DE4124646A1 - Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung von aus metall bestehenden werkstuecken - Google Patents
Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung von aus metall bestehenden werkstueckenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/16—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/02—Milling surfaces of revolution
- B23C3/05—Finishing valves or valve seats
- B23C3/051—Reconditioning of valve seats
- B23C3/053—Reconditioning of valve seats having means for guiding the tool carrying spindle
- B23C3/055—Reconditioning of valve seats having means for guiding the tool carrying spindle for engines
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Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabhebenden
Bearbeitung von aus Metall bestehenden Werkstücken mit
einem oder mehreren am Umfang des Werkzeuges angeordneten
dreh- oder wendbaren Schneideinsätzen.
Mit zunehmender Betriebsdauer tritt an
Verbrennungsmotoren eine Minderung der Motorleistung
durch schlecht arbeitende Ventile infolge von
Oberflächenkorrosion, schädlichen Ablagerungen und
Verschleiß an den Ventilen und deren Dichtflächen ein.
Bei einer Motorüberholung müssen Ventilsitzflächen mit
Verbrennungs- und Verschleißerscheinungen mechanisch
bearbeitet werden, denn nur ein Motor mit einwandfrei
arbeitenden Ventilen entfaltet seine volle Leistung.
Auch bei der Umrüstung von älteren Motoren,
beispielsweise von Oldtimern, auf bleifreien Kraftstoff
zur Vermindung des Schadstoffausstoßes und von
Umweltbelastungen werden einerseits Ausdrehungen am
Zylinderkopf zur Aufnahme neuer Ventilsitzringe
notwendig, andererseits müssen verbrauchte Ventilringe
entfernt bzw. zerspant werden, um sie durch neue Ringe
aus härteren Sonderwerkstoffen, die bei der Verwendung
von bleifreiem Kraftstoff in Katalysatormotoren
erforderlich werden, zu ersetzen.
Aus der DE-PS 6 72 463 und der DE-OS 39 28 597 sind
verstellbare Ventilsitzfräser mit auswechselbaren
Fräsmessern bekannt. Damit lassen sich zwar die
eigentlichen Ventilsitzflächen bearbeiten, es sind mit
diesen Werkzeugen jedoch keine Ausdrehungen in
Zylinderköpfen für die Aufnahme neuer Ventilsitzringe
durchführbar.
Die DE-OS 16 02 915 befaßt sich mit einer Vorrichtung
zum Drehen von Ventilsitzen von
Verbrennungskraftmaschinen, wobei ebenfalls
auswechselbare Messer vorhanden sind. Bei Verwendung
einer solchen Vorrichtung für die Bearbeitung von
Ventilsitzen ist für jede Ventilsitzform ein gesondertes
auf die Ventilform abgestimmtes Schneidwerkzeug
notwendig, da jeweils nur eine Schneide vorliegt. Das
erfordert eine umfangreiche und teure Vorratshaltung.
Außerdem sind diese Schneidwerkzeuge relativ schlank
ausgebildet, und der Schneidkopf ragt ohne zusätzliche
Unterstützung oder Auflage aus dem Werkzeugträger heraus.
Aufgrund dieser nicht starren Einspannung des Werkzeuges
kann nur mit geringem Zerspanungsdruck und folglich mit
geringer Zerspanungsleistung gearbeitet werden, was sich
sehr nachteilig auf die Bearbeitungszeit auswirkt.
Weiterhin bilden sich bei solch labilen
Arbeitsbedingungen leicht sogenannte Rattermarken auf der
Arbeitsfläche infolge von Vibrationen. Für die
Endbearbeitung von Ventilsitzflächen erweist sich dies
als nachteilig, da Ringflächen mit Unebenheiten kein
genügendes Abdichten der Ventile zulassen.
Es sind auch auswechselbare Schneidplatten mit einer
Schneide und rechteckiger Querschnittsform bekannt, die
an der der Schneide gegenüberliegenden Seite mit zwei
schrägen Anlageflächen und einer Bohrung für die
Befestigung ausgestattet sind. Bei einer
Schneidenbelastung der Schneidplatte mit schrägem Verlauf
der resultierenden Hauptschnittkraft kann sich die
Schneidplatte durch die nur schmalen, prismatischen
Auflageflächen leicht verdrehen, und eine genaue
Ventilsitzform als Arbeitsergebnis ist nicht
gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug
der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, das
insbesondere für die Bearbeitung von
Ventilringsitzflächen und Ventilsitzflächen bei
Verbrennungsmotoren geeignet ist und die aufgezeichneten
Nachteile, insbesondere die Vorratshaltung einer Vielzahl
von Einzelwerkzeugen sowie eine labile Schneidanordnung
vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Schneideinsatz als vorwiegend länglicher Körper mit
etwa dreieckiger Querschnittsform ausgebildet ist, aus
einem Grundkörper mit einem länglichen Mittelsteg
besteht, und daß zwei Formkörper auf dem Grundkörper
befestigt sind, die an der Vorder- und Rückseite als
Formschneiden ausgebildet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß der Mittelsteg schräg zu den Längsseiten
des Schneideinsatzes verläuft.
Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß der Mittelsteg parallel zu den
Längsseiten des Schneideinsatzes verläuft.
Vorteilhaft ist es auch, daß die Formschneiden
unterschiedlich ausgebildet sind.
Nach der Erfindung ist es auch möglich, daß die
Formschneiden gleich ausgebildet sind.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß der
Schneideinsatz mit einer Bohrung zum Befestigen mit einer
Spannschraube ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Formkörper aus
einem Hartstoff bestehen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im
wesentlichen darin, daß ein verhältnismäßig einfaches
Werkzeug für die verschiedensten Aufgaben zur Verfügung
steht, insbesondere aber für die Bearbeitung von
Ventilringsitzflächen und Ventilsitzflächen von
Verbrennungsmotoren, das vielseitig anwendbar und
kostengünstig herstellbar ist. Das Werkzeug ist einfach
zu handhaben und auch für den robusten Werkstattbetrieb
geeignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen
Schneideinsatz mit zwei unterschiedlichen
Schneidenformen,
Fig. 2 die Ansicht A des Schneideinsatzes aus Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt C-D durch den Schneideinsatz aus
Fig. 1,
Fig. 4 ein Werkzeug mit einem erfindungsgemäßen
Schneideinsatz in einem Motorblock,
Fig. 5 den Schnitt K-L durch das Werkzeug aus
Fig. 4,
Fig. 6 ein Werkzeug mit zwei am Umfang angeordneten
Schneideinsätzen gemäß der Erfindung,
Fig. 7 die Anwendung des erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes beim Zerspanen eines
verbrauchten Ventilsitzringes,
Fig. 8 die Anwendung des erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes beim Planen eines neu
eingesetzten Ventilsitzringes,
Fig. 9 die Anwendung des erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes beim Bearbeiten von
Kegelsitzflächen,
Fig. 10 die Anwendung des erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes beim Drehen einer gerundeten
Kontur eines Ventilsitzes und
Fig. 11 die Anwendung des erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes beim Nachdrehen und
Egalisieren einer anderen Kontur unterhalb der
Ventilsitzflächen.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen
Schneideinsatz 3, Fig. 2 die Ansicht A aus Fig. 1 und
Fig. 3 den Schnitt C-D aus Fig. 1 durch den
Schneideinsatz 3. Der Schneideinsatz 3 ist als vorwiegend
länglicher Körper ausgebildet und weist eine etwa
dreieckige Querschnittsform auf. Nach einer vorteilhaften
Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Länge
der Längsseiten 8, 9 mindestens die zweifache Breite des
Schneideinsatzes 3 ausmacht.
In dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
besteht der Schneideinsatz 3 aus einem Grundkörper 12 mit
einem schräg zu den Längsseiten 8, 9 des Schneideinsatzes
3 verlaufenden Mittelsteg 19; entlang den Längsseiten 17,
18 des Mittelsteges 19 sind zwei gesonderte Formkörper
10, 11 aus einem Hartstoff, wie z. B. Hartmetall,
Schneidkeramik, polykristallinem Bornitrid oder
polykristallinem Diamant durch Löten oder Kleben auf dem
Grundkörper 12 befestigt.
Durch den Mittelsteg 19 ergibt sich eine
Verstärkungsrippe, die dem Schneideinsatz 3 eine höhere
Zähigkeit verleiht und das Bruchrisiko mindert. Es ist
natürlich denkbar, unter Umständen auch ohne Grundkörper
12 auszukommen, wenn der Schneideinsatz 3 ausschließlich
aus dem Hartstoff besteht. Die Formkörper 10, 11 sind an
der Vorder- und Rückseite 13, 14 zu Formschneiden 15, 16
ausgebildet, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
unterschiedliche Formen aufweisen; die Schneidkante der
Formschneide 15 an der Vorderseite 13 ist gerade, die
Schneidkante der Formschneide 16 an der Rückseite 14 ist
konkav verlaufend, aus drei aneinanderstoßenden
Einzelschneiden bestehend, ausgebildet. Diese Ausbildung
der Formschneiden 15, 16 hat insbesondere für die
Ventilringsitz- und Ventilsitzbearbeitung große Vorteile,
da auf einfache Weise eine Anpassung des Werkzeuges an
die verschiedenen Formen der zu bearbeitenden Flächen
vorgenommen werden kann. Für bestimmte Zwecke kann es
aber auch angebracht sein, die Formschneiden 15, 16
gleich auszubilden (nicht dargestellt).
Als Folge des schräg zu den Längsseiten 8, 9 des
Schneideinsatzes 3 verlaufenden Mittelsteges 19 sind die
Formkörper 10, 11 ebenfalls schräg auf dem Grundkörper 12
angeordnet, wodurch eine größere Nutzungsbreite des
Hartstoffes an den Formschneiden 15, 16 erreicht wird.
Ein parallel zu den Längsseiten 8, 9 des Schneideinsatzes
3 verlaufender Mittelsteg 19 mit entsprechend
verlaufenden Formkörpern 10, 11 ist ebenfalls möglich.
Das gesonderte Befestigen der Formkörper 10, 11 rechts
und links entlang des Mittelsteges 19 auf dem Grundkörper
12 verhindert in vorteilhafter Weise, daß beide
Formschneiden 15, 16 gleichzeitig brechen. Falls eine
Formschneide 15 oder 16 stark belastet wird, kann diese
zwar an der gefährdeten Stelle reißen, bleibt aber auf
dem Grundkörper 12 haften. Trotz eines gerissenen oder
beschädigten Formkörpers 10 oder 11 kann mit dem
gegenüberliegenden Formkörper weitergearbeitet werden.
Fig. 4 zeigt ein Werkzeug zum Bearbeiten von Ventilsitz-
und Ventilsitzringflächen bei Verbrennungsmotoren. Ein
erfindungsgemäßer Schneideinsatz 3 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel an dem Werkzeug 1 über eine
Spannpratze 4 befestigt und wird durch den Mitnehmer 2
angetrieben. Der Schneideinsatz 3 kann auch auf andere
Weise an dem Werkzeug 1 befestigt werden, beispielsweise
durch Kleben, Löten oder mit einer Spannschraube 23, wie
in Fig. 6 gezeigt wird.
Der Schnitt K-L aus Fig. 4 in Fig. 5 zeigt die
Arbeitsstellung des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes 3.
Der Schneideinsatz 3 ist mit der Spannpratze 4 und einer
Doppelgewindeschraube 22 mit Innensechskant befestigt,
indem der Schneideinsatz 3 auf die Auflageflächen 20, 21
gedrückt wird.
In Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung durch ein Werkzeug
1 gezeigt an dessen Umfang zwei erfindungsgemäße
Schneideinsätze 3 angeordnet sind. Die Schneideinsätze 3
sind in diesem Ausführungsbeispiel mit je einer
Spannschraube 23 an dem Umfang des Werkzeugs 1 befestigt.
Diese Ausführungsform findet bei größeren
Arbeitsdurchmessern Anwendung; das Werkzeug 1 ist als
Hohlkörper ausgebildet.
In den Fig. 7 bis 11 sind verschiedene
Arbeitsstellungen des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes
3 mit häufig vorkommenden Schneidformen bei einer
kompletten Ventilringsitz- und Ventilsitzbearbeitung
dargestellt.
Fig. 7 zeigt das Zerspanen eines verbrauchten
Ventilsitzringes 24 mit einem erfindungsgemäßen
Schneideinsatz 3 in Vorschubrichtung M als Vorbereitung
für die Montage eines neuen Ventilringes. Mit gleicher
Werkzeugeinstellung lassen sich auch Sitzflächen für die
Aufnahme eines neuen Ringes herstellen.
Fig. 8 zeigt das Planen und Egalisieren eines neu
eingesetzten Ventilringes 25 mit einem Schneideinsatz 3
nach der Erfindung in Vorschubrichtung M.
Fig. 9 zeigt das Bearbeiten eines Ventilsitzes mit einem
erfindungsgemäßen Schneideinsatz 3 in Vorschubrichtung M.
Aufgrund der besonderen Ausbildung der Formschneide 16
können die zu bearbeitenden Kegelsitzflächen 5, 6 und 7
gleichzeitig in einem Arbeitsgang bearbeitet werden.
In Fig. 10 ist das Drehen einer gerundeten Kontur 26
eines Ventilsitzes mit einem erfindungsgemäßen
Schneideinsatz 3 dargestellt.
Fig. 11 zeigt das Nachdrehen und Egalisieren einer
anderen Kontur 27 unterhalb der Ventilsitzfläche mit
einem erfindungsgemäßen Schneideinsatz 3 mit
konvex gestalteter Form 28.
Claims (7)
1. Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung von aus Metall
bestehenden Werkstücken mit einem oder mehreren am
Umfang des Werkzeuges angeordneten dreh- und wendbaren
Schneideinsätzen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schneideinsatz (3) als vorwiegend länglicher Körper
mit etwa dreieckiger Querschnittsform ausgebildet ist,
aus einem Grundkörper (12) mit einem länglichen
Mittelsteg (19) besteht, und daß zwei Formkörper (10, 11)
auf dem Grundkörper (12) befestigt sind, die an
der Vorder- und Rückseite (13, 14) als Formschneiden
(15, 16) ausgebildet sind.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mittelsteg (19) schräg zu den Längsseiten (8, 9)
des Schneideinsatzes (3) verläuft.
3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mittelsteg (19) parallel zu den Längsseiten (8, 9)
des Schneideinsatzes (3) verläuft.
4. Werkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formschneiden (15, 16)
unterschiedlich ausgebildet sind.
5. Werkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formschneiden (15, 16) gleich
ausgebildet sind.
6. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schneideinsatz (3) mit einer Bohrung zum Befestigen
mit einer Spannschraube ausgebildet ist.
7. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper
(10, 11) aus einem Hartstoff bestehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914124646 DE4124646A1 (de) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung von aus metall bestehenden werkstuecken |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914124646 DE4124646A1 (de) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung von aus metall bestehenden werkstuecken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4124646A1 true DE4124646A1 (de) | 1993-01-28 |
Family
ID=6436972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914124646 Withdrawn DE4124646A1 (de) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung von aus metall bestehenden werkstuecken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4124646A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5863161A (en) * | 1996-10-04 | 1999-01-26 | Everede Acquisition Corp. | Countersinking tool with removable cutting inserts |
FR2766745A1 (fr) * | 1997-08-04 | 1999-02-05 | Mach Serdi | Outillage a plaquette interchangeable pour l'usinage de portees profilees |
US6379088B1 (en) | 1999-02-03 | 2002-04-30 | Machines Serdi | Machine tool with interchangeable tip for the machining of profiled seats |
US20130183114A1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | Ricardo Bermea | Multiple angle valve seat cutter blades and method |
-
1991
- 1991-07-25 DE DE19914124646 patent/DE4124646A1/de not_active Withdrawn
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WO1999007508A1 (fr) * | 1997-08-04 | 1999-02-18 | Machines Serdi | Outillage a plaquette interchangeable pour l'usinage de portees profilees |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |