EP2445676A1 - Method and device for precision machining of crankshafts or camshafts - Google Patents

Method and device for precision machining of crankshafts or camshafts

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Publication number
EP2445676A1
EP2445676A1 EP10726441A EP10726441A EP2445676A1 EP 2445676 A1 EP2445676 A1 EP 2445676A1 EP 10726441 A EP10726441 A EP 10726441A EP 10726441 A EP10726441 A EP 10726441A EP 2445676 A1 EP2445676 A1 EP 2445676A1
Authority
EP
European Patent Office
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cutting
machining
cbn
cutting inserts
pcd
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10726441A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Heinloth
Jürgen Bär
Helmut Klein
Ralf KLÖTZER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kennametal Inc
Original Assignee
Kennametal Inc
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for end exclusivelygenauauen machining of crankshafts or camshafts to End exclusivelytoleranzen R 2 ⁇ 10 microns, preferably ⁇ 5 microns and concentricity tolerances ⁇ 30 microns, preferably ⁇ 6 microns.
  • the crankshafts or camshafts have been machined and at least partially subjected to hardening.
  • the crankshafts In the machining processes known from the prior art, the crankshafts usually pass through several treatment stages. First of all, the cast or forged shafts are subjected to a machining operation such as turning, turning and turning, internal milling and external milling, in particular at high milling speeds, whereby the allowance provided for casting or forging is removed down to a residual value in the millimeter range.
  • a machining operation such as turning, turning and turning, internal milling and external milling, in particular at high milling speeds
  • the shaft is at least partially cured after a further step, for example by inductive hardening, in order to achieve the desired material and microstructure.
  • a further step for example by inductive hardening
  • crankshafts are ground in a third processing step, for example, with a grinding wheel whose axis of rotation moves parallel to the axis of rotation of the rotating crankshaft or camshaft.
  • the grinding is carried out with the addition of cooling lubricants in order to avoid excessive heating of the crankshaft during the final grinding cycle.
  • the present invention has the object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which the disadvantages mentioned are avoided.
  • the crankshaft or camshaft is first subjected to a first machining operation and a subsequent hardening, for example to values between 45 and 60 HRC, preferably 50 to 53 HRC.
  • a final machining operation with CBN or PCD inlets equipped cutting inserts, with which the final gauge shape is made.
  • a device is used, which consists of an internal or external milling cutter, on the periphery of which radially and / or axially adjustable cutting inserts are fastened, each of which is equipped with CBN or PCD inlets, wherein preferably alternately clamped laterally, radially and tangentially Cutting inserts follow each other.
  • the number of tangentially clamped cutting inserts which serve to smooth the lifting or main bearings, be significantly lower than the number of laterally clamped cutting inserts, which are required for the respective cheek processing and undercut.
  • the roughness R z represents the distance between the highest elevation and the deepest depression of a microscopic surface structure within a defined test track, whereby the value thus determined of 5 test sections is determined for the determination of R z . This will not overrun outliers from the surface profile, namely very high peaks and very deep valleys.
  • the concentricity is determined by circles, which are applied inside and outside to the actual contour of the workpiece. The two circles are arranged concentrically to each other, so that the actual cross-sectional profile of a workpiece lies in the space between these two circles.
  • the present invention is based, in particular, on the finding that cutting processes by means of an external or internal milling cutter guarantee a higher concentricity than excessive grinding, in which the removal of material is relatively low anyway.
  • the respective cutting insert for machining the lifting or center bearing of a crank or camshaft is equipped with a roof-shaped cutting edge having two cutting edge portions which enclose an angle of 173 ° to 178 °, preferably 175 ° with each other.
  • the hereby formed two usable cutting the possibilities of use are increased, d. H. that the cutting insert can be used for both right and left cutting work.
  • the respective blades can be reground to increase the life of the cutting insert.
  • all cutting inserts disposed on an internal or external milling cutter are mounted in cassettes with an adjustment device that permits precise adjustment of the cutting insert position relative to the tool carrier.
  • the crown of the bearing should preferably be between 0 and 4 microns.
  • FIG. 1 is a perspective view of a tool segment with three different cassettes
  • 2a, b is a detail view of a cassette with laterally laterally disposed cutting insert
  • FIG. 3a, b is an exploded view of the embodiment of FIG. 2a, b,
  • Fig. 5 is a side view of a tangentially clamped cutting insert.
  • FIG. 1 shows a segment-shaped carrier 11 of such an external cutter. In the lower region, this carrier 11 has an open slot-shaped recess 29 which ends blindly and has an attachment point for a screw shank at its end. The axial clamping of this segment-shaped carrier 11 on a spindle, not shown, via clamping wedges.
  • a laterally clamped left cutting insert 12 a laterally clamped right cutting insert 13 and a centrally mounted cutting insert 14 are mounted on the periphery 15.
  • the cutting inserts 12 and 13 are both radially and axially adjustable and with respect to their cutting edge inclination for adjusting the so-called camber, while the cutting insert 14, the axial adjustment is unnecessary.
  • the cutting insert 13 is fastened in the insert seat of a cassette 20 by means of a clamping screw, which has a plate seat with a bearing surface 21 and two side surfaces 22 and 23.
  • the cutting insert 13 is fixed by means of a clamping screw 16 having a countersunk head.
  • the clamping screw engages with its shaft, the central bore of the cutting insert 13 and is in a threaded bore 24 (see Fig. 3a, 3b) screwed.
  • the cutting insert has a cutting edge 17 which is part of a CBN inlet, which will be discussed later.
  • the cutting edge 17 is convexly curved towards the outside.
  • the cutting insert 12 is like cutting insert 13 arranged in a cassette, the cassettes for the cutting inserts 12 and 13 are mirror-symmetrical but otherwise the same structure. Also screwed into a cassette is the cutting insert 14, whose width is chosen to be larger, so that the contact surface 23 can be arranged further to the left (see FIG. 1). Uniformly all cassettes are fixed with a clamping body 18 which is actuated by a double-threaded screw 19. The clamping body 18 is angled at its lower end, wherein the selected obtuse angle iden- table is selected with the corresponding corresponding angular contour of the cassette.
  • the cassette 20 For axial adjustment of the cassette 20 is an adjusting body 25 which is displaceable over the double-threaded screw 26.
  • This adjusting body has a wedge surface 251, by the longitudinal displacement of the cassette and thus the cutting insert 13 can be moved axially.
  • the cassette 20 has a substantially cuboid shape and has a slot-shaped groove 30 which, as can be seen in particular from FIG. 3 b, extends relatively far through the clamping body 20 as far as its rear wall 31.
  • the screw 19 For axial, radial and angular adjustment of the cutting insert 12 or 13, the screw 19 must first be actuated to release the clamping body 18 when the tool is mounted. After this, the adjustment screws 26 and 28 can be actuated via inbuse interventions, by means of which the cutting insert can be displaced axially and radially. In addition, by rotation of the crosshead screw 33, the fall of the cutting edge, ie their angular position can be adjusted by an arbitrary angle. This adjustment is of course limited by the selected slot arrangement in that the groove spacing can be changed only limited according to the Kassettenverformmaschine. After selected setting The cutting inserts are each fixed by tightening the screw 19 via the clamping body 28 each insert. The cutting insert 14 is only radially and with respect to the cutting edge angular position adjustable.
  • the cutting insert 13 has a CBN inlet 131, which is soldered in a carrier body 132, which may consist for example of steel or hard metal.
  • the CBN inlet 131 has an upper cutting edge 133 and a shorter cutting edge 134 which is tilted at an angle ⁇ of 10 ° with respect to the vertical to the cutting edge 133.
  • the cutting edges 133, 134 merge into each other over a radius of for example 1 mm.
  • the inclination of the CBN insert 131 determined by the angle ⁇ (see FIG. 4 a) is preferably 6 °.
  • the cutting insert has a countersunk hole 135 formed for an N4 screw.
  • FIG. 5 A side view of a cutting insert 14 is shown in FIG. 5, whose CBN inlet is labeled 141.
  • This inlet has a two-part cutting edge with cutting edge portions 142 and 143 enclosing an angle ⁇ of 175 °.
  • the cutting edges 142 and 143 are endwise over a radius of, for example, 0.4 mm in inclined edges, which is inclined at an angle ⁇ of 2.5 ° (which is exaggerated in the drawing).
  • the CBN inlet 141 does not have to extend the full height of the cutting insert.
  • the external cutters equipped with CBN inlet are used in particular for the subsequent machining of a crankshaft or camshaft.
  • the cast or forged crankshaft or camshaft is first subjected to a first machining operation by means of external cutters, which apply at several points of the crankshaft or camshaft for main and Hublager joint and cheek processing. Already in this first Zerspanungsgang becomes a highest possible surface quality (with R z ⁇ 50 ⁇ m and concentricity tolerances ⁇ 100 ⁇ m). Subsequently, the crankshaft or camshaft is subjected to inductive hardening, where appropriate, the hardening can be limited to the later heavily loaded bearings.
  • the required final dimension quality with final dimension tolerances R 2 ⁇ 10 ⁇ m and concentricity tolerances ⁇ 30 ⁇ m is set using an external or internal milling cutter equipped with CBN inlets. All cutting work is dry, ie without the use of cooling lubricants.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for precision machining of crankshafts or camshafts to final dimensional tolerances Rz < 10 µm, preferably less than or equal to 5 µm, and runout tolerances of less than or equal to 30 µm, preferably less than or equal to 6 µm. The crankshafts or camshafts are machined and at least partially hardened. According to the invention, after the first machining and subsequent hardening to 45 to 60 HRC, preferably 50 to 53 HRC, a final machining is performed using CBN or PCD inlet cutter inserts. The device used to this end has cutter inserts (12, 13, 14) populated with CBN or PCD inlets, wherein lateral, radial, and tangentially oriented cutter inserts follow each other alternately.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur endmaßqenauen Bearbeitung von Kurbel- oder Nockenwellen Method and device for the final dimensional machining of crankshafts or camshafts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur endmaßgenauen Bearbeitung von Kurbel- oder Nockenwellen auf Endmaßtoleranzen R2 < 10 μm, vorzugsweise ≤ 5 μm und Rundlauftoleranzen < 30 μm, vorzugsweise < 6 μm. Die Kurbel- oder Nockenwellen sind spanend bearbeitet und wenigstens teilweise einer Härtung unterzogen worden.The invention relates to a method and apparatus for endmaßgenauauen machining of crankshafts or camshafts to Endmaßtoleranzen R 2 <10 microns, preferably ≤ 5 microns and concentricity tolerances <30 microns, preferably <6 microns. The crankshafts or camshafts have been machined and at least partially subjected to hardening.
Bei den nach dem Stand der Technik bekannten Bearbeitungsverfahren durchlaufen die Kurbelwellen üblicherweise mehrere Behandlungsstufen. Zunächst werden die gegossenen oder geschmiedeten Wellen einer spanenden Bearbeitung wie dem Dreh-Räumen, Dreh-Dreh-Räumen, Innenrundfräsen und Außenfräsen, insbesondere bei hohen Fräsgeschwindigkeiten, ausgesetzt, wobei das gusstechnisch oder schmiedetechnisch vorgesehene Aufmaß bis auf einen Restwert im Millimeterbereich abgetragen wird.In the machining processes known from the prior art, the crankshafts usually pass through several treatment stages. First of all, the cast or forged shafts are subjected to a machining operation such as turning, turning and turning, internal milling and external milling, in particular at high milling speeds, whereby the allowance provided for casting or forging is removed down to a residual value in the millimeter range.
Um die Abriebfestigkeit der Kurbelwelle zu erhöhen, wird die Welle zumindest teilweise nach einem weiteren Schritt gehärtet, beispielsweise durch induktives Härten, um die gewünschte Material- und Gefügestruktur zu erzielen. Bei der Härtung ist eine Verzug und eine geringfügige Maßänderung der Kurbelwelle oder der Nockenwelle nicht auszuschließen, die in einem späteren Bearbeitungsschritt kompensiert werden muss.In order to increase the abrasion resistance of the crankshaft, the shaft is at least partially cured after a further step, for example by inductive hardening, in order to achieve the desired material and microstructure. When curing a delay and a slight dimensional change of the crankshaft or the camshaft can not be excluded, which must be compensated in a later processing step.
Üblicherweise werden die Kurbelwellen in einem dritten Bearbeitungsschritt geschliffen, beispielsweise mit einer Schleifscheibe, deren Rotationsachse parallel zur Rotationsachse der sich drehenden Kurbel- oder Nockenwelle bewegt. Zumeist wird das Schleifen unter Zusatz von Kühlschmiermitteln durchgeführt, um eine zu große Erwärmung der Kurbelwelle beim abschließenden Schleifgang zu vermeiden. Abgesehen davon, dass die Entsorgung des entstehenden Schleifschlammes, der sowohl die abgeschliffenen Wellenpartikel als auch die herausgerissenen Schleifkörner der Schleifscheibe enthält, kostspielig ist, da Schleifschlamm als Sondermüll behandelt werden muss, lassen sich beim Schleifen weder eine hohe Erwärmung des Werkstücks völlig ausschließen noch ungünstige Einflüsse auf die Werkstückoberfläche, die in Folge der hohen Bearbeitungsdrucke beim Schleifen eine unerwünschte Oberflächenstruktur im mikroskopischen Bereich erzeugen.Usually, the crankshafts are ground in a third processing step, for example, with a grinding wheel whose axis of rotation moves parallel to the axis of rotation of the rotating crankshaft or camshaft. In most cases, the grinding is carried out with the addition of cooling lubricants in order to avoid excessive heating of the crankshaft during the final grinding cycle. Apart from the fact that the disposal of the resulting grinding sludge, which contains both the ground corrugated particles and the torn off abrasive grains of the grinding wheel, is costly, since grinding sludge as hazardous waste must be treated when grinding neither a high heating of the workpiece completely exclude still unfavorable influences on the workpiece surface, which produce an undesirable surface structure in the microscopic range due to the high processing pressures during grinding.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die genannten Nachteile vermieden werden.On this basis, the present invention has the object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which the disadvantages mentioned are avoided.
Erfindungsgemäß wird die Kurbel- oder Nockenwelle zunächst einer ersten spanenden Bearbeitung sowie einer nachfolgenden Härtung, etwa auf werte zwischen 45 bis 60 HRC, vorzugsweise 50 bis 53 HRC unterzogen. Hiernach schließt sich eine abschließende spanende Bearbeitung mit CBN- oder PKD-Inlets bestückten Schneideinsätzen an, mit denen die endmaßgenaue Form gefertigt wird. Apparativ wird hierzu eine Vorrichtung verwendet, die aus einem Innen- oder Außenfräser besteht, auf dessen Peripherie radial und/oder axial einstellbare Schneideinsätze befestigt sind, die jeweils mit CBN- oder PKD-Inlets bestückt sind, wobei vorzugsweise abwechselnd lateral, radial und tangential eingespannte Schneideinsätze aufeinander folgen. Allerdings kann die Anzahl der tangential eingespannten Schneideinsätze, welche der Glättung der Hub- oder Hauptlager dienen, deutlich geringer sein als die Anzahl der lateral eingespannten Schneideinsätze, die für die jeweilige Wangenbearbeitung und Unterstichfertigung benötigt werden.According to the invention, the crankshaft or camshaft is first subjected to a first machining operation and a subsequent hardening, for example to values between 45 and 60 HRC, preferably 50 to 53 HRC. This is followed by a final machining operation with CBN or PCD inlets equipped cutting inserts, with which the final gauge shape is made. For this purpose, a device is used, which consists of an internal or external milling cutter, on the periphery of which radially and / or axially adjustable cutting inserts are fastened, each of which is equipped with CBN or PCD inlets, wherein preferably alternately clamped laterally, radially and tangentially Cutting inserts follow each other. However, the number of tangentially clamped cutting inserts, which serve to smooth the lifting or main bearings, be significantly lower than the number of laterally clamped cutting inserts, which are required for the respective cheek processing and undercut.
Der Austausch des auf eine Härtung folgenden Schleifens gegen eine zerspanende Bearbeitung hat nicht nur den Vorteil, dass die gesamte Fertigungslinie trocken, d. h. ohne Einsatz von Kühlschmiermittel, gefahren werden kann, womit insbesondere die mit Spänen und Schleifschlamm belastete Entsorgung des Kühlschmiermittels oder dessen Wiederaufarbeitung entfällt, sondern auch die Fertigungsgenauigkeit erhöht wird. Dies setzt jedoch voraus, das die Zerspanungsarbeiten mit CBN- oder PKD- Schneiden durchgeführt wird, die erst eine hinreichend genaue endmaßexakte Fertigung unter Einhaltung geringer Toleranzen ermöglicht. Der bloße Austausch eines Schleifverfahrens nach dem Härten gegen eine Zerspanungsbearbeitung mit her- kömmlichen Hartmetall-Schneideinsätzen bringt jedenfalls nicht die gewünschten Endmaße, weshalb sich bei solchen Zerspanungen noch ein Feinschleifen anschließen muss, etwa mittels Schleifbändern. Durch Einsatz der CBN- oder PKD-Schnei- den wird eine Oberflächenstruktur geschaffen, welche eine Toleranz im Bereich Rz < 10 μm und eine Rundlauftoleranz unter 30 μm, vorzugsweise bei 6 μm oder weniger einhalten lässt.The replacement of the following grinding on a hardening against machining has not only the advantage that the entire production line dry, ie can be used without the use of cooling lubricant, which in particular eliminates the burden of chips and grinding sludge disposal of the cooling lubricant or its reprocessing, but also the manufacturing accuracy is increased. However, this presupposes that the cutting work is carried out with CBN or PCD cutting edges, which enables a sufficiently accurate final dimension-accurate production while maintaining low tolerances. The mere replacement of a grinding process after hardening with a machining In any case, conventional carbide cutting inserts do not provide the desired final dimensions, which is why fine grinding must still be carried out with such cutting operations, for example by means of abrasive belts. By using the CBN or PCD cutting, a surface structure is created which allows a tolerance in the range R z <10 μm and a concentricity tolerance below 30 μm, preferably at 6 μm or less, to be maintained.
Wird sowohl vor dem Härten als auch nach dem Härten mit einer definierten Schneide, d. h. mit einer zerspanenden Bearbeitung gearbeitet, kann eine höhere Unrundheit in der ersten Bearbeitungsstufe im abschließenden Zerspanungsgang beseitigt werden, da die Passivkraft auf die Lagerstelle deutlich kleiner ist als beim Schleifen. Bei einem abschließenden zerspanenden Bearbeiten reichen zur Beseitigung einer Unrundheit auch ein oder zwei Fräsumläufe, wohingegen beim Schleifen mehrmalige Umläufe mit den zuvor beschriebenen Nachteilen erforderlich waren.Is used both before curing and after curing with a defined cutting edge, i. H. worked with a machining, a higher runout can be eliminated in the first stage of machining in the final cutting cycle, since the passive force on the bearing is significantly smaller than when grinding. In a final machining process, one or two milling revolutions are sufficient to eliminate runout, whereas multiple revolutions with the disadvantages described above were required during grinding.
Als weiterer positiver Effekt ergeben sich durch die Verwendung von PKD- und CBN- Schneiden neben einer hohen Oberflächenqualität der Werkstücke auch lange Standzeiten, womit die Wirtschaftlichkeit des Behandlungsverfahrens erhöht wird. Die hohe Abrasionsbeständigkeit der PKD- oder CBN-Schneiden lässt auch eine hohe Prozesssicherung und eine hohe Einstellgenauigkeit erreichen. Die sich ergebende Verteuerung der Schneideinsätze (gegenüber einstückigen Hartmetall- Schneideinsätzen) wird in Folge längerer Standmenge pro Schneide in einer kürzeren Taktzeit mehr als kompensiert, so dass die Kurbel- oder Nockenwellenherstellung insgesamt auch preiswerter wird.As a further positive effect results in the use of PCD and CBN cutting next to a high surface quality of the workpieces and long service life, whereby the efficiency of the treatment process is increased. The high abrasion resistance of the PCD or CBN cutting edges also ensures high process reliability and high setting accuracy. The resulting increase in the cost of cutting inserts (compared to one-piece carbide cutting inserts) is more than compensated in a shorter cycle time as a result of prolonged stall per blade, so that the crankshaft or camshaft production is also cheaper overall.
Die Rautiefe Rz stellt den Abstand zwischen der höchsten Erhebung und der tiefsten Vertiefung einer mikroskopischen Oberflächenstruktur innerhalb einer definierten Prüfstrecke dar, wobei der so ermittelte Wert von 5 Prüfstrecken zur Bestimmung von Rz ermittelt wird. Hiermit werden Ausreißer aus dem Oberflächenprofil, nämlich sehr hohe Spitzen und sehr tiefe Täler nicht überbewertet. Der Rundlauf wird bestimmt durch Kreise, die innen und außen an die Ist-Kontur des Werkstückes angelegt werden. Die beiden Kreise sind konzentrisch zueinander angeordnet, so dass der tatsächliche Querschnittsverlauf eines Werkstückes im Zwischenraum zwischen diesen beiden Kreisen liegt. Die vorliegende Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, dass spanende Verfahren mittels eines Außenoder Innenfräsers eine höhere Rundlaufgenauigkeit garantieren als ein übermäßiges Schleifen, bei dem ohnehin der Materialabtrag relativ gering ist. Wird durch die Wahl der Zerspanungswerkzeuge und der Justierbarkeit auf einem Außen- oder Innenfräser eine exakte, über lange Standzeiten genaue, Schneideinsatz Positionierung gewährleistet, lassen sich trotz der fehlenden Schleifbearbeitung gute Resultate erzielen, die den Ansprüchen nach Anspruch 1 hinsichtlich der Endmaßtoleranzen und Rundlauftoleranzen genügen.The roughness R z represents the distance between the highest elevation and the deepest depression of a microscopic surface structure within a defined test track, whereby the value thus determined of 5 test sections is determined for the determination of R z . This will not overrun outliers from the surface profile, namely very high peaks and very deep valleys. The concentricity is determined by circles, which are applied inside and outside to the actual contour of the workpiece. The two circles are arranged concentrically to each other, so that the actual cross-sectional profile of a workpiece lies in the space between these two circles. The present invention is based, in particular, on the finding that cutting processes by means of an external or internal milling cutter guarantee a higher concentricity than excessive grinding, in which the removal of material is relatively low anyway. If the choice of cutting tools and the adjustability on an external or internal milling cutter ensures exact, long life, cutting insert positioning, good results can be achieved despite the lack of grinding, which meet the requirements of claim 1 in terms of Endmaßtoleranzen and concentricity tolerances.
Vorzugsweise-Ausgestaltungen der Schneideinsätze, die mit CBN- oder PKD-Inlets bestückt sind, sind in den Unteransprüchen beschrieben. So ist insbesondere der jeweilige Schneideinsatz zur Bearbeitung der Hub- oder Mittellager einer Kurbeloder Nockenwelle mit einer dachförmig ausgebildeten Schneidkante ausgestattet, die zwei Schneidkantenabschnitte aufweist, welche einen Winkel von 173° bis 178°, vorzugsweise 175° miteinander einschließen. Durch die hiermit gebildeten zwei nutzbaren Schneiden werden die Einsatzmöglichkeiten vergrößert, d. h. dass der Schneideinsatz sowohl für rechte als auch für linke Schneidarbeiten nutzbar ist. Die jeweiligen Schneiden können nachgeschliffen werden, um die Lebensdauer des Schneideinsatzes zu erhöhen.Preferred embodiments of the cutting inserts which are equipped with CBN or PKD inlets are described in the subclaims. Thus, in particular the respective cutting insert for machining the lifting or center bearing of a crank or camshaft is equipped with a roof-shaped cutting edge having two cutting edge portions which enclose an angle of 173 ° to 178 °, preferably 175 ° with each other. The hereby formed two usable cutting the possibilities of use are increased, d. H. that the cutting insert can be used for both right and left cutting work. The respective blades can be reground to increase the life of the cutting insert.
Die genannten Schneidkantenabschnittsenden gehen über einen Kantenradius von R = 0,4 mm bis 1 ,5 mm (je nach Größe) in Nebenschneiden über, die gegenüber einer normalen zur Auflagefläche des Schneideinsatzes um 2° bis 3°, vorzugsweise 2,5° geneigt ist.The said cutting edge portion ends go over an edge radius of R = 0.4 mm to 1, 5 mm (depending on the size) in minor cutting, which is inclined relative to a normal to the support surface of the cutting insert by 2 ° to 3 °, preferably 2.5 ° ,
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die lateral eingespannten Schneideinsätze zur Wangenbearbeitung ein CBN- oder PKD-Inlet mit jeweils zwei nutzbaren Schneiden auf, die einen Winkel von 80° ± 5° einschließen; die beiden Schneiden sind über einen Schneideckenradius von R = 1 bis 1 ,5 mm miteinander verbunden. Auch diese Schneiden sind nachschleifbar.According to a further embodiment of the invention, the laterally clamped cutting inserts for cheek processing on a CBN or PCD inlet, each with two usable cutting edges, which enclose an angle of 80 ° ± 5 °; the two Cutting edges are connected by a cutting edge radius of R = 1 to 1, 5 mm. These blades are regrindable.
Vorzugsweise sind alle auf einem Innen- oder Außenfräser angeordneten Schneideinsätze in Kassetten mit einer Einstellvorrichtung befestigt, die ein exaktes Justieren der Schneideinsatzlage relativ zum Werkzeugträger erlaubt.Preferably, all cutting inserts disposed on an internal or external milling cutter are mounted in cassettes with an adjustment device that permits precise adjustment of the cutting insert position relative to the tool carrier.
Bei einer Lagerbearbeitung sollte die Balligkeit des Lagers vorzugsweise zwischen 0 und 4 μm liegen.In bearing machining, the crown of the bearing should preferably be between 0 and 4 microns.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugsegmentes mit drei unterschiedlichen Kassetten,1 is a perspective view of a tool segment with three different cassettes,
Fig. 2a, b eine Detailansicht einer Kassette mit lateral seitlich angeordnetem Schneideinsatz,2a, b is a detail view of a cassette with laterally laterally disposed cutting insert,
Fig. 3a, b eine Explosionszeichnung der Ausführungsform gemäß Fig. 2a, b,3a, b is an exploded view of the embodiment of FIG. 2a, b,
Fig. 4a-c drei Ansichten eines lateral einspannbaren Schneideinsatzes und4a-c three views of a laterally clampable cutting insert and
Fig. 5 eine Seitenansicht eines tangential einspannbaren Schneideinsatzes.Fig. 5 is a side view of a tangentially clamped cutting insert.
Außenfräser, die bei der Zerspanung um ihre Längsachse rotieren und die einen scheibenförmigen Werkzeugträger besitzen, der peripher angeordnete, jeweils mit einem Schneideinsatz bestückte Kassetten aufweist, die auf einem ring- oder teilringförmigen oder segmentförmigen, lösbar entweder unmittelbar an einer Maschinenspindel oder mittelbar über einen Adapater an einer Maschinenspindel befestigten Träger fixiert sind, sind beispielsweise in der DE 10 2007 013 153 A1 beschrieben. Einen segmentförmigen Träger 11 eines solchen Außenfräsers zeigt Fig. 1. Dieser Träger 11 weist im unteren Bereich eine offene schlitzförmige Ausnehmung 29 auf, die blind endet und an ihrem Ende einen Anschlagpunkt für einen Schraubenschaft besitzt. Die axiale Verspannung dieses segmentförmigen Trägers 11 an einer nicht dargestellten Spindel erfolgt über Klemmkeile. Mehrere Segmente 11 , die über geeignete Klemmstücke nebeneinander befestigen sind, bilden einen kompletten Ring, der auf einer vorhandenen Spindel fixiert wird. Einzelne Segmente gegenüber einem vollen einstückiger Ringkörper haben den Vorteil, dass ein partieller Austausch zum Schneideinsatzwechsel möglich ist. In Fig. 1 sind ein lateral links eingespannter Schneideinsatz 12, ein lateral rechts eingespannter Schneideinsatz 13 sowie ein mittig befestigter Schneideinsatz 14 auf der Peripherie 15 befestigt. Die Schneideinsätze 12 und 13 sind sowohl radial als auch axial und hinsichtlich ihrer Schneidkantenneigung zur Einstellung des sogenannten Sturzes verstellbar, während beim Schneideinsatz 14 die axiale Verstellmöglichkeit entbehrlich ist.External milling cutters, which rotate during cutting around their longitudinal axis and which have a disc-shaped tool carrier having circumferentially arranged, each equipped with a cutting insert cartridges on a ring or semi-annular or segment-shaped, releasably either directly on a machine spindle or indirectly via an adapter are fixed to a machine spindle fixed carrier are described for example in DE 10 2007 013 153 A1. FIG. 1 shows a segment-shaped carrier 11 of such an external cutter. In the lower region, this carrier 11 has an open slot-shaped recess 29 which ends blindly and has an attachment point for a screw shank at its end. The axial clamping of this segment-shaped carrier 11 on a spindle, not shown, via clamping wedges. Several segments 11, which are fastened next to each other via suitable clamping pieces, form a complete ring, which is fixed on an existing spindle. Individual segments over a full one-piece annular body have the advantage that a partial replacement for cutting insert change is possible. In Fig. 1, a laterally clamped left cutting insert 12, a laterally clamped right cutting insert 13 and a centrally mounted cutting insert 14 are mounted on the periphery 15. The cutting inserts 12 and 13 are both radially and axially adjustable and with respect to their cutting edge inclination for adjusting the so-called camber, while the cutting insert 14, the axial adjustment is unnecessary.
Aus Fig. 2a und 2b sowie 3a und 3b ist im einzelnen erkennbar, dass der Schneideinsatz 13 mittels einer Spannschraube in dem Plattensitz einer Kassette 20 befestigt ist, die einen Plattensitz mit einer Auflagefläche 21 sowie zwei Seitenflächen 22 und 23 aufweist. Der Schneideinsatz 13 wird mittels einer Spannschraube 16 fixiert, die einen Senkkopf aufweist. Die Spannschraube durchgreift mit ihrem Schaft die Mittenbohrung des Schneideinsatzes 13 und ist in einer Gewindebohrung 24 (siehe Fig. 3a, 3b) eingeschraubt. Der Schneideinsatz besitzt eine Schneidkante 17, die Teil eines CBN-Inlets ist, auf das noch später eingegangen wird. Die Schneidkante 17 ist zur Außenseite hin konvex gekrümmt ausläuft. Der Schneideinsatz 12 ist wie Schneideinsatz 13 in einer Kassette angeordnet, wobei die Kassetten für die Schneideinsätze 12 und 13 spiegelsymmetrisch aber ansonsten gleich aufgebaut sind. Ebenso in einer Kassette eingeschraubt ist der Schneideinsatz 14, deren Breite größer gewählt ist, damit die Anlagefläche 23 weiter nach links (siehe Fig. 1 ) angeordnet werden kann. Einheitlich werden alle Kassetten mit einem Klemmkörper 18 fixiert, der über eine Doppelgewindeschraube 19 betätigbar ist. Der Klemmkörper 18 ist an seinem unteren Ende abgewinkelt, wobei der gewählte stumpfe Winkel iden- tisch mit der entsprechenden korrespondierenden Winkelkontur der Kassette gewählt ist.It can be seen in detail from FIGS. 2 a and 2 b and 3 a and 3 b that the cutting insert 13 is fastened in the insert seat of a cassette 20 by means of a clamping screw, which has a plate seat with a bearing surface 21 and two side surfaces 22 and 23. The cutting insert 13 is fixed by means of a clamping screw 16 having a countersunk head. The clamping screw engages with its shaft, the central bore of the cutting insert 13 and is in a threaded bore 24 (see Fig. 3a, 3b) screwed. The cutting insert has a cutting edge 17 which is part of a CBN inlet, which will be discussed later. The cutting edge 17 is convexly curved towards the outside. The cutting insert 12 is like cutting insert 13 arranged in a cassette, the cassettes for the cutting inserts 12 and 13 are mirror-symmetrical but otherwise the same structure. Also screwed into a cassette is the cutting insert 14, whose width is chosen to be larger, so that the contact surface 23 can be arranged further to the left (see FIG. 1). Uniformly all cassettes are fixed with a clamping body 18 which is actuated by a double-threaded screw 19. The clamping body 18 is angled at its lower end, wherein the selected obtuse angle iden- table is selected with the corresponding corresponding angular contour of the cassette.
Zur axialen Verstellung der Kassette 20 dient ein Verstellkörper 25, der über die Doppelgewindeschraube 26 verschiebbar ist. Dieser Verstellkörper besitzt eine Keilfläche 251 , durch deren Längsverschiebung die Kassette und damit der Schneideinsatz 13 axial bewegt werden kann. Zur Radialverstellung dient der Verstellkörper 27 mit einer Keilfläche 271 , der mittels der Doppelgewindeschraube 28 verschiebbar ist. Die Kassette 20 ist im Wesentlichen quaderförmig aufgebaut und besitzt eine schlitzförmige Nut 30, die sich, wie insbesondere aus Fig. 3b erkennbar sind, relativ weit durch den Klemmkörper 20 bis nahe zu dessen Rückwand 31 erstreckt. Durch Aufspreizen der Nut 30 wird der oberhalb der Nut 30 liegende Teil 201 etwa in Richtung des Pfeils 32 bewegt, was zu einer entsprechenden Kippung der Schneidkante 17 um einen (stark übertrieben dargestellten) Winkel α führt. Auf diese Weise kann eine Feineinstellung des Sturzes des Schneideinsatzes bzw. der Schneidkante bewirkt werden. Zur Verstellung für die Spaltbreite dient eine Doppelgewindeschraube, die in vorhandene Bohrungen in den Teilen 201 und 202 eingreift und die als Kreuzlochschraube 33 ausgebildet ist, deren Kopf auf einer Madenschraube 34 im zusammengebauten Zustand ruht. In Fig. 3a sind Steckschlüssel 35 und 36 dargestellt, mit denen demonstriert wird, wie diese Schlüssel eingesteckt und betätigt werden. Die Betätigung der Kreuzlochschraube ist über die lateral zugängliche Ausnehmung 37 der Kassette (siehe Fig. 3a) möglich.For axial adjustment of the cassette 20 is an adjusting body 25 which is displaceable over the double-threaded screw 26. This adjusting body has a wedge surface 251, by the longitudinal displacement of the cassette and thus the cutting insert 13 can be moved axially. For radial adjustment of the adjusting body 27 with a wedge surface 271, which is displaceable by means of the double-threaded screw 28. The cassette 20 has a substantially cuboid shape and has a slot-shaped groove 30 which, as can be seen in particular from FIG. 3 b, extends relatively far through the clamping body 20 as far as its rear wall 31. By spreading the groove 30, the part lying above the groove 30 201 is moved approximately in the direction of the arrow 32, which leads to a corresponding tilting of the cutting edge 17 by a (greatly exaggerated) angle α. In this way, a fine adjustment of the camber of the cutting insert or the cutting edge can be effected. To adjust the gap width is a double-threaded screw which engages existing holes in the parts 201 and 202 and which is designed as a crosshead screw 33, the head rests on a grub screw 34 in the assembled state. In Fig. 3a socket wrench 35 and 36 are shown with which it is demonstrated how these keys are inserted and operated. The operation of the capstan screw is possible via the laterally accessible recess 37 of the cassette (see FIG. 3 a).
Zur axialen, radialen und zur Winkelverstellung des Schneideinsatzes 12 oder 13 muss bei montiertem Werkzeug zunächst die Schraube 19 zum Lösen des Klemmkörpers 18 betätigt werden. Hiernach lassen sich über Inbuseingriffe die Verstellschrauben 26 und 28 betätigen, worüber der Schneideinsatz axial und radial verschiebbar ist. Zusätzlich kann durch Drehung der Kreuzlochschraube 33 der Sturz der Schneidkante, d. h. deren Winkellage, um einen beliebig wählbaren Winkel eingestellt werden. Diese Einstellmöglichkeit ist selbstverständlich durch die gewählte Schlitzanordnung dadurch eingeschränkt, dass sich der Nutabstand entsprechend der Kassettenverformbarkeit nur limitiert verändern lässt. Nach gewählter Einstellung der Schneideinsätze wird jeweils durch Festziehen der Schraube 19 über den Klemmkörper 28 jeder Einsatz fixiert. Der Schneideinsatz 14 ist nur radial und hinsichtlich der Schneidkantenwinkellage verstellbar.For axial, radial and angular adjustment of the cutting insert 12 or 13, the screw 19 must first be actuated to release the clamping body 18 when the tool is mounted. After this, the adjustment screws 26 and 28 can be actuated via inbuse interventions, by means of which the cutting insert can be displaced axially and radially. In addition, by rotation of the crosshead screw 33, the fall of the cutting edge, ie their angular position can be adjusted by an arbitrary angle. This adjustment is of course limited by the selected slot arrangement in that the groove spacing can be changed only limited according to the Kassettenverformbarkeit. After selected setting The cutting inserts are each fixed by tightening the screw 19 via the clamping body 28 each insert. The cutting insert 14 is only radially and with respect to the cutting edge angular position adjustable.
Details über die verwendeten Schneideinsätze 13 und 14 sind Fig. 4a bis c und Fig. 5 zu entnehmen. Der Schneideinsatz 13 besitzt ein CBN-Inlet 131 , das in einem Trägerkörper 132 eingelötet ist, der beispielsweise aus Stahl oder Hartmetall bestehen kann.Details about the cutting inserts 13 and 14 used are shown in FIGS. 4 a to c and FIG. 5. The cutting insert 13 has a CBN inlet 131, which is soldered in a carrier body 132, which may consist for example of steel or hard metal.
Das CBN-Inlet 131 besitzt eine obere Schneidkante 133 sowie eine kürzere Schneidkante 134, die um einen Winkel ß von 10° gegenüber der Vertikalen zur Schneidkante 133 gekippt ist. Die Schneidkanten 133, 134 gehen über einen Radius von beispielsweise 1 mm ineinander über. Die durch dien Winkel α bestimmte Neigung des CBN-Einsatzes 131 (siehe Fig. 4a) beträgt vorzugsweise 6°. Der Schneideinsatz besitzt eine Bohrung mit Ansenkung 135, die für eine N4-Schraube ausgebildet ist.The CBN inlet 131 has an upper cutting edge 133 and a shorter cutting edge 134 which is tilted at an angle β of 10 ° with respect to the vertical to the cutting edge 133. The cutting edges 133, 134 merge into each other over a radius of for example 1 mm. The inclination of the CBN insert 131 determined by the angle α (see FIG. 4 a) is preferably 6 °. The cutting insert has a countersunk hole 135 formed for an N4 screw.
Eine Seitenansicht eines Schneideinsatzes 14 zeigt Fig. 5, deren CBN-Inlet mit 141 bezeichnet ist. Dieses Inlet besitzt eine zweigeteilte Schneidkante mit Schneidkantenabschnitten 142 und 143, die einen Winkel γ von 175° einschließen. Die Schneidkanten 142 und 143 gehen endseitig über einen Radius von beispielsweise 0,4 mm in geneigte Kanten über, die unter einem Winkel δ von 2,5° (der in der Zeichnung übertrieben dargestellt ist) geneigt ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, muss sich das CBN- Inlet 141 nicht über die komplette Höhe des Schneideinsatzes erstrecken.A side view of a cutting insert 14 is shown in FIG. 5, whose CBN inlet is labeled 141. This inlet has a two-part cutting edge with cutting edge portions 142 and 143 enclosing an angle γ of 175 °. The cutting edges 142 and 143 are endwise over a radius of, for example, 0.4 mm in inclined edges, which is inclined at an angle δ of 2.5 ° (which is exaggerated in the drawing). As seen in Figure 5, the CBN inlet 141 does not have to extend the full height of the cutting insert.
Die mit CBN-Inlet bestückten Außenfräser werden insbesondere zur nachträglichen spanenden Bearbeitung einer Kurbel- oder Nockenwelle eingesetzt.The external cutters equipped with CBN inlet are used in particular for the subsequent machining of a crankshaft or camshaft.
Die gegossene oder geschmiedete Kurbel- oder Nockenwelle wird zunächst einer ersten zerspanenden Bearbeitung mittels Außenfräsern unterzogen, die an mehreren Stellen der Kurbel- oder Nockenwelle zur Haupt- und Hublagerausbildung sowie zur Wangenbearbeitung ansetzen. Bereits in diesem ersten Zerspanungsgang wird eine größtmögliche Oberflächengüte (mit Rz < 50 μm und Rundlauftoleranzen < 100 μm) angestrebt. Anschließend wird die Kurbel- oder Nockenwelle einer induktiven Härtung unterworfen, wobei gegebenenfalls die Härtung auf die später stark belasteten Lager beschränkt werden kann. In einem abschließenden Zerspanungsgang wird unter Einsatz eines Außen- oder Innenfräsers, der mit CBN-Inlets bestückt ist, die geforderte Endmaßqualität mit Endmaßtoleranzen R2 < 10 μm und Rundlauftoleranzen ≤ 30 μm eingestellt. Sämtliche Zerspanungsarbeiten werden trocken, d. h. ohne den Einsatz von Kühlschmierstoffen durchgeführt. The cast or forged crankshaft or camshaft is first subjected to a first machining operation by means of external cutters, which apply at several points of the crankshaft or camshaft for main and Hublagerausbildung and cheek processing. Already in this first Zerspanungsgang becomes a highest possible surface quality (with R z <50 μm and concentricity tolerances <100 μm). Subsequently, the crankshaft or camshaft is subjected to inductive hardening, where appropriate, the hardening can be limited to the later heavily loaded bearings. In a final machining cycle, the required final dimension quality with final dimension tolerances R 2 <10 μm and concentricity tolerances ≤ 30 μm is set using an external or internal milling cutter equipped with CBN inlets. All cutting work is dry, ie without the use of cooling lubricants.
BezuqszeichenlisteLIST OF REFERENCES
11 segmentförmiger Träger11 segmental carrier
12, 13, 14 Schneideinsätze12, 13, 14 cutting inserts
131 CBN-Inlet131 CBN inlet
132 Trägerkörper132 carrier body
133, 134 Schneidkanten133, 134 cutting edges
135 Absenkung135 lowering
141 CBN-Inlet141 CBN Inlet
142, 143 Schneidkantenabschnitte142, 143 cutting edge sections
15 Peripherie des Trägers 1115 periphery of the carrier 11
16 Spannschraube16 clamping screw
17 Schneidkante17 cutting edge
18 Klemmkörper18 clamping body
19 Doppelgewindeschraube 0 Kassette 01 , 202 oberer und unterer Teil der Kassette 1 Auflagefläche des Plattensitzes 2, 23 Seitenflächen des Plattensitzes 4 Gewindebohrung 5 Verstellkörper zur axialen Einstellung 51 Keilfläche 6 Doppelgewindeschraube 7 Verstellkörper zur radialen Einstellung 71 Keilfläche 8 Doppelgewindeschraube 9 schlitzförmige Ausnehmung 0 schlitzförmige Nut der Kassette 20 1 Kassettenrückwand 2 Pfeil 3 Kreuzlochschraube 4 Madenschraube Einsteckschlüssel Lateralausnehmung 19 Double thread screw 0 Cassette 01, 202 upper and lower part of the cassette 1 contact surface of the insert seat 2, 23 side surfaces of the insert seat 4 threaded bore 5 adjusting element for axial adjustment 51 wedge surface 6 double threaded screw 7 adjusting element for radial adjustment 71 wedge surface 8 double threaded screw 9 slotted recess 0 slotted groove of Cassette 20 1 Cassette rear wall 2 Arrow 3 Pivot screw 4 Grub screw Insertion key lateral recess

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur endmaßgenauen Bearbeitung von Kurbel- oder Nockenwellen auf Endmaßtoleranzen Rz < 10 μm, vorzugsweise ≤ 5 μm und Rundlauftoleranzen < 30 μm, vorzugsweise ≤ 6 μm, die spanend bearbeitet worden sind und wenigstens teilweise einer Härtung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter erster spanender Bearbeitung und nachfolgender Härtung auf 45 bis 60 HRC, vorzugsweise 50 bis 53 HRC, eine abschließende spanende Bearbeitung mit CBN- oder PKD-Inlet bestückten Schneideinsätzen durchgeführt wird.1. A method for endmaßgenauauen machining of crankshafts or camshafts to final dimensions R z <10 microns, preferably ≤ 5 microns and concentricity tolerances <30 microns, preferably ≤ 6 microns, which have been machined and at least partially subjected to curing, characterized that after the first machining and subsequent hardening to 45 to 60 HRC, preferably 50 to 53 HRC, a final machining with CBN or PCD Inlet stocked cutting inserts is performed.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass alle spanenden Bearbeitungen trocken, d. h. ohne Verwendung von Kühlschmierstoffen durchgeführt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that all machining operations dry, d. H. be carried out without the use of cooling lubricants.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die spanende Bearbeitung mittels eines Außen- oder eines Innenfräsers, der einstellbare, mit CBN- oder PKD-Inlets bestückte Schneideinsätze aufweist, durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the machining by means of an external or internal milling cutter having adjustable, equipped with CBN or PCD inlets cutting inserts, is performed.
4. Vorrichtung zur endmaßgenauen Bearbeitung von Kurbel- oder Nockenwellen auf Endmaßtoleranzen R2 < 10 μm, vorzugsweise ≤ 5 μm und Rundlauftoleranzen ≤ 30 μm, vorzugsweise < 6 μm, die spanend bearbeitet worden sind und wenigstens teilweise einer Härtung unterzogen worden sind, mit auf einem Innen- oder Außenfräser angeordneten radial oder axial einstellbaren Schneideinsätzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsätze mit CBN- oder PKD-Inlets bestückt sind, wobei abwechselnd lateral, radial und tangential eingespannte Schneideinsätze aufeinander folgen. 4. Apparatus for dimensionally accurate machining of crankshafts or camshafts to final dimension tolerances R 2 <10 μm, preferably ≤ 5 μm and concentricity tolerances ≤ 30 μm, preferably <6 μm, which have been machined and at least partially subjected to hardening an inner or outer cutter arranged radially or axially adjustable cutting inserts, characterized in that the cutting inserts are fitted with CBN or PCD inlets, wherein alternately follow laterally, radially and tangentially clamped cutting inserts successive.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der tangential eingespannte Schneideinsatz zur Bearbeitung der Hub- oder Mittellager einer Kurbel- oder Nockenwelle eine dachförmig ausgebildete Schneidkante mit zwei Schneidkantenabschnitten aufweist, die einen Winkel von 173° bis 178°, vorzugsweise 175° miteinander einschließen.5. The device according to claim 4, characterized in that the tangentially clamped cutting insert for machining the lifting or center bearing of a crankshaft or camshaft has a roof-shaped cutting edge with two cutting edge sections having an angle of 173 ° to 178 °, preferably 175 ° with each other lock in.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkantenabschnittsenden über einen Kantenradius von6. The device according to claim 5, characterized in that the cutting edge portion ends over an edge radius of
R = 0,4 mm bis R = 1 ,5 mm in Nebenschneiden übergehen, die gegenüber einer normalen zur Auflagefläche um 2 bis 3°, vorzugsweise 2,5° geneigt sind.R = 0.4 mm to R = 1, 5 mm in secondary cutting edges, which are inclined relative to a normal to the support surface by 2 to 3 °, preferably 2.5 °.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lateral eingespannten Schneideinsätze zur Wangenbearbeitung ein CBN- oder PKD-Inlet mit jeweils zwei nutzbaren Schneiden aufweisen, die ein Winkel von 80° ± 5° einschließen und über einen Schneideckenradius von R = 1 bis 1 ,5 mm miteinander verbunden sind.7. The device according to claim 4, characterized in that the laterally clamped cutting inserts for cheek processing have a CBN or PKD inlet with two usable blades, which enclose an angle of 80 ° ± 5 ° and over a Schneckenckenradius of R = 1 to 1, 5 mm are interconnected.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schneideinsätze in Kassetten mit einer Einstellvorrichtung befestigt sind. 8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that all cutting inserts are mounted in cassettes with a setting device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007013153B4 (en) * 2007-03-20 2019-01-24 Kennametal Inc. Tool
US9216461B2 (en) * 2011-07-19 2015-12-22 Iscar, Ltd. Cutting body configured for fine-tuning and metal-working machine tool comprising a plurality thereof
CN102632288B (en) * 2012-04-17 2014-01-15 株洲钻石切削刀具股份有限公司 Milling cutter with adjustable finish machining face
DE102012009097B4 (en) 2012-05-03 2023-11-02 Kennametal Inc. Milling tool for machining hardened crankshafts or camshafts
DE102013101311B4 (en) * 2013-02-11 2022-06-15 Kennametal Inc. internal milling cutter
DE102013206093B4 (en) * 2013-04-05 2021-11-18 Kennametal Inc. Tool cassette for insertion in a cassette seat and tool with a cassette seat for such a tool cassette
KR101567149B1 (en) * 2013-11-26 2015-11-06 현대자동차주식회사 Turn broach device
US9862040B2 (en) * 2014-09-30 2018-01-09 Sandvik Intellectual Property Ab Mechanism for enhanced, bi-directional fine adjustment of cutting insert cartridges in machine tools
EP3009216B1 (en) * 2014-10-13 2020-05-06 Sandvik Intellectual Property AB Machining tool comprising a cutting insert positioning system
CN105538435B (en) * 2015-11-30 2017-12-12 广东长盈精密技术有限公司 Toolbox
EP3335821B1 (en) * 2016-12-14 2020-10-07 Sandvik Intellectual Property AB Internal milling cutter
DE102018214123A1 (en) 2018-08-21 2020-02-27 Gühring KG cutting tool
US11298757B2 (en) * 2020-05-15 2022-04-12 Shin-Yain Industrial Co., Ltd. Firmly assembled cutter holding assembly
CN112526925B (en) * 2020-11-16 2022-12-16 中国航发西安动力控制科技有限公司 Profile finish machining method based on three-dimensional cam profile materialized model deviation compensation

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2455285B2 (en) * 1974-11-22 1977-12-15 Mtu Friedrichshafen Gmbh HARDENING PROCESS FOR CRANKSHAFT
DE19546196A1 (en) * 1995-12-11 1997-06-12 Widia Gmbh Method of removing swarf from eccentrically arranged cylindrical contours on rotatable workpiece
DE19626608B4 (en) * 1996-07-02 2004-11-11 Boehringer Werkzeugmaschinen Gmbh Machining process
DE19626627C1 (en) * 1996-07-02 1997-09-18 Boehringer Werkzeugmaschinen Milling machine for finishing workpieces e.g. crankshafts
DE19722454A1 (en) * 1997-05-28 1998-12-10 Boehringer Werkzeugmaschinen Process for controlling the machining of a workpiece
DE19743971B4 (en) * 1997-10-06 2008-06-19 Widia Gmbh Cutting insert, milling tool and use of the milling tool
DE19749939C2 (en) * 1997-11-11 2003-10-23 Boehringer Werkzeugmaschinen Process for machining workpieces
JP4024051B2 (en) * 2002-02-06 2007-12-19 コマツ工機株式会社 Crankshaft turning device
CA2495297C (en) * 2002-08-13 2010-06-29 Kennametal Widia Produktions Gmbh & Co. Kg Disk- or bar-shaped tool
DE10238451A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-26 Widia Gmbh Disk-shaped or strip-shaped tool for cutting profiles on workpiece has at least one cutting insert fixed to cassette-shaped support
DE102004022360B4 (en) 2004-04-30 2018-05-09 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Process for fine machining, preferably for precision finishing, of workpieces, preferably crankshafts
EP1859882B1 (en) * 2005-03-16 2017-06-07 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Cbn cutting tool for high-grade, high-efficiency machining
DE502006006263D1 (en) * 2005-08-23 2010-04-08 Kennametal Widia Prod Gmbh milling head
US7588397B2 (en) * 2005-08-31 2009-09-15 Ingersoll Cm Systems Llc Method and apparatus for machining crankshafts or camshafts
DE102007013153B4 (en) 2007-03-20 2019-01-24 Kennametal Inc. Tool
DE202008006375U1 (en) * 2008-05-08 2008-09-04 Kennametal Inc. Tool for turn-turn-broach or external milling of workpieces

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010149317A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120039516A (en) 2012-04-25
WO2010149317A1 (en) 2010-12-29
US20120076599A1 (en) 2012-03-29
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US8584556B2 (en) 2013-11-19
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CN102413975B (en) 2015-04-08

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