Nach gewählter Einstellung der Schneideinsätze wird jeweils durch Festziehen der Schraube 19 über den Klemmkörper 28 jeder Einsatz fixiert. Der Schneideinsatz 14 ist nur radial und hinsichtlich der Schneidkantenwinkellage verstellbar.For axial, radial and angular adjustment of the cutting insert 12 or 13 first, the screw must be fitted with the tool installed 19 for releasing the clamp body 18 be operated. After this, the adjustment screws can be accessed via Inbuseingriffe 26 and 28 operate, over which the cutting insert is axially and radially displaceable. In addition, by turning the capstan screw 33 the fall of the cutting edge, ie their angular position can be adjusted to an arbitrary angle. This adjustment is of course limited by the selected slot arrangement in that the groove spacing can be changed only limited according to the Kassettenverformbarkeit. After the selected setting of the cutting inserts is in each case by tightening the screw 19 over the clamp body 28 every use fixed. The cutting insert 14 is only radially adjustable and with respect to the cutting edge angle position.

Details über die verwendeten Schneideinsätze 13 und 14 sind 4a bis c und 5 zu entnehmen. Der Schneideinsatz 13 besitzt ein CBN-Inlet 131, das in einem Trägerkörper 132 eingelötet ist, der beispielsweise aus Stahl oder Hartmetall bestehen kann.Details about the cutting inserts used 13 and 14 are 4a to c and 5 refer to. The cutting insert 13 has a CBN inlet 131 that in a carrier body 132 is soldered, which may for example consist of steel or carbide.

Das CBN-Inlet 131 besitzt eine obere Schneidkante 133 sowie eine kürzere Schneidkante 134, die um einen Winkel β von 10° gegenüber der Vertikalen zur Schneidkante 133 gekippt ist. Die Schneidkanten 133, 134 gehen über einen Radius von beispielsweise 1 mm ineinander über. Die durch dien Winkel α bestimmte Neigung des CBN-Einsatzes 131 (siehe 4a) beträgt vorzugsweise 6°. Der Schneideinsatz besitzt eine Bohrung mit Ansenkung 135, die für eine N4-Schraube ausgebildet ist.The CBN inlet 131 has an upper cutting edge 133 and a shorter cutting edge 134 at an angle β of 10 ° with respect to the vertical to the cutting edge 133 is tilted. The cutting edges 133 . 134 go over a radius of for example 1 mm into each other. The inclination of the CBN insert determined by the angle α 131 (please refer 4a ) is preferably 6 °. The cutting insert has a hole with countersink 135 , which is designed for a N4 screw.

Eine Seitenansicht eines Schneideinsatzes 14 zeigt 5, deren CBN-Inlet mit 141 bezeichnet ist. Dieses Inlet besitzt eine zweigeteilte Schneidkante mit Schneidkantenabschnitten 142 und 143, die einen Winkel γ von 175° einschließen. Die Schneidkanten 142 und 143 gehen endseitig über einen Radius von beispielsweise 0,4 mm in geneigte Kanten über, die unter einem Winkel δ von 2,5° (der in der Zeichnung übertrieben dargestellt ist) geneigt ist. Wie aus 5 ersichtlich, muss sich das CBN-Inlet 141 nicht über die komplette Höhe des Schneideinsatzes erstrecken.A side view of a cutting insert 14 shows 5 whose CBN inlet with 141 designated is. This inlet has a two-part cutting edge with cutting edge sections 142 and 143 which include an angle γ of 175 °. The cutting edges 142 and 143 go over a radius of 0.4 mm, for example, in inclined edges, which is inclined at an angle δ of 2.5 ° (which is exaggerated in the drawing). How out 5 The CBN inlet must be visible 141 do not extend beyond the full height of the cutting insert.

Die mit CBN-Inlet bestückten Außenfräser werden insbesondere zur nachträglichen spanenden Bearbeitung einer Kurbel- oder Nockenwelle eingesetzt.The Become an external router equipped with CBN-Inlet in particular for the subsequent machining of a Crankshaft or camshaft used.

Die gegossene oder geschmiedete Kurbel- oder Nockenwelle wird zunächst einer ersten zerspanenden Bearbeitung mittels Außenfräsern unterzogen, die an mehreren Stellen der Kurbel- oder Nockenwelle zur Haupt- und Hublagerausbildung sowie zur Wangenbearbeitung ansetzen. Bereits in diesem ersten Zerspanungsgang wird eine größtmögliche Oberflächengüte (mit R_z < 50 μm und Rundlauftoleranzen < 100 μm) angestrebt. Anschließend wird die Kurbel- oder Nockenwelle einer induktiven Härtung unterworfen, wobei gegebenenfalls die Härtung auf die später stark belasteten Lager beschränkt werden kann. In einem abschließenden Zerspanungsgang wird unter Einsatz eines Außen- oder Innenfräsers, der mit CBN-Inlets bestückt ist, die geforderte Endmaßqualität mit Endmaßtoleranzen R_z < 10 μm und Rundlauftoleranzen ≤ 30 μm eingestellt. Sämtliche Zerspanungsarbeiten werden trocken, d. h. ohne den Einsatz von Kühlschmierstoffen durchgeführt.The cast or forged crankshaft or camshaft is first subjected to a first machining operation by means of external cutters, which apply at several points of the crankshaft or camshaft for main and Hublagerausbildung and cheek processing. The aim is to achieve the highest possible surface quality (with R _z <50 μm and concentricity tolerances <100 μm) even in this first machining process. Subsequently, the crankshaft or camshaft is subjected to inductive hardening, where appropriate, the hardening can be limited to the later heavily loaded bearings. In a final machining cycle, the required final dimension quality with final dimension tolerances R _z <10 μm and concentricity tolerances ≤ 30 μm is set using an external or internal milling cutter equipped with CBN inlets. All cutting work is dry, ie without the use of cooling lubricants.

1111: segmentförmiger Trägersegmental carrier
12, 13, 1412 13, 14: Schneideinsätzecutting inserts
131131: CBN-InletCBN Inlet
132132: Trägerkörpersupport body
133, 134133 134: Schneidkantencutting edges
135135: Absenkunglowering
141141: CBN-InletCBN Inlet
142, 143142, 143: SchneidkantenabschnitteCutting edge portions
1515: Peripherie des Trägers 11 Periphery of the carrier 11
1616: Spannschraubeclamping screw
1717: Schneidkantecutting edge
1818: Klemmkörperclamping bodies
1919: DoppelgewindeschraubeDouble-threaded screw
2020: Kassettecassette
201, 202201 202: oberer und unterer Teil der Kassetteupper and lower part of the cassette
2121: Auflagefläche des Plattensitzesbearing surface of the insert seat
22, 2322 23: Seitenflächen des Plattensitzesfaces of the insert seat
2424: Gewindebohrungthreaded hole
2525: Verstellkörper zur axialen Einstellungadjusting body for axial adjustment
251251: Keilflächewedge surface
2626: DoppelgewindeschraubeDouble-threaded screw
2727: Verstellkörper zur radialen Einstellungadjusting body for radial adjustment
271271: Keilflächewedge surface
2828: DoppelgewindeschraubeDouble-threaded screw
2929: schlitzförmige Ausnehmungslotted recess
3030: schlitzförmige Nut der Kassette 20 slotted groove of the cassette 20
3131: KassettenrückwandCassette back wall
3232: Pfeilarrow
3333: KreuzlochschraubeCapstan screw
3434: Madenschraubegrub screw
35, 3635, 36: Einsteckschlüsselmale hexagonal
3737: LateralausnehmungLateralausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102007013153 A1 [0024]

Claims

Apparatus for dimensionally accurate machining of crankshafts or camshafts to final dimension tolerances R _z <10 μm, preferably ≤ 5 μm and concentricity tolerances ≤ 30 μm, preferably ≤ 6 μm, which have been machined and at least partially subjected to hardening, with on an inside - Or external milling arranged radially or axially adjustable cutting inserts, characterized in that the cutting inserts are equipped with CBN or PCD inlets, wherein alternately laterally, radially and tangentially clamped cutting inserts follow each other.

Device according to claim 1, characterized in that that the tangentially clamped cutting insert for machining the lifting or center bearing of a crankshaft or camshaft a roof-shaped having a formed cutting edge with two cutting edge portions, an angle of 173 ° to 178 °, preferably Include 175 ° with each other.

Device according to claim 2, characterized in that the cutting edge portion ends over an edge radius from R = 0.4 mm to R = 1.5 mm in secondary cutting edges, the opposite to a normal to the bearing surface are inclined by 2 to 3 °, preferably 2.5 °.

Device according to claim 1, characterized in that that the laterally clamped cutting inserts for cheek processing have a CBN or PKD inlet with two usable cutting edges, which enclose an angle of 80 ° ± 5 ° and over a Schneckenckenradius of R = 1 to 1.5 mm interconnected are.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that all cutting inserts in Cassettes are attached with a setting device.