WO2013041478A1 - Reibwerkzeug und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2013041478A1
WO2013041478A1 PCT/EP2012/068227 EP2012068227W WO2013041478A1 WO 2013041478 A1 WO2013041478 A1 WO 2013041478A1 EP 2012068227 W EP2012068227 W EP 2012068227W WO 2013041478 A1 WO2013041478 A1 WO 2013041478A1
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cutting
base body
cutting body
chip
reibschneide
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PCT/EP2012/068227
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Roman Eigenmann
Erkan Hodza
Niklas Kramer
Henry SCHÜTT
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Komet Group Gmbh
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    • Y10T408/89—Tool or Tool with support
    • Y10T408/909—Having peripherally spaced cutting edges

Definitions

  • the invention relates to a reaming tool having a base body which can be driven or driven in rotation and at least one cutting body fixed to the base body, which has at least one reaming edge on the edge of a rake face.
  • the invention further relates to a method for producing such reaming tools.
  • Grinding is a machining process with a geometrically determined cutting edge, whereby, in contrast to full or boring, only small chip cross sections are used in always pre-machined bores.
  • Thedesspanenden oversizes are typically in the range 0.1 to 0.5 mm, with a feed of typically 0.05 to 0.3 mm.
  • the requirements for component processing on a reaming tool are the creation of a high dimensional accuracy and constancy over many components, the achievement of a high surface quality, adherence to an exact geometrical bore shape (eg cylinder, cone) and the achievement of a high economic efficiency by an unobstructed processing zess, because machine downtimes, eg for the disposal of unfavorably shaped, hampering the overall process chips, extremely negative into the component economics calculation.
  • reaming tools are individually adapted to the machining task. This accuracy can generally be achieved by precisely defined grinding of cutting bodies fixedly connected to the tool body.
  • the other tasks relating to the actual material removal and the associated chip formation are essentially attributed to the rake face adjacent to the cutting edge in the gate area.
  • friction tools of the type mentioned all functional surfaces are produced by separating machining process, including the rake surfaces. This requires a geometrical limitation of the possible shapes, which is particularly significant in the rake face area, because hardly any effective chip breaking properties can be realized there. Limiting here are the geometry and possible travel paths of the manufacturing tools used in relation to the preassembled on the body cutting bodies.
  • the object of the invention is to improve the known prior art reaming tools and methods for their production and to create an optimized chip formation while maintaining high quality of the machining result.
  • the invention is based on the idea of producing the rake surface topography and the reaming cutter by means of different shaping steps. Accordingly, the invention proposes that in the rake face a chip forming and / or chip breaking elements are formed as Urformieri, and that the Reibschneide has at least partially a ground cutting edge.
  • the chip surface in particular in the gate area to form a chipbreaker or chip breakers can be designed so advantageous that the chip formation runs in a controlled manner and the shortest possible breaking chips are directed in the appropriate direction, where they can be safely transported away from the component surface produced. This is especially important in friction operations in steel, aluminum and stainless steel as well as all other materials. fen, which tend to plastic deformation and thus long-formed chips.
  • the cutting body is designed as an original molded part, in particular as a sintered pressed part, in order to achieve a high degree of geometric freedom with respect to the manufacturable spandopographies.
  • raised chip breaking elements are arranged on the chip surface, in particular in a gate region of the cutting edge.
  • the chip breaking elements can have substantially any shape of a geometric body, in particular as ellipsoid, sphere, barrel, cylinder, cube, prism, pyramid, cone and stumps.
  • a further improvement can be achieved in that a plurality of chip breaking elements in one or more rows, optionally with rows of different heights, are arranged along at least one section of the friction cutting edge, preferably parallel thereto.
  • the chip breaking elements are arranged in the lateral distance preferably between 0 and 2 mm to the reaming blade.
  • the rake face Due to the combination of the shaping methods according to the invention, it is also possible for the rake face to have at least sections a positive rake angle, preferably in the range of 5 ° to 10 °, that the reaming edge and the chipbreaker step have a height deviation that varies from one another. own level, and that the rake face has convex and / or concave and / or discontinuous surface areas.
  • the object mentioned at the outset is achieved by preforming a chipbreaker and / or chip breaker elements on the rake face, and then forming the scraperhead at least in sections by material removal, in particular grinding, lapping, polishing, erosion and laser cutting ,
  • material removal in particular grinding, lapping, polishing, erosion and laser cutting
  • the friction blade is formed in particular in a gate area by finish grinding an open surface or a Rundschlifffase of prefabricated by a primary molding cutting body.
  • the primary shaping of the cutting body can preferably be provided by pressing with a function section for clamping, guiding or attachment to the body.
  • a further advantageous embodiment provides that the prefabricated cutting body is provided with a coating before it is applied to the base body.
  • the cutting body is firmly attached to the base body as a preform and then the cutting edge is finish ground on the tool.
  • the Reibschneide is finished ground when separated from the body cutting body.
  • the cutting body is adjustably mounted in its orientation in an adjusting device on the base body.
  • the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the drawing. It shows: a reaming tool with a base body and thereon fixed cutting bodies in perspective view; a cutting body of the friction tool in a perspective view; an enlarged section of Figure 2 in the region of the Reibschneide the Reibtechnikmaschines. a further embodiment of a friction tool in a broken perspective view; an enlarged section in the region V of Fig. 4th
  • the reaming tools shown in the drawing are designed as rotationally driven modular tools on machine tools for the refinishing of prefabricated bores for producing high-quality inner surfaces of cylindrical, conical or stepped form.
  • the reaming tools 10 have a shaft 12 releasably connectable to a machine spindle via a coupling 12, rotatable about its longitudinal axis, a base body 16 arranged at the front end of the shaft 14 and a plurality of cutting bodies fixed in the circumferential direction to the base body 16 18 on.
  • the plate-shaped cutting body 18 are each fixed radially standing with a clamping screw 20 in a plate seat 22 on the base body 16.
  • At each plate seat 22 is also an adjusting mechanism 24 for fine adjustment of the cutting body 18.
  • the cutting body 18 can be oriented so that they with their Reibschneide 26 according to the bore shape and theletsspanenden oversize - typically 0.1 to 0.5 mm - axially and / or radially beyond the base body 16.
  • the adjoining the reaming blade 26 rake face 28 of the cutting body 18 ensures that the resulting chips during the friction can be shaped or broken in the desired manner and discharged through the chip spaces 30 in the base body 16.
  • a chip forming stage 32 with chip breaking elements 34 is formed in the chip surface 28.
  • the friction cutting edge 26 ground on the laterally adjacent free surfaces 36, 38 has an end cutting edge 40, a corner 42 and a minor cutting edge 44.
  • the gate 42 ensures that the friction tool 10 optimally fits into the Center pre-machined hole and cut safely. In the region of the gate 42 and possibly the end cutting edge 40, the actual cutting takes place.
  • the subsequent secondary cutting edge 44 is essentially responsible for the safe guidance in the bore and the generation of a good surface quality.
  • the guidance and smoothing is due to a very small axial inclination of the secondary cutting edge 44 with the circle radius becoming smaller towards the rear (typically 0 to 100 ⁇ m in conicity over 10 mm in length).
  • the guiding task can also be taken over by spatially detached from the friction blade 26, introduced into the base body 16 or the cutting body 18 guide surfaces.
  • the limited by the Reibschneide 26 chip forming stage 32 is formed with a hollow-edged contour in the cutting body 18.
  • raised chip breaking elements 34 in the form of spherical caps are integrally formed in the chipbreaking stage 32. These run in several rows with rows of different heights in the lateral distance to the Reibschneide 26.
  • the distance varies between 0 and about 2 mm.
  • an opening 46 for the clamping screw 20 is formed in the center of the clamping surface 28.
  • the clearance angle is determined by the bevel 48 on the Reibschneide 26.
  • the chamfer 48 is ground with a radius. It is also conceivable to chamfer the chamfer 42 diagonally across the corner.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a modular reaming tool 10 with shank 14, base body 16 and cutting bodies 18 fixed thereto.
  • the cutting bodies 18 are firmly soldered into the plate seats 22, so that finish grinding for the production of a friction cutting edge 26 adapted to the desired bore geometry does not take place can be done in the installed state of the cutting body 18.
  • Fig. 5 shows an enlarged section of the gate portion of the cutting body 18 in Fig. 4.
  • the same or similar parts with the same reference numerals as in the previously described embodiment are provided.
  • the gate 42 is provided for the actual cutting, so that only in the adjacent area of the chipbreaker 32, the chip breaking elements 34 are arranged to influence the chip formation.
  • the cutting bodies 18 are first manufactured as primary molded parts by a primary molding process. This results in a high degree of freedom of the possible geometric shapes compared to, for example, separation method, which is particularly important in the rake surface topography, because here by the chipbreaker 32 and chip breaking elements 34 effective chip breaking properties can be realized. Particularly preferred is a powder metallurgical production of blanks of the cutting body 18 by pressing and sintering. These blanks already have the final geometry in the area of the rake surface 28, while in the area of the reaming edge 26 or the free-cutting edge Chen 36, 38 an allowance for a subsequent grinding machining is provided.
  • the blanks with pressed Spantop in a first variant, for example in the embodiment of FIGS. 4 and 5, the blanks with pressed Spantop, if necessary after intermediate processing steps (rough grinding, coating) applied by soldering, gluing, etc. on the shaft 14 attached to the base body 16 inextricably.
  • Preparing the insert seats 22 can be finely machined on the base body 16, so that only a small post-processing of the fixed thereon cutting body 18 for exact geometry adjustment is required and the topology is maintained in a urformnahen state.
  • the friction cutting edge 26 is produced by precisely defined finish grinding of the free surfaces 36, 38 or of guide surfaces (round grinding points). On the one hand, it depends on a high-precision adherence to the desired diameter and, on the other hand, on extremely high surface quality of the ground surfaces, because this determines both the chipping of the cutting edge and the friction conditions on the guide surfaces. This directly affects the quality of the processing result. Only a specific combination of gate geometry and guide with adapted conicity paired with suitable cutting materials and possibly coatings guarantees the achievement of the required qualities.
  • the blanks produced by powder metallurgy of the cutting bodies 18 are finish ground with spantography separately from the base body 16.
  • the finished cutting body 16 are mounted on the base body 16, for example by means of clamping screw 20.
  • an adjusting mechanism 24 adjustable in diameter and conicity is necessary, as shown by way of example in FIG. 1.
  • - CVD coating also diamond
  • - rake angle from 0 ° to 25 ° (preferably 5 ° to 10 °);
  • - defined distance chip breaking elements to the cutting edge eg. In the range between 0 and 2 mm
  • - Press-formed geometry for clamping, guiding, fixing the cutting body such as clamping screw hole geometries, guides, gears, Klemmpratzeneingriffe;

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reibwerkzeug mit einem rotierend antreibbaren Grundkörper (16) und mindestens einem daran fixierten Schneidkörper (18), der mindestens eine Reibschneide (26) am Rand einer Spanfläche (28) aufweist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in der Spanfläche (28) eine Spanformstufe (32) und/oder Spanbruchelemente (34) eingeformt sind, und dass die Reibschneide (26) eine geschliffene Schneidkante (40,42,44) aufweist.

Description

Reibwerkzeug und Verfahren zu dessen Herstellung Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Reibwerkzeug mit einem rotierend antreibbaren bzw. angetriebenen Grundkörper und mindestens einem an dem Grundkörper fixierten Schneidkörper, der mindestens eine Reibschneide am Rand einer Spanfläche aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung derartiger Reibwerkzeuge.
Reiben ist ein spanabhebendes Bearbeitungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide, wobei im Gegensatz zum Voll- oder Aufbohren nur mit kleinen Spanungsquerschnitten in stets vorbearbeiteten Bohrungen gearbeitet wird. Die abzuspanenden Aufmaße liegen typischerweise im Bereich 0,1 bis 0,5mm, bei einem Vorschub von typischerweise 0,05 bis 0,3 mm. Die Anforderungen bezüglich der Bauteilbearbeitung an ein Reibwerkzeug sind die Erzeugung einer hohen Maßgenauigkeit und -konstanz über viele Bauteile, die Erzielung einer hohen Oberflächenqualität, die Einhaltung einer genauen geometrischen Bohrungsform (z.B. Zylinder, Kegel) sowie die Erreichung einer hohen Wirtschaftlichkeit durch einen ungehinderten Bearbeitungspro- zess, da Maschinenstillstandszeiten, z.B. zur Entsorgung von ungünstig geformten, den Gesamtprozess behindernden Spänen, äußerst negativ in die Bauteilwirtschaftlichkeitsrechnung eingehen. Um die Maßgenauigkeit der Bohrung im Bereich weniger Mikrometer einzuhalten, werden Reibwerkzeuge individuell an die Bearbeitungsaufgabe ange- passt. Diese Genauigkeit kann im Allgemeinen durch exakt definiertes Schleifen von fest mit dem Werkzeuggrundkörper verbundenen Schneidkörpern erreicht werden. Die weiteren Aufgaben bezüglich des eigentlichen Ma- terialabtrages und der damit verbundenen Spanbildung werden im Wesentlichen der Spanfläche, angrenzend an die Schneidkante im Anschnittbereich, zugeschrieben. Bei Reibwerkzeugen der eingangs genannten Art werden alle Funktionsflächen durch trennende Bearbeitungsverfahren hergestellt, auch die Spanflächen. Dies bedingt eine geometrische Einschränkung der möglichen Formen, was insbesondere im Spanflächenbereich besonders ins Gewicht fällt, weil dort kaum effektive Spanbrucheigenschaften realisiert werden können. Beschränkend sind hier die Geometrie und möglichen Verfahrwege der verwendeten Herstellungswerkzeuge in Bezug zu den am Grundkörper vormontierten Schneidkörpern.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Reibwerkzeuge und Verfahren zu deren Herstellung weiter zu verbessern und eine optimierte Spanbildung bei gleichzeitig hoher Qualität des Bearbeitungsergebnisses zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Spanflächentopologie und die Reibschneide durch unterschiedliche Formgebungsschritte zu erzeugen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in der Spanfläche eine Spanformstufe und/oder Spanbruchelemente als Urformelemente eingeformt sind, und dass die Reibschneide zumindest abschnittsweise eine geschliffene Schneidkante aufweist. Durch Urformen kann die Spanfläche, insbesondere im Anschnittbereich unter Ausbildung einer Spanformstufe bzw. Spanbrechern so vorteilhaft gestaltet werden, dass die Spanbildung kontrolliert abläuft und die möglichst kurz brechenden Späne in die geeignete Richtung gelenkt werden, wo sie sicher von der erzeugten Bauteiloberfläche wegtransportiert werden können. Dies ist besonders wichtig bei Reiboperationen in Stahl, Aluminium und rostfreiem Stahl sowie allen weiteren Werkstof- fen, die zu plastischer Verformung und somit lang ausgebildeten Spänen neigen. Mit den freiformmodellierbaren Spantopografien in Verbindung mit unter Materialabtrag geschliffenen Schneidengeometrien (Fase, Mehrfachfase, Radius, Fase und Radius etc.) können somit alle Anforderungen an Reib- schneiden bzw. Reibwerkzeuge optimal erfüllt und signifikante Verbesserungen im Bereich der Spanformkontrolle erreicht werden.
Vorteilhafterweise ist der Schneidkörper als Urformteil, insbesondere als gesintertes Pressteil ausgebildet, um eine hohe geometrische Freiheit bezüg- lieh der herstellbaren Spantopografien zu erzielen.
Um die Spanbildung, -formung und -bruch effektiv zu beeinflussen, ist es von Vorteil, wenn auf der Spanfläche insbesondere in einem Anschnittbereich der Reibschneide erhabene Spanbruchelemente angeordnet sind.
Dabei können die Spanbruchelemente weitgehend beliebige Formen eines geometrischen Körpers insbesondere als Ellipsoid, Kugel, Tonne, Zylinder, Würfel, Prisma, Pyramide, Kegel und deren Stümpfe besitzen. Eine weitere Verbesserung lässt sich dadurch erreichen, dass eine Mehrzahl von Spanbruchelementen in einer oder mehreren Reihen gegebenenfalls mit reihenweise unterschiedlicher Höhe entlang mindestens eines Abschnitts der Reibschneide vorzugsweise parallel dazu angeordnet sind. Bevorzugt sind die Spanbruchelemente im seitlichen Abstand vorzugsweise zwischen 0 und 2mm zu der Reibschneide angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der Formgebungsverfahren ist es auch möglich, dass die Spanfläche zumindest abschnittsweise einen positi- ven Spanwinkel vorzugsweise im Bereich von 5° bis 10° aufweist, dass die Reibschneide und die Spanformstufe ein voneinander abweichendes Höhen- niveau besitzen, und dass die Spanfläche konvexe und/oder konkave und/oder unstetig verlaufende Oberflächenbereiche aufweist.
In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass auf der Spanfläche eine Spanformstufe und/oder Span- bruchelemente als Urformelennente vorgeformt werden, und dass anschließend die Reibschneide zumindest abschnittsweise durch Materialabtrag, insbesondere Schleifen, Läppen, Polieren, Erodieren und Laserschneiden gebildet wird. Damit werden die vorstehend beschriebenen Vorteile für das Ver- fahrenserzeugnis in gleicher Weise erreicht.
Vorteilhafterweise wird die Reibschneide insbesondere in einem Anschnittbereich durch Fertigschleifen einer Freifläche oder einer Rundschlifffase des durch ein Urformverfahren vorgefertigten Schneidkörpers gebildet.
Im Zuge des Urformens kann der Schneidkörper vorzugsweise durch Pressen mit einer Funktionspartie zur Klemmung, Führung oder Befestigung an dem Grundkörper versehen werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass der vorgefertigte Schneidkörper vor dem Aufbringen auf den Grundkörper mit einer Beschich- tung versehen wird.
In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird der Schneidkörper als Vorform- ling fest auf den Grundkörper aufgebracht und sodann die Reibschneide am Werkzeug fertiggeschliffen.
Alternativ ist es auch möglich, dass die Reibschneide bei von dem Grundkörper getrenntem Schneidkörper fertiggeschliffen wird. In diesem Fall ist es günstig, wenn anschließend der Schneidkörper in seiner Orientierung verstellbar in einer Justiereinrichtung an dem Grundkörper montiert wird. lm Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: ein Reibwerkzeug mit einem Grundkörper und daran fixierten Schneidkörpern in perspektivischer Darstellung; einen Schneidkörper des Reibwerkzeugs in perspektivischer Darstellung; einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2 im Bereich der Reibschneide des Reibwerkzeugs; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reibwerkzeugs in abgebrochener perspektivischer Darstellung; einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich V der Fig. 4.
Die in der Zeichnung dargestellten Reibwerkzeuge sind als drehend angetriebene modulare Werkzeuge an Werkzeugmaschinen für die Nachbearbei- tung vorgefertigter Bohrungen zur Erzeugung qualitativ hochwertiger Innenflächen mit zylindrischer, kegeliger oder gestufter Form bestimmt. Zu diesem Zweck weisen die Reibwerkzeuge 10 einen über eine Kupplung 12 an eine Maschinenspindel lösbar anschließbaren, um seine Längsachse drehbaren Schaft 14, einen am vorderen Ende des Schafts 14 angeordneten Grundkör- per 16 und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt an dem Grundkörper 16 fixierte Schneidkörper 18 auf.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die plattenförmigen Schneidkörper 18 jeweils mit einer Klemmschraube 20 in einem Plattensitz 22 am Grundkörper 16 radial stehend fixiert. An jedem Plattensitz 22 befindet sich außerdem ein Verstellmechanismus 24 zur Feinverstellung der Schneidkörper 18. Damit lassen sich die Schneidkörper 18 so orientieren, dass sie mit ihrer Reibschneide 26 entsprechend der Bohrungsform und dem abzuspanenden Aufmaß - typischerweise 0,1 bis 0,5 mm - axial und/oder radial über den Grundkörper 16 überstehen. Die an die Reibschneide 26 anschließende Spanfläche 28 der Schneidkörper 18 sorgt dafür, dass die beim Reibvorgang entstehenden Späne in gewünschter Weise geformt bzw. gebrochen und über die Spanräume 30 im Grundkörper 16 abgeführt werden können. Hierfür ist in der Spanfläche 28 eine Spanformstufe 32 mit Spanbruchelementen 34 eingeformt. Wie auch aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, besitzt die an den seitlich angrenzenden Freiflächen 36, 38 angeschliffene Reibschneide 26 eine Stirnschneidkante 40, einen über Eck gehenden Anschnitt 42 und eine Nebenschneidkante 44. Der Anschnitt 42 sorgt dafür, das Reibwerkzeug 10 optimal in die vorbearbeitete Bohrung zu zentrieren und sicher anzuschneiden. Im Bereich des Anschnitts 42 und ggf. der Stirnschneidkante 40 findet auch die eigentliche Zerspanung statt. Die anschließende Nebenschneide 44 ist im Wesentlichen für die sichere Führung in der Bohrung und die Erzeugung einer guten Oberflächenqualität verantwortlich. Dabei ist die Führung und Glättung auf eine sehr geringe axiale Schrägstellung der Nebenschneide 44 mit nach hin- ten kleiner werdendem Flugkreisradius zurückzuführen (typischerweise 0 bis 100 μιτι Konizität auf 10 mm Länge). Die Führungsaufgabe kann auch durch räumlich von der Reibschneide 26 losgelöste, in den Grundkörper 16 oder die Schneidkörper 18 eingebrachte Führungsflächen übernommen werden. Die durch die Reibschneide 26 begrenzte Spanformstufe 32 ist mit einer hohlkehligen Kontur in den Schneidkörper 18 eingeformt. Im Bereich der Stirnschneidkante 40 und des Anschnitts 42 sind in der Spanformstufe 32 erhabene Spanbruchelemente 34 in der Form von Kugelkalotten angeformt. Diese verlaufen in mehreren Reihen mit reihenweise unterschiedlicher Höhe im seitlichen Abstand zu der Reibschneide 26. Der Abstand variiert dabei zwischen 0 und etwa 2 mm. Als weitere Funktionspartie ist im Zentrum der Spanfläche 28 ein Durchbruch 46 für die Klemmschraube 20 ausgebildet. In der gezeigten Ausführung ist der Freiwinkel durch die Schlifffase 48 an der Reibschneide 26 bestimmt. Im Bereich des Anschnitts 42 ist die Fase 48 mit einem Radius angeschliffen. Denkbar ist es auch, den Anschnitt 42 schräg über Eck anzufasen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines modularen Reibwerkzeugs 10 mit Schaft 14, Grundkörper 16 und daran fixierten Schneidkörpern 18. Hier sind die Schneidkörper 18 fest in die Plattensitze 22 eingelötet, so dass das Fertigschleifen zur Herstellung einer an die gewünschte Bohrungsgeometrie angepassten Reibschneide 26 erst im eingebauten Zustand der Schneidkörper 18 erfolgen kann.
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Anschnittbereichs der Schneidkörper 18 in Fig. 4. Dabei sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel versehen sind. Hier ist nur der Anschnitt 42 für die eigentliche Zerspanung vorgesehen, so dass auch nur in dem angrenzenden Bereich der Spanformstufe 32 die Spanbruchelemente 34 zur Beeinflussung der Spanbildung angeordnet sind.
Für die Herstellung der beschriebenen Reibwerkzeuge 10 werden zunächst die Schneidkörper 18 als Urformteile durch ein Urformverfahren gefertigt. Daraus ergibt sich eine hohe Gestaltungsfreiheit der möglichen geometrische Formen im Vergleich beispielsweise zu Trenn verfahren, was insbesondere in der Spanflächentopografie ins Gewicht fällt, weil hier durch die Spanformstufe 32 bzw. Spanbruchelemente 34 effektive Spanbrucheigenschaften realisiert werden können. Besonders bevorzugt erfolgt eine pulvermetallurgische Herstellung von Rohlingen der Schneidkörper 18 durch Pressen und Sintern. Diese Rohlinge weisen im Bereich der Spanfläche 28 bereits die endgültige Geometrie auf, während im Bereich der Reibschneide 26 bzw. der Freiflä- chen 36, 38 ein Aufmaß für eine nachfolgende Schleifbearbeitung zur Verfügung gestellt wird.
In einer ersten Variante beispielsweise in der Ausführung nach Fig. 4 und 5 werden die Rohlinge mit gepresster Spantopografie ggf. nach Zwischenbearbeitungsschritten (Vorschleifen, Beschichten) durch Löten, Kleben etc. auf den am Schaft 14 angebrachten Grundkörper 16 unlösbar aufgebracht. Vorbereitend können die Plattensitze 22 am Grundkörper 16 fein bearbeitet werden, damit nur eine geringe Nachbearbeitung der darauf fixierten Schneidkörper 18 zur genauen Geometrieanpassung erforderlich ist und die Topologie in einem urformnahen Zustand erhalten bleibt.
Anschließend wird in fester Orientierung zum Grundkörper 16 die Reibschneide 26 durch exakt definiertes Fertigschleifen der Freiflächen 36, 38 bzw. von Führungsflächen (Rundschliffasen) erzeugt. Dabei kommt es einerseits auf eine hochpräzise Einhaltung des gewünschten Durchmessers und andererseits auf extrem hohe Oberflächenqualität der geschliffenen Flächen an, weil dadurch sowohl die Schartigkeit der Schneidkante als auch die Reibverhältnisse auf den Führungsflächen bestimmt werden. Dies geht direkt in die Qualität des Bearbeitungsergebnisses ein. Nur eine spezifische Kombination aus Anschnittgeometrie und Führung mit angepasster Konizität gepaart mit geeigneten Schneidstoffen und gegebenenfalls Beschichtungen garantiert das Erreichen der geforderten Qualitäten. In einer weiteren Variante werden die pulvermetallurgisch hergestellten Rohlinge der Schneidkörper 18 mit Spantopografie getrennt vom Grundkörper 16 fertiggeschliffen. Anschließend werden die fertigen Schneidkörper 16 an dem Grundkörper 16 beispielsweise mittels Klemmschraube 20 montiert. In diesem Fall ist ein in Durchmesser und Konizität einstellbarer Verstellmecha- nismus 24 notwendig, wie er beispielhaft in Fig. 1 gezeigt ist. Aus der dieser Variante entstehen zusätzlich z.B. folgende Möglichkeiten für ein modular gefügtes Reibwerkzeug: - CVD-Beschichtung (auch Diamant), was ansonsten im Bereich gefügter Werkzeuge aufgrund der Beschichtungstemperaturen ausscheidet;
- Schneidelemente aus nicht/schlecht/aufwändig lötbaren Schneidstoffen (Cermets, Keramik, CVD-Diamant, etc.).
Allgemein lassen sich durch eine gepresste Spanflachentopografie in Verbindung mit einer durch Schleifen angepassten Reibschneide folgende besondere Merkmale an Reibwerkzeugen realisieren:
- positiver Spanwinkel entlang der kompletten Schneidkante bzw. An- schnittgeometrie;
- konvexe und konkave Formen und Geometrieelemente auf der Spanfläche;
- in ihrem Verlauf unstetige Formen wie Absätze, Kanten und Vertiefungen;
- unterschiedliche Höhenniveaus von Schneidkante und Spanformstufe (Höcker);
- Spanwinkel von 0° bis 25° (bevorzugt 5° bis 10°);
- Schneidkante gleichhoch, tiefer oder höher als die obere Deckfläche des Schneidkörpers;
- eine oder mehrere Reihen von Spanbruchelementen mit unterschiedlicher Höhe in hintereinander folgenden Reihen bzw. innerhalb einer Reihe (bevorzugt bei Stirnschnittbearbeitung);
- Kombination aus zueinander versetzten und nicht versetzten Reihen von Spanbruchelementen;
- exakte Positionierung der Spanbruchelemente zur Spanablaufrichtung;
- definierter Winkel von Ein- und Auslauf der Spanbruchelemente relativ zum Spanwinkel;
- definierter Abstand Spanbruchelemente zur Schneidkante (bspw. im Bereich zwischen 0 und 2 mm); - durch Pressen geformte Geometrie zur Klemmung, Führung, Befestigung der Schneidkörper, wie z.B. Klemmschraubenbohrungsgeometrien, Führungen, Verzahnungen, Klemmpratzeneingriffe;
- Konturen zum Durch- oder Umleiten von Kühlschmierstoffmedien.

Claims

Reibwerkzeug mit einem rotierend antreibbaren Grundkörper (16) und mindestens einem daran fixierten Schneidkörper (18), der mindestens eine Reibschneide (26) am Rand einer Spanfläche (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Spanfläche (28) eine Spanformstufe (32) und/oder Spanbruchelemente (34) eingeformt sind, und dass die Reibschneide (26) eine geschliffene Schneidkante (40,42,44) aufweist.
Reibwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper (18) als Urformteil, insbesondere als gesintertes Pressteil ausgebildet ist.
Reibwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Spanfläche (28) insbesondere in einem Anschnittbereich (42) der Reibschneide (26) erhabene Spanbruchelemente (34) angeordnet sind.
Reibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanbruchelemente (34) die Form eines geometrischen Körpers insbesondere als Ellipsoid, Kugel, Tonne, Zylinder, Würfel, Prisma, Pyramide, Kegel und deren Stümpfe besitzen.
Reibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Spanbruchelementen (34) in einer oder mehreren Reihen gegebenenfalls mit reihenweise unterschiedlicher Höhe entlang mindestens eines Abschnitts der Reibschneide (26) vorzugsweise parallel dazu angeordnet sind.
Reibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanbruchelemente (34) im seitlichen Abstand vorzugsweise zwischen 0 und 2mnn zu der Reibschneide (26) angeordnet sind.
Reibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanfläche (28) zumindest abschnittsweise einen positiven Spanwinkel vorzugsweise im Bereich von 5° bis 10° aufweist.
Reibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschneide (26) und die Spanformstufe (32) ein voneinander abweichendes Höhenniveau besitzen.
Reibwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanfläche (28) konvexe und/oder konkave und/oder unstetig verlaufende Oberflächenbereiche aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkzeugs (10) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an einem rotierend antreibbaren Grundkörper (16) mindestens ein Schneidkörper (18) angebracht wird und mindestens eine Reibschneide (26) am Rand einer Spanfläche (28) des Schneidkörpers (18) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Spanfläche (28) eine Spanformstufe (32) und/oder Spanbruchelemente (34) als Urformelemente vorgeformt werden, und dass anschließend die Reibschneide (26) zumindest abschnittsweise durch Materialabtrag gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschneide (26) insbesondere in einem Anschnittbereich (42) durch Fertigschleifen einer Freifläche (36,38) oder einer Rundschlifffase des durch ein Urformverfahren vorgefertigten Schneidkörpers (18) gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper (18) vorzugsweise durch Pressen mit einer Funktionspartie (46) zur Klemmung, Führung oder Befestigung an dem Grundkörper (16) versehen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgefertigte Schneidkörper (18) vor dem Aufbringen auf den Grundkörper (16) mit einer Beschichtung versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper (18) als Vorformling fest auf den Grundkörper (16) aufgebracht wird, und dass sodann die Reibschneide (26) fertiggeschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschneide (26) bei von dem Grundkörper (16) getrenntem Schneidkörper (18) fertiggeschliffen wird, und dass anschließend der Schneidkörper (18) in seiner Orientierung verstellbar an dem Grundkörper (16) montiert wird.
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