DE2209234A1

DE2209234A1 - Feinbohr- und glattwalzgeraet und vorrichtung zu seiner verwendung auf werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2209234A1
Application number: DE2209234A
Authority: DE
Inventors: Adalbert Steusloff
Original assignee: Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 1972-02-26
Filing date: 1972-02-26
Publication date: 1973-09-13
Also published as: US3795957A; IT977818B; FR2173250A1; GB1401916A; DE2209234B2; FR2173250B1

Description

WILHELM IIEGENSCHEIDT

Kommanditgesellschaft 2209234

Erkelenz, Neuser Str.

Feinbohr- und Glattwalzgerät
und Vorrichtung zu seiner Verwendung auf
Werkzeugmaschinen.

Die Erfindung betrifft ein Feinbohr- (Schäl-,

Reib-) und GlattwalzgerSt zur Fertigbearbeitung von Durchgangsbohrungen (Rohren) mit einer Vorrichtung zur Verwendung dieses Gerätes auf Werkzeugmaschinen.

Die gleichzeitige spanabhebende und spanlose Formgebung
insbesondere von zylindrischen Werkstücken ist bekannt und problemlos. An Drehbänken wird dem Drehstahl sin Giattwalzger'it nachgeführt und vor der Anlage der Glattwelsrollen
werden die Drehspiine entfernt. Dies kann auf einfache "Weise geschehen. Insbesondere metallisch durch Schabeisen und
einem kräftigen ^lstroiri, der die Drehs Dims vor den Glattwalzrollen entfernt. Späne und Spülöl werden durch die
Zentrifugalkraft vom Werkstück fortgeschleudert. Zu diesem Komplex gehören auch die bekannten Schälmaschinen₅ insbss. für Stangenmaterial, die ein zylindrisches Werkstück gleichzeitig spanabhebend und spanlos bearbeiten CDP 661 771},

Derartige Einrichtungen sind zur Bearbeitung vor- Bohrungen nicht geeignet, insbes. dann nicht, wenn es sich um Bohrungen der Feinpassung handelt und solche werden ja in erster Linie glattgewalzt. Eine jede durch Bohr-stShle bearbeitete Oberfläche hat eine Rauhtiefe von αε.<- 20 )je_s Eine solche Obsr« fläche ist rauh genug, uin die Bonrspäne haften zu lasser?.,
die ja ohnehin durch Zentrifugalkraft gegen die Bohrung gedrückt werden. Wem: nun die GlattwalsroIIen deifi Bohrmssse:/ in nur kurzer Entfernung folgen - und erst denn ist ja die Vereinigung beider Arbeitsmethoden in einem Gerät sinnvoll dann besteht immer die Gefahr, daß unter die Glattwalzrollen Dohrspäne geraten, die die zu bearbeitende Oberfläche beeinträchtigen.

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Es ist bekannt, die Bohrspäne durch das Kühlmittel abzuführen, insbesondere beim Bohren ins Volle. Durch die hohle Bohrstange wird das Kühlmittel zugeführt, dann unter Mitnahme der BohrspSne im Gegenstrom im Ringraum zwischen Bohrung und Bohrstange zurückgeführt (Einlippenbohrer) .

Es ist auch bekannt, derartige Bohrer so auszubilden, daß der Bohrschaft hinter den Schneiden eine pr#gepolierende Wirkung ausübt (Ankerbohrer). Diese Werkzeuge können aber nur ins Volle arbeiten, weil die Rückfuhr des Kühlmittels und der Späne nur durch die Eingangsbohrung möglich ist, wenn keine Sondermaschine (Tieflochbohrmaschine zur Verfügung steht, bei der das Kühlmittel im kontinuierlichen DurchfluA durch die Bohrung geführt werden kann. Derartige Spezialmaschinen sind aber sehr teuer und nur in wenigen Betrieben anzutreffen.

Es sind auch Glattwalzger-Üte bekannt, deren Glattwalzrollen beim Zurückfahren der Antriebsspindel automatisch zurückgenommen werden, indem die auf die Arbeitsrollen wirkende Walzkraft vom Vorschubdruck entlastet wird, so daP> der Walzkegel bei Umkehr der Vorschubrichtung aus dem Arbeitsbereich gezogen wird. (Dargestellt in verschiedenen Firmenprospekten sowie in der OS 19 54 337).

Es sind auch Messerköpfe, (Reibahlen etc.) bekannt, deren Messer nach Fertigstellung der Bohrung zurückgezogen werden können, um beim Herausfahren aus der fertig bearbeiteten Bohrung diese nicht zu beschädigen. Solche Geräte in einer Kombination mit GlattwalzgerMten sind nicht bekannt und bergen die Schwierigkeit in sich, die Zurücknahme aller Werkzeuge entweder automatisch oder von der Antriebsseite her vornehmen zu müssen, damit auch bei Sacklochbohrungen die Werkzeuge zurückgezogen werden können, bevor die Antriebsspindel zurückfährt.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein arbeitsfähiges kombiniertes Feinbohr- und GlattwalzgerSt zu schaffen und eine Vorrichtung, in der diese Bearbeitung an jeder Werkzeugmaschine, insbes. an Senkrechtbohrmaschinen durchgeführt v/erden kann. Derartige Maschinen sind in jeder mechanischen Werkstatt vorhanden, die Anwendung eines solchen kombinierten Werkzeuges auf diesen Maschinen ist aber bisher nicht möglich aus folgenden Gründen:

1) Eine einwandfreie Abfuhr der Späne zwischen spanabhebenden und Glattwalzwerkzeugen ist bisher nicht möglich gewesen, deshalb sind solche kombinierten Feinbohr-GlattwalzgerSte auch nicht im Einsatz.

2) Eine gute Spanabfuhr ist nur in einem sehr kräftigen ölstrom möglich. Dabei darf zwischen Bohrung und Glattwalzger'it keine turbulente Strömung entstehen, weil sonst die Bohrspäne herumgewirbelt werden und auch unter die Glattwalzrollen gelangen könnten.

3) Deshalb bedürfen solche kombinierten Geräte einer Zusatzeinrichtung, in der die Werkstücke aufgenommen, bearbeitet und vom Spülöl durchströmt werden. Dabei muß die Antriebsspindel in der Vorrichtung gegen das Spülöl abgedichtet werden. Das Zurückziehen der Werkzeuge muß entweder automatisch in der Vorrichtung oder außerhalb der Vorrichtung, z.B. an der Antriebsspindel erfolgen.

4) Ein handelsübliches Hydraulikaggregat muß an die Vorrichtung angeschlossen werden.

Erfindungsgem^ß wird das in einer mehrteiligen Vorrichtung festgespannte Werkstück von einem kräftigen ftlstrom im Ringraum zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug durchspült und

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die Bearbeitung von einem kombinierten Feinbohr- und Glattwalzgervit vorgenommen, bei dem der an sich bekannte Messerkopf mit einstellbaren, insbes. zurückziehbaren Messern ausgerüstet und mit dem Stützkegel eines gleichfalls an sich bekannten Glattwalz^erMtes verbunden ist.

Diese Anordnung hat folgende Vorteile: Das kombinierte Ger.1t ist als glatter Zylinder ausgebildet, aus dem nur die Werkzeuge herausragen. Es herrscht daher im Ringraum zwischen Bohrung und Werkzeug eine laminare Strömung, ein Herumwirbeln der Späne im ölstrom erfolgt im Bereich des Werkzeuges nicht. Messerkopf und Glattwalzger3t bilden eine Einheit. Beide Werkzeugarten sind damit in gleicher Rotationsachse hintereinander angeordnet. Die Werkstücke sind nach dem Hochfahren der Antriebsspindel und öffnen der Vorrichtung schnell auswechselbar. Durch Verwendung von Zwischenringen können ähnliche Werkstücke verschiedener Größen in derselben Vorrichtung bearbeitet werden. Die Bohrmesser werden durch eine Spindel verstellt, die durch das Glattwalzgerät hindurchgeführt und außerhalb der Vorrichtung betätigt werden kann. Weil auch die Glattwalzrollen sich nach Umkehr der Vorschubrichtung selbsttätig zurückziehen ist die Gewähr gegeben, da£ die fertigen Bohrungen beim Herausfahren der Werkzeuge nicht beschädigt werden. Aber auch Messerköpfe anderer Art, deren Verstellung stirnseitig erfolgt, können verwendet werden. Schließlich kann diese Vorrichtung in Verwendung mit einem Hydraulikaggregat auf jeder Senkrechtbohrmaschine oder Fräsmaschine und nach geringfügiger Änderung auch an jeder Drehbank verwendet werden.

Diese gravierenden Vorteile paaren sich mit einer hervorragenden Oberfläche der Bohrung, die die Folge davon ist, daß beide Bearbeitungsarten hintereinander in· einer Einspannung vorgenommen werden. Die Bearbeitungszeiten werden dadurch auf ein Kleinstmaß verringert.

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Nach der Erfindung werden die in radialen Schlitzen des Bohrkopfes geführten Bohrmesser gegen Federdruck von einem axial geführten Kegel verstellt, der an einem Ende der Verstellspindel angeschliffen, im Bohrkopf gelagert und verstellbar ist und durch das Glattwalzgerät hindurch in die hohle Antriebsspindel geführt wird, wo ein profilierter Absatz am anderen Ende der Verstellspindel sich in der Bohrung eines in der" Antriebswelle angeordneten Zahnrades verschiebt, das über ein in der Wandung der Antriebswelle gelagertes Ritzel auf die. Innenverzahnung eines Kordelgriffes wirkt. Die Verdrehung des Kordelgriffes ergibt ein zuverlässiges Maft für die Stahlzustellung.

Die Antriebsspindel ist in der Vorrichtung gegen Drucke1 abgedichtet. Die Stahlzustellimp, erfolgt außerhalb der Vorrichtung. Hiermit ist eine wesentliche Voraussetzung für die erfindungsgem.if.e Verwendung eines kombinierten Feinbohr- und Glattwalzgerätes erfüllt»

Um auch Werkzeugmaschinen für diese er-findungsgainäße Einrichtung verwenden zu können, bei denen es nicht möglich ist, eine so lange hohle Antriebsspindel zu verwander., ist es auch möglich, Messerköpfe zu verwenden, die stirnseitig verstellt werden. Dabei wird die der Messerverstellung dienende Schraube von einem im Roden einer- Freibohrung in der Vorrichtung angebrachten, unter Federdruck stehenden Schraubenzieherklinge erfaßt, die zunächst leer mitgenommen wird, bis sie bei stillstehender Antriebsspindel festgeklemmt werden kann und die Antriebsspindel von Hand um etwa eine halbe Umdrehung entgegen der Arbeitsdrehrichtung gedreht wird. Diese Einrichtung erweitert den Anwendungsbereich der erfindungsgem'ißen Vorrichtung „

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Nach der Erfindung ist zwischen Glattwalz- und Feinbohrteil eine nur wenige Zehntelmillimeter von der Bohrungswand entfernte Kappe angebracht, die über den Messerkopf gestülpt wird und mit Nuten versehen ist, die den O^-I-strom direkt auf die Stellen der Spanbildung leiten.

Diese Einrichtung erhöht den Öldruck vor dem Bohrkopf und leitet ihn gezielt auf die Bohrmesser, die nicht nur gekühlt, sondern deren Späne auch unter Druck weggeschleudert werden. Außerdem reinigt sich wegen der erhöhten Durchflußgeschwindigkeit des Spülöles zwischen Messerkopf und Bohrung die Bohrungswandung besonders intensiv von kleinsten Spänepartikeln, so daß eine metallisch reine Oberfläche den Glattwalzrollen zur Verfügung steht.

Die Abbildungen zeigen ein Ausführungsbeispiel. Es ist

Fig. 1: das erfindungs£emäP>e Gerät, links der Mittellinie in Ansicht, rechts der Mittellinie im Schnitt.

Fig. 2: Der Schnitt eines Bohrkopfes anderer Ausführung.

Fig. 3: Das erfindungsgemäfte Gerat in einer im Querschnitt gezeigten Vorrichtung.

In dem Stützkegel 1 des Glattwalzgerätes ist der Bohrkopf eingeschraubt, in dessen Schrägschlitzen die Bohrmesser 3 gleiten, die unter dem Druck der Feder 4 stehen und sich gegen den Kegel 5 der Verstellspindel 6 legen. Ober den Bohrkopf 2 ist die Kappe 7 gestülpt, in der Muten 8 eingearbeitet sind.

Auf dem Stützkegel 1 des Glattwalzgerätes wälzen sich zwischen diesem und der Bohrungswandung die Glattwalzrollen 9 ab, die im Rollenkäfig 10 geführt sind. Dieser ist mit der Mutter 11 verbunden, die auf dem Schaft 12 des Stütz-

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kegeln 1 verschraubt v/erder, kann. Damit v/ird die Stellung der Glattwalzrolle 9 auf dem Stützkegel geändert und damit der Arbeitsbereich des Glattwalzgerätes. Sind die Glattwalzrollen aus der Bohrung des Werkstückes hinausgefahren und v.'ird die Vorschubrichtung umgekehrt, kommen die Federn 13 zur Wirkung.

Der Stützkegel 1 int direkt mit der Antriebsspindel verbunden. Dac Gewicht des P.ollenkäfips wird von der Feder aufgenommen. Beim Herausfahren des Gerätes ist die Haftreibung an der Rohrungswand größer als die am Stützkegel und dieser wird unter den Rollen nach oben gezogen, so daß die Rollen zusammenfallen und einen kleineren Hüllkreis bilden. Damit erfolgt beim Glättwalzwerk die Zurücknahme der Werkzeuge bei Umkehr der Vorschubrichtung automatisch.

Anders beim Feinbohrgerät. Hier werden die Messer durch den Kegel 5 der Verstellspindel 6 zur Durchmessereinstellung gegen die Spannung der Feder U verstellt. Dabei bleiben die Messer mit dem Verstellkegel immer in Berührungskontakt, so daß sie im Bohrkopf nicht nur zugeste'llt sondern auch zurückgezogen werden können.

Die Verstellspindel 6 ist durch das Glattwalzgerät hindurchgeführt, also durch den Stützkegel 1 und den Schaft 12 bis in die Antriebsspindel 15. Am oberen Ende ist die Verstellspindel 6 mit einem Vierkant 16 versehen, der sich in einer entsprechenden Bohrung des Zahnrades 17 verschiebt. Dieses ist axial durch die Gewindestifte 18 gesichert, die sich in einer entsprechenden Ringnut im Zahnrad 17 befindet und kämmt mit dem Ritzel 19, daß in der Wandung der hohlen Antriebsspindel 15 durch zwei an den Passfedern 20 und 21 angedrehte Zapfen 22 und 23 gelagert ist. Ritzel 19 kämmt mit der Innenverzahnung 24 des gekordelten Griffes 25, der durch

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die Gewindestifte i;6 gesichert ist, die sich in einer entsprechenden Finpnut in dor Antiuebsspindei 15 bewegen. Nach Fertigstellung der Bohrung und Stillsetzen der Antriebsspinde 1 können die Bohrine S3 er durch Verdrohen des gekordelten Griffes 25 zurückgezogen werden. Als Maß für¹ die Zurückstellung dient eine an der Antriebsspindel angebrachte Teilung.

Das Werkstück 2 7 befindet sich in einer zweiteiligen Vorrichtung, deren unterer Teil auf dem Tisch 29 einer Senkrechtbohrmaschine befestigt int, durch deren oberen Teil 30 die Antriebsspindel 15 geführt ist. Ober- und Unterteil 28 und 30 der Vorrichtung v/erden nach Einlegen des WerkstQck.es 27 verschraubt und an ein llvdraulikaggregat mit Spanabsatzbecken 31, Pumpe 32 und Filter 3 3 angeschlossen. Die Antriebssoindel 15 ist in der Vorrichtung gegen Drucko"l abgedichtet. Das Drucköl fließt in Vorschubrichtunp, (Pfeilrichtung A) im Pingraum zwischen Werkzeug und Rohrungswandung. Zur Verbesserung der Spülvirkung ist auf dem Bohrkopf 2 die Kappe 7 gesetzt, die den Flüssigkeitsstrom staut und durch die Nuten 8 gezielt den Stellen der Snanbildung an den Bohrmessern 3 zuführt.

£s gibt auch Messerköpfe, deren Bohrmesser 35 durch eine Kegelschraube 3R verstellt werden. Auch hier führen sich die Messer in Schlitzen des Rohrkopfes und stehen unten Spannung der Federn 37, die den Berührungskontakt Tit der Verstelischraube 3fi herstellen.

Die Kegelschraube 36 hat einen stirnseitig aus dem Bohrkopf herausragenden Kopf 38 mit einem Schlitz 39.

3äD ORIG'NAL 309837/0554

An₁ Bοufiη der Freibohrung 40, in Unterteil 2 B der Vorrichtung 2P/3O befindet sich auf einem. Bolzen 41 eine Leiste 42. Bolzen 41 steht unter dem ^ruck der Feder Λ'-iiidert nun der Bohrkopf mit der Kegelschraube 36 nach unten, berührt der Kopf 38 der Kegelschraube 36 zunächst die Leiste 42 und drückt sie bei weiterem Vorschub nach unten bis sie in den Schlitz 39 der Kegelschraube 36 einsprinrt und den Bolzen 41 mitnimmt. Nach dem Stillstand der Antriebsspindel wird der Bolzen 44 gegen die Spannung der Feder m-5 vorgeschoben bis er in die Nut ain Bolzen 41 einrastet und diesen festhält. Wird jetzt die Antriebsspindel 15 von Hand um ca. 1/2 Umdrehung gegen die Antriebsdrehrichtung verdreht, werden auch die Bohraesser 35 zurückgezogen. Der Bolzen 44 ist mit einer Dichtung 46 versehen. Auf das Glattwalzgerät sind Kappen 47 aufgesetzt, die als Halbschalen ausgebildet sind und durch eine Wurmfeder 47 zusammengehalten vjerden. Dadurch werden die S tri'.mungs Verhältnisse innerhalb der Vorrichtung verbessert.

BAD 309837/0S54

Claims

Patentansprüche

Feinbohr- (Schäl-, Reib-) und Glattwalzperlt zur Fertigbearbeitung von Durchgangsbohrungen (Rohren) und Spanabfuhr in einem kräftigen Flüssigkeitsstrom mit einer Vorrichtung zur Verwendung dieses Gerätes auf Werkzeugmaschinen, insbesondere auf Senkrechtbohrmaschinen dadurch gekennzeichnet, daß das in einer mehrteiligen Vorrichtung (28, 30) festgespannte Werkstück (27) von einem kräftigen ttlstrom im Ringraum zwischen Werkzeug und Werkstück in Vorschubrichtung durchspült wird und die spanabhebende Bearbeitung durch einen an sich bekannten Messerkopf mit einstellbaren, insbesondere zurückziehbaren Messern (3) erfolgt, der mit dem Stützkegel (1) eines gleichfalls an sich bekannten Glattwalzgerätes fest verbunden ist, dessen Glattwalzrollen (9) in gleichfalls an sich bekannter Weise nach Fertigstellung der Bohrung zurückgezogen werden, während die Einrichtungen zum Zurückziehen der Bohrmesser (3) durch das Glattwalzgerät hindurch in die hohle Antriebsspindel (15) geführt und dort von außen mit mechanischen Mitteln (17, 19, 24, 25) verstellt und/ oder im Grund einer Freibohrung (40) der Vorrichtung angeordnet sind (41-45), wobei beide Einrichtungen bei stillstehender Antriebsspindel von Hand außerhalb der Vorrichtung betätigt werden.

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2) Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die in Schlitzen des Bohrkopfes peführten, durch eine Bodenplatte abgestützten Bohrmesser (3) gegen Federdruck (·+) von einen axial verschiebbaren Kegel (5) verstellt werden, der^ im Bohrkopf gelagert und verschraubbar ist und durch das Glattwalzgerät hindurch in die hohle Antriebsspindel (15) geführt wird.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daP. die Verstellspindel (6) für die Feinbohrmesser (3) in der Antriebswelle (15) mit einem profilierten Absatz (16) versehen ist, auf dem sich ein Zahnrad (17) verschiebt, das über ein in der Antriebsspindel außermittig in der Rohrwandung gelagertes Zahnrad (19) mit der Innenverzahnung (2U) einen über der Antriebswelle drehbaren Einstellgriffes (25) zusammenkämmt.
U) Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine .stirnseitig am Messerkopf angeordnete, der Messerverstellung dienende Schraube (36) von einem am Boden einer Freibohrung in der Vorrichtung angebrachten, unter Federdruck stehenden Schraubenzieher (41) erfaßt und mitgenommen wird, der bei stillstehender Antriebsspindel festkleninbar ist.
5) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis U dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Feinbohr- und GlattwalzgerSt eine nur wenige Zehntelmillimeter von der Bohrungswand entfernte Kappe (7) angebracht ist, die über den Messerkopf gestülpt und mit Nuten (8) versehen ist, die den ölstrom direkt auf die Stellen der Spanbildung leiten.

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