DE3522324A1

DE3522324A1 - Device for machining workpieces

Info

Publication number: DE3522324A1
Application number: DE19853522324
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Simon
Original assignee: H Wohlenberg GmbH and Co KG
Current assignee: H Wohlenberg GmbH and Co KG
Priority date: 1985-06-22
Filing date: 1985-06-22
Publication date: 1987-01-02

Abstract

The invention relates to a device for machining workpieces, consisting of a tool which can be moved towards and away from the workpiece and of a drive arrangement for rotating workpiece and tool relative to one another. Here, the invention provides for at least one further tool to be arranged coaxially to the axis of rotation of the tool, and for it to be possible for a relative rotation to be produced between the workpiece and the further tool independently of the rotation between the workpiece and the first tool. It is thereby possible to carry out two or more similar or different machining operations in one position of the device without a tool change, for example machining bores of large diameter by means of an inner borer and an outer borer surrounding the inner borer like a sleeve. In the process, the tools can be axially displaceable towards to one another, can be driven with a different feed and can be controlled in their rotational speed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bear beitung von Werkstücken, bestehend aus einem auf das Werkstück zu und von diesem fortbewegbaren Werkzeug und aus einer Antriebsan ordnung zur Drehung von Werkstück und Werkzeug relativ zueinan der.The invention relates to a device for the bear processing of workpieces, consisting of one towards the workpiece and from this moving tool and from a drive order for the rotation of workpiece and tool relative to each other the.

Herkömmliche Vorrichtungen für die Bearbeitung von Werkstücken sind in ihrem Anwendungsbereich dadurch begrenzt, daß an jeweils einer Vorrichtung zur Zeit nur ein Werkzeug für einen Arbeitsvorgang betrieben werden kann. Dadurch kann keine optimale Anpassung an die Erfordernisse von komplexen Arbeitsvorgängen er reicht werden und die Einsatzmöglichkeiten sind begrenzt.Conventional devices for processing Workpieces are limited in their area of application by the fact that only one tool for one on one device at a time Operation can be operated. As a result, no optimal Adaptation to the requirements of complex work processes be enough and the possible uses are limited.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Einsatzmög lichkeiten einer Vorrichtung für die Bearbeitung von Werkstücken wesentlich zu erhöhen.The object of the invention is therefore to ensure that it can be used Possibilities of a device for machining workpieces to increase significantly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß koaxial zur Drehachse des Werkzeugs wenigstens ein weiteres Werk zeug angeordnet ist, und daß unabhängig von der Drehung zwischen dem Werkstück und dem ersten Werkzeug eine relative Drehung zwi schen dem Werkstück und dem weiteren Werkzeug herstellbar ist.This object is achieved in that at least one other work coaxial to the axis of rotation of the tool Stuff is arranged, and that regardless of the rotation between the workpiece and the first tool a relative rotation between the workpiece and the other tool can be produced.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine innere Antriebswelle mit dem einen Werkzeug also von wenigstens einer hülsenförmigen Antriebswelle mit jeweils einem weiteren Werkzeug umgeben, so daß in einer Position der Vorrichtung ohne Werkzeug wechsel zwei oder mehr gleichartige oder unterschiedliche Bear beitungen durchführbar sind, was in der Praxis zu einer erhebli chen Zeitersparnis und Kostenminderung führen kann. Die Antriebs wellen führen sich dabei gegenseitig. Dadurch wird dem ganzen System eine hohe Steifigkeit verliehen und es kann hohe Kräfte seitlich und axial bezogen auf seine Rotationsachse aufnehmen. Jedes Werkzeug und/oder die Werkzeugaufnahme weist zweckmäßiger weise eine unabhängige Antriebsanordnung auf, so daß sich zahl reiche Variationsmöglichkeiten für die Art und den Ablauf der Bearbeitungen ergeben.In the device according to the invention, an inner Drive shaft with the one tool of at least one sleeve-shaped drive shaft with one additional tool each surrounded so that in one position the device without tools change two or more similar or different Bear are feasible, which in practice leads to a considerable increase Chen can save time and reduce costs. The drive waves lead each other. This will make the whole System is given high rigidity and it can withstand high forces Take up laterally and axially with respect to its axis of rotation. Each tool and / or the tool holder points more appropriately have an independent drive arrangement, so that pays off rich variation possibilities for the kind and the course of the Edits result.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die einzelnen Werkzeuge entlang ihrer Drehachse gegeneinander ver schoben werden. Dadurch können mit besonderen Antriebseinheiten mit Vorschubregelung die verschiedenen Werkzeuge mit unterschied lichem Vorschub betrieben werden.In a further embodiment of the invention, the ver individual tools along their axis of rotation be pushed. This allows using special drive units with feed control the different tools with difference Lich feed are operated.

In Weiterentwicklung der Erfindung kann auch die Dreh zahl und die Drehrichtung der Einzelwerkzeuge separat verändert werden.In further development of the invention, the rotation number and the direction of rotation of the individual tools changed separately will.

Zusätzlich können Mittel vorgesehen werden, die jedes Werkzeug einzeln arretieren oder aber ein Werkzeug mit einem anderen koppeln.In addition, means can be provided, each Lock the tool individually or a tool with one pair others.

Grundsätzlich kommt bei der Auswahl der Einzelwerkzeuge jedes in der Fertigungstechnik anwendbare Werkzeug in Betracht.Basically comes in the selection of individual tools any tool that can be used in manufacturing technology.

Es können entweder gleichartige Werkzeuge oder aber auch verschiedenartige Werkzeuge kombiniert werden, je nachdem, welche Bearbeitungsaufgabe gestellt ist. So fallen etwa im Be reich der industriellen Fertigung häufig Arbeitsvorgänge an, bei denen zwei oder mehr Tätigkeiten direkt nacheinander erfolgen. Beispielsweise in der Motorenfertigung werden oft Bohrungen ange bracht, denen in einem weiteren Schritt ein Ansenkvorgang nachge schaltet ist. In der Regel sind dies bislang zwei Arbeitsschrit te, für die ein Werkzeugwechsel erforderlich ist.Either similar tools or different types of tools can also be combined, depending on which processing task is posed. So fall in the Be rich in industrial manufacturing operations which are followed by two or more activities in succession. For example, holes are often drilled in engine production brings, which is followed by a lowering process in a further step is switched. So far, these are usually two work steps for which a tool change is required.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dagegen kann ein Innenbohrer eine Bohrung anbringen, während gleichzeitig oder direkt danach ein den Innenbohrer umgebendes Senkwerkzeug mit seiner mit Schneiden versehenen Stirnfläche das Senken vornimmt. Für diesen speziellen Arbeitsvorgang ist zwar ein Werkzeug auf dem Markt, welches starr verbunden auf der gleichen Achse über einander einen Bohrer und einen Senker aufweist, dieses hat sich aber unter anderem deshalb nicht bewährt, weil auch beim Senken noch gebohrt wird und die dabei erzeugten und nach oben aus der Bohrung herauszutransportierenden Bohrspäne zwischen Senkwerkzeug und zu bearbeitende Fläche geraten und eine exakte Bearbeitung verhindern. Dieses kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auftreten, weil der Innenbohrer während des Senkvorgangs wegen seines separaten Antriebs angehalten werden kann und des halb keine störenden Späne produziert.In contrast, in the device according to the invention, a Drill a hole while simultaneously or immediately afterwards with a countersink tool surrounding the inner drill makes the lowering of its end face provided with cutting. There is a tool for this special operation the market, which is rigidly connected across the same axis each have a drill and a countersink, this has but not proven because, among other things, also when lowering is still drilled and the generated and up from the Boring chips to be transported out between countersinking tools and surface to be machined and an exact machining prevent. This can be done in the device according to the invention does not occur because of the inner drill during the lowering process can be stopped because of its separate drive and the half no interfering chips produced.

Eine wichtige Voraussetzung für das Gelingen einer exakten Bohrung ist das Anbohren. Fehler beim Anbohren führen zu Toleranzen beim Bohrergebnis. Dadurch, daß bei der Erfindung eine axiale Verschiebbarkeit vorgesehen ist, kann der Innenbohrer vollständig in den Außenbohrer hineingefahren werden. Dann kann der Außenbohrer als Anbohrbuchse verwendet werden, der dem Innen bohrer die Stabilität zum Auffinden eines exakten Anbohrpunktes gibt.An important prerequisite for the success of one exact drilling is drilling. Tapping errors lead to Tolerances in the drilling result. The fact that in the invention axial displaceability is provided, the inner drill completely into the outer drill. Then can the outer drill can be used as a tapping bush, the inside drill stability to find an exact drilling point gives.

Insbesondere bei der Anfertigung von Tiefbohrungen mit großen Durchmessern ist die gegenseitige Führung von besonderer Bedeutung, weil dadurch die für eine Bohrgüte der Bohrungsinnen oberfläche erforderliche Stabilität des Bohrers erreichbar ist.Especially when drilling deep holes with large diameters, the mutual guidance is special Significance, because it ensures the drilling quality of the inside of the hole required stability of the drill can be reached.

Man unterscheidet drei Arten von Tiefbohrvorgängen: Bohren ins Volle, Kernbohren und Aufbohren. Mit Bohren ins Volle ist der bekannte Bohrvorgang in ein Vollmaterial bezeichnet. Beim Kernbohren wird zuerst ein ringförmiger Querschnitt freigebohrt, so daß ein Kern stehen bleibt. Dieser wird bei Grundbohrungen, also bei Bohrungen, die das Material nicht voll durchdringen, anschließend mit einem sogenannten Kernabschneider entfernt. Das Aufbohren schließlich bezeichnet das Vergrößern von vorgebohrten Bohrungen kleineren Durchmessers.There are three types of deep drilling operations: Full drilling, core drilling and boring. With full drilling the known drilling process is called a solid material. At the Core drilling, an annular cross section is first drilled out, so that a core remains. This is used for basic drilling, in the case of holes that do not fully penetrate the material, then removed with a so-called core cutter. The Finally, boring refers to the enlargement of pre-drilled holes Smaller diameter bores.

Während das Kern- und Aufbohren einen relativ geringen Leistungsaufwand auch beim Herstellen von großen Durchmessern er fordert - beim Kernbohren liegen die maximalen Bohrdurchmesser bei 350-500 mm, beim Aufbohren bei ca. 1000 mm - ist u.a. durch den sehr großen Leistungsaufwand das Bohren ins Volle beim heuti gen Stand der Technik auf Durchmesser bis ca. 250 mm im indu strieellen Betrieb, mit Sonderwerkzeugen auf ca. 350 mm begrenzt.During the core and boring a relatively small Performance effort even when producing large diameters demands - with core drilling, the maximum drilling diameters are at 350-500 mm, when boring at approx. 1000 mm - is among others by the very high performance of drilling to the full with today's state of the art on diameters up to approx. 250 mm in the ind normal operation, limited to approx. 350 mm with special tools.

Speziell bei der Herstellung von Bohrungen größeren Durchmessers, die im Bereich etwa von 250-350 mm liegen, treten nun gerade im Zusammenhang mit großen Bohrtiefen Probleme auf. Einerseits setzt die Maschinenantriebsleistung und die Maschinen konstruktion eine Grenze, andererseits entstehen bei großen Durchmessern der Bohrwerkzeuge Probleme durch den Unterschied der Schnittgeschwindigkeit zwischen Zentrum und der äußeren Werkzeug schneide. Im Zentrum beträgt sie naturgemäß Null und wächst zum äußeren Werkzeugrand hin an. Diese unterschiedliche Geschwindig keit bewirkt unterschiedliche Zerspankräfte. Dadurch wird das Werkzeug auf Biegung beansprucht, und es verursacht dadurch sogenannte Ratterschwingungen. Damit wird, da die äußere Werk zeugschneide ja die Oberfläche der Bohrung erzeugt, das Arbeits ergebnis entscheidend verschlechtert.Especially in the production of larger holes Diameter, which are in the range of about 250-350 mm occur problems in connection with large drilling depths. On the one hand, the machine drive power and the machines construction a limit, on the other hand arise with large Diameters of the drilling tools caused by the difference in the Cutting speed between the center and the outer tool cut. In the center it is naturally zero and grows to outer tool edge. This different speed speed causes different cutting forces. This will make it Tool bends and it causes so-called chatter vibrations. This is because the outer work tool cutting edge creates the surface of the hole, the working earnings deteriorated significantly.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dagegen, die ja aus zwei unabhängig voneinander antreibbaren Bohrwerkzeugen besteht, die mit unterschiedlicher Drehzahl betrieben werden können, läßt sich dadurch optimal an die Fertigungsaufgabe anpassen, daß an den Einzelwerkzeugen eine jeweils optimale Schneidengeometrie ausgebildet werden kann und durch die Auswahl des besten Dreh zahlbereichs in einem günstigen und wirtschaftlichen Arbeits bereich zerspant werden kann. Dadurch werden die Nachteile we sentlich verringert, die aus der unterschiedlichen Schnittge schwindigkeit im äußeren Randbereich eines Bohrwerkzeuges mit großem Durchmesser gegenüber dem Innenbereich resultieren.The device according to the invention, however, from there are two independently drivable drilling tools, which can be operated at different speeds adapt optimally to the manufacturing task that the individual tools have an optimal cutting edge geometry can be trained and by choosing the best spin number range in a cheap and economical work area can be machined. This eliminates the disadvantages considerably reduced from the different intersection speed in the outer edge area of a drilling tool large diameter compared to the interior result.

Auf diese Weise können noch größere Bohrungen ins Volle oder auch beim Aufbohren angefertigt werden, wobei die Qualität der Bohrung gegenüber herkömmlichen Bohrwerkzeugen wesentlich ge steigert werden kann.In this way, even larger holes can be solid or also be made during boring, whereby the quality the bore compared to conventional drilling tools can be increased.

Die Erfindung bringt einen weiteren wesentlichen Vor teil hinsichtlich der Späneabfuhr. Schon durch die erhöhte Genau igkeit der Bohrung wird die Späneabfuhr dadurch erleichtert, daß nur sehr definierte Spangrößen und -mengen auftreten, deren Abfuhr besser kontrollierbar ist. Zusätzlich ist es möglich, durch die erhöhte Stabilität des Bohrers mit dem Außenrohr als Führungshülse, die Außenhülse beim Anbohren nicht ganz eng an das Werkstück heranzuführen, was bei den konventionellen Bohrwerkzeu gen aus Fertigungsgründen unbedingt notwendig ist, sondern es ist möglich, zwischen Werkstück und Außenbohrer eine größere Lücke zu lassen. Diese Lücke kann nun ausgenützt werden, um eine möglichst ungehinderte Späneabfuhr zu erreichen. Damit kann in manchen An wendungsfällen auf kompliziert aufgebaute Bohrer mit innerer Späneabfuhr verzichtet werden.The invention proposes a further essential part with regard to chip removal. Already through the increased accuracy The removal of chips is facilitated by the fact that only very defined chip sizes and quantities occur, the Removal is easier to control. In addition, it is possible due to the increased stability of the drill with the outer tube as Guide sleeve, the outer sleeve when drilling is not very close to the Bring workpiece, what with conventional boring tools is absolutely necessary for manufacturing reasons, but it is possible to close a larger gap between the workpiece and the external drill to let. This gap can now be exploited to the extent possible to achieve unimpeded chip removal. With this, in some An use cases on intricately designed drills with internal Chip removal can be dispensed with.

Bei der Herstellung von Durchgangsbohrungen kann in der Durchbruchphase des Innenbohrers der Vorschub des Außenbohrers abgeschaltet werden. Dieser dient dann wiederum als Führungshülse für den Innenbohrer und man erhält saubere Durchbohrungen. Die Führungsfunktion des Außenbohrers wird auch erreicht, wenn ledig lich der Vorschub abgeschaltet ist, der Außenbohrer also synchron zum Innenbohrer mit gleicher Drehzahl weiterläuft. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung läßt sich individuell an verschiedene Ar beitstechniken im Bereich des Tiefbohrens anpassen.In the production of through holes in the Breakthrough phase of the inner drill, the feed of the outer drill be switched off. This in turn serves as a guide sleeve for the inner drill and you get clean holes. The Guiding function of the outer drill is also achieved when single Lich the feed is switched off, so the outer drill is synchronous to the inner drill continues at the same speed. The invent device according to the invention can be individually to different Ar Adapting working techniques in the area of deep drilling.

In der Regel werden Innen- und Außenbohrer mit unter schiedlicher Drehzahl aber gleicher Drehrichtung ins Werkstück hineingebohrt.As a rule, inner and outer drills with under different speeds but the same direction of rotation into the workpiece drilled into it.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch, je nach Erfordernissen, bei stillstehendem Werkstück betrieben werden, oder aber auch im Gleichlauf oder im Gegenlauf mit diesem betrieben werden. The device according to the invention can also, however operated as required with the workpiece stationary be, or also in the same direction or in the opposite direction with this operate.

Eine weitere Variante besteht darin, daß Innenbohrer und Außenbohrer unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen, je weils mit stehendem oder sich drehendem Werkstück.Another variant is that inner drills and outer drill have different directions of rotation, each because with a stationary or rotating workpiece.

Bei rotierenden Werkstücken kann auch der Außenbohrer stillstehen, so daß das Werkstück sich gegen die Schneiden des Außenbohrers bewegt. Der Innenbohrer arbeitet dann je nach Dreh zahlverhältnissen und Schnittrichtung im Gleich- oder Gegenlauf zum Werkstück.The outer drill can also be used for rotating workpieces stand still, so that the workpiece is against the cutting of the Outer drill moves. The inner drill then works depending on the rotation Number ratios and cutting direction in the same or opposite direction to the workpiece.

Bei vollständig zurückgezogenem Innenbohrer ist eine Kernbohrung möglich, wobei gleichzeitig oder zeitlich versetzt mit einem als Kernabschneider ausgebildeten Innenbohrer der Kern separat abgespant werden kann.When the inner drill is fully retracted, there is one Core drilling possible, at the same time or at different times the core with an internal drill designed as a core cutter can be machined separately.

Diese Betriebsarten sind bereits bei herkömmlichen Bohrern bekannt, erfahren aber durch das erfindungsgemäße Werk zeug eine wesentliche Erweiterung, die eine noch bessere An passung an jede Art von Bohrungsaufgaben gestattet.These operating modes are already with conventional ones Known drills, but experience through the inventive work testifies to a substantial expansion, an even better one fit to any type of drilling task allowed.

Die im wesentlichen am Beispiel einer Bohrvorrichtung dargestellte Erfindung läßt sich auch für andere Bearbeitungs aufgaben einsetzen. Als Beispiele seien genannt: Bohren - Senken, Bohren - Rollieren, Bohren - Schleifen, Senken - Schleifen, Schleifen - Schleifen etc..The essentially using the example of a drilling device illustrated invention can also be used for other machining use tasks. Examples include: drilling - sinking, Drilling - rolling, drilling - grinding, countersinking - grinding, Grinding - grinding etc.

Im folgenden soll der Einsatzbereich der Erfindung an hand einiger Beispiele umrissen werden und die Erfindung anhand einiger Ausführungsformen näher erläutert werden.The scope of the invention is intended to be as follows hand outlined a few examples and the invention based on some embodiments are explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisch die Bohrspitze einer erfindungs gemäßen Vorrichtung Fig. 1 shows schematically the drill bit of a device according to the Invention

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Bohren und Ansenken Fig. 2 shows a device for drilling and countersinking

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Bohrvorrichtung für eine Tiefbohrmaschine Fig. 3 shows a section through a drilling device for a deep drilling machine

Fig. 4 eine Tiefbohreinrichtung mit erfindungs gemäßem Bohrwerkzeug Fig. 4 is a deep drilling device with the inventive drilling tool

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Tiefbohr einrichtung mit erfindungsgemäßem Bohrwerk zeug Fig. 5 shows another embodiment of a deep drilling device with a boring machine according to the invention

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer Tiefbohr einrichtung mit erfindungsgemäßem Bohrwerk zeug. Fig. 6 shows a third embodiment of a deep drilling device with a boring machine according to the invention.

Fig. 1 zeigt schematisch einen konventionellen Spiral bohrer 1, der mit einem eigenen Antrieb versehen ist, und der von einem zweiten hülsenförmigen Werkzeug 2 mit an der Spitze befind lichen Bohrschneiden 3 umgeben ist. Auch dieser hülsenförmige Bohrer (2) hat einen unabhängigen Antrieb. Die Drehzahl beider Antriebe kann regelbar ausgebildet sein, so daß je nach Größe der herzustellenden Bohrung für Innen- und Außenbohrer die für eine einwandfreie Zerspanung optimale Drehzahl gewählt werden kann. Fig. 1 shows schematically a conventional twist drill 1 , which is provided with its own drive, and which is surrounded by a second sleeve-shaped tool 2 with the cutting edges 3 located at the top. This sleeve-shaped drill ( 2 ) also has an independent drive. The speed of both drives can be designed to be controllable, so that, depending on the size of the bore to be produced for inner and outer drills, the optimum speed for perfect machining can be selected.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 2. Hier kann mittels eines Innenbohrers 1 von beliebiger Bauart eine Bohrung in einem Werkstück 4 hergestellt werden, während mittels eines zweiten Werkzeugs 2, in diesem Fall ein Senkwerkzeug, das den Schaft des Werkzeugs 1 umgibt, ein Senkvor gang durchgeführt werden kann. Diese Vorgänge können gleichzei tig, in bestimmten Anwendungsfällen aber auch nacheinander durch geführt werden. Dieses ist zum Beispiel erforderlich, wenn es auf besondere Güte der Senkflächen ankommt. Dann darf nämlich während des Senkens nicht gebohrt werden, um eine Beschädigung der em pfindlichen Flächen durch dazwischengeratene Bohrspäne zu vermei den. Die beiden Werkzeuge sind in Achsrichtung relativ zueinander verschiebbar, so daß es möglich ist, sie nacheinander zum Einsatz zu bringen. sie können aber auch durch Voreinstellung oder durch entsprechende Steuerung ihres Vorschubs in einem vorgegebenen Abstand voneinander gehalten werden, z.B. wie in Fig. 2 dargestellt, so daß in der letzten Phase des Bohrvorgangs zugleich der Ein senkvorgang erfolgt.Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 2. Here, a bore can be made in a workpiece 4 by means of an internal drill 1 of any design, while a countersink tool, which in this case surrounds the shank of the tool 1 , can be made by means of a second tool 2 Lowering operation can be carried out. These processes can be carried out at the same time, but in certain applications also in succession. This is necessary, for example, if the countersunk surfaces are of special quality. Then drilling must not take place during lowering to avoid damaging the sensitive surfaces due to drilling chips intervening between them. The two tools can be moved relative to one another in the axial direction, so that it is possible to use them one after the other. but they can also be kept at a predetermined distance from one another by presetting or by correspondingly controlling their feed, for example as shown in FIG. 2, so that in the last phase of the drilling process there is also a lowering process.

Eine ähnliche Arbeitsweise ist bei Schleif- oder Ent gratungsvorgängen anwendbar. Durch besondere Auslegung der An triebseinheit ist es auch möglich, für solche Vorgänge die Werk zeuge einzeln arretierbar auszubilden und nur das Werkstück gegen die Bearbeitungsflächen der Werkzeuge zu drehen.A similar way of working is with grinding or Ent burring processes applicable. By special interpretation of the An drive unit, it is also possible to work for such operations train individually lockable and only counter the workpiece to rotate the machining surfaces of the tools.

Ein besonders geeigneter Bereich für die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Tiefbohren. Insbesondere beim Herstellen von Tiefbohrungen mit großen Bohrdurchmessern sind mit den bislang zur Verfügung stehenden Vorrichtungen Gren zen gesetzt.A particularly suitable area for the application of the The device according to the invention is deep drilling. In particular when drilling deep holes with large drill diameters are with the devices available so far zen set.

Besonders kritisch ist bei großen Durchmessern der Unterschied der Schneidengeschwindigkeit zwischen Zentrum des Bohrers und Bohreraußendurchmesser, der zu Ratterschwingungen und damit zu Qualitätseinbußen der Bohrung führt.The is particularly critical for large diameters Difference in cutting speed between the center of the Drill and drill outer diameter that lead to chatter vibrations and this leads to a loss in quality of the bore.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung als Bohrwerkzeug, in diesem Fall zum Bohren in das Volle, wie sie in Fig. 3 im Detail dargestellt ist, kann dies wesentlich gemil dert werden.By the inventive design of the device as a drilling tool, in this case for drilling into the solid, as shown in Fig. 3 in detail, this can be substantially changed.

Das Bohrwerkzeug weist einen Außenbohrer 5, der auf einer äußeren als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 6 über ein Gewinde 7 befestigt ist und einen Innenbohrer 8, der mit einer ebenfalls als Hohlwelle ausgebildeten inneren Antriebswelle 9 verbunden ist, auf. Der Innenbohrer ist, wie in der Tiefbohr technik üblich, mit einem inneren Kanal 10 zur Späneabfuhr verse hen. Beim Außenbohrer erfolgt die Späneabfuhr durch einen äußeren Kanal 11 zwischen Bohrwerkzeug und Wandung der Bohrung. The drilling tool has an outer drill 5 which is fastened on an outer drive shaft 6 designed as a hollow shaft by means of a thread 7 and an inner drill 8 which is connected to an inner drive shaft 9 also designed as a hollow shaft. The inner drill is, as usual in deep drilling technology, with an inner channel 10 for chip removal. With the external drill, the chips are removed through an external channel 11 between the drilling tool and the wall of the bore.

Zum Transport der Bohrspäne aus der Bohrung wird ein Kühlschmiermittel durch einen Kanal 12 zwischen äußerer und inne rer Hohlwelle gefördert, gelangt in einen Stauraum 13 und wird von dort über Kanäle 14 und 14 a weitergeleitet. Neben der Späne abfuhr dient das Mittel zur Kühlung und zur Schmierung von Füh rungsleisten 15 des Innenbohrers, Führungsleisten 18 des Außen bohrers, sowie entsprechenden Schneiden 16 und 17. Der Außenboh rer 5 ist als Aufbohrkopf ausgebildet und ist in seiner Zerspa nungstiefe und Schnittcharakteristik den jeweiligen Bearbeitungs aufgaben angepaßt. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist er als an sich bekanntes Schäl- und Aufbohrwerkzeug dargestellt.To transport the drilling chips out of the bore, a cooling lubricant is conveyed through a channel 12 between the outer and inner hollow shaft, enters a storage space 13 and is passed on from there via channels 14 and 14 a . In addition to the chips removal, the means for cooling and lubricating Füh approximately 15 of the inner drill, guide strips 18 of the outer drill, and corresponding cutting edges 16 and 17 . The Außenboh rer 5 is designed as a boring head and is adapted to the respective machining tasks in its cutting depth and cutting characteristics. In the exemplary embodiment described, it is shown as a peeling and boring tool known per se.

Der Außenbohrer 5 wird in einer Gleitlagerbuchse 19 durch den Innenbohrer geführt. Die Gleitlagerbuchse ist dabei als hydrodynamisches Lager ausgebildet.The outer drill 5 is guided in a slide bearing bush 19 through the inner drill. The plain bearing bush is designed as a hydrodynamic bearing.

In der Anbohrphase wird der Innenbohrer mit Vorlauf betrieben, um eine einwandfreie Anbohrstelle zu erhalten. Zu diesem Zweck wird der Innenbohrer 8 zuvor in den Außenbohrer zurückgezogen. Dabei wird mit einer Kante 20 am Innenbohrer der Kanal 14 zur Schmierung des Außenbohrers 5 abgedeckt, so daß mehr Kühlschmierstoff über den Kanal 14 a zu den Führungsleisten 15 und Schneiden 16 des Innenbohrers gelangt. Müssen diese doch einmal ausgewechselt werden, ist dies durch eine besondere Befestigung an der Bohrspitze leicht möglich.In the drilling phase, the inner drill is operated with a lead in order to obtain a perfect drilling point. For this purpose, the inner drill 8 is previously withdrawn into the outer drill. In this case, the channel 14 for lubricating the outer drill 5 is covered with an edge 20 on the inner drill so that more cooling lubricant reaches the guide strips 15 and cutting edges 16 of the inner drill via the channel 14 a . If they do have to be replaced, this is easily possible with a special attachment to the drill tip.

Bei der Durchführung einer Tiefbohrung mit großem Durchmesser kann nun durch unterschiedliche Anpassung der Umdre hungszahl die Schneidengeschwindigkeit von Außenbohrer und Innen bohrer so gewählt werden, daß es nicht zu unterschiedlichen Zer spankräften an Orten unterschiedlicher Bohrerdurchmesser kommen kann.When performing a deep drilling with large Diameter can now be adjusted by changing the rotation the cutting speed of the outer drill and the inner Drill be chosen so that there are not different Zer chip forces come at locations of different drill diameters can.

Damit werden die Werkzeuge nicht so stark auf Biegung beansprucht und es kommt nicht zu den für die Qualität der Boh rung schädlichen Ratterschwingungen. Auf diese Weise wird der Einsatzbereich von Tiefbohrmaschinen zu wesentlich größeren Durchmessern hin erweitert und die Qualität von Tiefbohrungen wird verbessert.So the tools don't bend as much claimed and it does not come to the quality of the Boh damaging chatter vibrations. In this way the Field of application of deep drilling machines to much larger ones Diameters expanded and the quality of deep drilling will be improved.

In Fig. 4 ist der schematische Aufbau einer für die An wendung der Erfindung ausgelegten Tiefbohrmaschine gezeigt, bei dem Werkzeuge und Werkstück jeweils eigene Antriebseinheiten haben. Auf einem Maschinenbett 22 ist ein Werkstückspindelstock 23 angeordnet, der über einen eigenen Antrieb 24 verfügt. Die Aufnahme für ein Werkstück 21 besteht aus einer üblichen Plan scheibe 25 mit Befestigungselementen. Bei längeren Werkstücken wie Wellen u.ä. wird ein Werkstücksetzstock 26 zur Führung und Unterstützung vorgesehen.In FIG. 4 is the schematic structure of a for the invention to the designed depth drilling application shown in which tools and workpiece each have their own drive units. A workpiece headstock 23 , which has its own drive 24 , is arranged on a machine bed 22 . The receptacle for a workpiece 21 consists of a conventional face plate 25 with fasteners. With longer workpieces such as shafts etc. a workpiece set 26 is provided for guidance and support.

Zur Durchführung von Tiefbohrungen mit der erfindungs gemäßen Bohrvorrichtung sind auf dem Maschinenbett mehrere Ma schinenschlitten angeordnet. Direkt am Werkstück 21 ist ein An bohrschlitten 27 mit einer Anbohrführung 28 positioniert, der die Führung der Bohrwerkzeuge, insbesondere beim Anbohren, besorgt. Außerdem ist hier ein Gerät zur Späneabfuhr vorgesehen. Die Antriebswelle 6 des Außenbohrers 5 wird von einem Außenbohr schlitten 30 mit einem Außenbohrwerkzeugspindelkasten 31 be trieben. Dazu gehören ein Futter 32, in das das äußere Bohrrohr eingeklemmt wird und ein Antrieb 33.To carry out deep drilling with the drilling device according to the Invention, several machine slides are arranged on the machine bed. A drill carriage 27 is positioned directly on the workpiece 21 with a tapping guide 28 which ensures the guidance of the drilling tools, in particular when tapping. In addition, a device for chip removal is provided here. The drive shaft 6 of the outer drill 5 is slide from an outer drill 30 with an outer drilling tool headstock 31 be driven. These include a chuck 32 into which the outer drill pipe is clamped and a drive 33 .

Die eigentliche Kühlschmiermittelzufuhr erfolgt über ein Bohrölzufuhrgerät 34.The actual cooling lubricant is supplied via a drilling oil supply device 34 .

Eine Innenbohrerantriebswelle 9 ist in gleicher Weise mit einem auf dem Bohrschlitten 35 befindlichen Innenbohrerwerk zeugspindelkasten 36, mit einem zugehörigen Antrieb 37 und einem Futter 38 verbunden. Daran schließt sich ein Spänerohr 39 an, welches für die Abfuhr der Späne aus der inneren Späneabfuhr des Innenbohrers 8 in einen Behälter sorgt.An inner drill drive shaft 9 is connected in the same way with an on the drill carriage 35 inner drill tool box 36 , with an associated drive 37 and a chuck 38 . This is followed by a chip tube 39 , which ensures that the chips are removed from the inner chip removal of the inner drill 8 into a container.

Zur Erzielung höherer Vorschubgeschwindigkeiten ist dem Spänerohr 39 noch eine Kühlschmiermittel-Zuführung zur Unter stützung der Späneabfuhr, ein sogenannter aktiver Späneabzug 40 vorgeschaltet.To achieve higher feed speeds, the chip tube 39 is still a coolant supply to support the chip removal, a so-called chip removal 40 upstream.

Das äußere Bohrrohr 6 kann bei größerer Länge noch zu sätzlich mit einer oder mehreren Bohrrohrunterstützungen 41 abgefangen werden.The outer drill pipe 6 can also be intercepted with greater length with one or more drill pipe supports 41 .

Das innere Bohrrohr wird in der Regel durch den unter Druck zugeführten Kühlmittelschmierstoff stabilisiert.The inner drill pipe is usually covered by the under Pressure coolant lubricant stabilized.

In Fig. 5 ist eine Variante einer Tiefbohrmaschine ge zeigt, bei der der Außenbohrer keinen eigenen Antrieb hat, son dern feststeht. Der Außenbohrschlitten 30 wird dabei mit einer feststehenden Bohrrohrklemmung 42 und dem erforderlichen Bohr ölzufuhrgerät 34 ausgerüstet. Der übrige Maschinenaufbau ent spricht Fig. 4.In Fig. 5, a variant of a deep drilling machine is shown ge, in which the outer drill has no drive of its own, but is fixed. The outer drilling carriage 30 is equipped with a fixed drill pipe clamp 42 and the required drilling oil supply device 34 . The remaining machine structure corresponds to FIG. 4.

Eine andere Variante betrifft eine Tiefbohrmaschinen anordnung für stillstehende Werkstücke. Dabei wird die Maschine, wie Fig. 6 zeigt, ohne einen Werkstückspindelkasten ausgeführt. Das Werkstück 21 wird in diesem Fall von dem Anbohrschlitten 27 entweder auf einem Werkstück-Spanntisch 43 oder auf einer Auf spannplatte 44 befestigt.Another variant relates to a deep drilling machine arrangement for stationary workpieces. The machine, as shown in FIG. 6 shows executed without a workpiece headstock. In this case, the workpiece 21 is fastened by the tapping slide 27 either on a workpiece clamping table 43 or on a clamping plate 44 .

Neben den beschriebenen Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in entsprechender Weise für eine Reihe von Einsatzbereichen anwendbar.In addition to the described embodiments, the Device according to the invention in a corresponding manner for a Range of applications applicable.

Claims

1. Device for the machining of workpieces, be standing from a workpiece to and from this locomotive tool and from a drive arrangement for rotating the workpiece of the tool relative to each other, characterized in that coaxial to the axis of rotation of the tool ( 1 , 8th ) at least one further tool ( 2 , 5 ) is arranged such that a relative rotation between the workpiece and the further tool ( 2 , 5 ) can be produced regardless of the rotation between the workpiece ( 4 ) and the first tool ( 1 , 8 ) .

2. Device according to claim 1, characterized in that each tool ( 1 , 8 ; 2 , 5 ) and / or the workpiece holder has an independent drive arrangement.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the individual tools ( 1 , 8 ; 2 , 5 ) are axially displaceable ver against each other.

4. The device according to claim 3, characterized in that the tools ( 1 , 8 ; 2 , 5 ) can be driven at different feed rates.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the speed of the tools ( 1 , 8 ; 2 , 5 ) is variable.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the individual tools ( 1 , 8 ; 2 , 5 ) are both rigidly connectable to one another and individually lockable.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tools ( 1 , 8 ; 2 , 5 ) are the same or different tools applicable in manufacturing technology.

8. The device according to claim 7, characterized in that the tools are drilling tools ( 1 , 8 ; 2 , 5 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that the drilling tools ( 8 , 5 ) are used to produce deep holes.

10. The device according to claim 9, characterized in that the drilling tools ( 8 , 5 ) consist of two coaxially guided one another, drills, an inner drill ( 8 ) having a channel for internal chip removal ( 10 ), while an outer drill ( 5 ) its outer radius is provided with channels for external chip removal ( 11 ).

11. Device according to one of claims 9 and 10, characterized in that the drilling tools ( 8 , 5 ) drive shafts ( 6 , 9 ) which are designed as hollow shafts and at the same time can be used for the supply of cooling lubricants.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that channels ( 14 , 14 a ) for the transport of the cooling lubricant to the working areas of the inner and outer drill ( 8 , 5 ) and to the sliding surfaces between the two drills are provided.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the sliding surfaces between the inner and outer drills ( 8 , 5 ) are formed by a bearing bush ( 19 ).

14. The device according to any one of claims 9-14, characterized in that when the inner drill is fully retracted, an edge ( 20 ) closes the lubricant channel ( 14 ) for lubricating the working area of the outer drill ( 5 ), so that an increased flow of cooling lubricant through the channel ( 14 a) to the work area of the inner drill ( 8 ).

15. Device according to one of the preceding claims 9-15, characterized in that the cutting and guide edges ( 16 , 17 , 15 , 18 ) of the drilling tools ( 8 , 5 ) are interchangeable.