WO1992018287A1 - Honwerkzeug zum bearbeiten von bohrungen - Google Patents

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WO1992018287A1
WO1992018287A1 PCT/EP1992/000844 EP9200844W WO9218287A1 WO 1992018287 A1 WO1992018287 A1 WO 1992018287A1 EP 9200844 W EP9200844 W EP 9200844W WO 9218287 A1 WO9218287 A1 WO 9218287A1
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WO
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honing
tool
bore
stones
tool according
Prior art date
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PCT/EP1992/000844
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Klink
Joachim Wiederhold
Bernd Gehrung
Original Assignee
Maschinenfabrik Gehring Gmbh & Co.
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Publication date
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Application filed by Maschinenfabrik Gehring Gmbh & Co. filed Critical Maschinenfabrik Gehring Gmbh & Co.
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Priority to DE59207798T priority patent/DE59207798D1/de
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    • 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
    • B24B33/10—Accessories
    • 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
    • B24B33/084—Honing tools having honing stones at the end of bars

Definitions

  • the invention relates to a honing tool for machining bores at the end of the bore, for example blind bores, according to the preamble of claim 1.
  • Honing tools of this type in which the short honing stones are arranged at the lower end of the tool body, are known for machining blind holes (DE-PS 30 39 467). They are used for pre-machining the hole in the area of the bottom of the hole. Without this preprocessing, the bore would remain narrower in this lower region when machining with honing stones of normal length, because the honing tool cannot extend out of the bore with part of its length there, as at the other end of the bore, during its axial movement.
  • the short honing stones can be used simultaneously with longer honing stones, which are then also arranged on the tool body, for the rial ablation are used on the bore wall, or the processing takes place in two successive steps, the bore at the inner end first being widened by means of the short honing stones and then the bore wall being machined over its entire length by means of the honing stones, which in this case are on a second tool can be arranged.
  • the simultaneous processing with the short honing stones and the longer honing stones requires a complicated control, so that the processing in successive work steps is easier.
  • a tool change is necessary for this, the tool with the short honing stones being exchanged for a tool with honing stones, or a transfer of the workpiece to another work spindle; however, control is simpler and the machining result is better in many cases.
  • Machining errors can occur during the pre-machining of the inner bore end using the honing tool with short honing stones because the tool does not have sufficient guidance in the bore and therefore tends to wobble.
  • the machined area of the bore is then no longer exactly coaxial to the bore axis.
  • the invention has for its object to design the generic honing tool so that the machining accuracy at the end of the hole is improved.
  • the object is achieved according to the invention with the characterizing features of claim 1.
  • the arrangement according to the invention of the non-cutting guide rails results in additional guidance and inexorable support of the tool in the bore, especially in the area in which the honing stones themselves are not or not sufficiently effective for the guidance, that is to say in the central area of the bore and for blind holes in the area of the upper end of the hole and if the honing stones are arranged at the upper end of the tool, also in the lower area of the hole.
  • the guide strips can only be arranged in this area outside the working area of the honing stones and should have a greater length than the honing stones. They expediently extend over the predominant length of the tool body, one end of one of the guide strips lying between two adjacent honing stones.
  • the honing stones can be set in the direction of the bore wall by means of a feed device, for example in a manner known per se by means of swivel bars which are pivotably mounted at one end and each carry one of the honing stones at their other end.
  • the feed movement of the honing stones distributed over the circumference of the tool body is conical, which results in a distribution of the feed pressure that is favorable for machining.
  • the honing stones can also be radially displaced in relation to the tool axis when infeed.
  • the guide strips could be arranged above or below the honing stones and in alignment with them, so that additional honing strips could also be arranged on the tool body, each of which can then be see two guide strips or honing stones would extend.
  • the guide strips there is provision for the guide strips to be radially displaceable or pivoted independently of the infeed of the honing stones, so that the contact pressure of these strips on the bore wall can be selected and controlled as required.
  • Fig. 1 shows a honing tool in the bore of a schematic
  • FIG. 4 shows schematically the wall of the bore according to FIG. 3 with dimensions present during processing
  • FIGS. 3 and 4 are honing tools for machining the upper end of the bore according to FIGS. 3 and 4,
  • FIG. 7 shows a honing tool for machining the bore according to FIG. 6.
  • 1 shows a partial section of a workpiece 1 with a cylindrical blind bore 2, at the inner end of which a narrow recess 3 is provided, which directly adjoins the bore base 4.
  • a boring is common in blind holes, but not always present.
  • material should first be removed from the bore wall in the vicinity of the bore base, so that a processing 5 is formed.
  • a hollow cylindrical tool body 10 which is essentially rotationally symmetrical with respect to its tool axis 11 and which is extended at its upper end to form a pin 12 of smaller diameter.
  • Radially aligned pins 13 projecting over the circumference of the pin are inserted into the pin, with which the tool is inserted in the manner of a bayonet connection into a schematically indicated tool spindle 14 which belongs to the honing machine (not shown) and drives the tool.
  • a plurality of pivot bars 15, in the exemplary embodiment six, are mounted, which are arranged uniformly distributed over the circumference of the tool body.
  • the swivel bars 15 each have a short honing stone 17 at their lower end, which is adjacent to the lower tool end 16 and is said to be very wear-resistant.
  • diamond honing stones are provided.
  • the swivel bars 15 are substantially longer than the honing stones 17 and in grooves 18 of the tool body 10. They are pivotally mounted at their upper ends by means of a bolt 19 each.
  • a feed device 22 Inside a central longitudinal bore 21 of the tool body 10 there is a feed device 22 which has a conical body 23 which is fastened to a central pressure rod 24 by means of a cross pin.
  • the conical body 23 lies with its outer surface against a surface of an extension 20 of the associated swivel ledge 15 which is formed with the same inclination.
  • a guide bar 25 is arranged between each two swivel bars 15, so that six guide bars are thus present in the exemplary embodiment shown.
  • Grooves 26 are provided in the tool body for receiving and guiding the guide strips.
  • the guide strips have a wear-resistant, non-cutting sliding covering 27 over their entire axial length, which can be made of hard metal, gray cast iron, plastic or another suitable sliding material.
  • the guide strips 25 are radially adjustable. For this purpose, they have two conical lugs 28 which interact with a second feed device 29.
  • This second infeed device 29 is also located in the central longitudinal bore 21 of the tool body 10 and essentially consists of a hollow push rod 31 which coaxially surrounds the push rod 24 of the Honstein infeed device 22 and has two conical projections 30.
  • the rod 31 has between the two conical projections 30 a transverse bore 32 which is from the transverse pin of the conical body.
  • Pers 23 of the feed device 22 is penetrated and has an axial extension which allows the axial movement of the push rod 24 independently of the hollow push rod 31.
  • the two conical projections 30 rest on the conical surfaces of the projections 28 of the guide strips 25, so that an axial movement of the push rod 31 is converted into a radial movement of the guide strips 25, the guide strips remaining aligned parallel to the tool axis 11.
  • the length of the honing stones 17 is dimensioned such that it corresponds approximately to three times the axial length of the recess 3.
  • the tool is driven in rotation about its axis 11 and at the same time is moved axially up and down in short strokes, so that the widening 5 is created.
  • the recess 3 allows the honing stones 17 to overflow downward beyond the inner edge of the bore wall.
  • the honing tool is constantly guided in the bore 2 by means of the guide strips 25.
  • a predeterminable contact pressure of the guide strips 25 on the bore wall is generated, so that constant sliding guidance is ensured.
  • the length of the guide strips 25 should be a multiple, at least three times the length of the honing stones 17.
  • the guide strips 25 should be arranged such that the honing tool is also guided in the upper region of the bore 2.
  • the honing by means of the honing stones 17 can be measurement-controlled in a known manner, for which one or more measuring points are to be provided, which are connected to a measuring device stand, which records the dimensional and shape errors of the workpiece bore and, if necessary, triggers a correction control.
  • the bore 2 is further processed over its entire length with correspondingly long honing strips which, as usual, can be fed radially and at right angles to the tool axis 11.
  • the tool can be exchanged for a tool with honing stones, or the workpiece can be transported to another tool spindle of the machine, where a correspondingly designed honing tool is available.
  • the tool can also be designed such that the guide strips 25 can be exchanged for honing stones, so that after completion of the preprocessing, only honing stones have to be used instead of the guide strips and processing can then be continued with the same tool.
  • FIG. 3 schematically shows a workpiece with a bore 6 which runs obliquely to its end face, the bore axis 11A thus, as can also be seen from FIG. 4, runs obliquely to the plane 8 in which the upper limit of the bore 6 lies.
  • This bore is machined with the honing tool according to FIG. 5, which largely corresponds in structure to the tool according to FIG. 1.
  • the tool also has swivel bars 15A, which, however, are pivotably mounted at the lower end of the tool body 10A and each carry a honing stone 33 at their upper end. Since the honing stones have to work with an overflow at the upper end of the bore, alf-o with each upward stroke of the tool with about a third of their length extend out of the hole, they can not support themselves evenly on the hole wall; As shown in FIG. 5, the bore wall on the side opposite the honing stone 33 shown is shorter, so that the honing stones present (not shown) there have to extend much further out of the bore than the honing stone 33 shown.
  • This mode of operation is self-evident Lich also in the usual machining with long honing stones with which the bore is machined over its entire length.
  • the honing tool according to the invention serves for pre-honing the upper end of the bore and is therefore provided with the short honing stones 33, which was previously not customary when machining bores in the upper end region.
  • the tool is held in its position coaxial to the bore axis by means of the guide strips 25 which, in the exemplary embodiment, extend over almost the entire length of the tool body 10A to its lower end.
  • the guide bars 25 are first hydraulically advanced, so that the delivery device 29 with the two cones 30 is adjusted downward under the action of hydraulic pressure.
  • the honing stones 33 are advanced, for which purpose the adjusting device 22A is also moved downward.
  • This infeed can also be carried out hydraulically, but also mechanically, and a conventional step infeed can be provided.
  • the hole is then machined at the top with short strokes, due to the arrangement of the Honing stones 33 on the swivel bars 15A produce a conical widening at the upper end of the bore, as indicated by the broken line in FIG.
  • FIG. 7 shows a honing tool which is intended for machining the bore according to FIG. 6.
  • This tool is shown in a blind hole 7, honing stones 17 corresponding to the embodiment according to FIG. 1 also being provided at the lower end of the tool body 10B, but here they can be fed radially parallel to the tool axis 11B.
  • honing stones 17 corresponding to the embodiment according to FIG. 1 also being provided at the lower end of the tool body 10B, but here they can be fed radially parallel to the tool axis 11B.
  • the tool can also be designed such that only the upper end of the bore is machined.
  • the honing stone carriers 36 are adjusted by the two cones of the infeed device 38, while the cone of the middle infeed device 37 has guide strips 35 assigned.
  • These guide strips 35 also have a sliding coating 35A. They extend up to about the working area of the upper short honing stones 34. The guide strips are therefore effective in the area below the bore end, which has the uneven narrowing.
  • the guide strips 35 are initially fed in, so that the tool is supported coaxially to the bore axis in the middle and lower part of the bore.
  • the honing stones 36 are fed in, and the honing stones 34 can machine the upper end of the bore with short strokes until the bore diameter there has approximately reached the finished dimension.
  • the bore is then honed to the finished dimension using a conventional honing tool.
  • the lower end of the bore is simultaneously pre-machined by means of the honing stones 17, in accordance with the working method of the tool according to FIG. 1.
  • This pre-machining with parallel movement of the honing stones 17 to the tool axis 11B also leads to a good result of pre-honing in the vicinity of the bottom 4 of the blind hole.
  • Such a parallel delivery is also suitable for the tool according to FIG. 5.
  • any type of double infeed is suitable for the delivery of the guide bars and the bars carrying the honing stones. Such deliveries are known in the prior art in various designs.
  • the double feed device 37, 38 according to FIG. 7 can be designed such that the guide strips 35 do not just have a cone body is assigned, but - in the same way as for the strips 36 - two cone bodies for the feed device 37 are provided in order to ensure a precise parallel alignment of the guide strips 35 to the tool axis 11B.
  • the distribution of the honing stones and the guide strips over the circumference of the honing tool also corresponds in the embodiments according to FIGS. 5 and 7 to the illustration in FIG. 2.
  • a rigid support of the guide strips on the bore wall is provided, for example by applying a hydraulic medium to the delivery device.

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Abstract

Das Honwerkzeug dient zum Vorbearbeiten von Bohrungen in deren Endbereich. Bekannte Honwerkzeuge dieser Art werden zum Vorhonen von Sacklochbohrungen nahe dem Bohrungsgrund eingesetzt. Dort wird das Bohrungsende mit kurzen Hüben des Werkzeuges bearbeitet, dessen Honsteine sehr kurz sind im Verhältnis zur Länge der Bohrung und des Werkzeuges. Um trotzdem eine genügende Abstützung des Honwerkzeuges in der Bohrung (2) und damit eine korrekte Zentrierung zu gewährleisten, sind bei dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug Führungsleisten (25) vorgesehen, die sich in den Bereich außerhalb der Honsteine (17) erstrecken. Das Werkzeug kann auch zur Bearbeitung des oberen Endes von Bohrungen eingesetzt werden, deren obere Begrenzungsebene schräg zur Bohrungsachse verläuft oder die unsymmetrische Verengungen am Bohrungsende aufweisen.

Description

Honwerkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen
Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen am Bohrungsende, beispielsweise von Sacklochboh¬ rungen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Honwerkzeuge dieser Art, bei denen die kurzen Honsteine am unteren Ende des Werkzeugkörpers angeordnet sind, sind zum Bearbeiten von Sacklochbohrungen bekannt (DE-PS 30 39 467). Sie dienen zur Vorbearbeitung der Bohrung im Bereich des Bohrungsgrundes. Ohne diese Vorbearbeitung würde die Bohrung bei der Bearbeitung mit Honleisten normaler Länge in diesem unteren Bereich enger bleiben, weil das Honwerkzeug während seiner Axialbewegung dort nicht, wie am anderen Bohrungsen¬ de, mit einem Teil seiner Länge aus der Bohrung ausfahren kann. Für die Bearbeitung der Sacklochbohrungen unter Ver¬ wendung von kurzen Honsteinen für das innere Bohrungsende bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten: die kurzen Hon¬ steine können gleichzeitig mit längeren Honleisten, die dann ebenfalls am Werkzeugkörper angeordnet sind, für den Mate- rialabtrag an der Bohrungswandung eingesetzt werden, oder die Bearbeitung geschieht in zwei aufeinanderfolgenden Schritten, wobei zunächst die Bohrung am inneren Ende mit¬ tels der kurzen Honsteine aufgeweitet und anschließend die Bohrungswandung über ihre ganze Länge mittels der Honleisten bearbeitet wird, die in diesem Fall an einem zweiten Werk¬ zeug angeordnet sein können. Die gleichzeitige Bearbeitung mit den kurzen Honsteinen und den längeren Honleisten erfor¬ dert eine komplizierte Steuerung, so daß die Bearbeitung in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten einfacher ist. Dafür ist zwar ein Werkzeugwechsel notwendig, wobei also das Werk¬ zeug mit den kurzen Honsteinen gegen ein Werkzeug mit Hon¬ leisten ausgewechselt wird, oder aber eine Umsetzung des Werkstückes an eine andere Arbeitsspindel; jedoch ist die Steuerung einfacher und das Bearbeitungsergebnis in vielen Fällen besser.
Bei der Vorbearbeitung des inneren Bohrungsendes mittels des Honwerkzeugs mit kurzen Honsteinen können Bearbeitungsfehler auftreten, weil das Werkzeug keine genügende Führung in der Bohrung hat und daher zu Taumelbewegungen neigt. Der bear¬ beitete Bereich der Bohrung ist dann nicht mehr genau ko¬ axial zur Bohrungsachse.
Beim Honen von Bohrungen treten auch Probleme auf, wenn die Bohrung in bezug auf eine Stirnfläche des Werkstückes schräg verläuft, also die obere Begrenzung der Bohrung in einer Ebene liegt, die schräg zur Bohrungsachse verläuft. Da das Honwerkzeug koaxial zur Bohrungsachse in die Bohrung einge¬ fahren werden und in ihr arbeiten muß, werden die Honsteine oder Honleisten durch radial ungleichen Gegendruck belastet, so daß das Honwerkzeug aus seiner zur Bohrungsachse koaxia- len Lage in Richtung auf die geringer belastete Seite aus¬ wandert. Die Bohrung erhält dadurch am oberen Ende eine Krümmung und entspricht dann nicht mehr hohen Anforderungen an die Formgenauigkeit.
Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn das obere Bohrungsende Verengungen mit ungleichmäßigem Verlauf über den Bohrungsum- fang aufweist. Auch in diesem Fall wird das Honwerkzeug durch radial ungleichen Gegendruck belastet und weicht dann aus der zur Bohrungsachse koaxialen Lage nach einer Seite aus.
Die geschilderten Probleme waren bisher ungelöst. Es ist zwar bekannt, ein Honwerkzeug zur Stabilisierung seiner Lage in der Bohrung mit Führungsleisten zu versehen (US-A-4 065 881), jedoch kann mit diesem Werkzeug keine Sacklochbohrung bearbeitet werden, weil sich die Führungs¬ leisten bis in die Bereiche oberhalb und unterhalb der Hon¬ steine und über die ganze Länge des Werkzeuges erstrecken. Auch werden bei dem bekannten Honwerkzeug die Honleisten und die Führungsleisten von einer gemeinsamen Zustellvorrichtung derart beaufschlagt, daß sich die Führungsleisten unter Fe¬ derdruck an die Bohrungswandung anlegen und die Honleisten danach weiter radial nach außen bewegt werden. Die Führungs¬ leisten bilden daher eine federnd nachgiebige Abstützung des Honwerkzeuges an der Bohrungswandung, so daß sie ein Auswei¬ chen des Werkzeuges bei einseitiger Belastung nicht wirksam verhindern können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Honwerkzeug so auszubilden, daß die Bearbeitungsgenauigkeit am Bohrungsende verbessert wird. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Anordnung der nicht schneidenden Füh¬ rungsleisten ergibt eine zusätzliche Führung und unnachgie¬ bige Abstützung des Werkzeugs in der Bohrung vor allem in dem Bereich, in dem die Honsteine selbst für die Führung nicht oder nicht genügend wirksam sind, also im mittleren Bereich der Bohrung und bei Sacklochbohrungen im Bereich des oberen Bohrungsendes sowie bei Anordnung der Honsteine am oberen Ende des Werkzeuges auch im unteren Bohrungsbereich. Die Führungsleisten können nur in diesem außerhalb des Ar¬ beitsbereiches der Honsteine befindlichen Bereich angeordnet sein und sollen eine größere Länge haben als die Honsteine. Zweckmäßig erstrecken sie sich über die überwiegende Länge des Werkzeugkörpers, wobei jeweils zwischen zwei benachbar¬ ten Honsteinen ein Ende einer der Führungsleisten liegt. Die Honsteine sind wie üblich mittels einer Zustellvorrichtung in Richtung auf die Bohrungswandung zustellbar, beispiels¬ weise in an sich bekannter Weise mittels Schwenkleisten, die an ihrem einen Ende schwenkbar gelagert sind und an ihrem anderen Ende jeweils einen der Honsteine tragen. In diesem Fall ist die Zustellbewegung der über den Umfang des Werk¬ zeugkörpers verteilten Honsteine konisch, wodurch sich eine für die Bearbeitung günstige Verteilung des Zustelldruckes ergibt. Die Honsteine können aber auch bei der Zustellung in Parallellage zur Werkzeugachse radial verschoben werden. In diesem Fall könnten die Führungsleisten oberhalb bzw. unter¬ halb der Honsteine und mit ihnen fluchtend angeordnet sein, so daß am Werkzeugkörper außerdem noch zustellbare Hon¬ leisten angeordnet sein könnten, die sich dann jeweils zwi- sehen zwei Führungsleisten bzw. Honsteinen erstrecken wür¬ den. Vorgesehen ist erfindungsgemäß eine von der Zustellung der Honsteine unabhängige radiale Verschiebbarkeit oder Schwenkbarkeit der Führungsleisten, so daß der Anlagedruck dieser Leisten an der Bohrungswandung nach Bedarf gewählt und gesteuert werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteran¬ sprüchen und der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele dar¬ gestellt sind. Es zeigen
Fig. 1 ein Honwerkzeug in der Bohrung eines schematisch
. angedeuteten Werkstückes, in einem Axialschnitt nach I-I in Fig. 2,
Fig. 2 einen Radialschnitt nach II-II in Fig. 1,
Fig. 3 schematisch ein Werkstück mit schräg zu seiner Stirnfläche verlaufender Bohrung,
Fig. 4 schematisch die Wandung der Bohrung nach Fig. 3 mit während der Bearbeitung vorhandenen Maßen,
Fig. 5 ein Honwerkzeug zur Bearbeitung des oberen Endes der Bohrung nach den Fig. 3 und 4,
Fig. 6 schematisch das obere Ende einer Bohrung mit ungleichmäßiger Verengung,
Fig. 7 ein Honwerkzeug zur Bearbeitung der Bohrung nach Fig. 6. Fig. 1 zeigt im Teilschnitt ein Werkstück 1 mit einer zylin¬ drischen Sackbohrung 2, an deren innerem Ende eine schmale Ausdrehung 3 vorgesehen ist, die unmittelbar an den Boh¬ rungsgrund 4 angrenzt. Eine solche Ausdrehung ist bei Sack¬ lochbohrungen häufig, aber nicht immer vorhanden. In dieser Bohrung 2 soll zunächst in der Nähe des Bohrungsgründes Ma¬ terial von der Bohrungswandung abgetragen werden, so daß eine Auf eitung 5 entsteht.
Das Honwerkzeug nach Fig. 2 hat einen zu seiner Werkzeug¬ achse 11 im wesentlichen rotationssymmetrischen, hohlzylin- drischen Werkzeugkörper 10, der an seinem oberen Ende zu einem Zapfen 12 kleineren Durchmessers verlängert ist. In den Zapfen sind radial ausgerichtete und über den Zapfenum¬ fang vorspringende Stifte 13 eingesetzt, mit denen das Werk¬ zeug nach Art einer Bajonettverbindung in eine schematisch angedeutete Werkzeugspindel 14 eingesetzt wird, die zu der - nicht dargestellten - Honmaschine gehört und das Werkzeug antreibt.
An dem Werkzeugkörper 10 sind mehrere, im Ausführungsbei¬ spiel sechs Schwenkleisten 15 gelagert, die über den Umfang des Werkzeugkörpers gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Schwenkleisten 15 tragen an ihrem unteren, dem unteren Werkzeugende 16 benachbarten Ende je einen kurzen Honstein 17, der sehr verschleißfest sein soll. Beispielsweise werden Diamant-Honsteine vorgesehen. Die Schwenkleisten 15 sind we¬ sentlich länger als die Honsteine 17 und in Nuten 18 des Werkzeugkörpers 10 geführt. Sie sind an ihrem oberen Ende mittels je eines Bolzens 19 schwenkbar gelagert. Innerhalb einer zentralen Längsbohrung 21 des Werkzeugkörpers 10 be- findet sich eine Zustellvorrichtung 22, die einen kegelför- migen Körper 23 aufweist, der mittels eines Querstiftes an einer zentralen Druckstange 24 befestigt ist. Der kegelför¬ mige Körper 23 liegt mit seiner Mantelfläche an einer mit gleicher Neigung ausgebildeten Fläche eines Ansatzes 20 der zugehörigen Schwenkleiste 15 an. Durch axiale Bewegung der Druckstange 24 in Richtung auf das untere Werkzeugende 16 werden die Schwenkleisten 15 radial nach außen geschwenkt, so daß die Honsteine 17 radial und leicht schräg in Richtung auf die Bohrungswandung geschwenkt werden. Daher ist der An¬ preßdruck der Honsteine 17 am unteren Bohrungsende am grö߬ ten.
Jeweils zwischen zwei Schwenkleisten 15 ist eine Führungs¬ leiste 25 angeordnet, so daß also im dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiel sechs Führungsleisten vorhanden sind. Zur Auf¬ nahme und Führung der Führungsleisten sind im Werkzeugkörper 10 Nuten 26 vorhanden. Die Führungsleisten tragen über ihre ganze axiale Länge einen verschleißfesten, nicht schneiden¬ den Gleitbelag 27, der aus Hartmetall, Grauguß, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Gleitmaterial bestehen kann.
Die Führungsleisten 25 sind radial verstellbar. Sie haben zu diesem Zweck zwei konische Ansätze 28, die mit einer zweiten Zustellvorrichtung 29 zusammenwirken. Diese zweite Zustell¬ vorrichtung 29 befindet sich ebenfalls in der zentralen Längsbohrung 21 des Werkzeugkörpers 10 und besteht im we¬ sentlichen aus einer hohlen Druckstange 31, welche die Druckstange 24 der Honstein-Zustellvorrichtung 22 koaxial umgibt und zwei kegelförmige Ansätze 30 aufweist. Die Stange 31 hat zwischen den beiden kegelförmigen Ansätzen 30 eine Querbohrung 32, die von dem Querstift des kegelförmigen Kör- pers 23 der Zustellvorrichtung 22 durchsetzt ist und eine axiale Erstreckung hat, welche die Axialbewegung der Druck¬ stange 24 unabhängig von der hohlen Druckstange 31 erlaubt. Die beiden kegelförmigen Ansätze 30 liegen an den konischen Flächen der Ansätze 28 der Führungsleisten 25 an, so daß eine Axialbewegung der Druckstange 31 in eine Radialbewegung der Führungsleisten 25 umgesetzt wird, wobei die Führungs¬ leisten parallel zur Werkzeugachse 11 ausgerichtet bleiben.
Die Länge der Honsteine 17 ist so bemessen, daß sie etwa der dreifachen axialen Länge der Ausdrehung 3 entspricht. Bei der Bearbeitung wird das Werkzeug um seine Achse 11 rotie¬ rend angetrieben und zugleich axial in kurzen Hüben aufwärts und abwärts bewegt, so daß die Aufweitung 5 entsteht. Dabei erlaubt die Ausdrehung 3 einen Überlauf der Honsteine 17 über die innere Kante der Bohrungswandung hinaus nach unten. Während der Bearbeitung ist das Honwerkzeug mittels der Füh¬ rungsleisten 25 ständig in der Bohrung 2 geführt. Durch ra¬ diales Verstellen mittels der zweiten Zustellvorrichtung 29 wird ein vorgebbarer Anlagedruck der Führungsleisten 25 an der Bohrungswandung erzeugt, so daß eine ständige gleitende Führung sichergestellt ist.
Die Länge der Führungsleisten 25 soll ein Mehrfaches, minde¬ stens das Dreifache der Länge der Honsteine 17 betragen. Die Führungsleisten 25 sollen dabei derart angeordnet sein, daß das Honwerkzeug auch im oberen Bereich der Bohrung 2 geführt ist.
Das Honen mittels der Honsteine 17 kann in bekannter Weise meßgesteuert werden, wofür eine oder mehrere Meßstellen vor¬ zusehen sind, die mit einer Meßeinrichtung in Verbindung stehen, welche die Maß- und Formfehler der Werkstückbohrung erfaßt und ggf. eine Korrektursteuerung auslöst.
Wenn die Bearbeitung der Aufweitung 5 beendet ist, wird die Bohrung 2 über ihre ganze Länge mit entsprechend langen Hon¬ leisten weiterbearbeitet, die wie üblich radial und recht¬ winklig zur Werkzeugachse 11 zustellbar sind. Für diesen zweiten Bearbeitungsschritt kann das Werkzeug gegen ein Werkzeug mit Honleisten ausgewechselt werden, oder es kann das Werkstück zu einer weiteren Werkzeugspindel der Maschine transportiert werden, wo ein entsprechend ausgebildetes Hon¬ werkzeug vorhanden ist. Das Werkzeug kann aber auch so ausgebildet sein, daß die Führungsleisten 25 gegen Honlei¬ sten auswechselbar sind, so daß nach Beendigung der Vorbe¬ arbeitung lediglich Honleisten anstelle der Führungsleisten eingesetzt werden müssen und die Bearbeitung dann mit dem¬ selben Werkzeug fortgesetzt werden kann.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Werkstück mit zu seiner Stirn¬ seite schräg verlaufender Bohrung 6, wobei also die Boh¬ rungsachse 11A, wie auch aus Fig. 4 ersichtlich, schräg zu der Ebene 8 verläuft, in der die obere Begrenzung der Boh¬ rung 6 liegt.
Diese Bohrung wird mit dem Honwerkzeug nach Fig. 5 bearbei¬ tet, das im Aufbau weitgehend dem Werkzeug nach Fig. 1 ent¬ spricht. Das Werkzeug hat ebenfalls Schwenkleisten 15A, die jedoch am unteren Ende des Werkzeugkörperε 10A schwenkbar gelagert sind und an ihrem oberen Ende jeweils einen Hon¬ stein 33 tragen. Da die Honsteine am oberen Bohrungsende mit Überlauf arbeiten müssen, alf-o bei jedem aufwärts gerichte¬ ten Hub des Werkzeuges mit et-va einem Drittel ihrer Länge aus der Bohrung ausfahren, können sie sich selbst nicht gleichmäßig an der Bohrungswandung abstützen; wie Fig. 5 zeigt, ist die Bohrungswandung auf der dem dargestellten Honstein 33 gegenüberliegenden Seite kürzer, so daß die dort vorhandenen (nicht dargestellten) Honsteine wesentlich wei¬ ter aus der Bohrung ausfahren müssen als der dargestellte Honstein 33. Diese Arbeitsweise ergibt sich selbstverständ¬ lich auch bei der üblichen Bearbeitung mit langen Honlei¬ sten, mit denen die Bohrung über ihre ganze Länge bearbeitet wird. Das erfindungsgemäße Honwerkzeug dient zum Vorhonen des oberen Bohrungsendes und ist darum mit den kurzen Hon¬ steinen 33 versehen, was bei der Bearbeitung von Bohrungen im oberen Endbereich bisher nicht üblich war. Das Werkzeug wird in -seiner zur Bohrungsachse koaxialen Lage mittels der Führungsleisten 25 gehalten, die sich im Ausführungsbeispiel über annähernd die ganze Länge des Werkzeugkörpers 10A bis zu dessen unterem Ende erstrecken.
Das Werkzeug nach Fig. 5 wird zur Bearbeitung der Bohrung 6 eingesetzt, die durch Vorbearbeitung wie beispielsweise Feinbohren den Durchmesser dl hat. Nach dem Einfahren des Werkzeuges in die Bohrung werden zunächst die Führungslei¬ sten 25 hydraulisch zugestellt, wobei also die Zustell¬ vorrichtung 29 mit den beiden Kegeln 30 unter Beaufschlagung mit hydraulischem Druck nach unten verstellt wird. Sobald die Führungsleisten 25 mit Druck an der Bohrungswandung an¬ liegen, werden die Honsteine 33 zugestellt, wofür die Zu¬ stellvorrichtung 22A ebenfalls nach unten bewegt wird. Diese Zustellung kann ebenfalls hydraulisch, aber auch mechanisch ausgeführt werden, wobei eine übliche SchrittZustellung vor¬ gesehen sein kann. Die Bohrung wird dann am oberen Ende mit kurzen Hüben bearbeitet, wobei infolge der Anordnung der Honsteine 33 an den Schwenkleisten 15A eine konische Erwei¬ terung am oberen Bohrungsende entsteht, wie in Fig. 4 strichliert angedeutet ist. Diese Bearbeitung wird ausge¬ führt, bis das obere Bohrungsende das Maß d2 erhalten hat, das annähernd dem Fertigmaß d3 entspricht. Nach Werkzeug¬ wechsel oder Umsetzen des Werkstückes an eine andere Spindel wird dann die Bohrung mit üblichen Honleisten auf das Fer¬ tigmaß d3 gehont. Das Maß d2 soll an der unteren Toleranz¬ grenze des Fertigmaßes d3 liegen.
Fig. 6 zeigt das obere Ende einer Bohrung 7, die dort un¬ gleichmäßig verengt ist. Die Darstellung ist zur Verdeut¬ lichung in den relativen Maßen übertrieben. Derartige un¬ gleiche Verengungen können dadurch entstehen, daß das Boh¬ rungsende zur Erfüllung besonderer Anforderungen gehärtet oder beschichtet wurde.
Fig. 7 zeigt ein Honwerkzeug, das zur Bearbeitung der Boh¬ rung nach Fig. 6 bestimmt ist. Dieses Werkzeug ist in einer Sacklochbohrung 7 gezeigt, wobei am unteren Ende des Werk¬ zeugkörpers 10B ebenfalls Honsteine 17 entsprechend der Aus¬ führung nach Fig. 1 vorgesehen sind, die hier jedoch paral¬ lel zur Werkzeugachse 11B radial zustellbar sind. Eine sol¬ che Kombination ist jedoch nicht erforderlich, vielmehr kann das Werkzeug auch so ausgebildet sein, daß lediglich das obere Bohrungsende bearbeitet wird.
Das Honwerkzeug nach Fig. 7 hat eine kombinierte Zustell¬ vorrichtung 37, 38 entsprechend dem Werkzeug nach Fig. 1, jedoch werden hier die Honsteinträger 36 von den beiden Kegeln der Zustellvorrichtung 38 verstellt, während der Kegel der mittleren Zustellvorrichtung 37 Führungsleisten 35 zugeordnet ist. Diese Führungsleisten 35 haben ebenfalls einen Gleitbelag 35A. Sie erstrecken sich nach oben bis etwa an den Arbeitsbereich der oberen kurzen Honsteine 34. Die Führungsleisten sind daher im Bereich unterhalb des Boh¬ rungsendes wirksam, das die ungleichmäßige Verengung auf¬ weist. Nach dem Einfahren des Werkzeuges in die Bohrung 7 werden zunächst die Führungsleisten 35 zugestellt, so daß das Werkzeug im mittleren und unteren Teil der Bohrung ko¬ axial zur Bohrungsachse abgestützt ist. Danach werden die Honsteinleisten 36 zugestellt, und die Honsteine 34 können mit kurzen Hüben das obere Bohrungsende bearbeiten, bis der Bohrungsdurchmesser dort annähernd das Fertigmaß erreicht hat. Anschließend wird die Bohrung mittels eines üblichen Honwerkzeuges auf Fertigmaß gehont.
Bei dem kombinierten Werkzeug, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, wird mit den Kurzhüben zugleich das untere Bohrungsende mittels der Honsteine 17 vorbearbeitet, entsprechend der Ar¬ beitsweise des Werkzeuges nach Fig. 1. Diese Vorbearbeitung mit Parallelverschiebung der Honsteine 17 zur Werkzeugachse 11B führt ebenfalls zu einem guten Ergebnis des Vorhonens in der Nähe des Bodens 4 der Sacklochbohrung.
Eine derartige ParallelZustellung ist auch für das Werkzeug nach Fig. 5 geeignet.
Für die Zustellung der Führungsleisten und der die Honsteine tragenden Leisten ist jede Art von DoppelZustellung geeig¬ net. Solche Zustellungen sind im Stand der Technik in ver¬ schiedenen Ausführungen bekannt. Insbesondere kann die Dop- pel-Zustellvorrichtung 37, 38 nach Fig. 7 so ausgeführt sein, daß den Führungsleisten 35 nicht nur ein Kegelkörper zugeordnet ist, sondern - in gleicher Weise wie für die Leisten 36 - zwei Kegelkörper für die Zustellvorrichtung 37 vorgesehen sind, um eine genaue Parallelausrichtung der Füh rungsleisten 35 zur Werkzeugachse 11B zu gewährleisten.
Die Verteilung der Honsteine und der Führungsleisten über den Umfang des Honwerkzeuges entspricht auch bei den Ausfüh rungen nach den Fig. 5 und 7 der Darstellung in Fig. 2. Ebenso ist bei allen Ausführungsformen des Honwerkzeugs ein starre Abstützung der Führungsleisten an der Bohrungswandun vorgesehen, beispielsweise durch Beaufschlagen der Zustell¬ vorrichtung mit einem hydraulischen Medium.

Claims

Patentansprüche
1. Honwerkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen, mit am Umfang des Werkzeugkörpers (10; 10A; 10B) verteilt angeordneten Honsteinen (17; 33; 34), die kürzer als der Werkzeugkör¬ per (10; 10A; 10B) und an ihm endseitig angeordnet sind, und die in Richtung auf die Bohrungswandung zustellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Honsteinen (17; 33; 34) nicht schneidende Führungsleisten (25; 35) zugeordnet sind, die sich am Umfang des Werkzeugkörpers (10; 10A; 10B) parallel zur Werkzeugachse (11; 11A; 11B) und min¬ destens über einen Teil ihrer Länge außerhalb des Ar¬ beitsbereiches der Honsteine (17; 33; 34) erstrecken, und daß die Führungsleisten (25; 35) unabhängig von der Zustellbewegung der Honsteine (17; 33; 34) in Richtung auf die Bohrungswandung zustellbar sind und das Honwerk¬ zeug an der Bohrungswandung starr abstützen.
2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Honsteine (17) am unteren Ende des Werkzeugkörpers (10) angeordnet sind, bezogen auf die Lage des Honwerkzeuges in der Boh¬ rung (2) .
3. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Honsteine (33; 34) am oberen Ende des Werkzeugkörpers (10A; 10B) angeordnet sind, bezogen auf die Lage des Honwerkzeuges in der Bohrung (6; 7) .
4. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (25; 35) eine größere Länge haben als die Honsteine (17; 33; 34).
5. Honwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Führungslei¬ sten .(25; 35) mindestens das Dreifache der Länge der Honsteine (17; 33; 34) beträgt.
6. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens einige der Führungsleisten (25) jeweils bis zwischen zwei benach¬ barte Honsteine (17; 33) erstrecken.
7. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Honsteine (17; 34) in Parallellage zur Werkzeugachse (11B) radial verschiebbar sind.
8. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Honsteine (17; 33) an Schwenkleisten (15; 15A) befestigt sind, die mittels einer Zustellvorrichtung (22; 22A) verschwenkbar sind.
9. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (25; 35), vorzugsweise über ihre ganze Länge, mit einem ver¬ schleißfesten Gleitbelag (27; 35A) versehen sind.
10. Honwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitbelag (27; 35A) aus abriebfestem Gleitwerkstoff besteht, beispielsweise aus Hartmetall, Grauguß oder Kunststoff.
11. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (25) ge¬ gen Honleisten auswechselbar sind.
.
12. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Honsteine (17; 33) und die Führungsleisten (25) in gleicher Anzahl vorhanden und über den Umfang des Werkzeugkörpers (10; 10A) ab¬ wechselnd gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
13. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (25; 35) hydraulisch zustellbar sind.
14. Verwendung eines Honwerkzeuges nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 13 zum Vorhonen von Sacklochbohrungen.
15. Verwendung eines Honwerkzeuges nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 13 zum Vorhonen des oberen Endes von Bohrungen, deren obere Begrenzung in einer zur Bohrungsachse (11A) schräg lie¬ genden Ebene (8) liegt.
16. Verwendung eines Honwerkzeuges nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 13 zum Vorhonen des oberen Endes von Bohrungen, die am obe¬ ren Ende über den Bohrungsumfang ungleichmäßige Veren¬ gungen aufweisen.
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