DE3909643C2 - Mehrschneidenwerkzeugkopf zur spanabhebenden Vor- und Feinbearbeitung mit kreisförmiger Schnittbewegung - Google Patents
Mehrschneidenwerkzeugkopf zur spanabhebenden Vor- und Feinbearbeitung mit kreisförmiger SchnittbewegungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrschneidenwerkzeugkopf zur
spanabhebenden Vor- und Feinbearbeitung mit kreisförmiger
Schnittbewegung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
oder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Ein derartiger Mehrschneidenwerkzeugkopf ist aus der
US 4 105 360 bekannt.
Desweiteren sind auch Werkzeuge zum Vorbearbeiten eines Werk
stücks und - nach einer Zustellbewegung - anschließenden Fein
bearbeiten der Werkstückfläche mit dazu im Bereich der Stirn
seite des Werkzeugkörpers zueinander mit gleicher oder nahezu
gleicher Anordnungsteilung angebrachten Schneiden sind bekannt.
Diese Werkzeuge dienen zum Erzeugen von kreiszylindrischen prä
zisen Bohrungen (z. B. durch Drehen, Bohren, Aufbohren, Senken)
oder zur Erzeugung von möglichst genau bearbeiteten Flächen,
die von Umfangsschneiden eines Fräswerkzeugs bearbeitet wur
den (z. B. Umfangsfräsen, Umfangsfräsanteil beim Stirn-Um
fangsfräsen, Profilfräsen, Schraubfräsen). Diese Werkzeuge
weisen alle folgende Gemeinsamkeit auf: Bezüglich der Längs
erstreckung der Drehachse der Schnittbewegung ist die Fein
bearbeitungsschneidkante gegenüber der oder den Vorbearbei
tungsschneiden geringfügig zurückgesetzt, zudem ist sie
während der Vorbearbeitung radial in Bezug auf die Drehachse
gegenüber der Vorbearbeitungsschneide zurückgesetzt. Dabei
wird entweder genau eine Schneide ausschließlich zur Vorbe
arbeitung und eine ausschließlich zur Feinbearbeitung ver
wendet oder es werden mehrere Schneiden zur Vorbearbeitung
verwendet und davon eine Schneide mit einem Teil zum Vorbe
arbeiten und ein weiterer Teil zum Feinbearbeiten benutzt,
wobei diese beiden Teile der Schneide nahe beieinander lie
gen.
Bei einer Bauart zum Bearbeiten kreiszylindrischer Flächen
(DE 37 20 630 A1) sind mindestens zwei Schneiden so ange
ordnet, daß sie alle beim Vorbearbeiten in Eingriff sind.
Eine Schneide davon ist jedoch radial etwas zurückgesetzt
beziehungsweise ihre Schneideneckenrundung so abgekappt,
daß der beim Feinbearbeiten im Rückzug in Eingriff befindli
che Bereich der Schneide beim Vorbearbeiten nicht beteiligt
ist. Nachteilig ist das zwangsläufige Vorbearbeiten und
Feinbearbeiten mit dem selben Schneidstoff, wozu ansonsten
jeweils spezielle Schneidstoffe verwendet würden. Zudem lie
gen die bei der Vor- und Feinbearbeitung in Eingriff befind
lichen Bereiche der Schneide so nahe beieinander, daß die in
der Praxis meist erforderlichen Spanformmulden ineinander
übergehen und deshalb nicht mehr individuell für die Erfor
dernisse beim Vorbearbeiten und Feinbearbeiten ausgelegt
werden können.
Bei anderen Bauarten zum Bearbeiten kreiszylindrischer Flä
chen (Kupka, A.: Rückwärts Schlichten. Wirtschaftlichkeit
beim Spanen eng tolerierter Bohrungen mit gesteuertem Werk
zeugsystem. In: Maschinenmarkt 93 (1987) Nr. 35) ist eine
Vorbearbeitungsschneide und zu dieser auf dem Werkzeug dia
metral gegenüberliegend eine Feinbearbeitungsschneide ange
ordnet. Mit der Vorbearbeitungsschneide wird vorbearbeitet,
wobei sich die Feinbearbeitungsschneide außer Werkstückein
griff befindet. Zum Feinbearbeiten wird in Richtung der Lage
der Feinbearbeitungsschneide zugestellt und anschließend
wird feinbearbeitet. Dabei ist die Vorbearbeitungsschneide
außer Werkstückeingriff. Nachteilig ist die beim Vorbearbei
ten mit nur einer Schneide auftretende Neigung zu Biege
schwingungen sowie die gegenüber der Vorbearbeitung mit meh
rere Schneiden tragenden Schruppwerkzeugen längere Bearbei
beitungszeit. Diese Nachteile treten unabhängig davon auf,
ob im Rückzug oder vorwärts gerichtet feinbearbeitet wird
und ob das Vorbearbeiten und Feinbearbeiten mit gleichsin
niger oder mit entgegengesetzter Schnittbewegung erfolgt.
Bei Bauarten zum Bohren in den vollen Werkstoff werden so
genannte mit Wendeplatten bestückte Vollbohrwerkzeuge ver
wendet, die mindestens zwei asymmetrisch angeordnete Wen
deschneidplatten zum Vorbearbeiten aufweisen. Hier kann
nach dem Vorbearbeiten das Werkzeug radial zugestellt wer
den, daß eine Feinbearbeitung mit der äußeren Wendeschneid
platte durchführbar ist. Nachteilig ist, daß die äußerste
Schneidenecke beim Vorbearbeiten und beim Feinbearbeiten
in Eingriff steht, wodurch der Verschleiß rasch fortschrei
tet. Zudem sind der Schneidstoff und die Schneidengestal
tung beim Vorbearbeiten und Feinbearbeiten die selben. In
der Praxis werden dem gegenüber mit speziellen Schneid
stoffen und Schneidengestaltungen für das Vorbearbeiten
und für das Feinbearbeiten in getrennten Arbeitsgängen
günstigere Bearbeitungsergebnisse erzielt, als es mit nur
einer Schneidplatte für beide Bearbeitungen möglich ist.
Bei einem üblichen Fräsverfahren zur Erzeugung von Nuten
in Werkstücken wird ein sogenanntes Exzenter-Spannfutter
verwendet, in dem ein zweischneidiger Schaftfräser mit
nicht gedrallten Schneiden eingesetzt ist. Zur Vorbearbei
tung ist eine der Schneiden des Schaftfräsers bezüglich
der Drehachse der Arbeitsspindel radial etwas weiter außen
angeordnet, so daß diese Schneide allein die Vorbearbei
tung ausführt. An die Vorbearbeitung anschließend wird der
Exzenter des Spannfutters zusammen mit dem Schaftfräser so
verstellt, daß die zweite seiner beiden Schneiden die ge
wünschte Breite der Nut in einer nachfolgenden Feinbear
beitungsoperation erzeugt. Diese zweite Schneidkante zur
Feinbearbeitung ist besonders scharf angeschliffen, wäh
rend die Schneidkante zur Vorbearbeitung mit einer Schutz
fase oder Schneidkantenverrundung versehen sein kann.
Nachteilig ist, daß bei derartigen Fräsverfahren aufgrund
der einschneidig durchgeführten Vorbearbeitung die Bear
beitungszeit gegenüber einem konventionellen zweischnei
digen Vorbearbeitungswerkzeug verdoppelt ist, da in beiden
Fällen von ungefähr gleichen Zerspan-Parametern ausgegan
gen werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Mehrschneidenwerkzeugkopf der eingangs genannten Art
so auszubilden, daß ein vielseitigerer Einsatz ermög
licht ist, z. B. auch für Sacklochbohrungen geeignet
ist oder auch eine frei wählbare Schlichtvorschubrich
tung erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Mehrschnei
denwerkzeugkopf der eingangs genannten Art die kenn
zeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 oder 2 vor
gesehen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß
sich mindestens zwei zum Vorbearbeiten fest an einem
Mehrschneidenwerkzeugkopf mit gleicher oder annähernd
gleicher Anordnungsteilung befindliche Schneiden unter
Beachtung geometrischer Beziehungen so zur Feinbear
beitungsschneide hin anordnen lassen, daß die in einer
Lücke zwischen den Vorbearbeitungsschneiden angeordne
te Feinbearbeitungsschneide in
Eingriff zum Zerspanen gebracht werden kann und dabei an
dererseits die Vorbearbeitungsschneiden völlig außer Ein
griff kommen. Die anschließende Feinbearbeitung wird von
dieser einzelnen Feinbearbeitungsschneide durchgeführt.
Vorteilhafte Weiterbildungen und besondere Anwendungs
möglichkeiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
In der Zeichnung sind grundlegende oder vorteilhafte An
ordnungsbeispiele der Schneiden schematisch und meist ver
größert dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht in Richtung der Drehachse des
Mehrschneidenwerkzeugkopfs in den Positionen während
der Vorbearbeitung und der Feinbearbeitung,
Fig. 2 eine Darstellung zum Aufzeigen der geometrischen
Zusammenhänge beim Zustellen der dem Feinbearbei
ten dienenden Schneide,
Fig. 3 eine Projektion der Lage der Schneiden in eine
Ebene während der Stellung zum Vorbearbeiten, je
doch ohne Vorschub,
Fig. 4 eine Projektion der Lage der Schneiden Fig. 3
entsprechend, jedoch unter Berücksichtigung ein
es (großen) Vorschubs zur Vorbearbeitung,
Fig. 5 eine von Fig. 3 ausgehende Projektion der Lage
der Schneiden während der Stellung zur Feinbear
beitung und Berücksichtigung eines Vorschubs in
gleicher Richtung, wie er in Fig. 4 angewandt
wurde,
Fig. 6 eine Projektion der Lage der Schneiden in glei
chem Zustand, wie in Fig. 3 gezeigt, mit einer
Schneide, die zum Feinbearbeiten im Rückzug ge
eignet ist,
Fig. 7 eine Projektion der Lage der Schneiden aus Fig. 6
in gleichem Zustand, wie in Fig. 5 gezeigt,
Fig. 8 eine von Fig. 6 ausgehende Projektion der Lage
der Schneiden während der Stellung bei Feinbear
beitung und Berücksichtigung eines entgegenge
setzt gerichteten Vorschubs, als den in Fig. 7
angewandten,
Fig. 9 eine Projektion der Lage der Schneiden ohne Be
rücksichtigung eines Vorschubs in der Stellung
beim Vorbearbeiten und auch beim Feinbearbeiten,
wobei der Vorschub zum Feinbearbeiten wahlweise
vorwärts oder rückwärts gerichtet sein kann,
Fig. 10 eine Projektion der Lage der Schneiden eines
Werkzeugs während der Vorbearbeitung und bei der
Feinbearbeitung ohne Berücksichtigung eines Vor
schubs, wobei der Vorschub jedoch senkrecht zur
Drehachse gerichtet sein kann,
Fig. 11 eine Projektion der Lage der Schneiden ähnlich
Fig. 9; jedoch die Schneiden zum Vorbearbeiten
mit einer "Eckenfase" versehen,
Fig. 12 eine Darstellung mit geometrischen Verhältnis
sen wie in Fig. 1, jedoch entgegengesetzt gerich
teter Schnittbewegung beim Feinbearbeiten,
Fig. 13 eine Anordnung ähnlich Fig. 1, jedoch mit etwas
Abstand zur Mittenebene angeordneten Schneiden
zur Vorbearbeitung,
Fig. 14 eine Anordnung ähnlich Fig. 1, jedoch mit unter
einem Winkel zur Mittenebene angeordneten Schnei
den zur Durchführung einer Korrektur des Durch
messers beim Vorbearbeiten,
Fig. 15 eine Anordnung ähnlich Fig. 1, geeignet zum Ein
bohren in den vollen Werkstoff und mit einer
speziell befestigten Schneide zum Feinbearbeiten
versehen,
Fig. 16 eine Anordnung ähnlich Fig. 1, auch geeignet zum
Einbohren in den vollen Werkstoff, als Beispiel
zur sinngemäßen Anwendung der Erfindung auf ver
schiedene Bohrwerkzeuge aufgezeigt und
Fig. 17 eine Darstellung mit zwei alternativ zustellba
ren Schneiden zur Feinbearbeitung oder zu Sonder
zwecken, mit Fig. 1 identischen geometrischen
Verhältnissen pro Schneide zur Feinbearbeitung.
Die Schnittbewegung ist im folgenden eine kreisförmige Re
lativbewegung zwischen Werkstück und den Schneiden. Diese
allgemeine Bedeutung der Schnittbewegung wird der Erfin
dung zugrunde gelegt. Die Erläuterung wird jedoch vorteil
haft am kreisförmig umlaufenden Werkzeug bei Bearbeitung
stillstehender Werkstücke durchgeführt. Zur besseren
Kenntlichkeit sind die Schneiden von Wendeschneidplatten
in den vereinfachten Darstellungen verwendet worden - da
raus ist keine Einschränkung auf derartige Werkzeuge abzu
leiten. Bezüglich der sonstigen Ausgestaltung der Werk
zeuge ist der bekannte Stand der Technik verwendbar. Als
Schneide wird die von der Freifläche und der Spanfläche
gebildete Kante am Schneidkeil definiert. Bei verrundeten
Schneidkeilen wird nach dieser Definition die Linie als
Schneide bezeichnet, die vom stetigen Übergang der Frei
fläche in die Spanfläche gebildet wird. Dieser Definition
entsprechend ist in vorliegender Schrift der Begriff
"Schneide" verwendet. Im folgenden wird auch von radialer
Zustellung des Werkzeugträgers berichtet, wobei hierunter
nicht nur die streng translatorische Bewegung zu verstehen
ist, sondern auch andere Zustellbewegungen, die näherungs
weise den Werkzeugkörper oder die Schneiden in Konstel
lationen bringen, die den nachfolgend beschriebenen ähn
lich sind.
In Fig. 1 ist ein Mehrschneidenwerkzeugkopf (1), im folgen
den als Werkzeugkörper bezeichnet, gezeigt, auf dem zwei
diametral gegenüberliegende Schneidteile (2) und (3) zur
Vorbearbeitung und am Umfang etwa dazwischen liegend und
radial eingerückt ein Schneidteil (4) zur Feinbearbeitung
angeordnet sind. Seine Schneide (12) ist außer Werkstück
eingriff. Der Werkzeugkörper (1) dreht sich um die mit
seiner Mittenachse (11) identische Achse (5) in Pfeilrich
tung (9) und die Schneiden (6) und (7) führen die Vorbear
beitung aus und erzeugen die vorbearbeitete Bohrung (8).
Anschließend wird in radialer Richtung entsprechend Pfeil
(10) der komplette Werkzeugkörper (1) zugestellt, um die
Feinbearbeitung ausführen zu können. Veränderte Positionen
erhalten dadurch seine Mittenachse (11'), die Schneiden
(6') und (7') mit scheinbarem Werkstoffeingriff, sowie die
Schneide (12') mit Werkstoffeingriff zum Feinbearbeiten,
wodurch die feinbearbeitete Bohrung (13) erzeugt wird. Der
radial zugestellte Werkzeugträger (1) dreht sich beim
Feinbearbeiten weiterhin um die Achse (5) und in Pfeil
richtung (9), weil alle Schneidteile (2), (3) und (4)
für gleichen Drehsinn angeordnet sind. Die dargestellte
Konfiguration gilt gleichermaßen beim in die Bohrung
hinein gerichteten Vorbearbeiten und Feinbearbeiten im
Rückzug wie auch in dem Fall, wenn in die Bohrung hinein
gerichtet vorbearbeitet, dann der Werkzeugkörper (1) aus
der Bohrung zurückgezogen wird und anschließend nach der
radialen Zustellung erneut mit in die Bohrung hinein ge
richtetem Vorschub die Feinbearbeitung durchgeführt wird.
Die dargestellte Konstellation beim Vorbearbeiten und beim
Feinbearbeiten gilt sinngemäß auch für nachfolgend erläu
terte Ausgestaltungen der Erfindung, deshalb wird dort
überwiegend auf die Darstellung der Konfiguration beim
Feinbearbeiten verzichtet.
Anhand Fig. 2 werden die geometrischen Zusammenhänge der
Position der Schneide (6) zum Vorbearbeiten, welche die
vorbearbeitete Bohrung (8) erzeugt - aus Symmetriegründen
genügt die Betrachtung nur dieser einen Schneide (6) zum
Vorbearbeiten - und der Schneide (12) beim Vorbearbeiten
und die Position der Schneiden (6') und (12') beim Fein
bearbeiten aufgezeigt: Beim Vorbearbeiten nimmt die zur
Feinbearbeitung bestimmte Schneide (12) einen Abstand (m)
von der vorbearbeiteten Bohrung (8) mit Halbmesser (n)
ein. Nach der radialen Zustellung (o) ist die Distanz der
Schneide (12') zur vorbearbeiteten Bohrung (8) das Auf
maß (p) und zur Drehachse (5) der Halbmesser (r) der
(nicht besonders dargestellten) feinbearbeiteten Bohrung.
Und die der Vorbearbeitung dienende Schneide (6') nimmt
hierbei einen radialen Abstand (s) von der vorbearbeiteten
Bohrung (8) ein, der unter dem Winkel (ϕ) angeordnet ist.
Für die Berechnung gelten folgende Formeln:
o = m + p
r = n + p
tanϕ = o/n
cosϕ = n/(n + s)
s = n((1/cosϕ) - 1)
An einem Beispiel werden die Größenordnungen aufgezeigt:
Der Halbmesser (r) der feinbearbeiteten Bohrung sei 20 mm, der Abstand (m) sei 0,2 mm, das Aufmaß (p) zum Feinbear beiten sei 0,4 mm, die radiale Zustellung (o) ist demnach 0,6 mm, der Halbmesser (n) der vorbearbeiteten Bohrung ist 19,6 mm, der Winkel (ϕ) errechnet sich zu 1,754°.
Der Halbmesser (r) der feinbearbeiteten Bohrung sei 20 mm, der Abstand (m) sei 0,2 mm, das Aufmaß (p) zum Feinbear beiten sei 0,4 mm, die radiale Zustellung (o) ist demnach 0,6 mm, der Halbmesser (n) der vorbearbeiteten Bohrung ist 19,6 mm, der Winkel (ϕ) errechnet sich zu 1,754°.
s = 19,6 mm ((1/cos 1,754°) - 1) = 0,009 mm.
Demnach würden die der Vorbearbeitung dienenden Schneiden
(6') und (7') während der Feinbearbeitung geringfügig (ca.
0,01 mm tief) in die vorbearbeitete Bohrungsoberfläche
eindringen, was äußerst unerwünscht ist. Deshalb werden
noch Maßnahmen aufgezeigt, mit denen dieser nachteilige
Effekt vermieden wird.
Dazu sind in Fig. 3 die der Vorbearbeitung dienenden
Schneiden (6) und (7) sowie die Schneide (12) zur Feinbe
arbeitung in einer gemeinsamen Ebene in der Konstellation
zur Vorbearbeitung dargestellt, wobei ihr radialer Abstand
zur Achse (5) beibehalten und auch keine Verschiebung in
Richtung der Achse (5) erfolgt ist. Die Schneidenecken
radien (R) der die Vorbearbeitung durchführenden Schneiden
(6) und (7) sind größer als der Schneideneckenradius (S)
der Schneide (12) zur Feinbearbeitung gewählt. Der Schnei
denpunkt (14) der Schneiden (6) bzw. (7) weist den größten
senkrechten Abstand zur Achse (5) auf und ist gegenüber
dem äußersten Schneidenpunkt (15) der Schneide (12), die
der Feinbearbeitung dient, in axialer Richtung um den
Axialversatz (A) zurückversetzt.
In Fig. 4 wird dieselbe wie unter Fig. 3 erläuterte
Schneidenkonfiguration unter Berücksichtigung eines großen
Vorschubs (V), dessen Richtung durch den Pfeil verdeut
licht ist, während der Vorbearbeitung in einer festgeleg
ten Ebene betrachtet. Die Drehrichtung (9) und die Anord
nung der Schneiden (6), (7) und (12) am Umfang des hier
nicht dargestellten Werkzeugkörpers (1) ist wie in Fig. 1
gezeigt gewählt worden. Der Durchgang der Schneiden durch
die Ebene ist dargestellt und mit Drehwinkeln (α) bei
Drehung des Werkzeugkörpers (1) um die Achse (5) versehen.
Zuerst kommt die Schneide (6) durch die Ebene und wird als
Ausgangsstellung definiert mit Drehwinkel (α = 0°). Nach
einem Drehwinkel (α = 90°) erreicht die Schneide (12) die
Ebene. Die Schneide (12) ist aufgrund des Vorschubs (V)
axial näher an den von der Schneide (6) erzeugten Durch
gang durch die Ebene gerückt, überschneidet diesen jedoch
nicht! Bei Drehwinkel (α = 180°) erreicht die zweite
Schneide (7) zur Vorbearbeitung die Ebene und bei (α = 360°)
hat die Schneide (6) eine Umdrehung ausgeführt. Bei Dreh
winkel (α = 450°) erreicht die Schneide (12) wieder die
Ebene, ohne in Eingriff mit dem Werkstück zu kommen. Die
ser Ablauf wiederholt sich ständig. Die Schneiden (6) und
(7) erzeugen die vorbearbeitete Bohrung (8), die ein übli
ches Rillenprofil aufweist. Nach Beendigung der Vorbear
beitung wird der Werkzeugkörper aus der Bohrung (8) zu
rückgezogen.
Anhand Fig. 5 wird mit der in Fig. 1, 3 und 4 bereits ver
wendeten Schneidenanordnung die Feinbearbeitung nach einer
radialen Zustellung des Werkzeugkörpers (1) unter Zuhilfe
nahme besagter festgelegter Ebene erläutert. Bei einem
Drehwinkel (α = 0°) erreicht die der Vorbearbeitung die
nende Schneide (6') diese Ebene und ist nirgends in Ein
griff. Bei Drehwinkel (α = 90°) erreicht die Schneide (12')
die Betrachtungsebene, in der auch ihr vorhergehender
Durchgang bei (α = -270°) aufgezeigt ist. Der von diesen
beiden Schneidenpositionen umgrenzte Querschnitt bis zur
vorbearbeiteten Bohrung (8) wird bei diesem Umlauf zer
spant. Unter dem Drehwinkel (α = 180°) erreicht die zweite,
der Vorbearbeitung dienende Schneide (7') diese Ebene;
auch sie ist nirgends in Eingriff. Es ist erkennbar, daß
die Schneide (12') ausschließlich die Feinbearbeitung
durchführt und dort von ihr bereits der Werkstoff abgenom
men ist, wo sich die Schneiden (6') und (7') befinden. Der
Vorschub (V') ist beim Feinbearbeiten gering, was an der
feinbearbeiteten Bohrung (13) eine geringe Rauhtiefe hinterläßt.
Der Vorschub (V') erfolgt in Richting der Achse
(5). Mit dieser Anordnung gelingt die Feinbearbeitung,
ohne daß dabei Vorbearbeitungsschneiden mit in Eingriff
sind, wie bei Betrachtung von Fig. 1 und 2 der Eindruck
entstehen mußte, da diese Schneiden (6') und (7') über den
Kreis der vorbearbeiteten Bohrung (8) radial etwas über
stehen.
Die Fig. 6 stellt die vorbearbeitenden Schneiden (6a) und
(7a) sowie die Schneide (12a), die der Feinbearbeitung
während des Werkzeugrückzugs dienen wird, in der Konstel
lation und in einer gemeinsamen Ebene dar, welche der in
Fig. 3 angewandten Darstellungsform entspricht. Der
Schneidenpunkt (14a) der Schneiden (6a) und (7a) weist den
größten senkrechten Abstand zur Achse (5a) auf und ist
gegenüber dem äußersten Schneidenpunkt (15a) der Schneide
(12a), der einen etwas geringeren Abstand zur Achse (5a)
aufweist, um den Axialversatz (Aa) vorverlagert.
In Fig. 7 wird dieselbe wie Fig. 6 erläuterte Schneiden
konfiguration unter Berücksichtigung eines großen Vor
schubs (Va) in Richtung des Pfeils bewegt. Dies ist wäh
rend der Vorbearbeitung in einer festgelegten Ebene be
trachtet. Auch hier ist die Drehrichtung (9) und die Anord
nung der Schneiden (6), (7) und (12) entsprechend Fig. 1
ausgewählt worden. Der Durchgang der Schneiden durch die
Ebene ist dargestellt und mit Drehwinkeln (α) bei Drehung
des Werkzeugkörpers (1) um die Achse (5) versehen. Zuerst
kommt die Schneide (6a) durch die Ebene und wird als An
fangsstellung der Drehbewegung mit Drehwinkel (α = 0°) de
finiert. Nach einem Drehwinkel (α = 90°) erreicht die
Schneide (12a) die Ebene. Auch hier ist die Schneide (12a)
aufgrund des Vorschubs (Va) axial näher an den von der
Schneide (6a) erzeugten Durchgang durch die Ebene gerückt,
Überschneidet diesen jedoch nicht. Bei Drehwinkel (α = 180°)
erreicht die zweite vorbearbeitende Schneide (7a) die Ebene
und bei (α = 360°) hat die Schneide eine Umdrehung durch
geführt. Bei Drehwinkel (α = 450°) erreicht die Schneide
(12a) wieder die Ebene und es ist erkennbar, daß sie nir
gends mit dem Werkstück in Eingriff kommt. Dieser Vorgang
wiederholt sich. Die Schneiden (6a) und (7a) erzeugen die
vorbearbeitete Bohrung (8a), deren Oberfläche ein übliches
Rillenprofil aufweist. Nach Beendigung der Vorbearbeitung
wird der Werkzeugkörper nicht aus der Bohrung zurückgezo
gen, sondern dort bereits zugestellt.
Anhand Fig. 8 wird mit der in Fig. 1, 6 und 7 bereits ver
wendeten Schneidenanordnung bzw. -konstellation die Fein
bearbeitung im Rückzug mit Hilfe der besagten Ebene erläu
tert. Bei einem Drehwinkel (α = 0°) erreicht die zur Vor
bearbeitung vorgesehene Schneide (6a') diese Ebene und ist
völlig ohne Werkstückeingriff. Bei Drehwinkel (α = 90°)
erreicht die Schneide (12a') die Betrachtungsebene, in der
auch ihr vorhergehender Umlauf bei (α = -270°) im rele
vanten Bereich teilweise aufgezeigt ist. Unter dem Dreh
winkel (α = 180°) erreicht die zweite, der Vorbearbeitung
dienende Schneide (7a') diese Ebene, und auch sie ist nir
gends in Eingriff. Es ist auch bei dieser Arbeitsweise er
kennbar, daß bei geeigneter Schneidenanordnung ausschließ
lich die Schneide (12a') die Feinbearbeitung ausführt und
dort bereits von ihr der Werkstoff abgenommen ist, wo sich
die Schneiden (7a') und (6a') beim Vorgang der Feinbear
beitung mit Vorschub (Va') in Richtung der Achse (5) be
finden. Die Schneide (12a') steht über die vorbearbeitete
Bohrung (8) radial über und steht allein zur Feinbearbei
tung in Eingriff, wodurch die feinbearbeitete Bohrung (13)
entsteht.
In Fig. 9 sind die vorbearbeitenden Schneiden (6b) und
(7b) sowie die Position der die Feinbearbeitung ausführen
den Schneide (12b) in der selben Weise, wie in Fig. 3 und
6, in einer Ebene und in der Konstellation zur Vorbearbeitung
sowie ohne Berücksichtigung eines Vorschubs darge
stellt. Der Schneidenpunkt (14b) der Schneiden (6b) und
(7b) weist den größten Abstand zur Achse (5) auf und ist
gegenüber dem äußersten Schneidenpunkt (15b) der Schneide
(12b), der einen etwas geringeren Abstand zur Achse (5)
hat als Schneidenpunkt (14b), in axialer Richtung höch
stens einen kleinen Abstand (Ab) vor oder hinter dem
Schneidenpunkt (15b) angeordnet. Der Abstand (Ab) kann
auch zu Null gewählt sein. Zusätzlich ist in Fig. 9 die
Position der die Feinbearbeitung ausführenden Schneide
(12b') nach erfolgter radialer Zustellung in der Posi
tion zur Durchführung der Feinbearbeitung mit dargestellt.
Die Verhältnismäßigkeit der Darstellung ist in Fig. 9
einer realen Praxiskonstruktion entsprechend gewählt und
deshalb ist - wie in der Beschreibung zu Fig. 2 aufgezeigt -
die Lage der die Vorbearbeitung ausführenden Schneiden (6b)
und (7b) während der Vorbearbeitung und die Lage der
Schneiden (6b') und (7b') während der Feinbearbeitung sehr
nahe beieinander liegend und deshalb sind in der zeichne
rischen Darstellung die beiden Lagen überdeckend in einer
gemeinsamen Linienführung dargestellt. Mit einer derarti
gen Anordnung der Schneiden besteht die Möglichkeit, mit
einem in die Bohrung hinein gerichteten Vorschub (Vb) vor
zubearbeiten und anschließend im Rückzug mit dem Vorschub
(Vb') feinzubearbeiten oder - nachdem der Werkzeugkörper
nach dem Vorbearbeiten aus der Bohrung ohne Zustellung
herausbewegt wurde - durch erneutes Vorschieben mit zum
Feinbearbeiten zugestelltem Werkzeugkörper und dem Vor
schub (Vb") feinzubearbeiten. Demnach kann mit dieser An
ordnung wahlweise entsprechend dem anhand Fig. 3 oder
Fig. 6 beschriebenen Verfahrensablauf bearbeitet werden.
Zur Erläuterung der unter Berücksichtigung eines Vorschubs
(Vb) zum Vorbearbeiten und der beiden möglichen Vorschübe
(Vb') oder (Vb") zum Feinbearbeiten auftretenden Gegeben
heiten wird auf die anhand Fig. 3, 4 und 5 oder Fig. 6, 7
und 8 gemachten Ausführungen und der dazu vorhandenen Ana
logie verwiesen.
Mit der in Fig. 9 aufgezeigten Konstellation der Schneiden
sind zusätzliche Bearbeitungsmöglichkeiten gegeben: Im An
schluß an die Vorbearbeitung und Feinbearbeitung der Boh
rung kann mit der Schneide (12b) der rückseitige Bohrungs
rand zusätzlich entgratet bzw. angefast werden, indem ent
sprechend weit in Richtung der Schneide (12b) radial zuge
stellt wird. Dies ist aber auch möglich, ohne daß zuvor
eine Feinbearbeitung durchgeführt wird. Somit erlangt die
erfindungsgemäße Schneidenanordnung eine mehrfache Zweck
mäßigkeit. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist das mit
der Schneide (12b) durchführbare Vorschlichten beispiels
weise beim Werkzeugrückzug mit dem einen Schneidenteil und
das Feinbearbeiten mit in die Bohrung hinein gerichtetem
Vorschub mit ihrem anderen Schneidenteil.
Fig. 10 zeigt eine Schneidenanordnung, der das an Fig. 1
erläuterte Prinzip zugrunde liegt sowie die bei Fig. 9
verwendete Darstellungsweise. Die in eine Ebene geklappt
betrachteten Schneiden (6c) und (7c) führen eine kreisför
mige Schnittbewegung um die Achse (5) aus und dabei liegt
die Schneide (12c) innerhalb der von den Schneiden (6c)
und (7c) beim Umlauf überstrichenen Fläche auch dann, wenn
ein Vorschub (Vc) wirkt, dessen Bewegungsrichtung senk
recht zur Drehachse (5) steht. Das Bearbeitungsverfahren
ist Umfangsfräsen oder Stirn-Umfangsfräsen. Die zur Fein
bearbeitung vorgesehene Schneide (12c) ist dabei völlig
außer Werkstoffeingriff. Nach Beendigung der Vorbearbei
tung wird radial - wie in Fig. 1 beispielsweise aufgezeigt -
die Schneide (12c') zugestellt, wodurch sie nun die Fein
bearbeitung als Umfangsfräsbearbeitung allein ausführt.
Der Werkzeugkörper (1) - in Fig. 10 nicht gezeigt - wird
axial um eine sehr kleine Wegstrecke zurückgesetzt, damit
eine stirnseitige Werkstoffberührung der Schneiden (6c')
und (7c') unterbleibt. Auch hier sind die Positionen der
Schneiden (6c), (7c), (6c') und (7c') wegen der sehr
geringen Auslenkung zeichnerisch nur deckungsgleich darstellbar.
Mit dieser Schneidenanordnung kann auch während
der Vorbearbeitung mit einem Vorschub (V1) axial in den
Werkstoff eingetaucht und danach auf den Vorschub (Vc)
übergegangen werden. Die zeitgleiche Anwendung beider Vor
schubbewegungen zum sogenannten "Schrägeintauchen" ist
auch möglich. Die das Umfangsfräsen ausführenden Bereiche
der Schneiden (6c), (7c) und (12c') können auch mit Pro
filen - beispielsweise zum Gewindefräsen - ausgestattet
sein wobei in vergleichbarer Weise die Schneiden (6c) und
(7c) zur alleinigen Vorbearbeitung und die Schneide (12c')
zur alleinigen Feinbearbeitung in Eingriff kommen würden.
Die in Fig. 11 gezeigte Schneidenanordnung ist in der Dar
stellungsweise nach Fig. 9 erstellt und ermöglicht die
selbe Funktions- und Arbeitsweise, wie sie bereits anhand
Fig. 3, 4 und 5 erläutert ist. Fig. 11 zeigt die Schneiden
(6d) und (7d) mit einer sogenannten Eckenfase (F) versehen,
anstatt der häufig angewandten Schneideneckenrundung. Die
se Gestaltung des Schneideneckenbereichs ist ein Beispiel
aus vielen, denn der Bereich der Schneidenecke läßt sich
verschiedenartig unter Beibehaltung der erfindungsgemäßen
Funktion gestalten. Auch der Schneideneckenbereich der dem
Feinbearbeiten dienenden Schneide (12d') - hier mit Run
dung (Sd) versehen - kann in vielen die Funktion erfül
lenden Varianten gestaltet sein. Die Achse (5) der Rota
tion und der Vorschub (Vd) sind zum Zweck der Zuordnung
der Schneidenkonfiguration dargestellt.
Fig. 12 zeigt den Werkzeugkörper (1e) mit zwei diametral
angeordneten Schneidteilen (2e) und (3e) zur Vorbearbei
tung und am Umfang etwa dazwischen liegend und radial ein
gerückt ein Schneidteil (4e) zur Feinbearbeitung in der
Stellung zum Erzeugen der vorbearbeiteten Bohrung (8)
durch die Schneiden (6e) und (7e) infolge Drehbewegung in
Pfeilrichtung (9). Nach einer radialen Auslenkung wird mit
der Schneide (12e) mit einer der vorhergehenden entgegengesetzten
Drehbewegung des Werkzeugkörpers (1e) in Pfeil
richtung (14) feinbearbeitet. Diese Ausführung ist gegen
über der in Fig. 1 gezeigten günstig, wenn wenig Einbau
raum für die Anordnung des Schneidteils (4e) verfügbar ist.
Auswählbar sind die Gestaltung der Schneide (12e) und der
übrige Verfahrensablauf zur Durchführung der Feinbearbei
tung aus einem der vorliegenden Beschreibungsteile. Hier
sind auch die anhand Fig. 2 aufgezeigten geometrischen Zu
sammenhänge gültig.
In Fig. 13 ist eine Möglichkeit zur Schneidenanordnung
aufgezeigt, wenn die anhand Fig. 3 bis 5, Fig. 6 bis 8 und
Fig. 9 dargelegten Eingriffskonfigurationen nicht vorlie
gen, sondern mindestens eine der Schneiden zur Vorbearbei
tung während der Feinbearbeitung in unerwünschter Weise in
Werkstoffeingriff wäre. Dies ist beispielsweise bei Anwen
dung kleiner Schneideneckenradien und/oder großem Vorschub
der Fall. Zur Vermeidung dieses Nachteils werden die der
Vorbearbeitung dienenden Schneiden (6f) und (7f) bezüglich
der Ebene (E), in der die Achse (5) der Werkzeugdrehung
während der Vorbearbeitung liegt, um einen geringen Ab
stand (D) versetzt auf derjenigen Seite der Ebene (E) an
geordnet, die der zur Feinbearbeitung verwendeten Schnei
de (12f) abgewandt ist. Im Falle der Zustellung der
Schneide (12f) durch Querverschieben des Werkzeugkörpers
(1f) zum Feinbearbeiten innerhalb eines bestimmten Zu
stellbereichs heben die Schneiden (6f) und (7f) von der
vorbearbeiteten Bohrung (8f) ab, wodurch der Feinbearbei
tungsvorgang ungestört durchführbar ist.
In Fig. 14 sind die der Vorbearbeitung dienenden Schneiden
(6g) und (7g) unter einem Winkel (β) zu der Ebene (E), in
der die Achse der Werkzeugrotation während der Vorbearbei
tung liegt, angeordnet. Die Ebene (E) liegt senkrecht zur
Zustellbewegungsrichtung der Schneide (12g) für das Fein
bearbeiten. Wird der Werkzeugkörper (1g) in dazu entgegengesetzter
Richtung zugestellt, so kommt die Schneide (7g)
in die Lage (7g') und erzeugt einen größeren vorbearbei
teten Bohrungsdurchmesser, als es der ursprüngliche Boh
rungsdurchmesser (8g) gewesen wäre. Mit dieser Anordnung
ist auch eine Korrektur des vorbearbeiteten Bohrungsdurch
messers zum Ausgleich der Herstellungstoleranz des Werk
zeugs und des Schneidenverschleißes möglich. Ist der Win
kel (β) zu 30° gewählt, dann entspricht ein zur Ebene (E)
senkrechter Zustellweg der Schneide (7g) einer halb so
großen Änderung des Halbmessers der vorbearbeiteten Boh
rung mit großer Annäherungsgenauigkeit.
Fig. 15 zeigt eine Anordnung der zwei Schneidkörper (2h)
und (3h) zum Einbohren in den vollen Werkstoff. Erfin
dungsgemäß ist zwischen den beiden vorbearbeitenden
Schneidkörpern (2h) und (3h) am Umfang ein weiterer
Schneidkörper (4h) zur Feinbearbeitung angeordnet, dessen
Schneide (12h) sich beim Vorbearbeiten innerhalb der Boh
rung (8h) befindet. Auch hier sind die anhand Fig. 2 auf
gezeigten geometrischen Voraussetzungen zur Funktionsweise
anwendbar und kann mit der Schneide (12h) sinngemäß einem
Bearbeitungsverfahren entsprechend feinbearbeitet werden,
wie sie in vorliegender Beschreibung zu dieser Erfindung
erläutert sind.
Der in Fig. 16 gezeigte Werkzeugkörper (1i) ist mit zwei
Schneidteilen (2i) und (3i) bestückt, mit denen in den
vollen Werkstoff eingebohrt werden kann. Erfindungsgemäß
ist hier ein weiterer Schneidkörper (4i) - ähnlich wie in
Fig. 12 gezeigt - angeordnet, mit dem die vorbearbeitete
Bohrung (8i) in einem weiteren Feinbearbeitungsgang bei
geänderter Drehrichtung aufgebohrt wird. Mit Fig. 16 ist
ein Beispiel aufgezeigt worden, wie sich die Erfindung auf
den bekannten Stand der Bohrwerkzeuge betreffenden Technik
in vielfältiger Weise sinngemäß anwenden läßt.
In Fig. 17 ist eine Schneidenanordnung auf dem Werkzeug
körper (1j), ausgehend von Fig. 1, in der Stellung zum Vor
bearbeiten der Bohrung (8j) mit den Schneiden (6j) und (7j)
aufgezeigt. Hier sind jedoch zwei Schneiden (12j) und (15j)
zum Feinbearbeiten vorgesehen, die sich diametral gegen
überliegen und punktsymmetrisch zueinander bezüglich der
Achse (5) der Drehbewegung beim Vorbearbeiten angeordnet
sind. Damit kann mit Werkzeugen gemäß der Erfindung die
Standmenge verdoppelt werden, indem nach dem Ende des
Standweges der einen Schneide (12j) die zweite Schnei
de (15j) durch Zustellung in entgegengesetzter Richtung
zum Feinbearbeiten in Eingriff gebracht wird. Es ist auch
möglich, nach dem Vorbearbeiten der Schneiden (6j) und
(7j) die Schneide (15j) zum Vorschlichten zu benützen und
dann die Schneide (12j) anschließend zum Feinbearbeiten
in die gegenüberliegende Position zuzustellen, so daß
insgesamt drei Bearbeitungsoperationen nacheinander in
Folge ausgeführt werden. Beispielsweise können auch die
anhand Fig. 9 erläuterten Bearbeitungsmöglichkeiten und
die Schneidenkonfiguration auf ein entsprechend Fig. 17
ausgebildetes Werkzeug sinngemäß übertragen werden.
Die Verwendung von drei oder mehr Schneidkörpern zur Vor
bearbeitung entsprechend den vorstehend stets für zwei
Schneidteile aufgezeigten Lösungsprinzipien ist möglich.
Bereits bei Verwendung von drei vorbearbeitenden Schneid
teilen auf dem Werkzeugkörper ist jedoch mit dem Zustellen
der dem Feinbearbeiten dienenden Schneide eine radiale
Vergrößerung der Umlaufbahn von zwei der drei vorbearbei
tenden Schneiden um die Hälfte des Weges verbunden, den
die der Feinbearbeitung dienende Schneide zugestellt wird.
Die Schneidenecken der Vorbearbeitungsschneiden sind des
halb vorzugsweise mit großen Radien oder Fasen auszuführen.
Wenn diese zwei der drei Schneiden bereits radial etwas
eingerückt auf dem Werkzeugkörper angeordnet sind, kann
auch mit kleinen Schneideneckenradien oder -fasen vorbe
arbeitet werden.
Bei den vorstehend aufgezeigten Schneidenanordnungen sind
alle Schneiden dem Werkzeugkörper fest zugeordnet und die
gesamte Anordnung ist gemeinsam bei der Zustellung mit
bewegt. Mit Hilfe der in Fig. 1 verwendeten Bezeichnungen
wird die Möglichkeit erläutert, die Schneidteile (2) und
(3) auf dem Werkzeugkörper (1) anzubringen und diesen
nicht querverschieblich auszuführen, so daß stets die
Mittenachse (11) des Werkzeugkörpers (1) und die Achse (5)
der Drehbewegung identisch sind. Nur die Schneide (12) ist
in die Feinbearbeitungsstellung quer verschiebbar, bei
spielsweise mit einem im Werkzeugkörper (1) gelagerten
Querschlitten. Auch bei einer solchen Anordnung ermögli
chen sinngemäß die anhand Fig. 3 bis 5, Fig. 6 bis 8 und
Fig. 9 bereits erläuterten Eingriffsverhältnisse der
Schneiden das Feinbearbeiten, ohne daß die der Vorbearbei
tung dienenden Schneiden (6) und (7) im Bereich der Bear
beitungsrillen der vorbearbeiteten Bohrung (8) die Erhe
bungen ankratzen oder berühren und dadurch den Feinbear
beitungsvorgang stören würden. Die Bewegung des Quer
schlittens ist auch mit numerisch gesteuerten Mechanismen
möglich, die jedoch nicht zu Umfang der Erfindung gehören.
Die aufgezeigten erfindungsgemäßen Lösungen ermöglichen
häufig eine Variation oder Kombination von Einzelheiten
oder Merkmalen untereinander, was im Einzelnen wegen der
sehr großen Anzahl von Möglichkeiten hier nicht aufzeig
bar ist. Mit Hilfe systematischer Kombination oder Varia
tion dieser Werkzeugtechnik sind die sonstigen Lösungen
aus den aufgezeigten herleitbar.
In der Beschreibung wird unter Feinbearbeiten eine Bear
beitung mit radialem Aufmaß von nahezu Null bis hin zu ei
nigen Millimetern Schnittiefe verstanden. Die Schnittiefen
bis zu einigen Millimetern werden insbesondere beim Bear
beiten mit zweischneidiger Vorbearbeitung bei Verwendung
großer Schneideneckenradien bzw. -fasen erreicht, wie aus
der Beschreibung zu Fig. 2 rechnerisch und aus Fig. 3 bis
5, Fig. 6 bis 8 und Fig. 9 sowie 11 graphisch nachvoll
ziehbar ist.
Mit auf Werkzeugen erfindungsgemäß angeordneten Schneiden
können nach dem Vorbearbeiten und Feinbearbeiten weitere
Aufbohrvorgänge mit der zum Feinbearbeiten vorgesehenen
Schneide durchgeführt werden, wobei dann größere Schnitt
tiefen zugestellt werden können, da die Vorbearbeitungs
schneiden nicht mehr in Werkstoffeingriff kommen können.
Die Schneidteile lassen sich auch voreinstellbar auf dem
Werkzeugkörper anbringen, so daß für einen größeren Durch
messerbereich nur ein Werkzeugkörper erforderlich ist.
Im übrigen ist es auch möglich, die erfindungsgemäßen
Schneidenanordnungen mehrfach axial so aufeinanderfolgend
anzubringen, daß Stufenwerkzeuge zur gemeinsamen Bearbei
tung abgesetzter koaxialer Bohrungsabschnitte entstehen.
Es ist möglich, beim Feinbearbeiten in einer Bohrung mit
einer erfindungsgemäßen Schneidenanordnung durch verschie
den große Zustellwege verschiedene, wenig voneinander ab
weichende Durchmesser zu erreichen.
Die erfindungsgemäßen Schneidenanordnungen auf Werkzeugen
können durch anderweitige Anbringung von sonstigen Schneid
teilen auf dem Werkzeugkörper zu Kombinationswerkzeugen
erweitert werden.
Die Werkzeuge gemäß der Erfindung sind auf zahlreichen
Werkzeugmaschinen bzw. Werkzeughaltern einsetzbar, die
eine im wesentlichen radiale Verstellbarkeit der Werkzeuge
ermöglichen. Dies sind beispielsweise: Drehmaschinen,
Plan- und Ausdrehköpfe, sogenannte Schrupp-Schlicht-Werk
zeughalter, Arbeitsspindeln mit numerisch gesteuerten
Werkzeug-Verstellmechanismen, Werkzeughalter für oder mit
automatischer Durchmesserkorrektur und nicht zu kleinem
Stellbereich, Exzenter-Spannfutter und andere.
Claims (16)
1. Mehrschneidenwerkzeugkopf zur spanabhebenden Vor- und Fein
bearbeitung mit kreisförmiger Schnittbewegung, mit mindestens
zwei am Umfang des Mehrschneidenwerkzeugkopfs gegenüberlie
gend punktsymmetrisch angeordneten Vorbearbeitungsschneidtei
len und mindestens einem Feinbearbeitungsschneidteil, welches
am Umfang des Mehrschneidenwerkzeugkopfs zwischen den Vorbe
arbeitungsschneidteilen angeordnet ist, womit in einem ersten
Bearbeitungsschritt zunächst die Vorbearbeitung und danach
die Feinbearbeitung vorgesehen ist und zur Vorbearbeitung die
Vorbearbeitungsschneiden gleichzeitig in Eingriff bringbar
sind und zur Feinbearbeitung die Feinbearbeitungsschneide
durch deren radiale Zustellung gegenüber der Drehachse der
kreisförmigen Schnittbewegung in alleinigen Eingriff bringbar
ist, und die Vorbearbeitungsschneiden in einer zur Drehachse
der kreisförmigen Schnittbewegung senkrechten Ebene angeord
net sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungs
schneide (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e; 12g; 12i; 12j; 15j)
des Feinbearbeitungsschneidteils (4; 4e; 4i) und die Vorbear
beitungsschneiden (6, 7; 6a, 7a; 6b, 7b; 6c, 7c; 6d, 7d; 6e,
7e; 6g, 7g; 6i, 7i; 6j, 7j) der Vorbearbeitungsschneidteile
(2, 3; 2e, 3e; 2i, 3i) jeweils im Bereich der Schneidenecke
eine Rundung (R) oder Fase (F) aufweisen, daß die radiale Zu
stellung des Feinbearbeitungsschneidteils (4; 4e; 4i) mit ei
ner zur Drehachse der kreisförmigen Schnittbewegung senkrech
ten Ebene radialen Zustellbewegung des Mehrschneidenwerkzeug
kopfs (1; 1e; 1g; 1i; 1j) vorgesehen ist oder die radiale Zu
stellung des Feinbearbeitungsschneidteils (4; 4e; 4i) relativ
zum Mehrschneidenwerkzeugkopf (1; 1e; 1g; 1i; 1j) vorgesehen
ist und das Werkstück (8) im zweiten Bearbeitungsschritt in
Vorschubrichtung (V'; Va'; Vb'; Vb"; Vc; Vd') feinbearbeit
bar ist, wobei für die Feinbearbeitungsschneide (12; 12a;
12b; 12c; 12d; 12e; 12g; 12i; 12j; 15j) in Bezug zu den Vor
bearbeitungsschneiden (6, 7; 6a, 7a; 6b, 7b: 6c, 7c; 6d, 7d;
6e, 7e; 6g, 7g; 6i, 7i; 6j, 7j) die Umlaufkontur der Feinbe
arbeitungsschneide (12; 12a; ,12b; 12c; 12d; 12e; 12g; 12i;
12j; 15j) in geringem radialem Abstand (14b-15b) und in geringem
axialem Abstand (Ab) zur Umlaufkontur der Vorbearbei
tungsschneiden (6, 7; 6a, 7a; 6b, 7b; 6c, 7c; 6d, 7d; 6e, 7e;
6g, 7g; 6i, 7i; 6j, 7j) vorgesehen ist und ein axialer Ab
stand (7b-12b) der Umlaufkonturen größer ist als ein Vier
tel des Vorschubs.
2. Mehrschneidenwerkzeugkopf zur spanabhebenden Vor- und Fein
bearbeitung mit kreisförmiger Schnittbewegung, mit mindestens
zwei am Umfang des Mehrschneidenwerkzeugkopfs gegenüberlie
gend punktsymmetrisch angeordneten Vorbearbeitungsschneidtei
len und mindestens einem Feinbearbeitungsschneidteil, welches
am Umfang des Mehrschneidenwerkzeugkopfs zwischen den Vorbe
arbeitungsschneidteilen angeordnet ist, womit in einem ersten
Bearbeitungsschritt zunächst die Vorbearbeitung und danach
die Feinbearbeitung vorgesehen ist und zur Vorbearbeitung die
Vorbearbeitungsschneiden gleichzeitig in Eingriff bringbar
sind und zur Feinbearbeitung die Feinbearbeitungsschneide
durch deren radiale Zustellung gegenüber der Drehachse der
kreisförmigen Schnittbewegung in alleinigen Eingriff bringbar
ist, und die Vorbearbeitungsschneiden in einer zur Drehachse
der kreisförmigen Schnittbewegung senkrechten Ebene angeord
net sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Mehrschnei
denwerkzeugkopf (1f) zwei Vorbearbeitungsschneiden (6f, 7f)
bezüglich einer Ebene (E), in der die Drehachse (5), der
kreisförmigen Schnittbewegung bei der Vorbearbeitung liegt
und die eine senkrechte Fläche zu der Verbindungslinie von
der Drehachse (5) zur Feinbearbeitungsschheide (12f) dar
stellt, um einen geringen Abstand (D) versetzt auf derjenigen
Seite der Ebene (E) angeordnet sind, die der Feinbearbei
tungsschneide (12f) abgewandt ist und daß nach erfolgter ra
dialer Zustellung des Mehrschneidenwerkzeugkopfs (1f) mit den
zwei Vorbearbeitungsschneiden (6f, 7f) und der Feinbearbei
tungsschneide (12f) in Richtung der Fein bearbeitungsschneide
(12f) die Fein bearbeitungsschneide (12f) in Werkstückeingriff
zum Feinbearbeiten kommt und zugleich die Vorbearbeitungs
schneiden (6f, 7f) eine Position innerhalb der vorbearbeite
ten Bohrung (8f) oder eines dieser entsprechenden Schneiden
flugkreises beim Fräsen ohne Werkstückberührung einnehmen.
3. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungsschneide (12) in der
gleichen Richtung des Vorschubs (V') in der Bohrung (8) ar
beitet, wie der beim Vorbearbeiten verwendeten Richtung des
Vorschubs (V).
4. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungsschneide (12a) für
eine der beim Vorbearbeiten angewandten Richtung des Vor
schubs (Va) in der Bohrung (8) entgegengesetzten Richtung des
Vorschubs (Va') gestaltet ist.
5. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feinbearbeitungsschneide (12b) für eine
frei wählbare Richtung des Vorschubs (Vb'; Vb") in der Boh
rung (8) beim Feinbearbeiten ausgebildet ist.
6. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gestaltung des Feinbearbeitungs
schneidteils (4) eine übereinstimmend mit der beim Vorbear
beiten verwendeten Drehrichtung (9) ermöglicht.
7. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausgestaltung des Feinbearbeitungs
schneidteils (4e) eine Drehrichtung erfordert, die gegenläu
fig zur beim Vorbearbeiten verwendeten Drehrichtung ist.
8. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feinbearbeitungsschneide (12; 12a; 12b;
12c; 12d: 12e; 12g; 12i; 12j; 15j) am Umfang zwischen ihren
nächstliegenden Vorbearbeitungsschneiden (6, 7; 6a, 7a; 6b,
7b; 6c, 7c; 6d, 7d; 6e, 7e; 6g, 7g; 6i, 7i; 6j, 7j) angeord
net ist, insbesondere, daß die Feinbearbeitungsschneide (12i)
unter 90° Teilungswinkel zu den Vorbearbeitungsschneiden (6i,
7i) angeordnet ist.
9. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zwei Vorbearbeitungsschneiden (6g, 7g) je
weils unter einem Winkel zur Anordnungsteilung von (90° + β)
und (90° - β) zur Feinbearbeitungsschneide (12g) angeordnet
sind und für einen Winkel (0° < β < 90°) gilt.
10. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorbearbeitungsschneidteile (2, 3; 2e, 3e;
2i, 3i) sowie das Feinbearbeitungsschneidteil (4; 4e; 4i)
voreinstellbar auf dem Mehrschneidenwerkzeugkopf (1; 1e; 1g;
1f; 1i; 1j) angeordnet sind.
11. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß bezüglich der Drehachse (5) der Mehrschneiden
werkzeugkopfdrehung beim Vorbearbeiten zu der einen Feinbear
beitungsschneide (12j) eine zweite Feinbearbeitungsschneide
(15j) punktsymmetrisch zugeordnet ist und daß diese beiden
Feinbearbeitungsschneiden (12j, 15j) alternativ einsetzbar
sind.
12. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mehrschneidenwerkzeugkopf (1i) spi
ralbohrerähnlich oder mehrfasenstufenbohrerähnlich ausgebil
det ist.
13. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens drei Vorbearbeitungsschneiden vorge
sehen sind und die mit der Feinbearbeitungsschneide benach
barten Vorbearbeitungsschneiden gegenüber den übrigen Vorbe
arbeitungsschneiden um einen geringen radialen Abstand zu
rückgesetzt angeordnet sind.
14. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitungsschneide (12b) so
ausgebildet ist, daß mit ihr zusätzliche Bearbeitungsvorgänge
gleicher oder verschiedender Art durchführbar sind, insbeson
dere rückseitiges und/oder vorderseitiges Anfasen der Bohrung
(8).
15. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 und/oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß mehrere Mehrschneidenwerkzeugköpfe
koaxial hintereinander zu einem Mehrschneidenwerkzeugkopf,
einem Stufenwerkzeug ähnlich, angeordnet sind und die dem
Feinbearbeiten oder sonstigen Bearbeitungsvorgängen dienenden
Feinbearbeitungsschneiden (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e; 12f;
12g; 12i: 12j; 15j) sämtlich auf der selben Seite des Mehr
schneidenwerkzeugkopfs oder - für zwei eigenständige Zustell
bewegungen dieser Feinbearbeitungsschneiden (12; 12a; 12b;
12c; 12d; 12e; 12f; 12g; 12i; 12j; 15j) - auf einander gegen
überliegenden Seiten des Mehrschneidenwerkzeugkopfs angeord
net sind.
16. Mehrschneidenwerkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß auf dem Mehrschneidenwerkzeugkopf weitere
Schneidteile für zusätzliche Bearbeitungsvorgänge angebracht
sind, insbesondere Schneidteile zum Einstechen oder Anfasen.
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DE3909643A DE3909643C2 (de) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | Mehrschneidenwerkzeugkopf zur spanabhebenden Vor- und Feinbearbeitung mit kreisförmiger Schnittbewegung |
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