EP0633827A1 - Ultraschallerregtes honwerkzeug und verfahren zu seiner nachjustierung - Google Patents

Ultraschallerregtes honwerkzeug und verfahren zu seiner nachjustierung

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EP0633827A1
EP0633827A1 EP93903235A EP93903235A EP0633827A1 EP 0633827 A1 EP0633827 A1 EP 0633827A1 EP 93903235 A EP93903235 A EP 93903235A EP 93903235 A EP93903235 A EP 93903235A EP 0633827 A1 EP0633827 A1 EP 0633827A1
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EP
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honing tool
contour
tool according
amplitude
honing
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Oswald Kopp
Gerhard Flores
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Kopp Verfahrenstechnik GmbH
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Kopp Verfahrenstechnik GmbH
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    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/08—Honing tools
    • B24B33/085—Honing tools in which the honing element consists of a deformable body

Definitions

  • the invention relates to an ultrasound-excited natural-frequency vibrating honing tool with a free length that is equal to the integer multiple of half the wavelength of the ultrasonic vibration, and with a cutting agent coating, the contour of which, when excited, viewed from the free end of the honing tool, a conical area and then on has a cylindrical region.
  • the invention further relates to a method for readjusting such a tool when worn.
  • Such a honing tool is described in the international application PCT / EP91 / 02064. Individual features are already known from DE-OS 39 19 895.2-14.
  • the above object is achieved in that the rest contour of the cutting agent coating is determined in deviation from the working contour in such a way that the working contour results from the holding contour in the case of ultrasonic excitation, taking into account the amplitude of the vibration component in the radial direction.
  • these high-frequency honing tools can also be used for non-circular shapes, e.g. for machining oval bores, trochoids or internal gears. These tools are then no longer rotated, as is the case with honing, but only ultrasonically excited and inserted lengthways into the non-circular inner shapes.
  • FIG. 1 shows the embodiment of Figure 1 in
  • FIG. 3 shows another embodiment in the
  • FIG. 5 shows another embodiment.
  • FIG. 1 shows a honing tool 1, which sits with its upper end formed by an outer cone 2 in the inner cone 3 of a sound transmission body 4, which is part of a spindle arrangement 5.
  • This spindle arrangement includes a housing 6, which is driven in rotation via a toothed wheel 7 and a toothed belt 8.
  • the gear wheel 7 is seated on a rotatably mounted shaft end 9.
  • the spindle arrangement 5 together with the (not shown) rotary drive of the toothed belt 9 can be moved up and down on a vertical guide, so that the honing tool can simultaneously perform a rotary and a lifting movement, as indicated by the arrows 10, 11.
  • quartz crystals (piezoelectric elements) 12, 13 are arranged, to which the excitation voltage is supplied via a line 14, which is led out through an opening in the housing 6 and is in turn supplied with the required alternating voltage via slip rings.
  • a balancing mass 15 is arranged above the quartz crystals.
  • FIG 2 shows the honing tool 1 in an enlarged view.
  • the cutting surface 20 should have a defined working contour K ⁇ in the working state, ie with ultrasonic excitation, namely with a relatively long cylindrical area Kg and an adjoining conical area K ⁇ .
  • This working contour K ⁇ is drawn out in Figure 2 on the left outside next to the honing tool.
  • This working contour means that when the tool penetrates a hole in a workpiece, it is first guided with the conical area K ⁇ and then with the cylindrical area Kg carries out the actual machining with a forward and a backward stroke.
  • the pressure piece 140 projects into its front end, which is designed as a mandrel 140 ' Opening 121 "into the bore 121. Following the front end 140 ', the pressure piece 140 has a step-widened cylindrical part 140 ".
  • this cylindrical part 140" does not cover the entire end face of the front end of the honing tool 100, but is only widened to such an extent that there is no problem Introduction of the force exerted by the hydraulic pressing device 141 into the honing tool 100 results, however, in such a way that in the honing tool 100 itself Shear stresses arise which are reduced by plastic deformation in the radial direction and thus an expansion of the honing tool to compensate for wear.
  • a tool such as can be used for machining non-circular shapes, for example, without a rotary movement, is shown in FIG.
  • the tool consists of a clamping cone 150 and a tool body 151.
  • the transition contour between clamping cone 150 and tool body 151 is almost rectangular.
  • Other possible transition contours are shown in Figure 5 on the left at (a).
  • the resulting amplitude over height is shown at (b).
  • the length of the tool is half the wavelength of the exciting ultrasonic oscillation.

Abstract

Beschrieben wird ein Honwerkzeug, das ultraschallerregt eigenfrequent schwingt. Die freie Länge beträgt ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge der Ultraschallschwingung. Die Ausbildung einer Arbeitskontur (KA) im erregten Zustand, gebildet durch einen zylindrischen Bereich (KZ) und einen sich daran in Richtung auf das freie Ende (40) des Honwerkzeuges (1) anschließenden konischen Bereiches (KK), wird durch eine davon abweichende Vorhaltekontur (KV) in Ruhestellung verwirklicht, die den Verlauf der Amplitude der Schwingungskomponente in radialer Richtung berücksichtigt.

Description

Titel: Ultraschallerregtes Honwerkzeug und Verfahren zu seiner NachJustierung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein ultraschallerregtes eigenfrequent schwingendes Honwerkzeug mit einer freien Länge, die gleich dem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge der Ultraschallschwingung ist, und mit einem Schneidmittelbelag, dessen Kontur im erregten Arbeitszustand, vom freien Ende des Honwerkzeuges her betrachtet, einen konischen Bereich und daran anschließend einen zylindrischen Bereich aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Nachjustierung eines solchen Werkzeugs bei Verschleiß. Ein derartiges Honwerkzeug ist in der internationalen Anmeldung PCT/EP91/02064 beschrieben. Einzelne Merkmale sind bereits aus der DE-OS 39 19 895.2-14 bekannt geworden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Honwerkzeug dieser Art derart weiter zu entwickeln, daß die Schneidleistungen weiterhin verbessert werden.
Bei einem Honwerkzeug, das in der Zeitschrift Werkstatt und Betrieb 118 (1985) S. 393-395, vgl. insbesondere S. 394 Ziff. 4.1 beschrieben ist, ist dem aus Drehbewegung und axialer Hubbewegung bestehenden Honvorgang eine durch einen Hydraulikzylinder erzeugte oszillierende Relativbewegung überlagert, um beim Vorwärtshub eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit und beim Rückwärtshub ein Selbstschärfen der Honsteine zu erreichen. Aus der US-PS 29 39 250 ist ein als "Resonanzhonen11 bezeichnetes Verfahren bekannt geworden, das mit einem Honwerkzeug arbeitet, dessen Honleisten in radialer Richtung durch eine Zustellstange verstellbar sind, der durch eine sie umgebende Spule über eine Magnetostriktion entsprechende periodische radiale Verstellbewegungen aufgeprägt werden, um eine Selbstaufschärfung des Schneidbelages zu erzielen. Aus der US-Patentschrift 29 39 251 ist es bekannt, den Werkzeug- bzw. Werkstückhalter mit einer Frequenz von 20 bis 100 000 Hz, also oberhalb des hörbaren Bereiches, zu erregen, um ein ständiges Selbstschärfen des Schneidbelages zu erreichen. Die Wahl der oberhalb des Hörbereiches liegenden Frequenzen erfolgt, um störende Geräusche zu vermeiden. Das Werkzeug gerät jedoch nicht in Eigenschwingung, sondern wirkt als starrer Körper der Schwingungsübertragung.
Das sog. "Ultraschall-Errodieren" betrifft technologisch nicht die Bearbeitung der Innenflächen von Bohrungen, sondern _ ^ _
vielmehr das Erzeugen von Bohrungen überhaupt mittels ultraschallerregter Bearbeitungsköpfe (zur Dimensionierung vgl. Vetter u. Abthoff, VDI Z. 108 (1966) Nr. 11, S. 459-462 und 512-515). Daraus lassen sich zwar Einzelheiten der Dimensionierung ultraschallerregter Werkzeugkörper ableiten; es sind daraus jedoch keine Anregungen für die Verbesserung der eingangs beschriebenen Honwerkzeuge abzuleiten.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Ruhestellung die Vorhaltekontur des Schneidmittelbelags in Abweichung von der Arbeitkontur derart bestimmt ist, daß sich daraus die Arbeitskontur aus der Vorhaltekontur bei Ultraschallerregung unter Berücksichtigung der Amplitude der Schwingungskomponente in radialer Richtung ergibt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Erfindung wird sowohl eine Oberflächenverbesserung als auch eine verbesserte Formkorrektur von Bohrungen möglich. Insbesondere ist die verbesserte Formkorrektur hervorzuheben, da das Arbeiten mit einem erfindungsgemäß gestalteten Werkzeug höhere Abtragsleistungen bei extremer Genauigkeit als bei den vorbekannten Werkzeugen ermöglicht.
Eine weitere Variante dieser Hochfrequenz-Honwerkzeuge ist auch bei unrunden Formen anwendbar, so z.B. zur Bearbeitung von ovalen Bohrungen, Trochoiden oder Innenverzahnungen. Diese Werkzeuge werden dann nicht mehr, wie beim Honen üblich, gedreht, sondern nur noch ultraschallerregt und in Längsrichtung in die unrunden Innenformen eingeschoben.
Das in dieser Anmeldung näher dargestellte Hochfrequenz-Honwerkzeug ist aber auch zur Bearbeitung von Außenkonturen geeignet. Hierzu ist ein glockenförmiges Werkzeug notwendig, welches seine unrunde Kontur und die Diamantbeschichtung innen aufweist. Derartige Werkzeuge sind für den Einsatz beim Bearbeiten von Außenverzahnungen und Poly onprofi1en brauchbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer vorteilhafte Weiterbildungen werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, aufgenommen in einer Spindelanordnung;
Figur 2 das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in
Verbindung mit verschiedenen Wellen- und Konturenverläufen;
Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in der
Darstellung entsprechend Figur 2;
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, gezeigt in einer NachJustiereinrichtung;
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Figur 1 zeigt ein Honwerkzeug 1, das mit seinem durch einen Außenkonus 2 gebildeten oberen Ende in dem Innenkonus 3 eines Schallübertragungskörpers 4 sitzt, der Teil einer Spindelanordnung 5 ist. Zu dieser Spindelanordnung gehört ein Gehäuse 6 , das über ein Zahnrad 7 und einen Zahnriemen 8 drehangetrieben wird. Das Zahnrad 7 sitzt auf einem drehgelagerten Wellenstumpf 9. Die Spindelanordnung 5 zusammen mit dem (nicht gezeigten) Drehantrieb des Zahnriemens 9 kann an einer vertikalen Führung auf- und abbewegt werden, so daß das Honwerkzeug gleichzeitig eine Dreh- und eine Hubbewegung, wie durch die Pfeile 10,11 angedeutet, ausführen kann. Auf dem oberen Ende des Schallübertragungskörpers 4 sind zwei Schwingquarze (piezzoelektrische Elemente) 12,13 angeordnet,, denen die Erregerspannung über eine Leitung 14 zugeführt wird, die durch eine Öffnung im Gehäuse 6 herausgeführt und dort über Schleifringe ihrerseits mit der erforderlichen Wechselspannung versorgt wird. Oberhalb der Schwingquarze ist eine Ausgleichsmasse 15 angeordnet. Der
Schallübertragungskörper 4 weist Flansche 16,17 auf, die im Gehäuse 6 eingespannt sind, die aber - wie zeichnerisch dargestellt - verdünnte Stellen aufweisen, so daß damit der Schallübertragungskörper frei beweglich aufgehängt ist. Das Honwerkzeug 1 ist mit einem Flansch 21 versehen, der zum Abziehen ein Außengewinde aufweist. Bei Erregung der Schwingquarze 12,13 mit einer Erregungsfrequenz im Ultraschallbereich, z.B. zwischen 20 bis 24 kHz, entwickelt eine Ultraschallschwingung mit einer Komponente in axialer Richtung und einer Komponente in radialer Richtung. Rechts neben der Spindelanordnung sind die Amplitude A^ der Schwingungskomponente in axialer Richtung und die Amplitude der Schwingungskomponente AR in radialer Richtung in ihrer räumlichen Lage im Verhältnis zur Spindelanordnung und Werkzeug aufgezeichnet. Es bildet sich somit im Schallübertragungskörper 4 und im Honwerkzeug eine eigenfrequente Ultraschallschwingung aus, d.h. das Honwerkzeug 1 überträgt die Schwingung nicht als gleichsam als starrer Körper, sondern gerät selbst in Schwingung. Dies erfolgt, wenn seine Länge, wie dargestellt, gleich der halben Wellenlänge (lambda/2) der anregenden Ultraschallschwingung oder einem ganzen Vielfachen (n= 1,2,...) davon ist. Die Einspannung des Honwerkzeugs 1 erfolgt derart, daß die Amplitude A^ der Schwingungskomponente in axialer Richtung am Einspannende 30, d.h. in der Einspannebene E, sowie ferner am freien Ende 40 des Werkzeuges jeweils ein Maximum hat, während die Amplitude AR der Schwingungskomponente f in radialer Richtung am Einspannende 30 und am freien Ende 40 jeweils gleich Null ist. Das Honwerkzeug 1 ist im Bereich seiner unteren Hälfte, also zwischen der Stelle L/2 und dem freien Ende 40, somit im Endbereich einer Viertelwellenlänge und mit einem Schneidbelag 20 versehen.
Figur 2 zeigt das Honwerkzeug 1 in vergrößerter Darstellung. Der Schneidbelag 20 soll im Arbeitszustand, d.h. bei Ultraschallerregung, definierte Arbeitskontur K^ aufweisen, nämlich mit einen relativ langen zylindrischen Bereich Kg und einen sich daran anschließenden konischen Bereich Kκ. Diese Arbeitskontur K^ ist in Figur 2 links außen neben dem Honwerkzeug herausgezeichnet. Diese Arbeitskontur bewirkt, daß das Werkzeug, wenn es in eine Bohrung in einem Werkstück eindringt, zunächst mit dem konischen Bereich Kκ geführt wird und danach mit dem zylindrischen Bereich Kg die eigentliche Bearbeitung mit einem Vorwärts- und einem Rückwärtshub durchführt. Um diese Arbeitskontur K^ im ultraschallerregten Betriebszustand zu erhalten, muß man berücksichtigen, daß sich die Kontur des Schneidmittelbelages 20 entlang der Achse durch die Amplitude AR der Schwingungskomponente fR in radialer Richtung verändert. Die Arbeitskontur K^ soll sich bei Ultraschallerregung als äußerste Hüllkurve der Schwingungsenden Schneidmittelbelages darstellen. Dies muß durch die in Ruhestellung vorgegebene Kontur des Schneidmittelbelages 20, die "Vorhaltekontur11 Ky, berücksichtigt werden. Diese Vorhaltekontur Ky ist ebenfalls in Figur 2 links neben dem Honwerkzeug 1 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß sie von der Stelle L/2, die die halbe Werkzeuglänge angibt, an der die Schwingungskomponente fR in radialer Richtung ihr Maximum hat, nach außen hin bis zum Ende des Bereiches Kg leicht zunimmt und von dorir-dann linear, _ η _
jedoch stärker als die Arbeitskontur K^, abnimmt. Die Abweichungen im Durchmesser des Werkzeugs im Bereich des Schneidbelags zwischen der Vorhaltekontur Ky und der Arbeitskontur K^, also D(Ky) - D(K^) liegen etwa im Bereich deltaD = 6 bis 9 Mikrometer, Die Hälfte dieses Wertes entspricht dann etwa der maximalen bei der Abweichung zu berücksichtigenden Schwingungsamplitude AR in radialer Richtung. Bei der Auslegung ist noch das Transformationsverhältnis zu berücksichtigen, d.h. die Veränderung der Schwingungsamplitude von der Einspannstelle 30 zum freien Ende 40 aufgrund der Veränderung der Werkzeuggeometrie. Zwischen der Einspannstelle 30, an der der Durchmesser D^ eingezeichnet ist, und dem Teil des Honwerkzeuges 1, der mit dem Schneidmittelbelag 20 belegt ist, ergibt sich eine Übergangskontur KUE** Auch diese hat Einfluß auf das Transformationsverhältnis und das Schwingungsverhalten und ist als Parameter zur konstruktiven Auslegung des Honwerkzeuges 1 zu betrachten. Verschiedene mögliche Übergangskonturen KUE sind neben dem Honwerkzeug 1 rechts in Figur 2 eingezeichnet.
Je größer der Durchmesser D^ an der Einspannstelle im Verhältnis zum Durchmesser D2 am freien Ende des Honwerkzeuges 1 ist, desto größer ist das Transformationsverhältnis. Man möchte deshalb bei gegebenem Durchmesser des Schneidbelages 20 einen möglichst großen Durchmesser D^ an der Einspannstelle haben.
Ein derart gestaltetes Honwerkzeug 1 ist in Figur 3 dargestellt. Es unterscheidet sich von dem Honwerkzeug nach Figur 2 dadurch, daß die Aufnahme am Ende des Schallübertragungskörpers 4 durch einen Innenkonus 22 am Honwerkzeug 1 erfolgt, wobei dann entsprechend das Ende des Schallübertragungskörpers 4 mit einem Außenkonus 23 versehen — ö —
ist. Die Amplituden ^0 der Schwingungskomponente fA in axialer Richtung an der Einspannstelle 30 und die Amplitude AA1 am fre*i-en Ende 40 sind eingezeichnet. Bei der dargestellten geometrischen Auslegung ergibt sich somit sogar von der Einspannstelle 30 zum freien Ende 40 eine Amplitudenverstärkung, d.h. das Verhältnis ^i-A^o ist größer 1, wie eingezeichnet.
Figur 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel ein Honwerkzeug 100, versehen mit einem Schneidbelag 120. Bei Abnutzung des Schneidmittelbelages 120 erfolgt eine Nachjustierung durch plastische Verformung. Zu diesem Zweck ist das Honwerkzeug 100 im Bereich BGy seines größten Verschleißes, der den Übergangsbereich zwischen konischem Bereich KR und zylindrischen Bereich Kg einschließt, mit einer bauchigen Innenbohrung 121 versehen. Über im wesentlichen dieselbe axiale Länge erstreckt sich der bauchig verbreiterte Teil 121' der Innenbohrung 121. Zur Nac Justierung bringt man das Honwerkzeug 100 in der dargestellten Weise in einen Einspannkonus 130 ein, der an einem Gegenhalter 131 angeordnet ist. Dann wird in die vordere Öffnung 121" der Innenbohrung 121 ein Druckstück 140 eingesetzt. Auf dieses Druckstück wird durch eine hydraulische Preßeinrichtung 141, die lediglich strichpunktiert angedeutet ist, Druck ausgeübt. Das Druckstück 140 ragt mit seinem vorderen als Dorn ausgebildeten Ende 140' in die Öffnung 121" der Bohrung 121 hinein. Anschließend an das vordere Ende 140' weist das Druckstück 140 ein stufenförmig verbreitertes zylindrisches Teil 140" auf. Der Durchmesser dieses zylindrisches Teils 140" überdeckt jedoch nicht die gesamte Stirnfläche des vorderen Endes des Honwerkzeuges 100, sondern ist lediglich soweit verbreitert, daß sich eine problemlose Einleitung der von der hydraulischen Preßeinrichtung 141 ausgeübten Kraft in das Honwerkzeug 100 ergibt, jedoch derart, daß im Honwerkzeug 100 selbst Schubspannungen entstehen, die sich durch eine plastische Verformung in radialer Richtung und damit eine Aufweitung des Honwerkzeuges zur Kompensation des Verschleißes abbauen.
Zur Kompensation des Schneidbelages ist es aber auch möglich, die Eingangsamplitude A^o (vgl. Fig. 3) zu erhöhen, so daß damit - bei gleichbleibenden sonstigen Parametern - auch die Amplitude der Schwingungskomponente in radialer Richtung im Bereich BGV entsprechend erhöht wird.
Eine weitere Möglichkeit der Kompensation des Verschleißes des Schneidbelages besteht darin, die Parameter der Kinematik des Hubvorgangs, insbesondere die Hubgeschwindigkeit (Veränderung der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung in Richtung des Pfeiles 11; vgl. Fig. 1) zu verändern. Es hat sich gezeigt, daß bei geringer Hubgeschwindigkeit vergleichsweise größere Durchmesserzuwächse erreicht werden können als bei hohen Hubgeschwindigkeiten. Das dürfte daran liegen, daß bei langsamer Bewegung der Schneidbelag sich freischneiden kann und somit ein höherer Materialabtrag, aber auch höhere Rautiefen entstehen.
Ein Werkzeug, wie es z.B. - ohne Drehbewegung - zur Bearbeitung unrunder Formen verwendet werden kann, ist in Figur 5 gezeigt. Das Werkzeug besteht aus einem Einspannkonus 150 und einem Werkzeugkörper 151. Die Übergangskontur zwischen Einspannkonus 150 und Werkzeugkörper 151 ist dabei fast rechtwinklig. Andere mögliche Übergangskonturen sind in Figur 5 links bei (a) dargestellt. Die sich dabei ergebende Amplitude über der Höhe ist bei (b) gezeigt. Auch hier ist sicherzustellen, daß, wie eingezeichnet, die Länge des Werkzeuges gleich der Hälfte der Wellenlänge der erregenden Ultraschallschwingung ist. Bezugszeichenliste
1 Honwerkzeug
2 Außenkonus
3 Innenkonus
4 Schallübertragungskörper
5 Spindelanordnung
6 Gehäuse
7 Zahnrad
8 Zahnriemen
9 Wellenstumpf 10,11 Pfeile
12,13 Schwingquarze
14 Leitung
15 Ausgleichsmasse 16,17 Flansche
20 Schneidbelag
21 mit Gewinde versehener Flansch an 1
22 Innenkonus
23 Außenkonus 30 Einspannende 40 freies Ende
A^ Amplitude in axialer Richtung
AR Amplitude in radialer Richtung fA Schwingungskomponente in axialer Richtung f Schwingungskomponente in radialer Richtung
AAO Amplitude in axialer Richtung an der Einspannstelle
AA1 Amplitude -am freien Ende
K* zylindrischer Bereich der Kontur von 20
Kg konischer Bereich der Kontur von 20
K^ Arbeitskontur
Ky Vorhaltekontur
L/2 Stelle der halben Werkzeug- und Wellenlänge
KUE Übergangskontur
100 Honwerkzeug
120 Schneidbelag
121 bauchige Innenbohrung
121' radial verbreiterte Teil von 121
121" vordere Öffnung von 121
BQV Bereich arößten Verschleißes
130 Einspannkonus
131 Gegenhalter
140 Druckstück
140' vorderes Ende von 140
140" zylindrisches Teil von 140
141 hydraulische Presseinrichtung
150 Einspannkonus
151 Werkzeugkörper

Claims

Patentansprüche
1. Ultraschallerregtes eigenfrequent schwingendes Honwerkzeug mit einer freien Länge, die gleich dem ganzzahligen (n=l,2,...) Vielfachen der halben Wellenlänge (lambda/2) der Ultraschallschwingung ist, und mit einem Schneidmittelbelag (20), dessen Kontur (KA) im erregten Arbeitszustand, vom freien Ende (40) des Honwerkzeuges (1) herbetrachtet, einen konischen Bereich (KR) und daran anschließend einen zylindrischen Bereich (Kg) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Ruhestellung die Vorhaltekontur (Ky) des Schneidmittelbelags (20) in Abweichung von der Arbeitkontur (KA) derart bestimmt ist, daß sich daraus die Arbeitskontur (KA) aus der Vorhaltekontur (Ky) bei Ultraschallerregung unter Berücksichtigung der Amplitude (AR) der Schwingungskomponente (fR) in radialer Richtung ergibt.
2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhaltekontur (Ky) in Ruhestellung entlang des Bereiches (Kg), der im Arbeitszustand zylindrisch ist, zum freien Ende (40) hin im Durchmesser 3 bis 10 Mikrometer zunimmt und in dem sich daran anschließenden konischen Bereich (KR) im Durchmesser stärker als im Arbeitszustand abnimmt.
3. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidbelag (20) im Bereich einer Viertelwellenlänge vom freien Ende (40) des Honwerkzeugs (1) her angeordnet ist.
4. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Einspannende (30) des Honwerkzeugs (1) und dem mit dem Schneidmittelbelag (20) versehenen Teil des Honwerkzeugs (1) eine sich verjüngende Übergangskonjunktur (KUE) vorgesehen ist.
5. Honwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangskonjunktur K E) SO bestimmt ist, daß das Amplitudenverhältnis der Amplitude ( A0 der Schwingungskomponente in axialer Richtung am Einspannende (30) zur Amplitude (AA^) derselben Schwingungskomponente am freien Ende (40) eine Verstärkung ( Aι- Ao größer 1) ergibt.
6. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspannende (30) des Honwerkzeuges (1) zur Einspannung im Ende des Schallübertragungskörpers (4) einer Spindelanordnung (5) mit einem Innenkonus (22) versehen ist.
7. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Honwerkzeug (1) mit einem Flansch mit Außengewinde (21) zum Abziehen des Honwerkzeugs versehen ist.
8. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es (100) im Bereich größten Verschleißes (Bgy) , die vorzugsweise den Übergang zwischen konischem Bereich (K^) und zylindrischen Bereich einschließt, mit einer bauchigen Innenbohrung (121) versehen ist.
9. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine unrunde Innen- oder Außenkontur.
10. Verfahren zur NachJustierung eines Honwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bei Verschleiß, gekennzeichnet durch plastische Verformung des Honwerkzeuges in radialer Richtung.
11. Verfahren zur NachJustierung eines Honwerkzeugs nach Anspruch 8 bei Verschleiß, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung auf das Honwerkzeug (100) von einer Preßeinrichtung (141) Druck ausgeübt und es (100) dadurch im Bereich der bauchigen Innenbohrung (i21) plastisch in radialer Richtung verformt wird.
12. Verfahren zur NachJustierung eines Honwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Erhöhung der Schwingungsamplitude (AAQ) n der Einspannstelle.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444853B4 (de) * 1994-12-16 2006-09-28 Hilti Ag Handgerät zur materialabtragenden Bearbeitung mit elektroakustischem Wandler für die Erzeugung von Ultraschallschwingungen
DE19537826C1 (de) * 1995-10-11 1997-02-27 Wolf Und Partner Ingenieurbuer Ultraschallerregtes Schneidsystem, insbesondere zum Schneiden von Lebensmitteln
DE19809581A1 (de) * 1998-03-06 1999-09-09 Krause Vorrichtung zum Bearbeiten von metallischem Material
DE10243415A1 (de) * 2002-09-18 2004-04-01 Alstom (Switzerland) Ltd. Verfahren zur Erzeugung von Druckeigenspannungen in der Oberfläche von Werkstücken
DE10337272A1 (de) * 2003-08-13 2005-03-10 Alpma Alpenland Masch Schneidvorrichtung
JP5646251B2 (ja) * 2010-08-24 2014-12-24 株式会社日進製作所 内径面加工用ツールおよび内径面加工装置
DE102020124100A1 (de) 2020-09-16 2022-03-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung zum Honen unrunder Konturen und Verfahren zum Honen einer unrunden Laufbahn eines Lagerrings

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2939250A (en) * 1957-01-31 1960-06-07 Micromatic Hone Corp Resonant honing
CH671529A5 (en) * 1987-03-06 1989-09-15 Hansen Dieter Ag Ultrasound processing tool with vibration mass - has separate spring properties from mass for vibration across transformer axis
DE3919895C2 (de) * 1989-06-19 1995-06-08 Kopp Verfahrenstech Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten der Innenflächen von Bohrungen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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DE4210928A1 (de) 1993-10-07

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