DE4241630A1

DE4241630A1 - Reaming or honing tool for holes in workpiece - has cylinder with two grinding surfaces resonated by ultrasound generator giving two oscillation modes

Info

Publication number: DE4241630A1
Application number: DE19924241630
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Hofer; Martin Dipl Ing Mattner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1994-06-16

Abstract

The honing tool has a cylindrical oscillating body (16) excited at high frequency and carrying two grinding surfaces (19, 20), the body being necked between them. The body is resonated from an ultrasound generator so that the oscillation peaks at the grinding surfaces. There is a longitudinal and a transverse oscillation mode, and the peaks of the two modes are displaced by a half period. The lower grinding surface is diamond or coarse grit, whereas the upper surface is a hardened surface, as is the necked region between it and the lower grinding surface. There is relative rotation between the body and the hole in the workpiece to be reamed. ADVANTAGE - Relatively low force required to give high surface finish to workpiece.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Werkzeug zur Bearbeitung von Bohrungen in Werkstücken der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention is based on a tool for processing of holes in workpieces in the preamble of Claim 1 defined genus.

Ein solches, unter dem Begriff Honwerkzeug bekanntes Werkzeug zur Bearbeitung von Bohrungen in Werkstücken ist beispielsweise aus der DE 39 19 895 A1 bekannt. Hier führt der Schwinger beim Honvorgang gleichzeitig eine Rotationsbewegung und eine Hubbewegung aus, und den beiden Bewegungen ist eine hochfrequente Oszillation überlagert, die durch Erregung des Schwingers im Ultraschallbereich hervorgerufen wird. Der Schwinger ist durch radiale Aufweitung zustellbar und auf seiner gesamten Oberfläche mit einem Schleifmittelbelag aus gebundenem Diamantkorn versehen. Der Schleifmittelbelag ist dabei auf radial verschiebbaren Honleisten aufgebracht, die durch einen mit einer Zustellstange verbundenen, axial verschieblichen Keil zur Zustellbewegung radial nach außen bewegt und durch Rückstellfedern radial nach innen gezogen werden.Such a known under the term honing tool Tool for machining bores in workpieces known for example from DE 39 19 895 A1. Here leads the transducer at the same time during the honing process Rotational movement and a stroke movement, and the two Movements is superimposed on a high-frequency oscillation, by excitation of the vibrator in the ultrasonic range is caused. The transducer is through radial Expandable deliverable and on its entire surface with an abrasive coating made of bonded diamond grain Mistake. The abrasive coating is radial Slidable honing stones applied by a a delivery rod connected, axially movable wedge moved radially outwards for infeed movement and through Return springs are pulled radially inwards.

Mit einem solchen Honwerkzeug werden hohe geometrische Genauigkeiten der bearbeiteten Bohrung erzielt. Durch die hochfrequente Oszillation wird außerdem sichergestellt, daß der Diamantschleifbelag sich nicht mit abgespantem Material zusetzt. Ein solches Honwerkzeug ist konstruktiv sehr aufwendig und entsprechend teuer in der Anschaffung.With such a honing tool, high geometric Accuracies of the machined bore achieved. Through the high frequency oscillation also ensures that the diamond grinding surface is not covered with machined material adds. Such a honing tool is very constructive complex and correspondingly expensive to buy.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Honwerkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß extrem gute Bearbeitungsergebnisse bezüglich Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität und -festigkeit der bearbeiteten Bohrungen erzielt werden, wobei nur relativ niedrige Prozeßkräfte erforderlich sind und mit hoher Vorschubgeschwindigkeit gearbeitet werden kann. Durch die Einstellung der Leistung des bevorzugt als Ultraschallgenerator ausgebildeten hochfrequenten Oszillators kann eine verschleißfreie Zustellung des Schwingers um kleinste Beträge in Längs- und Querrichtung erfolgen. Die ausschließlich durch hochfrequente Schwingung erfolgende Bearbeitung der Bohrlochoberfläche erlaubt die Verwendung einer im Vergleich zu dem bekannten Honwerkzeug großen Körnung im Wirkflächenbelag. Diese wiederum steigert die Abtragsleistung beim Zerspanen und verringert die Bearbeitungszeit. Gleichzeitig wird auch die Standzeit des Werkzeugs erhöht. Trotz der hochwertigen Bearbeitungsergebnisse sind an die Bohrungsqualität der angelieferten Werkstücke nur geringe Anforderungen zu stellen. Das Honwerkzeug ist konstruktiv einfach aufgebaut und besitzt keinen komplizierten, verschleißanfälligen Mechanismus für die Zustellung in Radialrichtung. The honing tool according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that extremely good Machining results regarding dimensional accuracy and Surface quality and strength of the machined Drilling can be achieved with only relatively low Process forces are required and with high Feed speed can be worked. Through the Setting the power of the preferred as Ultrasonic generator trained high-frequency Oscillator can be a wear-free delivery of the Schwingers around the smallest amounts in the longitudinal and transverse directions respectively. The only through high frequency vibration processing of the borehole surface allows the Use of a compared to the known honing tool large grain in the effective surface covering. This in turn increases the stock removal rate during machining and reduces the Processing time. At the same time, the service life of the Tool increased. Despite the high quality Machining results are related to the bore quality delivered workpieces only low requirements put. The honing tool is structurally simple and has no complicated, wear-prone Radial infeed mechanism.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Honwerkzeugs möglich.By the measures listed in the other claims are advantageous further developments and improvements in Claim 1 specified honing tool possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schwinger so gestaltet, daß die Stelle der Ausbildung des Längsschwingungsmaximums in Einführrichtung des Schwingers in die zu bearbeitende Bohrung gesehen vor der Stelle der Ausbildung des Querschwingungsmaximums liegt. In beiden Bereichen der auftretenden Schwingungsmaxima ist eine Wirkfläche ausgebildet, wobei die Wirkfläche im Bereich des Längsschwingungsmaximums von einem Schleifmittelbelag und im Bereich des Querschwingungsmaximums von einer verschleißfesten, harten Schicht, z. B. Titannitrit (TiN), gebildet wird. Mit einem solchermaßen ausgebildeten Honwerkzeug können nacheinander zwei verschiedene Bearbeitungsvorgänge ohne Wechsel des Honwerkzeugs ausgeführt werden. Mit dem Schleifmittelbelag wird zunächst ein Zerspanungsprozeß durchgeführt und die Bohrung mit der angelieferten geringen Bohrungsqualität auf Maßhaltigkeit bearbeitet. Dann kann mit der verschleißfesten harten Schicht ein Umformungs- und Kalibrierungsprozeß durchgeführt und die Bohrungsoberfläche verfestigt und poliert werden, wodurch ein gleichmäßiges Oberflächenprofil erzielt und die Oberflächenqualität beträchtlich gesteigert wird. Infolge der Durchführung von zwei Bearbeitungsvorgängen in der gleichen Bearbeitungsstation kann die Zahl der Bearbeitungsstation für die Werkstücke deutlich reduziert werden.In a preferred embodiment of the invention, the Schwinger designed so that the place of training the Longitudinal vibration maximum in the direction of insertion of the transducer seen in the bore to be machined in front of the Training of the transverse vibration maximum lies. In both Areas of the occurring vibration maxima is one Active area formed, the active area in the area of Longitudinal vibration maximum of one abrasive coating and in the area of the transverse vibration maximum of one wear-resistant, hard layer, e.g. B. titanium nitrite (TiN), is formed. With such a trained Honing tools can be two different ones in succession Machining operations without changing the honing tool be carried out. First with the abrasive coating a machining process is carried out and the drilling with the delivered low bore quality on dimensional accuracy processed. Then with the wear-resistant hard Layer a forming and calibration process performed and the bore surface solidified and be polished, creating a uniform surface profile achieved and the surface quality increased considerably becomes. As a result of performing two Machining operations in the same machining station can be the number of machining stations for the work pieces be significantly reduced.

Ist bei einem kritischen Durchmesser-Längen-Verhältnis des Schwingers und bei hoher Anforderung an die Zylindrizität der Bohrung eine Führung des Schwingers während des Bearbeitungsvorganges erforderlich, so wird gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung zwischen den jeweils dem Längs- und Querschwingungsmaximum zugeordneten Wirkflächen eine Führungszone für den Schwinger in der Bohrung vorgesehen. Die Führung kann dabei hydrostatisch erfolgen, indem der Schwinger innerhalb der Führungszone im Durchmesser reduziert und die Führungszone unter hydrostatischem Druck gesetzt wird. Dabei kann das hydraulische Medium entweder durch eine Bohrung im Werkzeug oder durch entsprechende Kanäle im Werkstück zugeführt werden. Die Führung kann aber auch mechanisch erfolgen, indem der Schwinger innerhalb der Führungszone mit einer verschleißfesten harten Schicht belegt ist.Is a critical diameter-length ratio of Schwingers and with high demands on the cylindricity the bore a guide of the transducer during the Processing process required, according to one expedient embodiment of the invention between the each assigned to the longitudinal and transverse vibration maximum A guide zone for the transducer in the active area Hole provided. The guidance can be hydrostatic be done by placing the transducer within the guidance zone in the Reduced diameter and the guide zone below hydrostatic pressure is set. It can hydraulic medium either through a hole in the tool or fed through appropriate channels in the workpiece become. The guidance can also be done mechanically, by placing the transducer with a wear-resistant hard layer is occupied.

Zur Erzeugung der hochfrequenten Oszillation ist der Schwinger an einem Ultraschallgenerator axial angekoppelt. Die für eine gleichmäßige Bearbeitung zwischen Schwinger und Werkstück erforderliche Relativdrehung wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch sichergestellt, daß das Werkstück in einer rotierenden Spannvorrichtung aufgenommen wird. Durch die Verlagerung der Rotation vom Schwinger in das Werkstück ist die Ankopplung des Schwingers an den Ultraschallgenerator technisch wesentlich vereinfacht.To generate the high-frequency oscillation is the Vibrator axially coupled to an ultrasonic generator. The one for even processing between transducers and the relative rotation required in a workpiece preferred embodiment of the invention thereby ensures that the workpiece is rotating Clamping device is added. By relocating the rotation from the transducer into the workpiece is Coupling the transducer to the ultrasound generator technically significantly simplified.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment in the following Description explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ausschnittweise eine Seitenansicht einer Bearbeitungsstation mit Honwerkzeug und in einer Spannaufnahme aufgenommenem, zu bearbeitenden Werkstück, teilweise geschnitten, Fig. 1 is a fragmentary side view of a processing station with a honing tool and accommodated in a clamping receptacle, partially cut workpiece to be machined,

Fig. 2 ein Diagramm des Verlaufs der Schwingungs amplituden über die Länge des Honwerkzeug- Schwingers. Fig. 2 is a diagram of the course of the vibration amplitudes over the length of the honing tool vibrator.

Description of the embodiment

Bei der in Fig. 1 ausschnittweise und teilweise geschnitten dargestellten Bearbeitungsstation für die Nachbearbeitung von in Werkstücken 10 eingebrachten Bohrungen 11 ist mit 12 schematisch eine Spannaufnahme für die Werkstücke 10 bezeichnet, die während des Bearbeitungsprozesses in eine durch Pfeil 13 symbolisierte Rotation versetzt wird. Mit 14 ist insgesamt das Honwerkzeug bezeichnet, das koaxial zur Rotationsachse der Spannaufnahme 12 ausgerichtet ist und mittels einer axialen Zustellbewegung in die Bohrung 11 eingeführt werden kann.In the machining station shown in detail and partially in section in FIG. 1 for the reworking of bores 11 made in workpieces 10, 12 schematically denotes a clamping receptacle for the workpieces 10 , which is set into a rotation symbolized by arrow 13 during the machining process. With the honing tool 14 is generally indicated, which is aligned coaxially to the rotational axis of the chuck receptacle 12 and can be introduced by means of an axial feed motion in the bore. 11

Das Honwerkzeug 14 besteht aus einem axial geführten Halter 15 und einem vom Halter 15 stirnseitig aufgenommenen, langgestreckten, zylindrischen Schwinger 16. Die Aufnahme des Schwingers 16 kann dabei form- und/oder kraftschlüssig erfolgen. An dem Halter 15 ist ein hier nicht dargestelltes Ultraschallsystem angekoppelt, das üblicherweise einen Generator, einen elektromechanischen Schallwandler und eine Sonotrode umfaßt, wobei der Halter 15 Teil der Sonotrode oder in diese integriert sein kann. Die vom Ultraschallsystem erzeugte Oszillation in Achsrichtung des Honwerkzeugs 14 wird dem Schwinger 16 aufgezwungen. Der dadurch zu Schwingungen angeregte Schwinger 16 führt sowohl eine Längsschwingung als auch eine Querschwingung aus. Die Anregungsfrequenz des Ultraschallgenerators ist dabei so eingestellt, daß der Schwinger 16 in Resonanz gerät und dadurch sich am Schwinger 16 zwei Resonanzstellen 17,18 ausbilden, in denen die Schwingungsamplituden von Längs- und Querschwingungen jeweils ein Maximum annehmen. Der Verlauf der Amplitudenlängs- und querschwingungen ist in Fig. 2 über die Länge l des Schwingers 16 dargestellt. Die Kurve a stellt dabei den Amplitudenverlauf der Längs- oder Longitudinalschwingung des Schwingers 16 dar, während die Kurve b den Amplitudenverlauf der Querschwingung oder Querkontraktion des Schwingers 16 repräsentiert. Deutlich ist zu sehen, daß im Resonanzfall sich an der Einspannstelle und am Ende des Schwingers 16 ein stehendes Maximum in der Längsschwingung und etwa in der Mitte des Schwingers 16 ein stehendes Maximum in der Querschwingung einstellt. Die Maxima von Quer- und Längsschwingung sind um ein halbe Schwingungsperiode gegeneinander versetzt. Die Größe der Amplituden kann sowohl durch die Leistung des Ultraschallgenerators als auch durch die Geometrie des Schallwandlers, der Sonotrode und des Werkzeugs beeinflußt werden, so daß eine verschleißfreie Zustellung des Honwerkzeugs um kleinste Beträge in Längs- und Querrichtung möglich ist.The honing tool 14 consists of an axially guided holder 15 and an elongated, cylindrical oscillator 16 which is received on the end side by the holder 15 . The pickup of the vibrator 16 can take place in a positive and / or non-positive manner. An ultrasound system, not shown here, is coupled to the holder 15 , which usually comprises a generator, an electromechanical sound transducer and a sonotrode, the holder 15 being able to be part of the sonotrode or integrated therein. The oscillation generated by the ultrasound system in the axial direction of the honing tool 14 is forced on the oscillator 16 . The vibrator 16 thereby excited to vibrate executes both a longitudinal vibration and a transverse vibration. The excitation frequency of the ultrasound generator is set so that the oscillator 16 resonates, thereby forming two resonance points 17, 18 on the oscillator 16 , in which the oscillation amplitudes of longitudinal and transverse oscillations each assume a maximum. The course of the amplitude longitudinal and transverse vibrations is shown in FIG. 2 over the length l of the oscillator 16 . Curve a represents the amplitude profile of the longitudinal or longitudinal vibration of the oscillator 16 , while curve b represents the amplitude profile of the transverse oscillation or transverse contraction of the oscillator 16 . It can clearly be seen that, in the event of resonance, a standing maximum in the longitudinal oscillation occurs at the clamping point and at the end of the oscillator 16 and a standing maximum in the transverse oscillation approximately in the middle of the oscillator 16 . The maxima of transverse and longitudinal vibration are offset by half an oscillation period. The size of the amplitudes can be influenced both by the power of the ultrasound generator and by the geometry of the sound transducer, the sonotrode and the tool, so that wear-free delivery of the honing tool by the smallest amounts in the longitudinal and transverse directions is possible.

Der Bereich der Resonanzstellen 17,18 ist jeweils mit einer Wirkfläche zur Bearbeitung der Bohrungen 11 belegt. Dabei wird die Wirkfläche im Bereich der Resonanzstelle 17, also im Längsschwingungsmaximum, von einem Schleifmittelbelag 19 aus gebundenem Diamantkorn oder CBN- (kubisches Bornitrit) Korn gebildet, der in diesem Bereich auf die Oberfläche des zylindrischen Schwingers 16 ringförmig umlaufend aufgebracht ist. Im Bereich der Resonanzstelle 18, also des Bereichs im Querschwingungsmaximum, ist der Schwinger 16 auf seiner Oberfläche mit einer verschleißfesten harten Schicht, z. B. Titannitrit (TiN) oder eines Hartstoffsystems, versehen. Die Breite B (Fig. 2) von Schleifmittelbelag 19 und harter Schicht 20 ist dabei so gewählt, daß über die gesamte Breite B der Amplitudenwert von Längs- und Querschwingung wenig abfällt.The area of the resonance points 17, 18 is each occupied with an active surface for machining the bores 11 . The active surface in the area of the resonance point 17 , that is to say in the longitudinal vibration maximum, is formed by an abrasive coating 19 made of bonded diamond grain or CBN (cubic boron nitride) grain, which is applied in this area to the surface of the cylindrical vibrator 16 in a circular manner. In the area of the resonance point 18 , that is, the area in the transverse vibration maximum, the oscillator 16 is coated on its surface with a wear-resistant hard layer, e.g. B. titanium nitride (TiN) or a hard material system. The width B ( FIG. 2) of the abrasive coating 19 and the hard layer 20 is chosen so that the amplitude value of the longitudinal and transverse vibrations does not drop much over the entire width B.

Zur Nachbearbeitung von Bohrungen 11, an deren Bohrungsqualität keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen, wird das Honwerkzeug durch eine axiale Zustellbewegung in die Bohrung 11 des rotierenden Werkstücks 10 eingeführt. Durch den Schleifmittelbelag 19 erfolgt ein Zerspanungsprozeß, wodurch die Bohrung 11 über ihre gesamte Länge auf das geforderte eng tolerierte Maß gebracht wird. Wird im Schleifmittelbelag 19 eine große Körnung verwendet, was aufgrund der hochfrequenten Längsschwingung des Schwingers 16 möglich ist, so wird eine hohe Abtragsleistung erreicht, so daß das Honwerkzeug 14 mit einer relativ hohen Vorschubgeschwindigkeit durch die Bohrung 11 hindurchgeführt werden kann. Sobald der Schwinger 16 mit seiner an der Resonanzstelle 18 sich befindlichen harten Schicht 20 in die Bohrung 11 eintritt, wird ein Umformungs- und Kalibrierungsprozeß durchgeführt, bei welchem durch die Querschwingung der harten Schicht 20 die Oberfläche der Bohrung 11 verfestigt und das Oberflächenprofil vergleichmäßigt wird. Dadurch wird eine sehr hohe Oberflächenqualität der bearbeiteten Bohrung 11 erhalten. Beide Bearbeitungsprozesse werden aufeinanderfolgend ohne Umspannen des Werkstücks 10 oder des Honwerkzeugs 14 durchgeführt. Erforderliche Zustellungen des Honwerkzeugs um kleinste Beträge in Längs- und Querschwingung werden - wie bereits erwähnt - durch Leistungsänderung des Ultraschallgenerators bewirkt.For reworking bores 11 , the boring quality of which does not have to meet high requirements, the honing tool is introduced into the bore 11 of the rotating workpiece 10 by an axial feed movement. A cutting process takes place through the abrasive material covering 19 , as a result of which the bore 11 is brought to the required, closely tolerated dimension over its entire length. If a large grain size is used in the abrasive coating 19 , which is possible due to the high-frequency longitudinal vibration of the vibrator 16 , a high removal rate is achieved so that the honing tool 14 can be passed through the bore 11 at a relatively high feed rate. As soon as the oscillator 16 enters the bore 11 with its hard layer 20 located at the resonance point 18 , a reshaping and calibration process is carried out in which the surface vibration of the bore 11 is solidified by the transverse oscillation of the hard layer 20 and the surface profile is evened out. This results in a very high surface quality of the machined bore 11 . Both machining processes are carried out in succession without reclamping the workpiece 10 or the honing tool 14 . Required infeeds of the honing tool by the smallest amounts in the longitudinal and transverse vibrations are - as already mentioned - brought about by changing the power of the ultrasonic generator.

Bei einem kritischen Durchmesser-Längenverhältnis des Schwingers 10 und hohen Zylindrizitätsforderungen für die Bohrung 11 ist es zweckmäßig, den Schwinger 16 während des Bearbeitungsprozesses in der Bohrung 11 hochgenau zu führen. Hierzu wird zwischen den beiden Resonanzstellen 17, 18 bzw. zwischen Schleifmittelbelag 19 und harter Schicht 20, eine Führungszone 21 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Honwerkzeugs 14 wird die Führungszone 21 dadurch realisiert, daß im Bereich zwischen den beiden Resonanzstellen 17, 18 der Außendurchmesser des Schwingers 16 reduziert ist. Beim Einführen des Schwingers 16 in die Bohrung 11 entsteht dadurch im Bereich der Führungszone 21 zwischen Schwinger 16 und Bohrungswand ein Ringkanal, der unter hydrostatischen Druck gesetzt wird. Falls, wie im vorliegenden Beispiel in Fig. 1 dargestellt, das Werkstück 10 im Eingangsbereich der Bohrung 11 mit einer Geradverzahnung 22 versehen ist, wird die zum Aufbau des hydrostatischen Drucks erforderliche Flüssigkeit über die innerhalb der Verzahnung 22 vorhandenen Axialkanäle zugeführt. Andernfalls kann die Flüssigkeit auch durch Bohrungen im Schwinger 16, die im Bereich der Führungszone 21 münden, zugeführt werden.With a critical diameter-length ratio of the vibrator 10 and high cylindricity requirements for the bore 11 , it is expedient to guide the vibrator 16 in the bore 11 with high precision during the machining process. For this purpose, a guide zone 21 is formed between the two resonance points 17 , 18 or between the abrasive coating 19 and the hard layer 20 . In the present exemplary embodiment of the honing tool 14 , the guide zone 21 is realized in that the outer diameter of the vibrator 16 is reduced in the area between the two resonance points 17 , 18 . When the vibrator 16 is inserted into the bore 11 , an annular channel is created in the region of the guide zone 21 between the vibrator 16 and the bore wall, which is placed under hydrostatic pressure. If, as shown in the present example in FIG. 1, the workpiece 10 is provided with straight toothing 22 in the input region of the bore 11 , the liquid required to build up the hydrostatic pressure is supplied via the axial channels present within the toothing 22 . Otherwise, the liquid can also be supplied through bores in the oscillator 16 , which open out in the region of the guide zone 21 .

In einer alternativen Ausführungsform kann die Führungszone 21 durch eine harte, verschleißfeste Schicht realisiert werden. Auch hier kann als Schichtmaterial Titannitrit verwendet werden.In an alternative embodiment, the guide zone 21 can be realized by a hard, wear-resistant layer. Here too, titanium nitrite can be used as the layer material.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann am Schwinger 16 auch nur eine einzige Resonanzstelle 17 oder 18 zur Bearbeitung der Bohrungen 11 herangezogen werden. In diesen Fällen ist nur die jeweilige benutzte Resonanzstelle 17 oder 18 mit einer entsprechenden Wirkfläche belegt. In jedem Fall ist aber der Resonanzstelle 17 immer der Schleifmittelbelag 19 und der Resonanzstelle 18 die harte, verschleißfreie Schicht 20 zugeordnet. Die an den Bohrungen auszuführenden Bearbeitungsprozesse "Zerspanen" und "Kalibrieren" werden dann in verschiedenen Bearbeitungsstationen mit getrennten Honwerkzeugen durchgeführt.The invention is not limited to the exemplary embodiment described. Thus, only a single resonance point 17 or 18 can be used for machining the bores 11 on the oscillator 16 . In these cases, only the respective resonance point 17 or 18 used is covered with a corresponding effective area. In any case, the resonance point 17 is always assigned the abrasive coating 19 and the resonance point 18 the hard, wear-free layer 20 . The machining processes "machining" and "calibration" to be carried out on the bores are then carried out in different machining stations with separate honing tools.

Des weiteren kann das Honwerkzeug 14 auch anstelle des Werkstücks 10 in Rotation versetzt werden. In diesem Fall wird das gesamte Ultraschallsystem rotierend angetrieben und die Spannaufnahme für das Werkstück 10 in einer kardanischen Vorrichtung aufgenommen.Furthermore, the honing tool 14 can also be set in rotation instead of the workpiece 10 . In this case, the entire ultrasound system is driven in rotation and the clamping receptacle for the workpiece 10 is received in a gimbal device.

Bei Verzicht auf ein optimales Bearbeitungsergebnis kann der Umformungs- und Kalibrierungsprozeß unter Verwendung der harten Schicht 20 auch ohne Ultraschallanregung oder ohne Rotation des Werkstücks 10 und/oder des Honwerkzeugs 14 erfolgen.If an optimal processing result is dispensed with, the shaping and calibration process using the hard layer 20 can also take place without ultrasonic excitation or without rotation of the workpiece 10 and / or the honing tool 14 .

Claims

1. Tool for machining bores in workpieces with an elongated, cylindrical oscillator which can be excited for high-frequency oscillation and which has an active surface on its circumference for machining the wall of the bore, characterized in that the oscillator ( 16 ) is operated in vibration resonance, so that at defined points ( 17 , 18 ) of its longitudinal extent (l) each form at least one amplitude maximum of longitudinal and transverse vibrations, and that the active surface ( 19 , 20 ) is formed in the region of the longitudinal and / or transverse vibrations maximum.

2. Tool according to claim 1, characterized in that the oscillator ( 16 ) is designed so that the longitudinal vibration maximum in the direction of insertion of the vibrator ( 16 ) in the bore to be machined ( 11 ) is before the transverse vibration maximum.

3. Tool according to claim 2, characterized in that the active surface in the region of the longitudinal vibration maximum is formed by an abrasive coating ( 19 ).

4. Tool according to claim 3, characterized in that the abrasive coating ( 19 ) consists of diamond or CBN grain, preferably with a comparatively large grain.

5. Tool according to one of claims 2-4, characterized in that the active surface in the region of the transverse vibration maximum is formed by a wear-resistant, hard layer ( 20 ).

6. Tool according to claim 5, characterized in that the hard, wear-resistant layer ( 20 ) consists of hard material layer systems.

7. Tool according to one of claims 1-6, characterized in that the area between the longitudinal and transverse vibration maximum associated active surfaces ( 19 , 20 ) at least partially as a guide zone ( 21 ) of the vibrator ( 16 ) to guide it in the machining bore ( 11 ) is formed.

8. Tool according to claim 7, characterized in that the vibrator ( 16 ) within the guide zone ( 21 ) is reduced in diameter and that the guide zone ( 21 ) is placed under hydrostatic pressure during the machining process.

9. Tool according to claim 7, characterized in that the vibrator ( 16 ) within the guide zone ( 21 ) is coated with a wear-resistant, hard layer.

10. Tool according to one of claims 1-9, characterized in that the oscillator ( 16 ) is coupled to an oscillating in the axial direction of the oscillator ( 16 ) oscillating ultrasonic generator and that oscillator ( 16 ) and bore ( 11 ) during the machining process a relative rotational movement to each other To run.

11. Tool according to claim 10, characterized in that the vibrator ( 16 ) is designed to be fixed for insertion and execution in the bore ( 11 ) displacement movement in the axial direction and that the bore ( 11 ) having workpiece ( 10 ) is clamped in a rotating workpiece holder ( 12 ).