WO2005058541A1 - Verfahren zum universellen entgraten von kanten an bohrungen und werkzeug zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum universellen entgraten von kanten an bohrungen und werkzeug zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO2005058541A1
WO2005058541A1 PCT/DE2004/002702 DE2004002702W WO2005058541A1 WO 2005058541 A1 WO2005058541 A1 WO 2005058541A1 DE 2004002702 W DE2004002702 W DE 2004002702W WO 2005058541 A1 WO2005058541 A1 WO 2005058541A1
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tool
realizing
deburring
abrasive
edges
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PCT/DE2004/002702
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Inventor
Karl Bauch
Original Assignee
Iobb Produktideen Vorausentwicklung Und Problemlö Sungen Gmbh
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/10—Bits for countersinking
    • B23B51/102—Back spot-facing or chamfering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2250/00—Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
    • B23B2250/12—Cooling and lubrication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/02—Use of a particular power source
    • B23B2270/025—Hydraulics

Definitions

  • the invention described below presents a method and the associated tool with which any type of edges in the course of a bore, which arise due to penetrations, are reliably freed from adhering cutting residues, in the technical term burr.
  • Deburring tools such as countersinks
  • countersinks are known, which are placed on flat bore penetrations and provide the penetration edges with a chamfer on flat or slightly inclined surfaces, so that the often dangerously cutting and undefined burr attachments are removed.
  • this procedure can only be used if the respective edge is accessible from the outside.
  • Tools such as those sold by Kempf GmbH, Reichenbach / Fils, were developed for multiple penetrations.
  • BCU reverse countersink For the undefined removal of burrs and in rare cases for the attachment of a small chamfer, this company also offers tools with the designation Burraway.
  • this tool is not suitable for deburring edges that result from partial interruptions in the drilling or transverse drilling. In this case, the backward countersink would not deburr. The Burraway tool is destroyed in this application.
  • VSH Siegfried Herman from Laupheim offers a tool called Orbitool for deburring intersecting holes.
  • This tool is able to remove burrs from edges on intersecting holes.
  • the condition is that either the side of the small hole can be deburred, or that the intersecting holes have approximately the same size and their axes are only slightly offset from one another.
  • This tool is ineffective at intersections or breakthroughs that create an edge approximately along the axis of the hole.
  • Further tools for deburring edges especially for use in machines, can be found in the relevant catalogs from Hoffmann, Kunststoff and Hahn and Kolb, Stuttgart. Hand tools that adapt to the edge course, such as B. Universal deburrer, can be seen in the Hoffmann catalog 2003/2004 from page 976 to 979.
  • brushes allow the removal of slightly adhering burrs. However, they cannot create a defined chamfer or rounding.
  • the method according to the invention is as described in claim 1. Developments of the method are described in claims 2 to 5. Claim 6 describes a tool for realizing the method. The following claims describe further developments of this tool.
  • the new process realizes reliable deburring on machine tools, e.g. B. Machining centers. Due to the overlapping axial and rotary movement of a tool developed for this application along a hole, all edges, regardless of their course, are reliably deburred without affecting the inner skin of the hole.
  • the impairment of the bore is excluded in this method by the fact that abrasive and tapering elements which are arranged so as to be movable are smoothed at their tips when the bore is intact.
  • the contour on this smoothing ideally corresponds to the radius of the hole in which the tool is moving. It follows that if the cross-section of the bore is intact, there is meaningless sliding between the deburring tool and the inner wall of the bore. As soon as the inner wall of the hole springs back, the resilient extensions on which the conical abrasive elements sit move outwards. The abrasive part of the tapered element engages on the edge of the hole.
  • the tapered projections which are preferably shaped as a spherical cap or truncated cone, can only act at the points where the slope of the abrasive element does not rest on the inner wall of the bore when the smoothed element tip is not in contact located.
  • a large number of abrasive spring elements offset on the circumference are necessary.
  • Tools are shown that have only a limited number of abrasive elements with smoothed tips. To ensure that all edges, regardless of their position, are reliably deburred and that edges can be deburred close to the bottom area of blind holes, the axial movement of the tool is superimposed by a rotational movement. This ensures that each edge comes into contact with the tapered abrasive part.
  • the tool In order to adapt the contact pressure of the abrasive tool surfaces to the bore and in particular to the edges in the course of the bore to different materials, it is possible for the tool to change the resilient or oscillating length of the extensions designed as springs. This is done by moving an internal component, which cancels the spring action between the resilient extensions, further to the front to shorten the resilient length or to the rear to extend the resilient length.
  • this element can be done manually by means of an adjusting screw or automatically by means of a piston actuated by a supplied fluid, which acts, for example, against a spring.
  • the change can be implemented by an actuator which has the shape of a toothed or star washer, for example.
  • the radial projections of this disc lie between the resilient extensions and prevent them from deflecting because the disc forms a closed cross section together with these elements. The further this disc is pushed forward, the smaller the remaining resilient length of the extensions.
  • These toothed lock washers are particularly suitable for directing the centrally supplied medium directly to the abrasive elements in order to rinse them and to remove the removed material particles.
  • a guide or sealing ring positioned in the direction of the tool holder (2) or tool shank prevents the flushing medium from flowing back and thus ensures a clean bore so that no chips are removed when the tool is pulled out.
  • the head of the deburring tool can be provided with bores which direct the cooling lubricant towards the abrasive elements and thus contribute in the same way to the constant cleaning of the tools and their correct functioning.
  • the media used on the machines, such as cooling lubricants, oils or compressed air, are possible as a cleaning medium.
  • the deburring tool consists at least of a head, a downstream extension and a holder (2). In the case of small tools in particular, the head and the extension can be produced from one piece.
  • a drive is arranged between the receptacle (2) and the extension or between the extension and the head, which drive is driven by cooling lubricant or compressed air which are passed through the machine spindle.
  • the components are provided with holes so that the deburring head can be continuously rinsed.
  • the deburring head is designed such that its end provided with an axial bore and its slotted end carries as resilient elements for receiving the abrasive tapering deburring bodies provided with sliding tips.
  • the smoothed tip - hereinafter referred to as the sliding tip - of each individual tapering and movably mounted elevation on the deburring head prevents the abrasive part of the tool from coming into contact with the bore wall. Only when this sliding tip is no longer in contact with the inner wall of the bore can the deburring body step outwards and work with its abrasive surface on the edges adjacent to the bore.
  • non-aligned cutting edges such as. B. coated with diamond dust abrasive as an abrasive component to use.
  • contours are also possible that have defined cutting edges, such as. B. a cross toothing as is the case with files are provided.
  • Fig. 1 shows the schematic representation of a spindle with tool holder and inserted deburring tool.
  • Fig. 2 shows a top view of the tip of the deburring head of the tool shown in Fig. 1 with abrasive elements that are conically shaped, both in the deburring position and in the sliding position in the bore.
  • Fig. 3 shows a view of a head of the deburring tool with a dome-shaped shape of the abrasive element in the extended, i.e. deburring position.
  • Fig. 4 shows the same tool in sliding position within the hole.
  • Fig. 5 shows a section of a workpiece with different sized, decentrally intersecting holes.
  • Fig. 6 shows the function of the deburring tool at the position shown in Fig. 5.
  • Fig. 7 shows the top view of a deburring head with spherical abrasive elements.
  • Fig. 8 shows the full cut on a deburring head with spherical abrasive elements.
  • Fig. 9 shows the section aa through the deburring head at the position shown in Fig. 8.
  • Fig. 10 shows a head of the deburring tool in full section with a manually adjustable adjusting element, without abrasive elements.
  • Fig. 11 shows the section a-a, at the position marked in Fig. 10.
  • Fig. 12 shows the head of a deburring tool with a guide and sealing element on the outer contour and a plug or adjusting element in the central bore including holes for direct feeding of a flushing medium to the abrasive elements.
  • Fig. 13 shows a deburring tool in partial section with single-acting spring-loaded tapered elements in the rod tapering at the abrasive points with elements smoothed at the tips.
  • Fig. 14 shows a deburring tool in partial section with double-acting elements inserted into the rod, which are acted upon by pressure on the hydraulic ring surfaces and tapered at the abrasive points with elements smoothed at the tips.
  • Pos. 2 tool holder (holder)
  • Pos. 5 tapered abrasive elements
  • Pos. 7 control and / or distribution and guide element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an und entlang von Bohrungen, wobei ein Werkzeug, das zumindest eine beweglich gelagerte sich verjüngende abrasive Erhebung (5), die an der Spitze geglättet (5.1) ist, besitzt, mit sich überlagernden axialen und rotatorischen Bewegungen durch die Bohrung hindurchgeführt wird, und Werkzeug zum Realisieren eines solches Verfahrens wobei das Werkzeug, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als die zu entgratende Bohrung, über bewegliche, mit dem Kopf verbundene, sich nach aussen hin verjüngende abrasive Elemente (5) mit geglätteten Spitzen (5.1) verfügt, die aufgrund einwirkender Kraft bestrebt sind, sich über den Werkzeugdurchmesser hinaus nach aussen zu bewegen.

Description

Beschreibung
Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an Bohrungen und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens
Die nachfolgend beschriebene Erfindung stellt ein Verfahren und das dazugehörige Werkzeug vor, mit dem jede Art von Kanten im Verlauf einer Bohrung, die aufgrund von Durchdringungen entstehen, zuverlässig von anhaftenden Zerspanungsresten, in der Fachsprache Grat genannt, befreit werden.
Bekannt sind Entgratwerkzeuge, wie Senker, die an ebenen Bohrungsdurchdringungen aufgesetzt werden und die Durchdringungskanten an ebenen oder leicht schrägen Flächen mit einer Fase versehen, so dass die oft gefährlich schneidenden und Undefinierten Gratanhaftungen entfernt sind. Dieses Verfahren lässt sich jedoch nur anwenden, wenn die jeweilige Kante von außen zugänglich ist. Für Mehrfachdurchdringungen wurden Werkzeuge entwickelt, wie sie die Firma Kempf GmbH, Reichenbach/Fils vertreibt. Speziell sei dabei auf Werkzeuge mit der Bezeichnung BCU-Rückwärtssenker hingewiesen. Für die Undefinierte Entfernung von Grat und in seltenen Fällen zur Anbringung einer geringen Fase bietet diese Firma zusätzlich Werkzeuge mit der Bezeichnung Burraway an. Dieses Werkzeug ist ebenso wie bei Rückwärtssenkern nicht geeignet, Kanten, die durch parzielle Bohrungsunterbrechungen oder Querbohrungen entstehen, zu entgraten. Der Rückwärtssenker würde in diesem Fall keine Entgratung vornehmen. Das Burraway- Werkzeug wird bei diesem Einsatzfall zerstört.
Zum Entgraten von sich kreuzenden Bohrungen wird von der Firma VSH Siegfried Herman aus Laupheim ein Werkzeug mit der Bezeichnung Orbitool angeboten. Diesem Werkzeug ist es möglich, den Grat von Kanten an sich überschneidenden Bohrungen zu entfernen. Bedingung ist jedoch, dass entweder von Seiten der kleinen Bohrung entgratet werden kann, oder dass die sich kreuzenden Bohrungen annähernd gleiche Größe haben und deren Achse nur geringfügig zueinander versetzt ist. Bei Kreuzungen oder Durchbrüchen, die eine Kante annähernd entlang der Bohrungsachse entstehen lassen, ist dieses Werkzeug wirkungslos. Weitere Werkzeuge zum Entgraten von Kanten, insbesondere zum Einsatz in Maschinen, sind aus den einschlägigen Katalogen der Firma Hoffmann, München und Hahn und Kolb, Stuttgart zu ersehen. Handwerkzeuge, die sich dem Kantenverlauf anpassen, wie z. B. Universalentgrater, sind im Hoffmann-Katalog 2003/2004 von Seite 976 bis 979 zu sehen. Diese Werkzeuge sind für maschinelles Entgraten jedoch nicht einzusetzen, da die Eindringtiefe der Schneide in die jeweilige Kante Kraft bzw. vom Geschick des Werkers bestimmt wird. Bei maschinellem Einsatz dieser Werkzeuge kommt es meist bereits nach dem ersten Kantenverlauf zum Bruch. Zusätzlich lassen sich mit diesen Werkzeugen Kanten entlang der Bohrung nicht entgraten.
Zum maschinellen Entgraten werden teilweise Senker mit Kugelform, Viertelkreisform oder Kegelform sowie mit Konturverlauf in Form einer Flamme oder eines Tropfens, eines Spitzbogens, eines Rades, einer Halbkugel und eines Konus verwendet. Auch mit diesen Werkzeugen lassen sich die oft in ihrer Lage und Größe Undefinierten Kantenverläufe der Durchbrüche an Bohrungen nicht zuverlässig entgraten. Die Rotation dieser Werkzeuge führt zudem beim Eingriff an der Kante zu Auslenkungen und zum Teil zur unzulässigen Beschädigung der Bohrungswandung. Zum Teil werden diese speziell geformten Fräswerkzeuge auch als Schleifwerkzeuge ausgestattet. Die zuvor beschriebene Problematik bleibt dabei jedoch bestehen.
Die gleiche Problematik der verletzten Bohrungsinnenhaut trifft auch beim Entgraten mit Bürsten zu. Bürsten ermöglichen ansonsten das Entfernen von leicht anhaftendem Grat. Sie können jedoch keine definierte Fase oder Rundung erzeugen.
Andere Verfahren zum Entfernen von Grat an Durchbrüchen entlang von Bohrungen sind aus verschiedensten Gründen oft nicht wirtschaftlich bzw. zum Teil nicht zugelassen und realisierbar. Um nur einige dieser Verfahren zu benennen, sei dabei das Gleitschleifen mittels Hindurchpressen eines mit Schleifkörnern versetzten Mediums durch Bohrungen erwähnt. Hier ist es jedoch notwendig, alle Durchbrüche und Aussparungen, die insbesondere an Gussteilen einen undefinierbaren Verlauf nehmen, abzudichten und anschließend das Medium gründlich aus allen Bohrungen und Hohlräumen zu entfernen. Andere Verfahren, wie das elektrochemische oder das thermische Entgraten, wie z. B. Explosionsentgraten, sind häufig aufgrund der Undefinierten Größe der Gratanhaftungen und der veränderlichen Lage der Kanten nicht zuverlässig oder aufgrund von Vorgaben der Hersteller und der Materialzusammensetzung unzulässig.
Aufgrund dieser Gegebenheiten stellt sich folgende Aufgabe: Die Schaffung eines Verfahrens bzw. eines Werkzeuges zum Entfernen von Grat und Anbringen einer möglichst definierten Fase an alle Kanten, die entlang einer Bohrung entstehen können. Besonders wird darauf abgezielt, dass dieses Verfahren bzw. Werkzeug die oft mit hoher Genauigkeit und Feinheit hergestellte Bohrungswandung nicht verletzt. Es wird gewünscht, dass möglichst geringe thermische und chemische Einflüsse durch das Entgraten entstehen. Zielsetzung ist es ferner, die Entgratung möglichst auf den NC-gesteuerten Bearbeitungsmaschinen selbst durchzuführen. Voraussetzungen dafür sind, dass die vorhandenen Fähigkeiten der NC-Maschinen für das neue Verfahren und das neue Werkzeug ausreichen und dass das Entgraten möglichst wenig Zeit beansprucht. Eine weitere Zielsetzung für das neue Verfahren und das dazugehörige Werkzeug sind eine ausreichend lange Lebensdauer und wirtschaftlich vertretbare Kosten.
Das Verfahren gestaltet sich erfindungsgemäß wie in Anspruch 1 beschrieben. Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben. Anspruch 6 beschreibt ein Werkzeug zur Realisierung des Verfahrens. Die nachfolgenden Ansprüche beschreiben Weiterbildungen dieses Werkzeuges. Das neue Verfahren realisiert erstmals eine zuverlässige mittels Werkzeug durchgeführte Entgratung an Werkzeugmaschinen, wie z. B. Bearbeitungszentren. Durch sich überlagernde axiale und rotatorische Bewegung eines für diesen Einsatzfall entwickelten Werkzeuges entlang einer Bohrung werden alle Kanten, unabhängig von deren Verlauf, zuverlässig entgratet, ohne dass die Innenhaut der Bohrung beeinträchtigt wird. Die Beeinträchtigung der Bohrung wird bei diesem Verfahren dadurch ausgeschlossen, dass bei intaktem Bohrungsverlauf beweglich angeordnete abrasive und sich verjüngende Elemente an ihren Spitzen geglättet sind. Die Kontur an dieser Glättung entspricht idealerweise dem Radius der Bohrung, in der sich das Werkzeug bewegt. Daraus folgt, dass bei intaktem Bohrungsquerschnitt bedeutungsloses Gleiten zwischen dem Entgratwerkzeug und der Bohrungsinnenwandung vorherrscht. Sobald die Bohrungsinnenwandung zurückspringt, bewegen sich die federnden Fortsätze, auf denen die konisch verlaufenden abrasiven Elemente sitzen, nach außen. Der abrasive Teil des konisch verlaufenden Elementes kommt an der Kante der Bohrung zum Eingriff. Wird das Werkzeug lediglich in axialer Richtung, möglichst in schneller alternierender Bewegung, vorangeschoben, so können die bevorzugt als Kalotte oder Kegelstumpf geformten sich verjüngenden Fortsätze nur an den Stellen wirken, an denen sich die Schräge des abrasiven Elementes bei Nichtanliegen der geglätteten Elementspitze an der Bohrungsinnenwand befindet. Um in diesem Fall jede Kantenposition abzudecken, ist eine Vielzahl von am Umfang versetzten abrasiven Federelementen notwendig. Diese müssen dann in mehreren Reihen aufgeschichtet sein und führen dazu, dass insbesondere Durchbrüche und Aussparungen im Endbereich von Sacklochbohrungen nicht zuverlässig entgratet werden können. Eine derartige Ausführung ist deswegen bildlich nicht näher dargestellt, obwohl sie für eine Reihe von Einsatzfällen erhebliche Fortschritte bringen würde.
Dargestellt sind Werkzeuge, die nur über eine begrenzte Anzahl von abrasiven Elementen mit geglätteten Spitzen verfügen. Damit alle Kanten, unabhängig von ihrer Position, zuverlässig entgratet werden und die Entgratung von Kanten bis nahe an den Bodenbereich von Sacklochbohrungen möglich ist, wird die Axialbewegung des Werkzeuges von einer Rotationsbewegung überlagert. Damit wird sichergestellt, dass jede Kante mit dem sich verjüngenden abrasiven Teil in Berührung kommt. Um den Anpressdruck der abrasiven Werkzeugflächen an die Bohrung und insbesondere an die Kanten im Verlauf der Bohrung an unterschiedliche Werkstoffe anzupassen, ist es dem Werkzeug möglich, die federnde bzw. schwingende Länge der als Federn ausgelegten Fortsätze zu verändern. Dies geschieht dadurch, dass ein innenliegendes Bauteil, das die Federwirkung zwischen den federnden Fortsätzen aufhebt, weiter nach vorne zur Verkürzung der federnden Länge oder nach hinten zur Verlängerung der federnden Länge bewegt wird. Die Positionierung dieses Elementes lässt sich manuell mittels Stellschraube oder automatisch mittels eines durch ein zugeführtes Fluid betätigten Kolbens, der beispielweise gegen eine Feder wirkt, bewerkstelligen. Alternativ oder zusätzlich zur beschriebenen Veränderung der federnden Länge lässt sich die Veränderung durch ein Stellglied, das zum Beispiel die Form einer Zahn- oder Sternscheibe hat, realisieren. Die radialen Auskragungen dieser Scheibe liegen zwischen den federnden Fortsätzen und verhindern das Einfedern dieser, weil die Scheibe zusammen mit diesen Elementen einen geschlossenen Querschnitt bildet. Je weiter diese Scheibe nach vorne geschoben wird, umso geringer ist die verbleibende federnde Länge der Fortsätze. Diese Zahnscheiben eignen sich besonders dafür, das zentral zugeführte Medium nach außen direkt hin zu den abrasiven Elementen zu leiten, um diese zu spülen und die abgetragenen Materialpartikel auszutragen. Ein in Richtung Werkzeugaufnahme (2) oder Werkzeugschaft positionierter Führungs- oder Dichtungsring verhindert das Zurückfließen des Spülmediums und sorgt so für eine saubere Bohrung, damit keine Schäden beim Ausziehen des Werkzeuges durch zurückgebliebene Späne entstehen. Alternativ zu dieser Fluidzuleitung kann der Kopf des Entgratwerkzeuges mit Bohrungen versehen sein, die das Kühlschmiermittel zielgerichtet auf die abrasiven Elemente hinführt und so in gleicher Weise zur stetigen Reinhaltung der Werkzeuge und deren korrekten Funktionsweise beiträgt. Als Reinigungsmedium sind die an den Maschinen verwendeten Medien, wie Kühlschmiermittel, Öle oder Druckluft, möglich. Das Entgratwerkzeug setzt sich zumindest aus einem Kopf, einer nachgeschalteten Verlängerung und einer Aufnahme (2) zusammen. Insbesondere bei kleinen Werkzeugen kann der Kopf und die Verlängerung aus einem Stück erzeugt sein. Im speziellen Fall ist zwischen Aufnahme (2) und Verlängerung bzw. zwischen Verlängerung und Kopf ein Antrieb angeordnet, der durch Kühlschmiermittel oder Druckluft, die durch die Maschinenspindel hindurchgeführt werden, angetrieben. Die Bauteile sind im besonderen Fall mit Bohrungen versehen, so dass stetiges Spülen des Entgratkopfes möglich ist.
Der Entgratkopf ist im bevorzugten Fall so gestaltet, dass sein mit einer Axialbohrung versehenes und sein geschlitztes Ende als federnde Elemente zum Aufnehmen der abrasiven sich verjüngenden und mit Gleitspitzen versehenen Entgratkörper trägt. Durch die geglättete Spitze - nachfolgend Gleitspitze genannt - jeder einzelnen sich verjüngenden und bewegllich gelagerten Erhebung am Entgratkopf wird verhindert, dass der abrasive Teil des Werkzeuges mit der Bohrungswand in Kontakt kommt. Erst wenn diese Gleitspitze nicht mehr an der Bohrungsinnenwand anliegt, kann der Entgratkörper nach außen treten und mit seiner abrasiven Fläche die an die Bohrung angrenzenden Kanten bearbeiten. In einem ersten Schritt ist vorgesehen, nicht ausgerichtete Schneiden, wie z. B. mit Diamantstaub beschichtete Schleifkörper als abrasives Bauteil, zu verwenden. Möglich sind jedoch auch Konturen, die mit definierten Schneiden, wie z. B. einer Kreuzverzahnung wie dies bei Feilen der Fall ist, versehen sind.
Die beigefügten Abbildungen stellen folgendes dar:
Abb. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Spindel mit Werkzeugaufnahme und eingesetztem Entgratwerkzeug.
Abb. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Spitze des Entgratkopfes des in Abb. 1 dargestellten Werkzeuges mit abrasiven Elementen, die konisch geformt sind, sowohl in Entgratposition als auch in Gleitposition in der Bohrung.
Abb. 3 zeigt die Ansicht auf einen Kopf des Entgratwerkzeuges mit kalottenförmiger Ausformung des abrasiven Elementes in ausgefahrener, also Entgratposition.
Abb. 4 zeigt das gleiche Werkzeug in Gleitposition innerhalb der Bohrung.
Abb. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Werkstück mit unterschiedlich großen, sich dezentral kreuzenden Bohrungen.
Abb. 6 zeigt die Funktion des Entgratwerkzeuges an der in Abb. 5 dargestellten Position.
Abb. 7 zeigt die Draufsicht auf einen Entgratkopf mit kugelförmigen abrasiven Elementen.
Abb. 8 zeigt den Vollschnitt auf einen Entgratkopf mit kugelförmigen abrasiven Elementen.
Abb. 9 zeigt den Schnitt a-a durch den Entgratkopf an der in Abb. 8 dargestellten Position. Abb. 10 zeigt einen Kopf des Entgratwerkzeuges im Vollschnitt mit manuell verstellbarem Stellelement, ohne abrasive Elemente.
Abb. 11 zeigt den Schnitt a-a, an der in Abb. 10 gekennzeichneten Position.
Abb. 12 zeigt den Kopf eines Entgratwerkzeuges mit Führungs- und Dichtelement an der Außenkontur und Stopfen- oder Stellelement in der zentrischen Bohrung inklusive Bohrungen zum direkten Zuführen eines Spülmediums zu den abrasiven Elementen.
Abb 13 zeigt ein Entgratwerkzeug im Teilschnitt mit in die Stange eingesetzten einseitig wirkenden und federbelasteten an den abrasiven Stellen sich verjüngenden mit an den Spitzen geglätteten Elementen.
Abb 14 zeigt ein Entgratwerkzeug im Teilschnitt mit in die Stange eingesetzten doppelseitig wirkenden durch Druck auf die hydraulischen Ringflächen beaufschlagten an den abrasiven Stellen sich verjüngenden mit an den Spitzen geglätteten Elementen.
Bezugszeichenliste:
Pos. 1 = Spindel
Pos. 2 = Werkzeugaufnahme (Aufnahme)
Pos. 3 = Werkzeugstange (Stange)
Pos. 4 = Werkzeugkopf (Kopf)
Pos. 5 = sich verjüngende abrasive Elemente
Pos. 5.1 = geglättete Spitzen
Pos. 6 = federnde Fortsätze
Pos. 7 = Stell- und/oder Verteil- und Leitelement
Pos. 8 = Führungs- und Dichtelement
Pos. 9 = Dichtstopfen
Pos. 10 = Werkstück
Pos. 10.1 = Bohrung
Pos. 10.2 = Bohrungskanten

Claims

AnsprücheVerfahren zum universellen Entgraten von Kanten an Bohrungen und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens
1. Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an und entlang von Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug, das zumindest eine beweglich gelagerte sich verjüngende abrasive Erhebung (5), die an der Spitze geglättet (5.1) ist, besitzt, mit sich überlagernden axialen und rotatorischen Bewegungen durch die Bohrung hindurchgeführt wird.
2. Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an und entlang von Bohrungen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine alternierende Axialbewegung des Entgratwerkzeuges bzw. des die abrasiven Erhebungen (5) tragenden Entgratkopfes durch das über die Spindel hinzugeführte Kühlschmiermittel oder die eingeleitete Druckluft erzeugt wird.
3. Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an und entlang von Bohrungen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Axial-, als auch die Drehbewegung alternierend ist und ausschließlich von der Maschine aus geht.
4. Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an und entlang von Bohrungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Axial-, als auch die Rotationsbewegung vom Werkzeug herrührt.
5. Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an und entlang von Bohrungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Eingriff befindlichen Werkzeugteile gezielt mit einem geeigneten Medium während des Arbeitseinsatzes zum Austragen der abgetragenen Partikel gespült werden.
6. Werkzeug zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als die zu entgratende Bohrung, über bewegliche, mit dem Kopf verbundene, sich nach außen hin verjüngende abrasive Elemente (5) mit geglätteten Spitzen (5.1) verfügt, die aufgrund einwirkender Kraft bestrebt sind, sich über den Werkzeugdurchmesser hinaus nach außen zu bewegen.
7. Werkzeug nach Anspruch 6 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Entgratwerkzeuges durch mehrfache Teilung, vorzugsweise in Längsrichtung, federnde Fortsätze (6) aufweist, an denen die sich nach außen hin verjüngenden abrasiven Elemente (5) befestigt sind.
8. Werkzeug nach Anspruch 6 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die abrasiven Elemente (5) in der Stange (3) des Werkzeuges, vorzugsweise radial beweglich gelagert und mit einer Hubbegrenzung, insbesondere gegen zu weites Hervortreten, versehen sind.
9. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das abrasive Element (5) zumindest im Bereich ihres abrasiven Teiles die Form einer Kugel oder zumindest einer Teilkugel besitzt.
10. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das abrasive Element (5) zumindest im Bereich ihres abrasiven Teiles die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes besitzt.
11. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 10 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, die die abrasiven Elemente (5) nach außen bewegt, durch Federn und/oder durch eine hydraulisch beaufschlagte Fläche erzeugt wird.
12. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 11 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die federnde Länge der Fortsätze (6) und damit die auf die abrasiven Elemente (5) einwirkende Kraft durch ein verschieblich angeordnetes Stellelement (7) einstellbar ist.
13. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 12 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug über Bohrungen und Aussparungen zur direkten Zuführung zumindest eines Spülmediums an die abrasiven Elemente (5) verfügt.
14. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 13 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug an der der Aufnahme (2) zugewandten Seite am Umfang ein Führungs- und/oder Dichtelement gegenüber der Bohrung aufweist.
15. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 14 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mit den abrasiven Elementen versehene Teil des Werkzeuges als austauschbarer Kopf (4) gestaltet ist.
16. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 15 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kopf (4) und Aufnahme (2) durch eine Kolben-Feder-Anordnung eine axiale Schwingbewegung erzeugt wird.
17. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 16 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze des Entgratwerkzeuges als austauschbares Führungselement gestaltet ist, das zum Überbrücken von langen Bohrungsunterbrechungen geeignet ist.
18. Werkzeug nach den Ansprüchen 6 und 12 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das verschieblich angeordnete Stellelement (7) mittels auf einen Kolben wirkenden Fluiddrucks, der gegen eine Federkraft wirkt, automatisch positionierbar ist.
19. Werkzeug nach den Ansprüchen 6, 12 und 18 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verschieblich gelagerte Stellelement (7) als Verteil- und Leitelement des zugeführten Fluids hin zu den abrasiven Elementen (5) ausgebildet ist.
20. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 19 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein hub- oder zeitgesteuerter Kolben eine alternierende axiale Relativbewegung zwischen Aufnahme und dem Kopf des Entgratwerkzeuges erzeugt.
21. Werkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 20 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein hub- oder zeitgesteuerter Kolben eine überlagernde radiale und axiale Relativbewegung zwischen Aufnahme (2) und dem Kopf (4) des Entgratwerkzeuges erzeugt.
22. Werkzeug nach den Ansprüchen 6 bis 10 zum Realisieren des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die geglätteten Spitzen (5.1) in einem Radius enden, der näherungsweise dem Radius der Werkstückbohrung entspricht.
PCT/DE2004/002702 2003-12-10 2004-12-09 Verfahren zum universellen entgraten von kanten an bohrungen und werkzeug zur durchführung des verfahrens WO2005058541A1 (de)

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DE2003158087 DE10358087A1 (de) 2003-12-10 2003-12-10 Verfahren zum universellen Entgraten von Kanten an Bohrungen und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens

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