WO2012013425A1 - Werkzeug zum positionshonen - Google Patents

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WO2012013425A1
WO2012013425A1 PCT/EP2011/060286 EP2011060286W WO2012013425A1 WO 2012013425 A1 WO2012013425 A1 WO 2012013425A1 EP 2011060286 W EP2011060286 W EP 2011060286W WO 2012013425 A1 WO2012013425 A1 WO 2012013425A1
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WO
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honing
tool body
tool
tool according
stones
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/060286
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Flores
Erwin Baumgartner
Joachim Richter
Original Assignee
Gehring Technologies Gmbh
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Application filed by Gehring Technologies Gmbh filed Critical Gehring Technologies Gmbh
Publication of WO2012013425A1 publication Critical patent/WO2012013425A1/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
    • B24B33/08—Honing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/08—Drills combined with tool parts or tools for performing additional working
    • 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
    • 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
    • B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes

Definitions

  • Position honing is an increasingly used manufacturing technology in which cylinder bores are pre-drilled after casting and then finished by honing. The previously required between pre-drilling and pre-honing fine boring can be omitted. Position shonen thus replaces fine boring and meets the quality requirements of both processes. Position honing significantly shortens the manufacturing chain.
  • the process chain according to the invention operates with the conventional cycle times z. B. in car crankcases of less than 30 s. The quality of the finished cylinder bore is unchanged, meets the quality requirements and the function is fully ensured.
  • the invention relates to a further development of the honing tool with improved properties in terms of achievable manufacturing quality and multiple technologies.
  • CN 2011 02186 Y discloses a honing tool whose honing stones are decoupled axially from the feed cone of the feed device.
  • the feed cone runs inside a tool body.
  • the infeed movement is transferred to the honing stones with the help of balls.
  • the honing stones are therefore only on the two balls and are thus decoupled axially from the cone.
  • the wall thickness and thus the rigidity of the tool body are limited in this honing tool.
  • the delivery of the honing stones takes place via a compression spring, which delivers the cone.
  • This tool is not suitable for the Positionshonen, inter alia because the feed device can not transfer a sufficiently large contact forces between honing stones and workpiece and a rigid recording of the tool is not provided in the honing machine.
  • a honing tool with the features of claim 1, before, which comprises a solid and non-slotted tool body which is rigidly connected to the spindle of a honing machine.
  • a high rigidity of the tool body is grooved on the outer circumference for receiving the support strips or the honing stones, but not slotted.
  • For radial delivery only two pins are used per support bar, which are moved radially outward from the cone. The pins can only transmit radial forces, but not axial forces.
  • the honing stones are decoupled axially relative to the feed device and the tool body.
  • This linear guide can take the form of a laterally projecting beyond the support bar projection and a cooperating pocket in the tool body.
  • a round guide with cylindrical pins and extending in the radial direction guide holes can be provided.
  • the tool body is very stiff.
  • this type of transmission is very inexpensive to implement.
  • the carrier strips are coupled in the axial direction with the tool body and the lateral projection on the carrier strips and the pockets in the tool body can be omitted.
  • a Anfasschneide is provided on the honing tool according to the invention above the honing stones. With the Anfasschneide can after the honing process, the so-called Kolben Stahlgefase is produced at the upper end of the cylinder bore.
  • the delivery device of the honing tool may comprise a feed rod and at least two Zustellkonen rigidly connected to the Zustellstange.
  • the Zustellkonen actuate their turn provided for in the radial bores of the tool body Zustell202e.
  • the feed movement of the Zustellstange is implemented by the in the axial direction in a radial movement of the Zustell202e and resting on the Zustellstatten support strips.
  • the Anfasschneide is fastened with a fastening screw on the tool body, wherein the fastening screw is preferably not radially screwed into the tool body, but with a radius beam at an angle between 15 ° and 35 °, preferably from about 25 °, includes.
  • the weakening of the tool body by the cooperating with the fastening screw threaded hole is smaller.
  • chip forces can be better introduced into the tool body, because the Zerspan angle the Anfasschneide against the support surface, which is orthogonal to the mounting screw, presses.
  • the position of the chamfering blade changes in the radial direction, so that the diameter of the Kolbenhegefase can be adjusted by the use of Einstellplatten appropriate thickness.
  • the adjusting plate is wedge-shaped, then the cone angle of the Kolbenglagefase can be adjusted.
  • the chamfering blade and the adjusting plate are connected to one another in a form-fitting manner, preferably via a tongue and groove connection.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a honing tool according to the invention
  • FIG. 2 shows the chamfering blade in detail
  • FIG. 3 shows a section through the attachment of the chamfering blade
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the honing tool in which the air measuring system and the guide strips are clearly visible;
  • FIG. 5 shows a cross section through the honing tool
  • FIG. 6 an outside view of the honing tool
  • Figure 7 shows the exit of the cooling lubricant from the tool body
  • Figure 8 is a support bar according to the invention.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a tool body 1 of a honing tool according to the invention.
  • This tool body 1 is rigidly connected to the spindle of a honing machine, not shown, at the upper end in FIG. 1 with the illustrated screws (without reference number).
  • the tool body 1 has a stepped axial bore 3, which receives a feed device.
  • the delivery device comprises a feed rod 5 to which two Zustellkonen 7 are rigidly attached.
  • the Zustellkonen 7 are guided with a cylindrical portion in the axial bore 3.
  • a plurality of radial bores 9 are provided in the tool body 1, which serve to receive cylindrical feed pins 11.
  • radial bores 9 are provided in the tool body 1, which serve to receive cylindrical feed pins 11.
  • the Zustellite 11 are obliquely ground at their Zustellkonen 7 facing ends, so that the largest possible contact surface between the Zustelliten 11 and the Zustellkonen 7 sets.
  • the radial bores 9 open into a groove 13 which is designed to receive the carrier strips 15 and the honing stones 17.
  • a compression spring 6 is arranged at the upper end of the Zustellstange 5.
  • the compression spring 6 pushes the cone upward as soon as the delivery force relieves the system.
  • a spring which acts on the underside of the lower guide of the Zustellstange 5 and thus supports the action of the mentioned compression spring.
  • the carrier strips 15 are formed as a solid prismatic body which rest on its lower or inner side on the Zustellkyen 11. This means that the carrier strips 15 are very rigid, so that they can transmit large contact forces between the workpiece, not shown, and the honing stones 17, which are placed on the carrier strips 15.
  • the control of the Zustellstange 5 preferably takes place via an electromechanical feed device, which is integrated in the honing machine (not shown).
  • a cutter holder 21 is attached to the tool body 1 with a Anfasschneide means of a fastening screw 23. Details of the blade holder 21 and its attachment and adjustment are the figures 2 and 3 can be removed.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the tool body 1 with the blade holder 21. From this figure, various structural details are clear: First, it is clear that the fastening screw is screwed into an internal thread 25 of the tool body 1.
  • the blade holder 21 has an oblong hole, so that a fine adjustment of the chamfering blade in the axial direction by displacement of the blade holder 21 and subsequent tightening of the fastening screw 23 is very easy.
  • an adjusting plate 27 is arranged, which makes it possible to adjust the Anfasschneide in the radial direction.
  • the honing tool first performs the position honing. The tool then moves to a lower, lower end position, where the chamfering edge contacts the upper edge of the hole and produces the piston lug. Only a rotational movement is exercised. This mode requires a precise adjustment of the chamfer cutting edge, taking into account the interference edges on the underside of the hole.
  • a plurality of support rails 15 and honing stones 17 are arranged distributed uniformly over the circumference of the honing tool according to the invention. Between the support strips 15 and the honing stones 17 guide rails 29 are provided. These guide rails 29 are not adjustable in the radial direction.
  • FIG. 4 shows a further longitudinal section through the tool body 1 according to the invention. In this section, the guide rails 29 are clearly visible.
  • the sectional plane is laid so that measuring air channels 31 and measuring nozzles 33 can be easily recognized.
  • the diameter of the cylinder bore can be detected during machining and used to control the position honing.
  • FIG. 5 a section in the plane G-G according to FIG. 4 is shown somewhat enlarged. From this, the arrangement of the air measuring nozzles 33 is again clarified. Furthermore, the cooling lubricant supply 35 can be seen in FIG.
  • the carrier strips 15 are, as already mentioned, received in grooves 9.
  • the measuring air is also fed in at the end and guided in a straight measuring air bore 31 to the measuring nozzles 33.
  • the measuring nozzles 33 are located between the two segments of a guide rail 29.
  • the guide rails 29 are raised with respect to the exit surface on the measuring nozzle 33. Thus, this is protected from damage.
  • the guide rails 29 are made of wear-resistant material, in particular they can be made of polycrystalline boron carbide (PKB) or polycrystalline diamond (PCD), as well as a coating with a thermal spray coating or a vapor deposited thin film is possible.
  • PDB polycrystalline boron carbide
  • PCD polycrystalline diamond
  • the pneumatic measurement is also possible with a suitable dimensioning of nozzle cross-sections and system pressures for a safe dimensional cut-off with processing allowances of more than 0.5 mm.
  • the guide rails 29 are divided into segments only in the two oppositely arranged measuring nozzles. However, the other guide rails 29 are formed continuously.
  • each carrier strip 15 according to the invention has a projection 37 on its side surface.
  • This projection 37 has two parallel flanks 39, which form a linear guide with a recessed in the tool body 1 pocket 41.
  • the linear guide formed by the pocket 41 and the projections 37 permits a displacement of the carrier strip 15 in the radial direction relative to the tool body 1.
  • no honing bar is inserted into the carrier strip 15.
  • Good to recognize are grooves 43 in which the coil springs 19 (see, for example, Figure 6 and Figure 1) are mounted.
  • the cooling lubricant supply 35 comprises a plurality of bores spaced apart in the axial direction so that a sufficient amount of cooling lubricant can be supplied over the entire length of the honing stones 17.
  • the coolant flows through the coolant inlet into the interior of the tool body to reach above the conical surfaces in the coolant bore 35 to the coolant outlets.
  • the interior of the tool, which is flowed through by the coolant, is sealed by O-rings, which are incorporated at the top and bottom of the feed cone 7.
  • the coolant outlet is located next to the honing stone 17, so that the coolant flow leads the subsequent honing stone 17 in the right turn.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug zum Positionshonen. Das erfindungsgemäße Honwerkzeug umfasst einen massiven und nicht geschlitzten Werkzeugkörper, der starr mit der Spindel einer Honmaschine verbunden ist. Zum Erreichen einer hohen Steifigkeit ist der Werkzeugkörper am Außenumfang zur Aufnahme der Tragleisten beziehungsweise der Honleisten genutet, jedoch nicht geschlitzt. Mit dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug können aufgrund der wesentlich höheren Steifigkeit des Werkzeugkörpers und der Trägerleisten sehr enge Lagetoleranzen sicher erreicht werden. Insbesondere die Rechtwinkligkeit und die Positioniergenauigkeit der positionsgehonten Bohrung kann damit wesentlich verbessert werden.

Description

Werkzeug zum Positionshonen
Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug zum Positionshonen. Positionshonen ist eine zunehmend angewendete Fertigungstechnologie, bei der Zylinderbohrungen nach dem Gießen vorgebohrt werden und anschließend durch Honen fertiggestellt werden. Das bisher zwischen Vorbohren und Vorhonen erforderliche Feinbohren kann entfallen. Das Positionshonen ersetzt somit das Feinbohren und bedient die Qualitätsanforderungen beider Verfahren. Durch das Positionshonen wird die Fertigungskette erheblich verkürzt. Die erfindungsgemäße Prozesskette arbeitet mit den konventionellen Taktzeiten z. B. bei PKW-Kurbelgehäusen von unter 30 s. Die Qualität der fertig gehonten Zylinderbohrung ist unverändert, erfüllt die Qualitätsanforderungen und die Funktion ist in vollem Umfang sichergestellt.
Das Positionshonen hat aufgrund seiner enormen wirtschaftlichen Vorteile Eingang gefunden in die Prozessketten moderner Fertigungslinien.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterentwicklung des Honwerkzeugs mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der erreichbaren Fertigungsqualität und der Mehrfachtechnologien.
In der Patentschrift DE 103 48 149 B3 wird ein Verfahren zum Schrupphonen der Mantelfläche einer Zylinderbohrung beschrieben. Darin ist ausgeführt, wie mit einem fliegend gelagerten Werkzeug bei entsprechend großem Materialabtrag die Lage der Bohrung hinsichtlich Position und Rechtwinkligkeit auf Endqualität korrigiert werden kann. Dieses starr in der Spindel der Honmaschine aufgenommene Honwerkzeug berührt im Teilschnitt die vorgebohrte Bohrungswandung. Mit zunehmendem Abtrag erstreckt sich die Bearbeitung auf die gesamte Mantelfläche bis zum Vollschnitt. Die Zustellung der Honleisten erfolgt durch eine elektro-mechanische Zustellung mit weg- oder kraftgesteuerter Prozessführung.
Aus der CN 2011 02186 Y ist ein Honwerkzeug bekannt dessen Honleisten axial vom Zustellkonus der Zustelleinrichtung entkoppelt sind. Der Zustellkonus verläuft im Inneren eines Werkzeugkörpers. Die Zustellbewegung wird mit Hilfe von Kugeln auf die Honleisten übertragen. Bei diesem Werkzeug liegen die Honleisten also nur an den beiden Kugeln auf und sind damit axial vom Konus entkoppelt. Außerdem sind die Wandstärke und damit auch die Steifigkeit des Werkzeugkörpers bei diesem Honwerkzeug begrenzt. Die Zustellung der Honleisten erfolgt über eine Druckfeder, welche den Konus zustellt.
Dieses Werkzeug ist nicht geeignet für das Positionshonen, unter anderem weil die Zustelleinrichtung keine ausreichend großen Anpresskräfte zwischen Honleisten und Werkstück übertragen kann und eine starre Aufnahme des Werkzeugs in der Honmaschine nicht vorgesehen ist.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend vom Stand der Technik wird zur weiteren Entwicklung des Positionshonens ein Werkzeugkonzept benötigt, welches mit hoher Steifigkeit die Bearbeitungskräfte auf das Werkstück überträgt und die Herstellung von Zylinderbohrungen mit hoher Lagegenauigkeit zulässt. Außerdem soll die Wirtschaftlichkeit des Positionshonens weiter verbessert werden.
Die Erfindung sieht zur Lösung dieser Aufgabe ein Honwerkzeug mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 vor, vor, welches einen massiven und nicht geschlitzten Werkzeugkörper umfasst, der starr mit der Spindel einer Honmaschine verbunden ist. Zum Erreichen einer hohen Steifigkeit ist der Werkzeugkörper am Außenumfang zur Aufnahme der Tragleisten beziehungsweise der Honleisten genutet, jedoch nicht geschlitzt. Zur radialen Zustellung werden je Tragleiste lediglich zwei Stifte verwendet, die vom Konus aus radial nach außen bewegt werden. Die Stifte können ausschließlich Radialkräfte übertragen, nicht jedoch Axialkräfte. Damit sind die Honleisten gegenüber der Zustelleinrichtung und dem Werkzeugkörper axial entkoppelt.
Mit dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug können aufgrund der wesentlich höheren Steifigkeit des Werkzeugkörpers und der Trägerleisten sehr enge Lagetoleranzen sicher erreicht werden. Insbesondere die Rechtwinkligkeit und die Positioniergenauigkeit der positionsgehonten Bohrung kann damit wesentlich verbessert werden, so dass auch statistisch eingegrenzte Toleranzen zuverlässig erreicht werden können. Die Ergebnisse sind diesbezüglich mit dem Feinbohren vergleichbar.
Die Aufnahme der Tragleisten, welche zentrumsseitig nur eine ebene Fläche, jedoch keinen Zustellkeil aufweisen, erfolgt in einer Nut im Werkzeugkörper, der jedoch nicht geschlitzt ist. Deshalb ist der Werkzeugkörper sehr torsions- und biegesteif.
Die axiale Fixierung zwischen Tragleisten und Werkzeugkörper erfolgt erfindungsgemäß über eine Linearführung. Diese Linearführung kann in Form eines seitlich über die Tragleiste hinausragenden Vorsprungs und eine damit zusammenwirkende Tasche im Werkzeugkörper erfolgen. Alternativ kann auch eine Rundführung mit zylindrischen Zapfen und in radialer Richtung verlaufenden Führungsbohrungen vorgesehen sein.
Durch die erfindungsgemäße Übertragung der Zustellbewegung von der Zustelleinrichtung auf die Tragleisten mittels Zustellstiften, ist der Werkzeugkörper sehr steif. Außerdem ist diese Art der Übertragung sehr kostengünstig realisierbar.
Es ist auch möglich, dass die Zustellstifte in einer Ansenkung in den Trägerleisten enden.
Dadurch sind die Trägerleisten in axialer Richtung mit dem Werkzeugkörper gekoppelt und der seitliche Vorsprung an den Trägerleisten und die Taschen in dem Werkzeugkörper können entfallen.
Darüber hinaus ist an dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug oberhalb der Honleisten eine Anfasschneide vorgesehen. Mit der Anfasschneide kann nach dem Honprozess die sogenannte Kolbenfügefase am oberen Ende der Zylinderbohrung hergestellt wird.
Die Zustelleinrichtung des Honwerkzeugs kann eine Zustellstange und mindestens zwei mit der Zustellstange starr verbundene Zustellkonen umfassen. Die Zustellkonen betätigen ihrerseits die in den Radialbohrungen des Werkzeugkörpers vorgesehenen Zustellstifte. Damit wird die Zustellbewegung der Zustellstange von der in die axiale Richtung in eine Radialbewegung der Zustellstifte und der auf den Zustellstiften aufliegenden Tragleisten umgesetzt.
Durch diese sehr kompakte Umlenkung der Zustellbewegung wird der Werkzeugkörper nur minimal durch die Radialbohrungen geschwächt. Außerdem kann die den Zustellstiften zugewandte Unterseite der Tragleisten glatt und ohne Vorsprünge oder Vertiefungen ausgebildet werden, was die Steifigkeit der Tragleiste erhöht. Infolgedessen ist es durch diese Ausgestaltung der Zustelleinrichtung und der Tragleisten möglich, auch große Anpresskräfte zwischen den Honleisten und der zu bearbeitenden Zylinderbohrung prozesssicher zu realisieren.
Die Anfasschneide wird mit einer Befestigungsschraube an dem Werkzeugkörper befestigt, wobei die Befestigungsschraube bevorzugt nicht radial in den Werkzeugkörper hineingeschraubt wird, sondern mit einem Radiusstrahl einen Winkel zwischen 15° und 35°, bevorzugt von etwa 25°, einschließt. Dadurch fällt die Schwächung des Werkzeugkörpers durch die mit der Befestigungsschraube zusammenwirkende Gewindebohrung geringer aus.
Außerdem können dadurch die Spankräfte besser in den Werkzeugkörper eingeleitet werden, weil die Zerspankräfte die Anfasschneide gegen die Auflagefläche, die orthogonal zu der Befestigungsschraube verläuft, presst.
Um die Anfasschneide hinsichtlich des Durchmessers, aber auch des Kegelwinkels der hergestellten Fase einstellen zu können, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, zwischen der Anfasschneide und dem Werkzeugkörper mindestens eine Einstellplatte anzuordnen.
Je nach Dicke der Einstellplatte ändert die Position der Anfasschneide in radialer Richtung, so dass der Durchmesser der Kolbenfügefase durch die Verwendung von Einstellplatten geeigneter Dicke eingestellt werden kann.
Wenn die Einstellplatte keilförmig ausgebildet ist, dann kann auch der Kegelwinkel der Kolbenfügefase eingestellt werden.
Damit die Einstellplatte und die Anfasschneide relativ zueinander nicht verrutschen können, ist vorgesehen, dass die Anfasschneide und die Einstellplatte formschlüssig, bevorzugt über eine Nut-Feder-Verbindung miteinander verbunden sind.
Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Honwerkzeug,
Figur 2 die Anfasschneide im Detail,
Figur 3 einen Schnitt durch die Befestigung der Anfasschneide,
Figur 4 einen Längsschnitt durch das Honwerkzeug in dem das Luftmesssystem und die Führungsleisten gut zu erkennen sind,
Figur 5 einen Querschnitt durch das Honwerkzeug,
Figur 6 eine Außenansicht des Honwerkzeuges,
Figur 7 den Austritt des Kühlschmierstoffes aus dem Werkzeugkörper und
Figur 8 eine erfindungsgemäße Tragleiste.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Werkzeugkörper 1 eines erfindungsgemäßen Honwerkzeugs. Dieser Werkzeugkörper 1 wird an dem in Figur 1 oberen Ende mit den dargestellten Schrauben (ohne Bezugszeichen) starr mit der Spindel einer nicht dargestellten Honmaschine verbunden. Der Werkzeugkörper 1 hat eine gestufte Axialbohrung 3, die eine Zustelleinrichtung aufnimmt. Die Zustelleinrichtung umfasst eine Zustellstange 5, an der zwei Zustellkonen 7 starr befestigt sind. Die Zustellkonen 7 sind mit einem zylindrischen Abschnitt in der Axialbohrung 3 geführt.
Im Bereich der Zustellkonen 7 sind in dem Werkzeugkörper 1 mehrere Radialbohrungen 9 vorgesehen, die zur Aufnahme von zylindrischen Zustellstiften 11 dienen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Radialbohrungen und alle Zustellstifte mit Bezugszeichen versehen.
Die Zustellstifte 11 sind an ihren den Zustellkonen 7 zugewandten Enden schräg angeschliffen, so dass sich eine möglichst große Kontaktfläche zwischen den Zustellstiften 11 und den Zustellkonen 7 einstellt. Die Radialbohrungen 9 münden in einer Nut 13, die zur Aufnahme der Trägerleisten 15 und der Honleisten 17 ausgebildet ist.
Zur Rückstellung der Zustellkonen 7 und damit zum Zurückstellen der Honleisten 17, ist am oberen Ende der Zustellstange 5 eine Druckfeder 6 angeordnet. Die Druckfeder 6 drückt den Konus nach oben, sobald die Zustellkraft das System entlastet. Nicht dargestellt, aber ebenso möglich, ist eine Feder, welche an der Unterseite der unteren Führung der Zustellstange 5 angreift und damit die Wirkung der erwähnten Druckfeder unterstützt.
Die Trägerleisten 15 sind als massiver prismatischer Körper ausgebildet, die auf ihrer Unter- oder Innenseite auf den Zustellstiften 11 aufliegen. Dies bedeutet, dass die Trägerleisten 15 sehr biegesteif sind, so dass sie große Anpresskräfte zwischen dem nicht dargestellten Werkstück und den Honleisten 17, die auf die Trägerleisten 15 aufgesetzt werden, übertragen können.
Damit die Honleisten 17 beziehungsweise die Trägerleisten 15 von den beim Betrieb auftretenden Fliehkräften nicht nach außen aus der Nut 13 geschleudert werden, sind am vorderen und am hinteren Ende der Trägerleisten 15 Nuten ausgebildet, in die ringförmige Spiralfedern 19 eingesetzt sind. Diese Spiralfedern 19 pressen die Trägerleisten 15 radial nach innen, so dass sie immer in Anlage an den Zustellstiften 11 bleiben.
Die Ansteuerung der Zustellstange 5 erfolgt bevorzugt über eine elektromechanische Zustelleinrichtung, die in die Honmaschine (nicht dargestellt) integriert ist.
Oberhalb der Trägerleisten 15 ist an dem Werkzeugkörper 1 ein Schneidenhalter 21 mit einer Anfasschneide mittels einer Befestigungsschraube 23 befestigt. Details des Schneidenhalters 21 sowie dessen Befestigung und Einstellung sind den Figuren 2 und 3 entnehmbar.
Die Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Werkzeugkörper 1 mit dem Schneidenhalter 21. Aus dieser Figur werden verschiedene konstruktive Details deutlich: Zum Einen wird deutlich, dass die Befestigungsschraube in einem Innengewinde 25 des Werkzeugkörpers 1 eingeschraubt ist.
Um den Schneidenhalter 21 je nach zu bearbeitendem Werkstück in verschiedenen Positionen an dem Werkzeugkörper 1 befestigen zu können, sind mehrere Innengewinde 25 vorhanden. Dadurch ist eine sehr einfache und robuste Einstellmöglichkeit der Position der Anfasschneide in axialer Richtung gegeben.
Des Weiteren wird aus der Figur 2 deutlich, dass der Schneidenhalter 21 ein Langloch aufweist, so dass eine Feineinstellung der Anfasschneide in axialer Richtung durch Verschieben des Schneidenhalters 21 und anschließendes Anziehen der Befestigungsschraube 23 sehr einfach möglich ist.
Zwischen dem Schneidenhalter 21 und dem Werkzeugkörper 3 ist eine Einstellplatte 27 angeordnet, die es ermöglicht, die Anfasschneide in radialer Richtung einzustellen.
Wenn eine dickere Einstellplatte 27 zwischen Werkzeugkörper 1 und Schneidenhalter 21 eingesetzt wird, dann rückt die Anfasschneide weiter nach außen, so dass der Durchmesser der mit der Anfasschneide hergestellten Kolbenfügefase zunimmt.
Des Weiteren ist es möglich, durch das Einsetzen einer keilförmigen Einstellplatte 27 den Kegelwinkel der durch die Anfasschneide hergestellten Kolbenfügefase einzustellen.
Aus der Figur 3 wird deutlich, dass die Befestigungsschraube 23 und die Innengewinde 25 nicht radial in Richtung der Axialbohrung 3 verlaufen, sondern mit einem Radiusstrahl 28 einen Winkel größer Null einschließen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel α etwa 25°. Diese "Schrägstellung" des Innengewindes 25 sowie der Befestigungsschraube 23 und damit auch der Anlagefläche für den Schneidenhalter 21 hat mehrere Vorteile: Erstens wird die beim Zerspanen auf die Anfasschneide ausgeübte Kraft besser in den Werkzeugkörper 1 eingeleitet und zweitens wird der Werkzeugkörper 1 bei gleichen Abmessungen des Innengewindes 25 weniger geschwächt, so dass das erfindungsgemäße Honwerkzeug über eine verbesserte Steifigkeit verfügt.
Bezüglich der Anfasfunktion des Werkzeuges wird folgender Modus praktiziert: Das Honwerkzeug führt zunächst die Positionshonbearbeitung durch. Anschließend fährt das Werkzeug in eine etwas tiefer gelegene untere Endposition, bei der die Anfasschneide die obere Bohrungskante berührt und die Kolbenfügefase hergestellt. Dabei wird lediglich eine Drehbewegung ausgeübt. Dieser Modus erfordert eine genaue Justage der Anfasschneide unter Berücksichtigung der Störkanten auf der Unterseite der Bohrung.
Wie man aus dem Schnitt entlang der Linie D-D in Figur 3 gut erkennen kann, sind mehrere Tragleisten 15 und Honleisten 17 gleichmäßig über den Umfang des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs verteilt angeordnet. Zwischen den Tragleisten 15 beziehungsweise den Honleisten 17 sind Führungsleisten 29 vorgesehen. Diese Führungsleisten 29 sind in radialer Richtung nicht verstellbar.
In Figur 4 ist ein weiterer Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Werkzeugkörper 1 gelegt. In diesem Schnitt sind die Führungsleisten 29 gut zu erkennen.
In der Figur 4 ist die Schnittebene so gelegt, dass Messluftkanäle 31 und Messdüsen 33 gut zu erkennen. Mit den Messdüsen 33 kann der Durchmesser der Zylinderbohrung während der Bearbeitung erfasst und zur Steuerung des Positionshonens benutzt werden.
In Figur 5 ist ein Schnitt in der Ebene G-G gemäß Figur 4 etwas vergrößert dargestellt. Daraus wird die Anordnung der Luftmessdüsen 33 nochmals verdeutlicht. Des Weiteren ist in Figur 5 die Kühlschmiermittelzufuhr 35 zu erkennen.
Die Trägerleisten 15 sind, wie bereits erwähnt, in Nuten 9 aufgenommen.
Die Messluft wird ebenfalls stirnseitig eingespeist und in einer geraden Messluftbohrung 31 zu den Messdüsen 33 geführt. Die Messdüsen 33 befinden sich zwischen den beiden Segmenten einer Führungsleiste 29. Die Führungsleisten 29 sind erhaben gegenüber der Austrittsfläche an der Messdüse 33. Damit ist diese vor Beschädigung geschützt. Die Führungsleisten 29 sind aus verschleißfestem Werkstoff, insbesondere können sie aus polykristallinem Borkarbid (PKB) oder polykristallinen Diamant (PKD) gefertigt sein, ebenso ist eine Beschichtung mit einer thermischen Spritzschicht oder einer aufgedampften Dünnschicht möglich. Die pneumatische Messung ist durch entsprechende Auslegung von Düsenquerschnitten und Systemdrücken auch für eine sichere Maßabschaltung bei Bearbeitungungszugaben von über 0,5 mm möglich.
Es ist zu erwähnen, dass die Führungsleisten 29 nur bei den beiden gegenüberliegend angeordneten Messdüsen in Segmenten aufgeteilt sind. Die anderen Führungleisten 29 sind jedoch durchgehend ausgebildet.
In den Figuren 6 und 8 ist die axiale Fixierung der Trägerleisten 15 in den Nuten 9 mit Hilfe einer Linearführung noch deutlicher dargestellt und wird nachfolgend erläutert.
Wie sich aus Figur 8 ergibt, weist jede erfindungsgemäße Trägerleiste 15 an ihrer Seitenfläche einen Vorsprung 37 auf. Dieser Vorsprung 37 hat zwei parallele Flanken 39, die mit einer in dem Werkzeugkörper 1 ausgesparten Tasche 41 eine Linearführung bilden. Dabei erlaubt die der Tasche 41 und den Vorsprüngen 37 gebildete Linearführung eine Verschiebung der Trägerleiste 15 in radialer Richtung relativ zu dem Werkzeugkörper 1. In der Figur 8 ist keine Honleiste in die Trägerleiste 15 eingesetzt. Gut zu erkennen sind auch Nuten 43, in denen die Spiralfedern 19 (siehe zum Beispiel Figur 6 und Figur 1) eingehängt werden.
Wie sich aus den Figuren 6 und 7 ergibt, umfasst die Kühlschmiermittelzufuhr 35 mehrere in axialer Richtung zueinander beabstandete Bohrungen, so dass über die gesamte Länge der Honleisten 17 eine ausreichende Menge Kühlschmiermittel zugeführt werden kann.
Nicht näher dargestellt ist die Kühlmitteleinspeisung an der Stirnseite des Werkzeugkörpers 1. Durch entsprechende Kanalführung strömt das Kühlmittel über den Kühlmitteleintritt in das Innere des Werkzeugkörpers, um oberhalb der Konusflächen in die Kühlmittelbohrung 35 zu den Kühlmittelaustritten zu gelangen. Das Innere des Werkzeuges, welches vom Kühlmittel durchströmt wird, ist durch O-Ringe, welche oben und unten im Zustellkonus 7 eingearbeitet sind, abgedichtet. Der Kühlmittelaustritt befindet sich neben der Honleiste 17, so dass der Kühlmittelstrom der nachfolgenden Honleiste 17 bei Rechtsdrehung vorauseilt.

Claims (11)

  1. Honwerkzeug mit einem Werkzeugkörper (1), mit mehreren Honleisten (17) und mit einer Zustelleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (1) als massives Bauteil ausgebildet ist, dass am Außenumfang des Werkzeugkörpers (1) Nuten (13) zur Aufnahme der Honleisten (17) ausgebildet sind, dass am Grund der Nuten (13) Radialbohrungen (9) vorgesehen sind, dass in den Radialbohrungen (9) Zustellstifte (1) angeordnet sind, und dass die Zustellstifte (11) die Zustellbewegung der Zustelleinrichtung ((5, 7) auf die Honleisten (17) übertragen.
  2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Honleisten (17) und dem Werkzeugkörper (1) eine Linearführung (37, 41) ausgebildet ist, und dass die Linearführung (37, 41) die Honleiste (17) in axialer Richtung relativ zu dem Werkzeugkörper (1) fixiert und in radialer Richtung die Zustelllung der Honleiste (17) erlaubt.
  3. Honwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungen mindestens einen seitlich an den Honleisten (17) angeordneten Vorsprung (37) und mindestens eine an einer Seitenwand der Nuten (13) ausgesparte Tasche (41) umfasst.
  4. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungen als Rundführungen umfassend mindestens einen zylindrischen Zapfen und mindestens einer Führungsbohrung, ausgebildet sind.
  5. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustelleinrichtung eine Zustellstange (5), und mindestens zwei Zustellkonen (77) umfasst, und dass sich die Zustellstifte (11) einenends gegen die Zustellkonen (7) abstützen.
  6. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Werkzeugkörper (1) mindestens ein Schneidenhalter (21) mit einer Anfasschneide angeordnet ist.
  7. Honwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidenhalter (21) mit einer Befestigungsschraube (23) an dem Werkzeugkörper (1) befestigt ist.
  8. Honwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse der Befestigungsschraube (23) mit einem Radiusstrahl (28) einen Winkel zwischen 15° und 35°, bevorzugt von etwa 25°, einschließt.
  9. Honwerkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkzeugkörper (1) und dem Schneidenhalter (21) mindestens eine Einstellplatte (27) vorgesehen sind.
  10. Honwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellplatte (27) und der Schneidenhalter (21) formschlüssig, bevorzugt über eine Nut-Feder-Verbindung miteinander verbunden sind.
  11. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Werkzeugkörper (1) mehrere Gewindebohrungen (25) ausgebildet sind, und dass die Gewindebohrungen (25) in axialer Richtung des Werkzeugkörpers (1) zueinander beabstandet sind.
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