DE4237336A1 - Verfahren zum Entfernen von Spänen aus Werkstücken - Google Patents

Description

Beim zerspanenden Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere bei der Herstellung von Sacklöchern mittels eines Bohrers, aber auch beim Innenausdrehen, d. h. bei der Bearbeitung der Wandung eines engen Hohlraums mit einem Drehwerkzeug auf einer Drehmaschine, beim Schneiden von Innengewinden und dergleichen stellt sich häufig das Problem, in dem Hohlraum festsitzende Späne zu entfernen. Dieses Problem hat sich in der Praxis besonders bei solchen Werkstoffen als schwierig erwiesen, welche lange und verhältnismäßig feste bzw. steife Späne bilden, wie dies z. B. bei Messing und vielen Alumi­ niumlegierungen der Fall ist. Diese Schwierigkeit kann sich aber auch bei der zerspanenden Bearbeitung von Kunststoff- Werkstücken ergeben.

Solche festsitzenden Späne kann man auf die herkömmliche Weise, nämlich durch Ausblasen des Hohlraums mit einer Preß­ luftdüse, häufig gar nicht entfernen, zumindest besteht aber die Gefahr, daß sich nicht alle Späne aus dem Hohlraum aus­ treiben lassen. Dies gilt ebenso für Späne, die sich beim Waschen von Werkstücken in Reinigungsanlagen nicht entfernen lassen. Andere mechanische Reinigungsverfahren, wie z. B. Herausstoßen der Späne mittels eines Dorns, sind oft nicht anwendbar, so z. B. grundsätzlich nicht bei Sacklöchern, oder sie sind zu zeitaufwendig und damit zu kostspielig.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich festsitzende Späne und sonstige, ähn­ liche Verunreinigungen, insbesondere metallische Späne, aus Werkstück-Hohlräumen schnell und einfach entfernen lassen, und ausgehend von einem Verfahren zum Entfernen von festsit­ zenden Spänen und dergleichen aus einem insbesondere durch zerspanende Bearbeitung oder auch gußtechnisch hergestellten Hohlraum eines Werkstücks durch einen Preßluftstrahl läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß ein heißer Preßluftstrahl mit einer solchen Temperatur verwendet und so lange auf die Späne gerichtet wird, daß deren Steifig­ keit vermindert wird, bis sich die Späne durch den Preßluft­ strahl aus dem Werkstück-Hohlraum entfernen lassen.

Bei Auffindung des erfindungsgemäßen Verfahrens ging der Er­ finder von folgender Überlegung aus: Bei der zerspanenden Be­ arbeitung metallischer Werkstücke werden die dabei entstehen­ den Späne in der Regel noch dadurch "gehärtet", daß die beim Zerspanen anfallenden, meist sehr heißen Späne durch bei der Bearbeitung verwendete Kühl- oder Schneidflüssigkeiten und/oder durch die Umgebungsluft abgeschreckt, d. h. rasch abge­ kühlt werden, wodurch in den Spänen erhebliche Eigenspannun­ gen entstehen, die sich durch einen heißen Luftstrahl abbauen lassen, so daß die Späne an Festigkeit bzw. Steifigkeit ver­ lieren. Mit einem hinreichend heißen Luftstrahl lassen sich Späne aber auch bis wenig unterhalb des Schmelzpunkts ihres Werkstoffs erhitzen, wodurch sie weich werden. In jedem Fall lassen sich dann die ursprünglich in dem Werkstück-Hohlraum festsitzenden Späne durch den Preßluftstrahl aus dem Werk­ stück-Hohlraum herausblasen, so wie dies bei lose in einem Werkstück-Hohlraum liegenden Spänen bei der üblichen Reini­ gungsmethode der Fall ist.

So ließen sich z. B. bei einem Werkstück aus einer Aluminium­ legierung Späne aus einer als Sackloch gestalteten Gewinde­ bohrung M8×22 mit einem Preßluftstrahl von 550°C und 6 bar aus einer Düsenöffnung, deren Abstand von den Spänen ca. 5 mm betrug, in nur ungefähr 5 Sekunden sämtlich aus der Bohrung entfernen, ohne daß das Material der Bohrungswandung dabei nennenswert erwärmt wurde.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat außerdem noch den Vorteil, daß das Werkstück durch den heißen Preßluftstrahl getrocknet wird, was deshalb von Bedeutung ist, weil bei einer zerspa­ nenden Bearbeitung üblicherweise mit Kühl- bzw. Schneidflüs­ sigkeiten gearbeitet wird. Ebenso gilt dies für Reinigungs­ flüssigkeiten aus Waschanlagen.

Beim zerspanenden Bearbeiten von Werkstücken entsteht häufig am Rand von Bearbeitungskanten ein sogenannter Flittergrat, d. h. ein Grat aus feinen, flitterartigen Elementen, welcher entfernt werden muß, sich bislang aber nur durch aufwendige Maßnahmen entfernen ließ. Auch hier läßt sich mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren Abhilfe schaffen, indem ein heißer Preßluftstrahl mit einer solchen Temperatur verwendet und so lange auf den Grat gerichtet wird, bis dieser zumindest par­ tiell schmilzt. Aus dem Grat entsteht dabei also zumindest ein nicht mehr störendes Gebilde, bei dem anders als bei einem Flittergrat nicht mehr die Gefahr besteht, daß sich Bestandteile des Grats später, z. B. während des Betriebs eines Motors, lösen und zu Störungen führen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten des erfindungsge­ mäßen Verfahrens ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels, welches anhand der beigefügten schematischen Zeichnung erläutert werden soll.

Die Zeichnung zeigt ein aus einer Aluminiumlegierung beste­ hendes Werkstück 10, in dem ein Sackloch 12 hergestellt wur­ de, in dem nach der Bearbeitung bei dieser gebildete Späne 14 festsitzen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens besteht nun aus einer Preßluft­ düse 16, die elektrisch beheizt sein kann und an eine Preß­ luftleitung 18 angeschlossen ist, welche einen Lufter­ hitzer 20 und ein Ventil 22 enthält. Gespeist wird die Preß­ luftleitung 18 aus einem nicht dargestellten Preßluftspei­ cher, welcher Preßluft mit einem Druck von 6 bar liefert. Erfindungsgemäß ist der Lufterhitzer 20 und/oder die Heizung der Preßluftdüse 16 so ausgebildet, daß letztere einen Preß­ luftstrahl mit einer Temperatur von ca. 600°C liefert. Nähert man die Preßluftdüse 16 den Spänen 14 bis auf einen Abstand von ca. 5 mm, so können innerhalb weniger Sekunden sämtliche Späne 14 aus dem Sackloch 12 herausgeblasen werden.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß sich das erfindungsge­ mäße Verfahren besonders für metallische Werkstücke und ins­ besondere für solche metallische Werkstücke eignet, welche aus einem metallischen Werkstoff bestehen, der bei einer zer­ spanenden Bearbeitung zur Bildung verhältnismäßig langer und zäher Späne neigt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können metallische Späne auch weichgeglüht oder gar geschmolzen werden. Außerdem ist es bei Verwendung eines geeigneten Gasstrahls auch möglich, Späne zu verbrennen, z. B. im Falle von Kunststoffspänen, ohne daß dadurch das eigentliche Werkstück beschädigt wird, da die Masse der Späne ja sehr klein und damit die Einwirk­ zeit des heißen Gasstrahls sehr kurz ist.

Claims (9)

1. Verfahren zum Entfernen von festsitzenden Spänen aus einem durch zerspanende Bearbeitung hergestellten Hohl­ raum eines Werkstücks durch einen Preßluftstrahl, da­ durch gekennzeichnet, daß ein heißer Preßluftstrahl mit einer solchen Temperatur verwendet und so lange auf die Späne gerichtet wird, daß deren Steifigkeit vermindert wird, bis sich die Späne durch den Preßluftstrahl aus dem Hohlraum entfernen lassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur und die Einwirkzeit des Preßluftstrahls wenigstens so hoch gewählt werden, daß zumindest die Eigenspannungen im Spänewerkstoff abgebaut werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Preßluftstrahl verwendet wird, dessen Temperatur zu­ mindest gleich der Schmelztemperatur des Spänewerkstoffs ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 zum Entfernen von aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Spänen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Preßluftstrahl mit einer Temperatur von ca. 500°C bis ca. 600°C verwendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Preßluft mit einem Druck von mindestens ca. 5 bar verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßluftdruck ca. 6 bar beträgt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Preßluftstrahls eine Düse verwendet und diese in einem Abstand von weniger als ca. 10 mm von den Spänen ange­ ordnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Düsenabstand von ca. 5 mm gearbeitet wird.

9. Verfahren zum Entfernen oder Verkleinern eines feinen Grats vom Rand eines durch zerspanende Bearbeitung bear­ beiteten Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß ein heißer Preßluftstrahl mit einer solchen Temperatur ver­ wendet und so lange auf den Grat gerichtet wird, bis dieser zumindest partiell schmilzt.