DE3112316A1 - "METHOD FOR OUTLETING HOLES IN A PLATE OF MATERIAL REINFORCED BY GLASS OR CARBON FIBER" - Google Patents
"METHOD FOR OUTLETING HOLES IN A PLATE OF MATERIAL REINFORCED BY GLASS OR CARBON FIBER"Info
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Description
AERITLIA Societä AerospazialeAERITLIA Societä Aerospaziale
Italiana ρ.A.,Italiana ρ.A.,
Piazzale V, Tecchio 51/APiazzale V, Tecchio 51 / A
Neapel/ItalienNaples / Italy
"Verfahren zum Aussenkon von Bohrungen in einer Platte aus glas- oder kohlenstoffaser verstärktem Material""Procedure for the outer coning of bores in a Plate made of glass or carbon fiber reinforced material "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aussenken von Bohrungen, die in einer Platte aus einem Material angeordnet sind, das durch Kohlenstoff- oder Glasfasern verstärkt ist, wobei es möglich ist, ausgesenkte Bohrungen zu erhalten, wie sie für luftfahrttechnische Zwecke erforderlich sind, und zwar im wesentlichen frei von Fehlern und mit stark verringerten Be arbe i tungs zeiten.The invention relates to a method for countersinking bores which are arranged in a plate made of a material that is reinforced by carbon or glass fibers, whereby it is possible to obtain countersunk holes, such as they are required for aeronautical purposes, essentially free from errors and with greatly reduced Processing times.
Für luftfahrttechnische Anwendungszwecke ist es bekannt, Bauteile zu verwenden, die aus verschiedenen Platten aus kohlenstoff- und/oder glasfaserverstärkten Materialien und anderen metallischen Materialien hergestellt sind, die miteinander durch Verbindungselemente verbunden werden, die in entsprechende Bohrungen in den Platten eingesetzt werden. Zur Aufnahme der Köpfe dieser Verbindungselemente müssen die entsprechenden Bohrungen geeignete Aussehkungen mit einer im wesentlichen konischen Fläche aufweisen, so daß sie einen Sitz für den Kopf des Verbindungselementes selbst bilden.For aeronautical purposes it is known To use components made of different panels made of carbon and / or glass fiber reinforced materials and other metallic materials that are connected to each other by fasteners included in corresponding holes are used in the plates. To accommodate the heads of these fasteners, the corresponding Bores have suitable openings with a substantially conical surface so that they have a seat form for the head of the connector itself.
Besondere Schwierigkeiten treten beim Aussenken von Bohrungen auf, die in glas- oder kohlenstoffaserverstärkten Materialien angeordnet sind, da die Eigenschaften dieser Materialien bekannterweise dazu führen, daß die aus konventionellen Materialien hergestellten Werkzeuge beträchtlich verschleißen und an den Kanten der Aussenkung kurze FasernParticular difficulties arise when countersinking holes in glass or carbon fiber reinforced Materials are arranged because the properties of these materials are known to lead to those of conventional ones Materials made tools wear out considerably and short fibers at the edges of the countersink
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ausbrechen (Delaminierungen).break out (delaminations).
Das Aussenken wird gewöhnlich durchgeführt, indem Material von der Platte mittels eines drehbaren Werkzeugs entfernt wird, das mit entsprechenden Schneidkanten versehen ist. Das Werkzeug, das in einer manuell gehaltenen Bohrmaschine oder an einem beweglichen Kopf eines an einem Ständer befestigten Bohrers montiert ist, besteht gewöhnlich aus Wolframkarbid oder ist mit Kronen oder Einsätzen aus diesem Material versehen, an dem die Schneidkanten ausgebildet sind.Countersinking is usually done by removing material from the plate using a rotatable tool is removed, which is provided with appropriate cutting edges. The tool that is in a manually held drill or mounted on a movable head of a drill attached to a stand, usually consists of Tungsten carbide or is provided with crowns or inserts made of this material, on which the cutting edges are formed.
Bei einer anderen Methode wird das Werkzeug von einem geeignet geformten Schleifrad gebildet, dessen Oberfläche mit Diamantstaub bedeckt ist.In another method, the tool is formed by a suitably shaped grinding wheel, the surface of which with Diamond dust is covered.
Mit Aussenkungen versehene Bohrungen, die mit diesen bekannten Methoden erhalten werden, besitzen verschiedene Nachteile.Countersunk holes obtained by these known methods have different ones Disadvantage.
Vor allem bei der erstgenannten Methode werden häufig kurze Fasern des Plattenmaterials, in dem die Bohrung ausgebildet ist, losgelöst, so daß die Kante vollkommen unregelmäßig ist. Wenn dagegen die zweite Methode verwendet wird, ist die Oberfläche der erhaltenen Aussenkung unregelmäßig und rauh und besitzt beträchtliche Riefen. Der Verschleiß der Werkzeuge ist insbesondere bei der erstgenannten Methode besonders hoch.In the first-mentioned method in particular, short fibers of the plate material in which the bore is formed are often used is detached so that the edge is completely irregular. Conversely, if the second method is used, this is the The surface of the cavity obtained is irregular and rough and has considerable grooves. The wear and tear of the tools is particularly high in the first-mentioned method.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aussenken einer Bohrung in einer Platte aus kohlenstoff- oder glasfaserverstärktem Material zu schaffen, das die oben genannten Nachteile vermeidet, und zu glatten, durchgehenden Aussenkungskanten und -flächen führt.The object of the invention is to provide a method for countersinking a hole in a plate made of carbon or To create glass fiber reinforced material that avoids the disadvantages mentioned above, and to create smooth, continuous Recess edges and surfaces leads.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgang des Entfernens von Material von der Platte mit Hilfe eines drehbaren Werkzeugs vorgenommen wird, daß mit wenigstens einer Schneidkante versehen ist, die durch eine Diamantkrone gebildet wird, wobei die Schneidkante im wesentlichen längs einer MantellinieThe method according to the invention is characterized in that that the operation of removing material from the plate is carried out with the aid of a rotatable tool is that is provided with at least one cutting edge which is formed by a diamond crown, wherein the cutting edge essentially along a surface line
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einer konischen Fläche angeordnet ist, deren Achse mit der Drehachse des Werkzeugs zusammenfällt.a conical surface is arranged, the axis of which coincides with the axis of rotation of the tool.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention can be found in the following description and the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying figures.
Fig. 1 und 2 zeigen zwei orthogonale SeitenansichtenFigures 1 and 2 show two orthogonal side views
eines Werkzeugs, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird,a tool that is used in the method according to the invention,
Fig. 3 ist eine Ansicht von unten des WerkzeugsFigure 3 is a bottom view of the tool
von Fig. 1,of Fig. 1,
Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IVFig. 4 is a section along the line IV-IV
von Fig. 1 ,of Fig. 1,
Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht,Fig. 5 is a schematic side view,
die die fundamentale Arbeitsweise des erlndungsgemäßen Verfahrens mit dem Werkzeug der Fig. 1 bis 4 darstellt,which the fundamental mode of operation of the method according to the invention with the Represents the tool of FIGS. 1 to 4,
Fig. 6 zeigt eine Bohrung mit kegeliger Aussenkung, Wie sie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird.Fig. 6 shows a bore with a conical countersink, as it is with the inventive Procedure is obtained.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Aussenken einer Bohrung geeignet, wie sie in Fig. 5 mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, die in einer Platte aus irgendeiner Art von durch Glas- oder Kohlenstoffasern verstärktem Material gebildet ist. Derartige Platten dienen als Bauteile in der Luftfahrtindustrie, und die Verbindung zwischen verschiedenen Platten wird mit Hilfe von geeigneten Verbindungstdlen erreicht, die in Bohrungen eingesetzt werden, die in den Platten hergestellt sind.The method according to the invention is suitable for countersinking a bore, as shown in FIG. 5 with the reference number 1 which is formed in a plate of some type of material reinforced by glass or carbon fibers is. Such plates are used as components in the aviation industry, and the connection between different panels is achieved with the help of suitable connection points, which are inserted into holes made in the plates.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen in einem Schritt, mit dem Material von der Platte mit HIfe eines drehbaren Werkzeugs, wie es in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, entfernt wird,das mit wenigstens einer Schneid-The method according to the invention consists essentially in one step, with the material from the plate with help a rotatable tool, as shown in FIGS. 1 to 4, is removed, which is equipped with at least one cutting
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kante versehen ist, die in Form einer Diamantkrone ausgebildet und im wesentlichen längs der Mantellinie einer konischen Fläche angeordnet ist, deren Achse mit der Rotationsachse des Werkzeugs zusammenfällt. Es wurde gefunden, daß dann, wenn das Entfernen von Material in der angegebenen Weise vorgenommen wird, nichtnur eine kegelige Aussenkung gebildet wird, die sehr gu! ϊ Eigenschaften in bezug auf Form und Abmessungen aufweist, sondern auch dis zur Durchführung dieses Arbeitsgangs verwendete Werkzeug wesentlich weniger verschlissen wird, wodurch eine hohe Produktivität erhalten wird.edge is provided, which is designed in the form of a diamond crown and is arranged substantially along the surface line of a conical surface, the axis of which coincides with the axis of rotation of the tool. It has been found that if the removal of material is carried out in the manner indicated, not only a conical recess is formed, which is very good ! ϊ Has properties in terms of shape and dimensions, but also the tool used to perform this operation is much less worn, resulting in high productivity is obtained.
Die Drehzahl des Werkzeugs kann in einem weiten Bereich variieren, wobei trotzdem in jedom Fall gänzlich zufriedenstellende Resultate erzielt werden. Es wurde gefunden, daß die Drehzahl zwischen 5oo und 18 ooo U/min liegen kann.The speed of rotation of the tool can vary within a wide range, although it is entirely satisfactory in any case Results are achieved. The speed has been found to be between 500 and 18,000 rpm can.
Der Arbeitsgang kann unter Verwendung eines manuell steuerbaren Bohrers vorgenommen werden, an dem das Werkzeug montiert ist, wobei sich der Vorteil einer stark reduzierten Bearbeitungszeit ergibt, wobei keine komplexen Maschinen oder Ausrüstungen erforderlich sind, während eine beträchtliche Flexibilität auf der Arbeitsfläche erreicht wird.The operation can be carried out using a manually controllable drill on which the tool is mounted, with the advantage of a greatly reduced machining time, with no complex machines or Equipments are required while achieving considerable flexibility on the work surface.
Während des vorgenannten Arbeitsvorgangs wird das Werkzeug durch einen Stift geführt, der in die Bohrung eingesetzt werden kann, die ausgesenkt werden soll.During the aforementioned operation, the tool is guided through a pin that is inserted into the bore which is to be lowered.
Ein zur Durchführung dieses Arbeitsgangs geeignetes Werkzeug ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Es besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Körper 3, der mit einem Zapfen 4 versehen ist, der beispielsweise durch Verschrauben an einer Spindel einer manuell gehaltenen Bohrmaschine befestigt v/erden kann. Der untere Teil des Körpers 3 des Werkzeugs wird durch eine im wesentlichen konische Fläche 5 begrenzt und besitzt eine schraubenlinienförmige Nut 6 eines Typs, wie er an konventionellen Aussenkungswerkzeugen ausgebildet ist.A tool suitable for performing this operation is shown in FIGS. It owns a substantially cylindrical body 3 which is provided with a pin 4 which, for example, by screwing attached to a spindle of a manually held drill. The lower part of the body 3 of the tool is delimited by an essentially conical surface 5 and has a helical groove 6 of the type formed on conventional counterbore tools.
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Das Werkzeug ist mit oinem Paar von Diamantkronen 7 versehen, von deinen jede eine im wesentlichen geradlinige Schneidkante 8 besitzt, die in bezug auf die Achse des Werkzeugs derart orientiert ist, daß sie auf einer Mantellinie einer konischen, koaxial zu der Achse des Werkzeugs angeordneten Fläche liegt. Die Lage der Kante 8 ist klar aus der Seitenansicht der Fig. 1 ersichtlich, während ihre Form im Schnitt aus Fig. 4 ersichtlich ist.The tool comes with a pair of diamond crowns 7 provided, each of which has a substantially rectilinear cutting edge 8, which with respect to the axis of the tool is oriented such that it is arranged on a surface line of a conical, coaxial to the axis of the tool Area lies. The position of the edge 8 can be clearly seen from the side view of FIG. 1, while its shape in section from Fig. 4 can be seen.
Der Diamant der Krone 7 ist üblicherweise ein normaler polychristalliner industrieller Diamant.The diamond of the crown 7 is usually a normal polychrystalline industrial diamond.
Jede der beiden Kronen 7 wird gemäß der dargestellten Ausführungsform des Werkzeugs durch eine entsprechende Wolframkarbidplatte 1o getragen, die die Kräfte aufnimmt, die auf die Diamantkrone 7 während des BearbeitungsVorgangs übertragen werden, und diese auf den Körper 3 des Werkzeugs überträgt. Zu diesem Zweck sind jede der Kronen 7 und die zugehörige Wolframkarbidplatte 1o durch Sintern miteinander verbunden. Die auf diese Weise erhaltene Anordnung sitzt in einer entsprechenden Ausnehmung 11 (Fig. 4) des Körpers 3, wobei die Befestigung in üblicher Weise, beispielsweise durch Verschweißen der Platte 1o mit dem Körper 3 selbst, erhalten werden kann.According to the embodiment of the tool shown, each of the two crowns 7 is supported by a corresponding tungsten carbide plate 1o worn, which absorbs the forces acting on the diamond crown 7 during the machining process are transferred, and this transfers to the body 3 of the tool. For this purpose, each of the crowns 7 and the associated tungsten carbide plate 1o connected to one another by sintering. The arrangement obtained in this way is seated in a corresponding recess 11 (Fig. 4) of the body 3, the attachment in the usual way, for example by welding the plate 1o to the body 3 itself, can be obtained.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei um etwa 18o zueinander versetzte Diamantkronen 7 vorgesehen, jedoch kann die Zahl der Kronen 7 auch eine andere sein. Der Körper 3 des Werkzeugs ist darüberhinaus mit einer zentralen Bohrung 12 versehen, die zur Aufnahme eines im wesentlichen zylindrischen Stiftes 13 dient, der einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als derjenige der Bohrung 1 ist, die ausgesenkt werden soll, während die Verbindung des Stiftes 13 mit dem Körper 3 beisDielsweise über einen festspannenden Gewindestift vorgenommen werden kann, der in eine entsprechende Gewindebohrung 14 im Körper 3 eingesetzt wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.In the illustrated embodiment, two µm Diamond crowns 7 offset about 18o to one another are provided, however, the number of crowns 7 can also be different. The body 3 of the tool is also with a central Bore 12 is provided which serves to receive a substantially cylindrical pin 13 which has a diameter has, which is slightly smaller than that of the bore 1, which is to be countersunk, while the connection of the Pin 13 with the body 3 can be made, for example, by means of a tightening threaded pin, which is inserted into a corresponding threaded hole 14 is used in the body 3, as can be seen from FIG.
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In Fig. 5 ist das Werkzeug in Arbeitsstellung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Hierbei wird zunächst der Stift 13 in die Bohrung 1 eingesetzt, wodurch eine perfekte Führung des Werkzeugs in bezug auf die BohrungIn Fig. 5 the tool is in the working position according to represented the method according to the invention. Here, the pin 13 is first inserted into the bore 1, whereby perfect guidance of the tool in relation to the bore
1 sichergestellt wird, wonach nachfolgend die Schneidkanten 8 der Diamantkronen 7 in Kontakt mit dem Material der Platte1 is ensured, after which the cutting edges 8 of the diamond crowns 7 in contact with the material of the plate
2 gebracht werden, νährend das Werkzeug mit einer Drehzahl, die in dem oben angegebenen Bereich liegt, angetrieben wird. Auf diese Weise wird einekonische Aussenkung 15 erhalten, die am Ende des Arbeitsvorgangs die in Fig. 6 dargestellte Form aufweist. Es wurde gefunden, daß diese Aussenkung eine konisch: Oberfläche 16 mit geringer Rauheit und gänzlichem Fehlen von Kratzern und Beschädigungen besitzt. Darüborhinaus tritt an der Kante 17 der Aussenkung selbst keine; Abtrennung von Fasern des Materials der Platte 2 auf, vielmehr ist die Kante 17 gänzlich glatt und durchgehend. Die Toleranzen bezüglich Form und Abmessungen der Aussenkung, die auf diese Weise erhalten wird, sind sehr genau.2 while the tool is running at a speed which is in the range given above, is driven. In this way a conical countersink 15 is obtained which has the form shown in FIG. 6 at the end of the working process. It has been found that this countersink is conical: Surface 16 has little roughness and a complete absence of scratches and damage. Beyond that occurs the edge 17 of the recess itself does not have any; Separation of fibers of the material of the plate 2, rather the edge 17 completely smooth and continuous. The tolerances on the shape and dimensions of the recess obtained in this way will are very accurate.
Ferner wurde festgestellt, daß mit einem Werkzeug mehrere tausend Aussenkungen hergestellt werden können, bevor ein Schärfen der Schneidkanten 8 erforderlich wird. Folglich ist die mit dem beschriebenen Verfahren beschriebene Produktivität sehr hoch.It was also found that several thousand countersinks can be made with one tool before a sharpening of the cutting edges 8 is required. Consequently, the one described with the method described Productivity very high.
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Claims (9)
Italiana p.Α., NeaoelAERITALIA Societa Aerospaziale
Italiana p.Α., Neaoel
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