WO2024022756A1 - Honing method, cleaning unit, cleaning device and honing machine - Google Patents

Honing method, cleaning unit, cleaning device and honing machine Download PDF

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WO2024022756A1
WO2024022756A1 PCT/EP2023/068360 EP2023068360W WO2024022756A1 WO 2024022756 A1 WO2024022756 A1 WO 2024022756A1 EP 2023068360 W EP2023068360 W EP 2023068360W WO 2024022756 A1 WO2024022756 A1 WO 2024022756A1
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WO
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cleaning
honing
unit
honing tool
spindle
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Application number
PCT/EP2023/068360
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German (de)
French (fr)
Inventor
Roland Regler
Georg Heinle
Original Assignee
Kadia Produktion Gmbh + Co.
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Publication date
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/10—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/007—Cleaning of grinding wheels
    • 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
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant

Definitions

  • the invention relates to a honing process for machining an inner surface of a bore in a workpiece using at least one honing operation.
  • An expandable honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit of a processing machine is inserted into the bore.
  • a lifting drive By means of a lifting drive, a reciprocating relative movement is generated between the honing tool and the bore and the honing tool is simultaneously rotated by means of a rotary drive to generate a rotary movement superimposed on the lifting movement.
  • At least one cutting material body attached to the honing tool is pressed against the inner surface with a feed force for material-removing processing of the inner surface, the lifting drive and the rotary drive being controlled by control signals from a control unit.
  • the invention also relates to a cleaning unit for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit, to a cleaning device with such a cleaning unit and to a honing machine equipped with such a cleaning device for machining the inner surface of a bore in a workpiece.
  • Honing is a cutting process with geometrically undetermined cutting edges, in which a honing tool carries out a cutting movement consisting of two components within a hole to be machined and there is constant surface contact between one or more cutting material bodies of the honing tool and the inner surface of the hole to be machined.
  • Honing stones are generally used as cutting material bodies.
  • the kinematics of an expandable honing tool is characterized by a superposition of a rotary movement, a lifting movement that runs in the axial direction of the bore and is in most cases oscillating, and an infeed movement that leads to a change in the effective diameter of the honing tool.
  • On the inner surface of the bore there is a surface structure with crossing machining marks.
  • Honing involves working with bonded cutting grains with constant surface contact between the abrasive working surfaces of the honing tool or honing stones and the inner surface of the bore.
  • the work surfaces therefore usually have a more or less strong convex-cylindrical (or slightly conical) curvature.
  • the cutting grains are bound in a binding system and, together with the binding system, form a cutting coating.
  • the task of the binding system is to hold the bound cutting grains until they have become blunt due to the cutting process.
  • the blunted cutting grains are released so that new, still sharp-edged cutting grains can come into engagement with the workpiece (self-sharpening effect).
  • the cutting grains released by the cutting coating and/or the material removal or chips produced on the workpiece lead to adhesions on the honing tool, in particular on the at least one cutting material body or the at least one honing stone.
  • adhesions mean that after a certain number of honing operations, the finished surfaces of the workpieces no longer meet the high requirements in terms of dimensional and shape tolerances. For this reason, the honing stone is freed from these deposits by manual intervention, for example with sandpaper or a honing stone. To do this, the honing machine must be stopped in order to gain access to the honing tool.
  • the honing stones are also removed from the honing tool in order to clean the honing stones manually outside of the honing machine.
  • the cleaning of the honing tool or the honing strip therefore leads to a machine downtime and to an impairment of the productivity of the honing process.
  • the invention solves this problem by providing a honing process with the features of claim 1, a cleaning unit with the features of claim 9, a cleaning device with the features of claim 14 and a honing machine with the features of claim 16.
  • Advantageous developments of the invention are in specified in the subclaims, the wording of which is hereby incorporated by reference into the description. This includes in particular all embodiments of the Invention, which result from the combinations of features that are defined by the references in the subclaims.
  • the honing method comprises a cleaning operation for cleaning the honing tool coupled to the spindle shaft, wherein the honing tool is moved after a honing operation to carry out the cleaning operation by means of the lifting drive into a cleaning area of a cleaning device located outside the bore and is cleaned within the cleaning area by means of a cleaning liquid during the cleaning operation by jetting the cleaning fluid under pressure onto the outside of the honing tool.
  • the cleaning area of the cleaning device is preferably connected downstream of the workpiece to be machined along a spindle axis, so that the honing tool can be removed from the bore by a continuous translational lifting movement after the honing operation and introduced into the cleaning device to carry out the cleaning operation.
  • the cleaning device is preferably arranged stationary within a working area of a honing machine, wherein the honing tool can be moved through the cleaning device by means of the lifting drive.
  • this honing process offers advantages over conventional honing processes in terms of productivity, automation, machine downtime costs and/or tool intervention time.
  • This cleaning operation can be used to remove adhesions on the honing tool or on the at least one honing stone and to achieve consistent processing quality on the workpiece.
  • the cleaning operation is preferably carried out during machine downtime, i.e. during the time in which the honing machine is prepared for main use or is returned to its initial state. This is the case, for example, when changing the workpiece automatically and/or when returning the honing tool, so that no manual intervention is required to carry out the cleaning operation and there is no machine downtime for the honing machine.
  • the cleaning device has a cleaning unit which has a cleaning opening which is continuous in the axial direction and is enclosed by an inner surface of the cleaning unit, which has a nozzle arrangement in at least one axial section for generating at least one jet of cleaning liquid directed into the interior of the cleaning opening, wherein this Honing tool is cleaned using the cleaning liquid by moving the honing tool through the cleaning opening and the area of the nozzle arrangement using the lifting drive.
  • the cleaning opening of the cleaning unit preferably runs coaxially to the spindle axis.
  • the nozzle arrangement preferably has a single nozzle outlet opening, so that the honing tool is irradiated by a single jet of cleaning liquid during the cleaning operation.
  • the nozzle outlet opening is preferably designed in the form of an annular gap.
  • the nozzle arrangement in particular its jet angle and/or nozzle shape, can be determined through simple production.
  • the nozzle arrangement has a plurality of nozzle outlet openings arranged on the axial section of the cleaning opening, so that the honing tool is irradiated by several jets of cleaning liquid during the cleaning operation.
  • the cleaning opening can each have a nozzle arrangement in several axial sections.
  • the honing tool in the area of the nozzle arrangement is simultaneously irradiated with cleaning liquid from all sides of the circumference. Due to the full irradiation, all surfaces and edges on the outside of the honing tool and thus also the cutting material body or the honing stone are freed from adhesions.
  • the nozzle arrangement preferably has a single nozzle outlet opening extending over the entire circumference of a cleaning opening enclosed by an inner surface of the cleaning unit.
  • the nozzle arrangement has a plurality of nozzle outlet openings which are arranged distributed over the circumference of the cleaning opening.
  • the multiple nozzle outlet openings can be round or spot jet nozzles, for example.
  • a rotary movement of the honing tool may then be required, which can easily be carried out by the rotary drive of the spindle shaft.
  • the cleaning liquid is sprayed onto the outside of the honing tool under a high pressure of at least 20 bar.
  • the cleaning liquid is preferably sprayed onto the outside of the honing tool at a pressure of a maximum of 80 bar in order to avoid damage, particularly to the honing tool.
  • the cleaning operation is carried out automatically and the cleaning device has at least one pump to carry out the cleaning operation, which is configured in such a way that a pressure of the cleaning liquid and/or a cleaning duration of the cleaning operation is controlled.
  • the cleaning operation can be adjusted, regulated and controlled by suitable measures, such as pressure monitoring and flow measurement of the cleaning liquid, which can lead to constant cleaning results.
  • the cleaning operation can be designed as desired and adjusted according to the previously carried out honing operation.
  • the pump is preferably connected to a control unit of the honing machine. Are in If pressure and/or flow measuring devices are installed in the honing machine, the pump can be additionally or alternatively adjustable.
  • the cleaning device for carrying out the cleaning operation is connected to a pump circuit already present in the honing machine, so that no additional pump is required.
  • a cooling lubricant used in the honing operation is used as a cleaning liquid.
  • an existing cooling lubricant system can advantageously be used and the cleaning device can be connected to the existing cooling lubricant circuit of the honing machine.
  • the honing tool is cleaned cyclically according to a predetermined cleaning program during a honing process for the successive machining of a large number of workpieces.
  • the cleaning program can, for example, be specified according to a predetermined number of workpieces, after a certain honing processing time or tool engagement time, according to spindle torques occurring during honing processing, or based on an event.
  • the honing tool is moved into a calibration device while continuing the lifting movement, in which a calibration operation is carried out before a subsequent honing operation is carried out.
  • the honing tool is adjusted to a precise dimension.
  • the, preferably mechanical, calibration device of the cleaning device can be connected upstream of a spindle axis of the spindle shaft coaxially.
  • the calibration operation is preferably carried out after each cleaning operation. In alternative versions there is no calibration device. Cleaning is also possible without calibration.
  • the cleaning device for carrying out the cleaning operation is moved from a neutral position, in which the cleaning device is arranged outside a travel path of the honing tool in such a way that the honing tool can be inserted into the bore to be machined without diving through the cleaning device, into a cleaning position, in which the honing tool can be inserted into the cleaning device and the cleaning operation can be carried out.
  • the cleaning unit according to the invention has a cleaning opening which is continuous in an axial direction and is enclosed by an inner surface of the cleaning unit and into which the honing tool can be inserted.
  • the cleaning unit has a nozzle arrangement for generating at least one jet of cleaning liquid directed into the interior of the cleaning opening and at least one fluid supply channel for supplying a cleaning liquid to the nozzle arrangement.
  • the cleaning opening of the cleaning unit preferably runs coaxially to a spindle axis of the spindle shaft when the cleaning unit is in a fully assembled state.
  • the cleaning opening can each have a nozzle arrangement in several axial sections.
  • the fluid supply channel is fluidly connected to the nozzle arrangement on the fluid outlet side and to a valve and/or a pump device on the fluid inlet side.
  • the nozzle arrangement has an annular gap that runs continuously around the cleaning opening.
  • the circumferential annular gap of the nozzle arrangement enables full irradiation or cleaning of the honing tool, so that adhesions on all surfaces and edges on the outside of the honing tool and thus also on the cutting material body or the honing stone can be removed.
  • the cleaning unit has a fluid chamber which is fluidly connected to the nozzle arrangement. Through the fluid chamber, a cleaning liquid introduced therein under pressure is evenly distributed for supply to the nozzle arrangement.
  • the fluid chamber is annular, with the fluid chamber preferably enclosing the nozzle arrangement on the circumference.
  • the fluid chamber is preferably fluidly connected directly to the nozzle arrangement. The cleaning liquid can be fed into the fluid chamber via the fluid supply channel.
  • the cleaning unit has an upper part and a lower part, the two parts being detachably connected to one another.
  • the nozzle arrangement preferably has an annular gap which is formed between the upper part and the lower part of the cleaning unit.
  • the fluid supply channel is formed between the upper part and the lower part of the cleaning unit.
  • the cleaning unit has an upper part, a middle part and a lower part, which are detachably connected to one another.
  • the cleaning unit and a calibration unit are connected downstream of one another.
  • the calibration unit enables the honing tool to be calibrated or adjusted to an exact dimension. This represents an advantageous implementation for carrying out a honing operation following the cleaning operation.
  • the calibration unit is preferably connected upstream of the cleaning unit along a spindle axis of the spindle shaft, so that the cleaning unit is arranged between the workpiece to be machined and the calibration unit.
  • the cleaning unit and the calibration unit are preferably accommodated in a common cleaning calibration housing along a spindle axis of the spindle shaft. Additionally or alternatively, the cleaning unit and the calibration unit are aligned coaxially with one another.
  • the cleaning device comprises a cleaning unit according to the invention for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit and at least one pump which is fluidly connected to the cleaning unit and is set up to convey a cleaning liquid into the cleaning unit.
  • the pump can be an additional or separate pump intended exclusively for carrying out the cleaning operation or a pump already present in the honing machine.
  • the cleaning unit is connected to a pump circuit already present in the honing machine.
  • a separate pump has the advantage that it can be designed to be adjustable and/or controllable and can therefore be adapted to the conditions of the necessary cleaning without affecting other functions, such as cooling and rinsing, in the honing machine.
  • the cleaning device is connected to a control unit in a signal-conducting manner and can be controlled by control signals from the control unit.
  • the controllable pump allows the cleaning operation to be designed as desired and adjusted in accordance with the previously carried out honing operation.
  • the control unit is preferably a control unit that is already integrated into the honing machine.
  • the honing machine according to the invention for machining the inner surface of a bore in a workpiece using at least one honing operation comprises a honing unit which has a spindle unit with a spindle shaft and a spindle axis.
  • a honing tool can be coupled directly or indirectly to the spindle shaft and has at least one cutting material body that can be pressed onto the inner surface of the bore for material-removing machining of the inner surface.
  • the spindle shaft is used to generate a lifting movement by means of a Lifting drive can be moved back and forth parallel to the spindle axis and, on the other hand, can be rotated about the spindle axis by means of a rotary drive to generate a rotary movement superimposed on the lifting movement.
  • the lifting drive and the rotary drive are connected in a signal-conducting manner to a control unit of the honing machine and can be controlled by control signals from the control unit.
  • a cleaning device according to the invention is assigned to the honing machine.
  • the invention also provides a retrofit kit which has a cleaning unit according to the invention for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit.
  • the retrofit kit preferably has a pump device with connecting parts associated with the connection, on the one hand, to the cleaning unit and, on the other hand, to a cleaning fluid supply.
  • FIG. 1 shows a detail of a schematic perspective view of a honing machine with a cleaning unit for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit;
  • Fig. 2 shows a schematic longitudinal section through a cleaning calibration device with a cleaning calibration housing and the cleaning unit inserted therein and
  • Fig. 3 shows a detail of a schematic longitudinal section of the cleaning calibration housing from Fig. 2, with the honing tool coupled to the spindle shaft being inserted into the cleaning unit.
  • FIG. 1 shows an oblique perspective view of a processing machine 3 in the form of a honing machine according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through a cleaning calibration device 22 with a cleaning calibration housing 20 and a cleaning unit 9 inserted therein.
  • 3 shows an enlarged section of the cleaning calibration device 22 from FIG. 2, the honing tool 4 coupled to a spindle shaft 23 of a spindle unit 2 being inserted into the cleaning unit 9.
  • the honing machine 3 is set up to machine an inner surface of a hole in a workpiece 1 using at least one honing operation.
  • the honing machine 3 has a honing unit 21, as shown in FIG. 1.
  • An essential component of the honing unit 21 is the spindle unit 2, in which the spindle shaft 23 is rotatably mounted.
  • a rotary drive or spindle motor which is integrated into the spindle unit 2 and is not shown in the illustrations, is provided in the present case, which can drive the spindle shaft 23 about a spindle axis SA, i.e. about the axis of rotation of the spindle shaft 23, with a predetermined speed profile.
  • the spindle unit 2 is mounted on the front of a slide plate, not shown in FIG. 1, the slide plate being supported by a slide box 25, which serves as the base support of the honing unit 21.
  • a linear guide system for guiding a linear lifting movement of the spindle unit 2 relative to the slide box 25 is provided between the slide box 25 and the slide plate or the spindle unit 2 carried by it.
  • the lifting movement of the spindle unit 2 is parallel to the spindle axis SA.
  • a lifting drive is provided, for example an electrically linear direct drive.
  • the lifting drive and the rotary drive are connected in a signal-conducting manner to a control unit of the honing machine 3, not shown in the figures, and can be controlled by control signals from the control unit.
  • the control unit is a control unit already integrated into the honing machine 3.
  • the spindle shaft 23 has a device or a tool holder for directly coupling the honing tool 4 at a tool-side end 24, which is also referred to as the spindle nose.
  • the honing tool 4 is designed as a single-strip honing tool. Accordingly, the honing tool 4 for material-removing machining of the workpiece 1 has in its cutting area, which is located on the free end section of the honing tool 4, only a single cutting material body 5 which can be pressed against the inner surface of the bore. To carry out the honing machining, the cutting area of the honing tool 4 is in the Inserted inside the hole to be machined. The cutting material body 5 is present as Honing stone carried out.
  • a tool body 26 of the honing tool 4 has a rectangular honing stone receiving opening 38 which extends from the inside of the tool body 26 to the outside and in which the honing stone 5 is accommodated with a precise fit when the honing tool 4 is assembled.
  • the outer diameter of the tool body 26 varies in sections in the axial direction.
  • the honing tool 4 can be designed as a multi-bar honing tool.
  • the workpiece 1 to be machined is an elongated tube and is clamped at the end between an upper workpiece holder 27 and a lower workpiece holder 28, as can be seen in FIG. 1.
  • the two workpiece holders 27, 28 are guided on a console 30 by means of a linear guide system 29 and can be moved vertically.
  • the top of the upper workpiece holder 27 lies against the underside of the cleaning calibration device 22.
  • the console 30 is mounted on a turntable 31, which is rotatable about an axis of rotation. This enables the workpiece 1 to be pivoted out of the working area of the honing machine 3 and thereby makes it easier to carry out an automated workpiece change.
  • the honing machine 3 has a cleaning device 7, which in the example shown has a cleaning unit 9 for cleaning the honing tool 4 coupled to the spindle shaft 23 and a pump P.
  • the pump P is designed as a high-pressure pump for conveying fluids with a pressure of up to 80 bar and is fluidly connected to the cleaning unit 9 via a connecting part 33.
  • a further pump connection is provided for connecting a further pump, this pump connection being closed in a fluid-tight manner by a closure part 39, as can be seen in FIG. 2.
  • the one high-pressure pump P delivers the cleaning liquid into the cleaning unit 9.
  • FIG. 2 the delivery of the cleaning liquid into the interior of the cleaning unit 9 is shown schematically by arrows.
  • a check valve is preferably located between the connecting part 33 and the high-pressure pump P in order to prevent the line from running empty.
  • the flow and pressure of the cleaning liquid is preferably controlled by regulating the pump P (e.g. by a frequency converter).
  • the cleaning unit 9 is cylindrical and inserted in a form-fitting manner into the cleaning calibration housing 20 of the cleaning calibration device 22.
  • a sealing element 34 which is preferably dimensionally flexible, is inserted into the cleaning Calibration housing 20, in detail inserted into an insertion opening 36 arranged on the end face 35 of the cleaning calibration housing 20.
  • the sealing element 34 lies against the tool body 26 of the honing tool 4 on the circumference, allowing the linear lifting movement of the honing tool 4. This prevents cleaning liquid from escaping from the insertion opening 36, particularly when carrying out a cleaning operation.
  • the insertion opening 36 goes in an axial direction AR through the cleaning calibration device 22 to an outlet opening 40, the insertion opening 36 widening conically towards the end face 35. This makes it easier to insert the honing tool 4 into the cleaning calibration device 22.
  • the cleaning calibration device 22 is held in position by a holding device 32.
  • controllable components of the cleaning device 7 are connected in a signal-conducting manner to a control unit S shown schematically in the illustrations and can be controlled by control signals from the control unit S.
  • the control unit S is preferably already integrated in the honing machine 4 and is also set up to control the lifting drive and the rotary drive of the honing machine 4.
  • the cleaning unit 9 has a substantially cylindrical cleaning opening 11 which is continuous in the axial direction AR and is enclosed by an inner surface 10 of the cleaning unit 9.
  • the diameter of the cleaning opening 11 is adapted to the honing tool 4 in such a way that the honing tool 4 can be inserted into the cleaning opening 11 and a minimal gap is formed between the honing tool 4, in particular its maximum outer diameter, and the inner surface 10 of the cleaning opening 11.
  • the cleaning opening 11 runs coaxially to the spindle axis SA of the spindle shaft 23 in a fully assembled state of the cleaning unit 9.
  • the cleaning unit 9 has a nozzle arrangement 12 and two fluid supply channels 14, 14 ', which are set up to supply the cleaning liquid to the nozzle arrangement 12.
  • the nozzle arrangement 12 is arranged in an axial, lower section of the cleaning opening 11.
  • the nozzle arrangement 12 has a single nozzle outlet opening and is set up to generate a jet of cleaning liquid directed into the interior of the cleaning opening 11. This enables concentrated, targeted delivery of cleaning liquid into the interior of the cleaning opening 11.
  • the nozzle arrangement 12 is oriented obliquely downwards, with the cleaning liquid jet in the present case at an angle of approximately 55 ° onto the spindle axis SA or an outside 8 of the honing tool 4 meets.
  • the Nozzle arrangement 12 can be designed in such a way that the cleaning liquid jet is jetted onto the outside 8 of the honing tool 4 at an angle adapted to the needs or the honing tool 4, for example at an angle of 90 °, so that the cleaning liquid jet is perpendicular to the outside 8 of the honing tool 4 hits.
  • the cleaning liquid is preferably discharged from the cleaning calibration housing 20 via the outlet opening 40 after the cleaning operation.
  • the nozzle arrangement 12 has an annular gap 15 that runs continuously around the cleaning opening 11.
  • the nozzle arrangement 12 therefore corresponds to the type of a flat nozzle, so that a flat, concentrated jet of cleaning liquid hits the outside 8 of the honing tool 4 during the cleaning operation.
  • the circumferential annular gap 15 thus enables full irradiation or cleaning of the honing tool 4.
  • the cleaning unit 9 has a fluid chamber 16 which is fluidly connected to the nozzle arrangement 12.
  • the fluid chamber 16 is arranged in an axial, central section of the cleaning unit 9, above the nozzle arrangement 12.
  • the fluid chamber 16 is annular and completely surrounds the annular gap 15. This enables an even distribution of the cleaning liquid in the fluid chamber 16.
  • the cleaning liquid can be supplied to the fluid chamber 16 via the two fluid supply channels 14, 14 '.
  • the cleaning unit 9 is designed in two parts and has an upper part 17 and a lower part 18, which are particularly easy to manufacture, for example as turned parts. This makes it possible to adapt the nozzle shape and the jet angle of the nozzle arrangement 12 particularly easily.
  • the two parts 17, 18 are detachably held together with a central clamping nut, not shown in the figures.
  • the two parts 17, 18 can be connected to one another with a screw connection.
  • the nozzle arrangement 12 has the annular gap 15, which is formed between the upper part 17 and the lower part 18 of the cleaning unit 9.
  • the entire cavity structure of the cleaning unit 9, i.e. both the fluid supply channels 14, 14 'and the fluid chamber 16, is formed between the two parts 17, 18. Accordingly, the fluid supply channels 14, 14' and the fluid chamber 16 are also easy to adapt.
  • the cleaning unit 9 is connected upstream of a calibration unit 37.
  • the cleaning unit 9 and the calibration unit 37 are accommodated in a common cleaning calibration housing 20 along the spindle axis SA of the spindle shaft 23 and fixed in the axial direction AR.
  • To axially fix the cleaning unit 9 its lower end face 41 rests against an inner annular shoulder 42 of the cleaning calibration housing 20 in the direction of the outlet opening 40.
  • the cleaning unit 9 and the calibration unit 37 are aligned coaxially with one another.
  • a spacer sleeve 19 is arranged in the cleaning calibration housing 20, as shown in FIG. 2.
  • the spacer sleeve 19 ensures that the cleaning unit 9 is axially fixed in the direction of the insertion opening 36 in the cleaning calibration housing 20, and on the other hand, by simply adjusting an axial length of the spacer sleeve 19, the cleaning unit 9 can also be used in the cleaning calibration housing 20 that is adapted to the available installation space. In embodiments not shown, no calibration unit 37 is accommodated in the cleaning calibration housing 20.
  • the honing machine 3 can be operated with the honing process described below.
  • the honing process mentioned above includes a cleaning operation for cleaning the honing tool 4 coupled to the spindle shaft 23.
  • the honing tool 4 is moved after at least one honing operation by means of the lifting drive into the cleaning area 6 of the cleaning device 7 located above the bore.
  • the cleaning area 6 is connected downstream of the workpiece 1 to be machined along the spindle axis SA, so that after the honing operation the honing tool 4 is carried out of the bore by a single continuous translational lifting movement and is introduced into the cleaning device 7 to carry out the cleaning operation.
  • the honing tool 4 is cleaned within the cleaning area 6 using cleaning liquid by jetting the cleaning liquid completely onto the outside 8 of the honing tool 4 under pressure.
  • the cleaning liquid is discharged from the cleaning calibration housing 20 via the outlet opening 40.
  • the honing tool 4 is moved by means of the lifting drive through the cleaning opening 11 and the area of the nozzle arrangement 12 in such a way that at least the entire cutting area of the honing tool 4 is cleaned by the flat jet of cleaning liquid.
  • the honing tool 4 in the area of the nozzle arrangement 12 is simultaneously irradiated with cleaning liquid under high pressure (eg 25 to 40 bar) from all sides of the circumference.
  • cleaning liquid under high pressure eg 25 to 40 bar
  • the cleaning liquid is sprayed onto the outside 8 of the honing tool 4 under a high pressure of at least 20 bar. If possible, the high pressure should not be higher than approx. 80 bar in order to avoid damage to the honing tool, especially to the cutting material body.
  • the cleaning operation is carried out automatically.
  • the high-pressure pump P of the cleaning device 7 is configured such that a pressure of the cleaning liquid and/or a cleaning duration of the cleaning operation is controlled.
  • the cleaning operation can be adjusted, regulated and controlled by measures such as pressure monitoring and flow measurement of the cleaning liquid, whereby constant cleaning results can be achieved.
  • the cooling lubricant used in the honing operation is used as the cleaning fluid during the cleaning operation.
  • the cleaning device 7 is connected to an existing cooling lubricant circuit of the honing machine 3, so that the cleaning operation is carried out with the already existing cooling lubricant.
  • the honing tool 4 can be cleaned cyclically according to a predetermined cleaning program during a honing process for the successive machining of a large number of workpieces 1.
  • the cleaning program can, for example, be specified according to a specified number of workpieces 1, after a certain honing processing time or based on the occasion.
  • the honing tool 4 is moved into the calibration device 13 after the cleaning operation while continuing the lifting movement.
  • a calibration operation is carried out in the calibration device 13 before a further honing operation is subsequently carried out.
  • the honing tool 4 or the honing stone 5 is set to an exact, predetermined or predeterminable dimension.
  • the calibration device 13 has a calibration unit 37 in the form of a calibration ring, the inner diameter of which corresponds to the required dimension. The calibration operation is usually carried out after each cleaning operation.
  • the invention represents a honing process for machining the inner surface of a bore in one Workpiece, a cleaning unit for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit, a cleaning device with such a cleaning unit and a honing machine equipped with such a cleaning device are available, which have advantages over the prior art, in particular with regard to productivity, automation, machine downtime costs, tool engagement time, maintenance and/or processing quality.

Abstract

2.1. The invention relates to a honing method for processing an inner surface of a borehole in a workpiece using at least one honing operation. A honing tool which can be widened and which is coupled to a spindle shaft of a spindle unit of a processing machine is introduced into the borehole. By means of a reciprocating drive, a back and forth relative movement between the honing tool and the borehole is generated and the honing tool is simultaneously rotated by a rotary drive in order to generate a rotational movement superimposed over the reciprocating movement. At least one cutting element attached to the honing tool is pressed onto the inner surface with an application force for the material-removing processing of the inner surface, wherein the reciprocating drive and the rotary drive are controlled by control signals of a control unit. 2.2. According to the invention, the honing method involves a cleaning operation for cleaning the honing tool coupled to the spindle shaft, wherein, after a honing operation, in order to carry out the cleaning operation, the honing tool is moved into a cleaning region (6) of a cleaning device (7) and lying outside the borehole by means of the reciprocating drive, and same is cleaned by means of a cleaning fluid within the cleaning region (6) during the cleaning operation, in which the cleaning fluid is sprayed under pressure onto an outer side of the honing tool. 2.3. Use in honing machines for cleaning a honing tool coupled to the spindle shaft.

Description

Hcnverlahren Reini.qungse äiunlhiieüiiti Reinigungseinnchtung und Honmaschine Hcnverlahren Reini.qungse äiunlhiieüiiti cleaning device and honing machine
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK FIELD OF APPLICATION AND STATE OF TECHNOLOGY
Die Erfindung bezieht sich auf ein Honverfahren zur Bearbeitung einer Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation. Dabei wird ein an eine Spindelwelle einer Spindeleinheit einer Bearbeitungsmaschine angekoppeltes, aulweitbares Honwerkzeug in die Bohrung eingeführt. Mittels eines Hubantriebs wird eine hin und her gehende Relativbewegung zwischen dem Honwerkzeug und der Bohrung erzeugt und das Honwerkzeug wird gleichzeitig mittels eines Drehantriebs zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung gedreht. Mindestens ein an dem Honwerkzeug angebrachter Schneidstoffkörper wird zur materialabtragenden Bearbeitung der Innenfläche mit einer Zustellkraft an die Innenfläche angedrückt, wobei der Hubantrieb und der Drehantrieb durch Steuersignale einer Steuereinheit gesteuert werden. The invention relates to a honing process for machining an inner surface of a bore in a workpiece using at least one honing operation. An expandable honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit of a processing machine is inserted into the bore. By means of a lifting drive, a reciprocating relative movement is generated between the honing tool and the bore and the honing tool is simultaneously rotated by means of a rotary drive to generate a rotary movement superimposed on the lifting movement. At least one cutting material body attached to the honing tool is pressed against the inner surface with a feed force for material-removing processing of the inner surface, the lifting drive and the rotary drive being controlled by control signals from a control unit.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Reinigungseinheit zur Reinigung eines an einer Spindelwelle einer Spindeleinheit angekoppelten Honwerkzeugs, auf eine Reinigungseinrichtung mit solch einer Reinigungseinheit sowie auf eine mit solch einer Reinigungseinrichtung ausgestattete Honmaschine zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück. The invention also relates to a cleaning unit for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit, to a cleaning device with such a cleaning unit and to a honing machine equipped with such a cleaning device for machining the inner surface of a bore in a workpiece.
Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden, bei dem ein Honwerkzeug innerhalb einer zu bearbeitenden Bohrung eine aus zwei Komponenten bestehende Schnittbewegung ausführt und eine ständige Flächenberührung zwischen einem oder mehreren Schneidstoffkörpern des Honwerkzeugs und der zu bearbeitenden Bohrungsinnenfläche vorliegt. Als Schneidstoffkörper kommen in der Regel Honleisten zum Einsatz. Die Kinematik eines aufweitbaren Honwerkzeugs ist charakterisiert durch eine Überlagerung einer Drehbewegung, einer in Axialrichtung der Bohrung verlaufenden, in den meisten Fällen oszillierenden Hubbewegung und einer Zustellbewegung, die zu einer Veränderung des wirksamen Durchmessers des Honwerkzeugs führt. An der Bohrungsinnenfläche ergibt sich eine Oberflächenstruktur mit sich überkreuzenden Bearbeitungsspuren. Durch Honen endbearbeitete Oberflächen können hohen Anforderungen bezüglich Maß- und Formtoleranzen genügen, so dass beispielsweise Zylinderlaufflächen in Zylinderkurbelgehäusen oder Zylinderlaufbuchsen, Laufflächen von Schusswaffen, Lagerflächen für Wellen, z.B. in einer Kurbelwellenlagerbohrung, zylindrische Innenflächen in Pleuelaugen, Lagerflächen an Pleueln, Zahnrädern oder Bauteilen für andere Kraft- und Arbeitsmaschinen, beispielsweise Kompressoren, häufig mittels Honen bearbeitet werden. Beim Honen wird mit gebundenem Schneidkorn unter ständiger Flächenberührung zwischen abrasiven Arbeitsflächen des Honwerkzeugs bzw. der Honleisten und der Bohrungsinnenfläche gearbeitet. Die Arbeitsflächen weisen daher meist eine mehr oder weniger starke konvexzylindrische (oder auch leicht konische) Krümmung auf. Die Schneidkörner sind in einem Bindungssystem gebunden und bilden gemeinsam mit dem Bindungssystem einen Schneidbelag. Das Bindungssystem hat dabei die Aufgabe, die gebundenen Schneidkörner so lange festzuhalten, bis sie durch den Schneidprozess abgestumpft sind. Die abgestumpften Schneidkörner werden freigegeben, so dass neue, noch scharfkantige Schneidkörner in Eingriff mit dem Werkstück gelangen können (Selbstschärfungseffekt). Honing is a cutting process with geometrically undetermined cutting edges, in which a honing tool carries out a cutting movement consisting of two components within a hole to be machined and there is constant surface contact between one or more cutting material bodies of the honing tool and the inner surface of the hole to be machined. Honing stones are generally used as cutting material bodies. The kinematics of an expandable honing tool is characterized by a superposition of a rotary movement, a lifting movement that runs in the axial direction of the bore and is in most cases oscillating, and an infeed movement that leads to a change in the effective diameter of the honing tool. On the inner surface of the bore there is a surface structure with crossing machining marks. Surfaces finished by honing can meet high requirements in terms of dimensional and shape tolerances, so that, for example, cylinder running surfaces in cylinder crankcases or cylinder liners, running surfaces of firearms, bearing surfaces for shafts, for example in a crankshaft bearing bore, cylindrical inner surfaces in connecting rod eyes, bearing surfaces on connecting rods, gears or components for others Power and work machines, such as compressors, are often processed using honing. Honing involves working with bonded cutting grains with constant surface contact between the abrasive working surfaces of the honing tool or honing stones and the inner surface of the bore. The work surfaces therefore usually have a more or less strong convex-cylindrical (or slightly conical) curvature. The cutting grains are bound in a binding system and, together with the binding system, form a cutting coating. The task of the binding system is to hold the bound cutting grains until they have become blunt due to the cutting process. The blunted cutting grains are released so that new, still sharp-edged cutting grains can come into engagement with the workpiece (self-sharpening effect).
Bei der Honbearbeitung kommt es durch die vom Schneidbelag freigegebenen Schneidkörner und/oder des am Werkstück erzeugten Materialabtrags bzw. der erzeugten Späne zu Anhaftungen am Honwerkzeug, insbesondere an dem mindestens einen Schneidstoffkörper bzw. der mindestens einen Honleiste. Diese Anhaftungen führen dazu, dass nach einer gewissen Anzahl an Honoperationen die endbearbeiteten Oberflächen der Werkstücke den hohen Anforderungen bezüglich Maß- und Formtoleranzen nicht mehr genügen. Aus diesem Grund wird die Honleiste beispielsweise mit Schleifpapier oder Abziehstein durch einen manuellen Eingriff von diesen Anhaftungen befreit. Dafür muss die Honmaschine angehalten werden, um einen Zugriff zu dem Honwerkzeug zu erhalten. Teilweise werden die Honleisten auch aus dem Honwerkzeug ausgebaut, um die Reinigung der Honleisten außerhalb der Honmaschine manuell vorzunehmen. Die Reinigung des Honwerkzeugs bzw. der Honleiste führt somit zu einem Maschinenstillstand der Honmaschine und zu einer Beeinträchtigung der Produktivität der Honbearbeitung. During honing, the cutting grains released by the cutting coating and/or the material removal or chips produced on the workpiece lead to adhesions on the honing tool, in particular on the at least one cutting material body or the at least one honing stone. These adhesions mean that after a certain number of honing operations, the finished surfaces of the workpieces no longer meet the high requirements in terms of dimensional and shape tolerances. For this reason, the honing stone is freed from these deposits by manual intervention, for example with sandpaper or a honing stone. To do this, the honing machine must be stopped in order to gain access to the honing tool. In some cases, the honing stones are also removed from the honing tool in order to clean the honing stones manually outside of the honing machine. The cleaning of the honing tool or the honing strip therefore leads to a machine downtime and to an impairment of the productivity of the honing process.
AUFGABE UND LÖSUNG TASK AND SOLUTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung Maßnahmen bereitzustellen, die dazu beitragen, Qualitätseinbußen am zu bearbeitenden Werkstück aufgrund von Anhaftungen am Honwerkzeug systematisch zu vermeiden, ohne dabei die Produktivität der Honbearbeitung wesentlich zu beeinträchtigen. It is an object of the invention to provide measures that help to systematically avoid losses in quality of the workpiece to be machined due to adhesion to the honing tool, without significantly impairing the productivity of the honing process.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Honverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , einer Reinigungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 9, einer Reinigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und einer Honmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch Verweis zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird. Dies schließt insbesondere auch alle Ausführungsformen der Erfindung ein, die sich aus den Merkmalskombinationen ergeben, die durch die Rückbezüge in den Unteransprüchen definiert sind. The invention solves this problem by providing a honing process with the features of claim 1, a cleaning unit with the features of claim 9, a cleaning device with the features of claim 14 and a honing machine with the features of claim 16. Advantageous developments of the invention are in specified in the subclaims, the wording of which is hereby incorporated by reference into the description. This includes in particular all embodiments of the Invention, which result from the combinations of features that are defined by the references in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Honverfahren umfasst eine Reinigungsoperation zur Reinigung des an der Spindelwelle angekoppelten Honwerkzeugs, wobei das Honwerkzeug nach einer Honoperation zur Durchführung der Reinigungsoperation mittels des Hubantriebs in einen außerhalb der Bohrung liegenden Reinigungsbereich einer Reinigungseinrichtung bewegt und während der Reinigungsoperation innerhalb des Reinigungsbereichs mittels einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt wird, indem die Reinigungsflüssigkeit unter Druck auf eine Außenseite des Honwerkzeugs gestrahlt wird. Der Reinigungsbereich der Reinigungseinrichtung ist vorzugsweise entlang einer Spindelachse dem zu bearbeitenden Werkstück nachgeschaltet, so dass das Honwerkzeug durch eine durchgehende translatorische Hubbewegung nach der Honoperation aus der Bohrung ausgeführt und zur Durchführung der Reinigungsoperation in die Reinigungseinrichtung eingeführt werden kann. Die Reinigungseinrichtung ist vorzugsweise stationär innerhalb eines Arbeitsbereiches einer Honmaschine angeordnet, wobei das Honwerkzeug mittels des Hubantriebs durch die Reinigungseinrichtung hindurch verfahren werden kann. The honing method according to the invention comprises a cleaning operation for cleaning the honing tool coupled to the spindle shaft, wherein the honing tool is moved after a honing operation to carry out the cleaning operation by means of the lifting drive into a cleaning area of a cleaning device located outside the bore and is cleaned within the cleaning area by means of a cleaning liquid during the cleaning operation by jetting the cleaning fluid under pressure onto the outside of the honing tool. The cleaning area of the cleaning device is preferably connected downstream of the workpiece to be machined along a spindle axis, so that the honing tool can be removed from the bore by a continuous translational lifting movement after the honing operation and introduced into the cleaning device to carry out the cleaning operation. The cleaning device is preferably arranged stationary within a working area of a honing machine, wherein the honing tool can be moved through the cleaning device by means of the lifting drive.
Durch diese spezielle Reinigungsoperation ermöglicht dieses Honverfahren gegenüber herkömmlichen Honverfahren Vorteile hinsichtlich Produktivität, Automatisierung, Maschinenstillstandskosten und/oder Werkzeugeingriffszeit. So lassen sich durch diese Reinigungsoperation Anhaftungen am Honwerkzeug bzw. an der mindestens einen Honleiste entfernen und eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität am Werkstück erzielen. Die Reinigungsoperation wird vorzugsweise in der Maschinennebenzeit durchgeführt, also in der Zeit, in der die Honmaschine für die Hauptnutzung vorbereitet bzw. in den Ausgangszustand zurückversetzt wird. Dies ist beispielsweise beim automatisierten Werkstückwechsel und/oder beim Rücklauf des Honwerkzeugs der Fall, so dass es zur Durchführung der Reinigungsoperation keines manuellen Eingriffs bedarf und dabei auch keine Maschinenstillstandszeit der Honmaschine entsteht. Thanks to this special cleaning operation, this honing process offers advantages over conventional honing processes in terms of productivity, automation, machine downtime costs and/or tool intervention time. This cleaning operation can be used to remove adhesions on the honing tool or on the at least one honing stone and to achieve consistent processing quality on the workpiece. The cleaning operation is preferably carried out during machine downtime, i.e. during the time in which the honing machine is prepared for main use or is returned to its initial state. This is the case, for example, when changing the workpiece automatically and/or when returning the honing tool, so that no manual intervention is required to carry out the cleaning operation and there is no machine downtime for the honing machine.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Reinigungseinrichtung eine Reinigungseinheit auf, die eine in Axialrichtung durchgehende, von einer Innenfläche der Reinigungseinheit umschlossene Reinigungsöffnung aufweist, die in wenigstens einem axialen Abschnitt eine Düsenanordnung zur Erzeugung mindestens eines in das Innere der Reinigungsöffnung gerichteten Reinigungsflüssigkeitsstrahls aufweist, wobei das Honwerkzeug mittels der Reinigungsflüssigkeit gereinigt wird, indem das Honwerkzeug mittels des Hubantriebs durch die Reinigungsöffnung und den Bereich der Düsenanordnung hindurch verfahren wird. Die Reinigungsöffnung der Reinigungseinheit verläuft vorzugsweise koaxial zu der Spindelachse. Die Düsenanordnung weist vorzugsweise eine einzige Düsenaustrittsöffnung auf, so dass das Honwerkzeug bei der Reinigungsoperation von einem einzigen Reinigungsflüssigkeitsstrahl bestrahlt wird. Die Düsenaustrittsöffnung ist vorzugsweise in Form eines Ringspalts ausgebildet. Die Düsenanordnung, insbesondere deren Strahlwinkel und/oder Düsenform, ist durch eine einfache Fertigung bestimmbar. In alternativen Ausführungen weist die Düsenanordnung mehrere an dem axialen Abschnitt der Reinigungsöffnung angeordnete Düsenaustrittsöffnungen auf, so dass das Honwerkzeug bei der Reinigungsoperation von mehreren Reinigungsflüssigkeitsstrahlen bestrahlt wird. Die Reinigungsöffnung kann in mehreren axialen Abschnitten je eine Düsenanordnung aufweisen. In a further development of the invention, the cleaning device has a cleaning unit which has a cleaning opening which is continuous in the axial direction and is enclosed by an inner surface of the cleaning unit, which has a nozzle arrangement in at least one axial section for generating at least one jet of cleaning liquid directed into the interior of the cleaning opening, wherein this Honing tool is cleaned using the cleaning liquid by moving the honing tool through the cleaning opening and the area of the nozzle arrangement using the lifting drive. The cleaning opening of the cleaning unit preferably runs coaxially to the spindle axis. The The nozzle arrangement preferably has a single nozzle outlet opening, so that the honing tool is irradiated by a single jet of cleaning liquid during the cleaning operation. The nozzle outlet opening is preferably designed in the form of an annular gap. The nozzle arrangement, in particular its jet angle and/or nozzle shape, can be determined through simple production. In alternative embodiments, the nozzle arrangement has a plurality of nozzle outlet openings arranged on the axial section of the cleaning opening, so that the honing tool is irradiated by several jets of cleaning liquid during the cleaning operation. The cleaning opening can each have a nozzle arrangement in several axial sections.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Honwerkzeug im Bereich der Düsenanordnung von allen Seiten des Umfangs gleichzeitig mit Reinigungsflüssigkeit bestrahlt. Durch die vollumfängliche Bestrahlung werden alle Flächen und Kanten an der Außenseite des Honwerkzeugs und somit auch des Schneidstoffkörpers bzw. der Honleiste von Anhaftungen befreit. Die Düsenanordnung weist vorzugsweise eine einzige, über einen gesamten Umfang einer von einer Innenfläche der Reinigungseinheit umschlossenen Reinigungsöffnung verlaufende Düsenaustrittsöffnung auf. In alternativen Ausführungen weist die Düsenanordnung mehrere Düsenaustrittsöffnungen auf, die über den Umfang der Reinigungsöffnung verteilt angeordnet sind. Dabei können die mehreren Düsenaustrittsöffnungen zum Beispiel Rund- oder Punkstrahldüsen sein. Zur vollständigen bzw. vollumfänglichen Reinigung des Honwerkzeugs bedarf es dann ggf. einer Drehbewegung des Honwerkzeugs, die ohne Weiteres durch den Drehantrieb der Spindelwelle ausführbar ist. In a further development of the invention, the honing tool in the area of the nozzle arrangement is simultaneously irradiated with cleaning liquid from all sides of the circumference. Due to the full irradiation, all surfaces and edges on the outside of the honing tool and thus also the cutting material body or the honing stone are freed from adhesions. The nozzle arrangement preferably has a single nozzle outlet opening extending over the entire circumference of a cleaning opening enclosed by an inner surface of the cleaning unit. In alternative embodiments, the nozzle arrangement has a plurality of nozzle outlet openings which are arranged distributed over the circumference of the cleaning opening. The multiple nozzle outlet openings can be round or spot jet nozzles, for example. In order to completely or completely clean the honing tool, a rotary movement of the honing tool may then be required, which can easily be carried out by the rotary drive of the spindle shaft.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Reinigungsflüssigkeit unter einem Hochdruck von mindestens 20 bar auf die Außenseite des Honwerkzeugs eingestrahlt. Vorzugsweise wird die Reinigungsflüssigkeit mit einem Druck von maximal 80 bar auf die Außenseite des Honwerkzeugs eingestrahlt, um Beschädigungen insbesondere am Honwerkzeug zu vermeiden. In a further development of the invention, the cleaning liquid is sprayed onto the outside of the honing tool under a high pressure of at least 20 bar. The cleaning liquid is preferably sprayed onto the outside of the honing tool at a pressure of a maximum of 80 bar in order to avoid damage, particularly to the honing tool.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Reinigungsoperation automatisch durchgeführt und die Reinigungseinrichtung weist zur Durchführung der Reinigungsoperation mindestens eine Pumpe auf, die derart konfiguriert ist, dass ein Druck der Reinigungsflüssigkeit und/oder eine Reinigungsdauer der Reinigungsoperation gesteuert wird. Die Reinigungsoperation ist durch geeignete Maßnahmen, wie z.B. durch Drucküberwachung und Durchflussmessung der Reinigungsflüssigkeit, einstellbar, regelbar und kontrollierbar, was zu konstanten Reinigungsergebnissen führen kann. Durch eine steuerbare Pumpe kann die Reinigungsoperation beliebig gestaltet werden und entsprechend der zuvor durchgeführten Honoperation eingestellt werden. Dazu ist die Pumpe vorzugsweise mit einer Steuereinheit der Honmaschine verbunden. Sind in der Honmaschine Druck- und/oder Durchflussmesseinrichtungen verbaut, so kann die Pumpe zusätzlich oder alternativ regelbar sein. In alternativen Ausführungen ist die Reinigungseinrichtung zur Durchführung der Reinigungsoperation an einen bereits in der Honmaschine vorhandenen Pumpkreislauf angeschlossen, so dass es keiner zusätzlichen Pumpe bedarf. In a further development of the invention, the cleaning operation is carried out automatically and the cleaning device has at least one pump to carry out the cleaning operation, which is configured in such a way that a pressure of the cleaning liquid and/or a cleaning duration of the cleaning operation is controlled. The cleaning operation can be adjusted, regulated and controlled by suitable measures, such as pressure monitoring and flow measurement of the cleaning liquid, which can lead to constant cleaning results. Using a controllable pump, the cleaning operation can be designed as desired and adjusted according to the previously carried out honing operation. For this purpose, the pump is preferably connected to a control unit of the honing machine. Are in If pressure and/or flow measuring devices are installed in the honing machine, the pump can be additionally or alternatively adjustable. In alternative embodiments, the cleaning device for carrying out the cleaning operation is connected to a pump circuit already present in the honing machine, so that no additional pump is required.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein bei der Honoperation genutzter Kühlschmierstoff als Reinigungsflüssigkeit verwendet. Dadurch kann vorteilhaft auf ein bereits bestehendes Kühlschmierstoffsystem zurückgegriffen werden und die Reinigungseinrichtung an den bestehenden Kühlschmierstoffkreislauf der Honmaschine angeschlossen sein. In a further development of the invention, a cooling lubricant used in the honing operation is used as a cleaning liquid. This means that an existing cooling lubricant system can advantageously be used and the cleaning device can be connected to the existing cooling lubricant circuit of the honing machine.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Honwerkzeug während eines Honprozesses zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken zyklisch nach einem vorgegebenen Reinigungsprogramm gereinigt. Dadurch lässt sich eine automatisierte Reinigung des Honwerkzeugs realisieren. Das Reinigungsprogramm kann z.B. nach vorgegebener Stückzahl an Werkstücken, nach einer bestimmten Honbearbeitungszeit bzw. Werkzeugeingriffszeit, nach während einer Honbearbeitung auftretenden Spindeldrehmomenten oder anlassbezogen vorgegeben sein. In a further development of the invention, the honing tool is cleaned cyclically according to a predetermined cleaning program during a honing process for the successive machining of a large number of workpieces. This allows automated cleaning of the honing tool to be achieved. The cleaning program can, for example, be specified according to a predetermined number of workpieces, after a certain honing processing time or tool engagement time, according to spindle torques occurring during honing processing, or based on an event.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Honwerkzeug nach der Reinigungsoperation unter Fortsetzung der Hubbewegung in eine Kalibriereinrichtung verfahren, in welcher eine Kalibrieroperation durchgeführt wird, bevor eine nachfolgende Honoperation durchgeführt wird. Bei der Kalibrieroperation wird das Honwerkzeug auf ein genaues Maß eingestellt. Dies stellt eine für die Honoperation, insbesondere hinsichtlich der hohen Anforderungen an die Maß- und Formtoleranzen der endbearbeiteten Oberflächen der Werkstücke, vorteilhafte Realisierung dar. Dazu kann die, vorzugsweise mechanische, Kalibriereinrichtung der Reinigungseinrichtung koaxial zu einer Spindelachse der Spindelwelle vorgeschaltet sein. Die Kalibrieroperation wird vorzugsweise nach jeder Reinigungsoperation durchgeführt. In alternativen Ausführungen ist keine Kalibriereinrichtung vorhanden. Eine Reinigung ist auch ohne Kalibrierung möglich. In a further development of the invention, after the cleaning operation, the honing tool is moved into a calibration device while continuing the lifting movement, in which a calibration operation is carried out before a subsequent honing operation is carried out. During the calibration operation, the honing tool is adjusted to a precise dimension. This represents an advantageous implementation for the honing operation, especially with regard to the high requirements for the dimensional and shape tolerances of the finished surfaces of the workpieces. For this purpose, the, preferably mechanical, calibration device of the cleaning device can be connected upstream of a spindle axis of the spindle shaft coaxially. The calibration operation is preferably carried out after each cleaning operation. In alternative versions there is no calibration device. Cleaning is also possible without calibration.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Reinigungseinrichtung zur Durchführung der Reinigungsoperation aus einer Neutralstellung, in der die Reinigungseinrichtung außerhalb eines Verfahrweges des Honwerkzeugs derart angeordnet ist, dass das Honwerkzeug ohne Hindurchtauchen durch die Reinigungseinrichtung in die zu bearbeitende Bohrung einführbar ist, in eine Reinigungsstellung bewegt, in welcher das Honwerkzeug in die Reinigungseinrichtung einführbar und die Reinigungsoperation durchführbar ist. Die erfindungsgemäße Reinigungseinheit weist eine in einer Axialrichtung durchgehende, von einer Innenfläche der Reinigungseinheit umschlossene Reinigungsöffnung auf, in welche das Honwerkzeug einführbar ist. Zudem weist die Reinigungseinheit eine Düsenanordnung zur Erzeugung mindestens eines in das Innere der Reinigungsöffnung gerichteten Reinigungsflüssigkeitsstrahls und mindestens einen Fluidzufuhrkanal zur Zuführung einer Reinigungsflüssigkeit zu der Düsenanordnung auf. Die Reinigungsöffnung der Reinigungseinheit verläuft vorzugsweise in einem fertig montierten Zustand der Reinigungseinheit koaxial zu einer Spindelachse der Spindelwelle. In alternativen Ausführungen kann die Reinigungsöffnung in mehreren axialen Abschnitten je eine Düsenanordnung aufweisen. Der Fluidzufuhrkanal ist fluidaustrittsseitig mit der Düsenanordnung und fluideintrittsseitig mit einem Ventil und/oder einer Pumpeinrichtung fluidverbunden. In a further development of the invention, the cleaning device for carrying out the cleaning operation is moved from a neutral position, in which the cleaning device is arranged outside a travel path of the honing tool in such a way that the honing tool can be inserted into the bore to be machined without diving through the cleaning device, into a cleaning position, in which the honing tool can be inserted into the cleaning device and the cleaning operation can be carried out. The cleaning unit according to the invention has a cleaning opening which is continuous in an axial direction and is enclosed by an inner surface of the cleaning unit and into which the honing tool can be inserted. In addition, the cleaning unit has a nozzle arrangement for generating at least one jet of cleaning liquid directed into the interior of the cleaning opening and at least one fluid supply channel for supplying a cleaning liquid to the nozzle arrangement. The cleaning opening of the cleaning unit preferably runs coaxially to a spindle axis of the spindle shaft when the cleaning unit is in a fully assembled state. In alternative embodiments, the cleaning opening can each have a nozzle arrangement in several axial sections. The fluid supply channel is fluidly connected to the nozzle arrangement on the fluid outlet side and to a valve and/or a pump device on the fluid inlet side.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Düsenanordnung einen ununterbrochen, um die Reinigungsöffnung umlaufenden Ringspalt auf. Der umlaufende Ringspalt der Düsenanordnung ermöglicht eine vollumfängliche Bestrahlung bzw. Reinigung des Honwerkzeugs, so dass Anhaftungen an allen Flächen und Kanten an der Außenseite des Honwerkzeugs und somit auch des Schneidstoffkörpers bzw. der Honleiste entfernt werden können. In a further development of the invention, the nozzle arrangement has an annular gap that runs continuously around the cleaning opening. The circumferential annular gap of the nozzle arrangement enables full irradiation or cleaning of the honing tool, so that adhesions on all surfaces and edges on the outside of the honing tool and thus also on the cutting material body or the honing stone can be removed.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Reinigungseinheit eine Fluidkammer auf, die mit der Düsenanordnung fluidverbunden ist. Durch die Fluidkammer wird eine darin unter Druck eingeleitete Reinigungsflüssigkeit zur Zuführung zu der Düsenanordnung gleichmäßig verteilt. In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführung ist die Fluidkammer ringförmig ausgebildet, wobei vorzugsweise die Fluidkammer die Düsenanordnung umfangseitig umschließt. Die Fluidkammer ist vorzugsweise unmittelbar mit der Düsenanordnung fluidverbunden. Die Reinigungsflüssigkeit ist über den Fluidzufuhrkanal in die Fluidkammer zuführbar. In a further development of the invention, the cleaning unit has a fluid chamber which is fluidly connected to the nozzle arrangement. Through the fluid chamber, a cleaning liquid introduced therein under pressure is evenly distributed for supply to the nozzle arrangement. In a structurally advantageous embodiment, the fluid chamber is annular, with the fluid chamber preferably enclosing the nozzle arrangement on the circumference. The fluid chamber is preferably fluidly connected directly to the nozzle arrangement. The cleaning liquid can be fed into the fluid chamber via the fluid supply channel.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Reinigungseinheit ein Oberteil und ein Unterteil auf, wobei die beiden Teile lösbar miteinander verbunden sind. Durch diese Maßnahme lässt sich die Reinigungseinheit, insbesondere die Düsenanordnung, durch eine besonders einfache Fertigung realisieren. Die Düsenanordnung weist vorzugsweise einen Ringspalt auf, der zwischen dem Oberteil und dem Unterteil der Reinigungseinheit gebildet ist. In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführung ist der Fluidzufuhrkanal zwischen dem Oberteil und dem Unterteil der Reinigungseinheit gebildet. In einer alternativen Ausführung weist die Reinigungseinheit ein Oberteil, ein Mittelteil und ein Unterteil auf, die lösbar miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht es, eine Reinigungseinheit mit zwei Ringspalten zu erzeugen, und zwar einen ersten Ringspalt zwischen dem Unterteil und dem Mittelteil und einen zweiten Ringspalt zwischen dem Mittelteil und dem Oberteil. In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Reinigungseinheit und eine Kalibriereinheit einander nachgeschaltet. Die Kalibriereinheit ermöglicht ein Kalibrieren bzw. ein Einstellen des Honwerkzeugs auf ein genaues Maß. Dies stellt eine zur Durchführung einer an die Reinigungsoperation anschließende Honoperation vorteilhafte Realisierung dar. Die Kalibriereinheit ist vorzugsweise der Reinigungseinheit entlang einer Spindelachse der Spindelwelle vorgeschaltet, so dass die Reinigungseinheit zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und der Kalibriereinheit angeordnet ist. Die Reinigungseinheit und die Kalibriereinheit sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Reinigungskalibriergehäuse entlang einer Spindelachse der Spindelwelle aufgenommen. Zusätzlich oder alternativ sind die Reinigungseinheit und die Kalibriereinheit zueinander koaxial ausgerichtet. In a further development of the invention, the cleaning unit has an upper part and a lower part, the two parts being detachably connected to one another. This measure allows the cleaning unit, in particular the nozzle arrangement, to be produced in a particularly simple manner. The nozzle arrangement preferably has an annular gap which is formed between the upper part and the lower part of the cleaning unit. In a structurally advantageous embodiment, the fluid supply channel is formed between the upper part and the lower part of the cleaning unit. In an alternative embodiment, the cleaning unit has an upper part, a middle part and a lower part, which are detachably connected to one another. This makes it possible to create a cleaning unit with two annular gaps, namely a first annular gap between the lower part and the middle part and a second annular gap between the middle part and the upper part. In a further development of the invention, the cleaning unit and a calibration unit are connected downstream of one another. The calibration unit enables the honing tool to be calibrated or adjusted to an exact dimension. This represents an advantageous implementation for carrying out a honing operation following the cleaning operation. The calibration unit is preferably connected upstream of the cleaning unit along a spindle axis of the spindle shaft, so that the cleaning unit is arranged between the workpiece to be machined and the calibration unit. The cleaning unit and the calibration unit are preferably accommodated in a common cleaning calibration housing along a spindle axis of the spindle shaft. Additionally or alternatively, the cleaning unit and the calibration unit are aligned coaxially with one another.
Die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung umfasst eine erfindungsgemäße Reinigungseinheit zur Reinigung eines an einer Spindelwelle einer Spindeleinheit angekoppelten Honwerkzeugs und mindestens eine Pumpe, die mit der Reinigungseinheit fluidverbunden ist und zur Förderung einer Reinigungsflüssigkeit in die Reinigungseinheit eingerichtet ist. Die Pumpe kann dabei eine zusätzliche bzw. separate, ausschließlich zur Durchführung der Reinigungsoperation vorgesehene Pumpe oder eine bereits in der Honmaschine vorhandene Pumpe sein. Bei der letztgenannten Ausführung ist die Reinigungseinheit an einen bereits in der Honmaschine vorhandenen Pumpkreislauf angeschlossen. Eine separate Pumpe hat den Vorteil, dass diese regelbar und/oder steuerbar ausgelegt sein kann und so auf die Gegebenheiten der notwendigen Reinigung anpassbar ist, ohne dabei andere Funktionen, wie Kühlung und Spülung, in der Honmaschine zu beeinflussen. The cleaning device according to the invention comprises a cleaning unit according to the invention for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit and at least one pump which is fluidly connected to the cleaning unit and is set up to convey a cleaning liquid into the cleaning unit. The pump can be an additional or separate pump intended exclusively for carrying out the cleaning operation or a pump already present in the honing machine. In the latter version, the cleaning unit is connected to a pump circuit already present in the honing machine. A separate pump has the advantage that it can be designed to be adjustable and/or controllable and can therefore be adapted to the conditions of the necessary cleaning without affecting other functions, such as cooling and rinsing, in the honing machine.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Reinigungseinrichtung signalleitend mit einer Steuereinheit verbunden und ist durch Steuersignale der Steuereinheit steuerbar. Dies stellt eine für die gewünschte Funktion und Automatisierung der Reinigungseinrichtung vorteilhafte Realisierung dar. Durch die steuerbare Pumpe kann die Reinigungsoperation beliebig gestaltet werden und entsprechend der zuvor durchgeführten Honoperation eingestellt werden. Bei der Steuereinheit handelt es sich vorzugsweise um eine bereits in der Honmaschine integrierte Steuereinheit. In a further development of the invention, the cleaning device is connected to a control unit in a signal-conducting manner and can be controlled by control signals from the control unit. This represents an advantageous implementation for the desired function and automation of the cleaning device. The controllable pump allows the cleaning operation to be designed as desired and adjusted in accordance with the previously carried out honing operation. The control unit is preferably a control unit that is already integrated into the honing machine.
Die erfindungsgemäße Honmaschine zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation umfasst eine Honeinheit, die eine Spindeleinheit mit einer Spindelwelle und einer Spindelachse aufweist. An die Spindelwelle ist ein Honwerkzeug direkt oder indirekt ankoppelbar, welches mindestens einen an die Innenfläche der Bohrung andrückbaren Schneidstoffkörper zur materialabtragenden Bearbeitung der Innenfläche aufweist. Die Spindelwelle ist einerseits zur Erzeugung einer Hubbewegung mittels eines Hubantriebs parallel zur Spindelachse hin und her bewegbar und andererseits zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung mittels eines Drehantriebs um die Spindelachse drehbar. Der Hubantrieb und der Drehantrieb sind signalleitend mit einer Steuereinheit der Honmaschine verbunden und durch Steuersignale der Steuereinheit steuerbar. Der Honmaschine ist eine erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung zugeordnet. The honing machine according to the invention for machining the inner surface of a bore in a workpiece using at least one honing operation comprises a honing unit which has a spindle unit with a spindle shaft and a spindle axis. A honing tool can be coupled directly or indirectly to the spindle shaft and has at least one cutting material body that can be pressed onto the inner surface of the bore for material-removing machining of the inner surface. On the one hand, the spindle shaft is used to generate a lifting movement by means of a Lifting drive can be moved back and forth parallel to the spindle axis and, on the other hand, can be rotated about the spindle axis by means of a rotary drive to generate a rotary movement superimposed on the lifting movement. The lifting drive and the rotary drive are connected in a signal-conducting manner to a control unit of the honing machine and can be controlled by control signals from the control unit. A cleaning device according to the invention is assigned to the honing machine.
Existierende Honmaschinen, sowohl Neumaschinen als auch Bestandsmaschinen, können gegebenenfalls leicht umgerüstet werden, um die Vorteile der Erfindung zu nutzen. Zu diesem Zwecke stellt die Erfindung auch einen Nachrüstsatz bereit, der eine erfindungsgemäße Reinigungseinheit zur Reinigung eines an einer Spindelwelle einer Spindeleinheit angekoppelten Honwerkzeugs aufweist. Der Nachrüstsatz weist vorzugsweise eine Pumpeinrichtung mit zum Anschluss einerseits an die Reinigungseinheit und andererseits an eine Reinigungsflüssigkeitsversorgung zugehörige Verbindungsteile auf. Existing honing machines, both new machines and existing machines, can easily be converted to take advantage of the advantages of the invention. For this purpose, the invention also provides a retrofit kit which has a cleaning unit according to the invention for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit. The retrofit kit preferably has a pump device with connecting parts associated with the connection, on the one hand, to the cleaning unit and, on the other hand, to a cleaning fluid supply.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Diese und weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen: Advantageous embodiments of the invention are shown in the drawings. These and further embodiments of the invention are explained in more detail below. Show:
Fig. 1 einen Ausschnitt einer schematischen Perspektivansicht einer Honmaschine mit einer Reinigungseinheit zur Reinigung eines an einer Spindelwelle einer Spindeleinheit angekoppelten Honwerkzeugs; 1 shows a detail of a schematic perspective view of a honing machine with a cleaning unit for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit;
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Reinigungskalibriereinrichtung mit einem Reinigungskalibriergehäuse und der darin eingesetzten Reinigungseinheit und Fig. 2 shows a schematic longitudinal section through a cleaning calibration device with a cleaning calibration housing and the cleaning unit inserted therein and
Fig. 3 einen Ausschnitt eines schematischen Längsschnitts der Reinigungskalibriergehäuse von Fig. 2, wobei das an der Spindelwelle angekoppelte Honwerkzeug in die Reinigungseinheit eingeführt ist. Fig. 3 shows a detail of a schematic longitudinal section of the cleaning calibration housing from Fig. 2, with the honing tool coupled to the spindle shaft being inserted into the cleaning unit.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Die Fig. 1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Bearbeitungsmaschine 3 in Ausgestaltung einer Honmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Reinigungskalibriereinrichtung 22 mit einem Reinigungskalibriergehäuse 20 und einer darin eingesetzten Reinigungseinheit 9. In der Fig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Reinigungskalibriereinrichtung 22 von Fig. 2 dargestellt, wobei das an einer Spindelwelle 23 einer Spindeleinheit 2 angekoppelte Honwerkzeug 4 in die Reinigungseinheit 9 eingeführt ist. 1 shows an oblique perspective view of a processing machine 3 in the form of a honing machine according to an exemplary embodiment. Fig. 2 shows a longitudinal section through a cleaning calibration device 22 with a cleaning calibration housing 20 and a cleaning unit 9 inserted therein. 3 shows an enlarged section of the cleaning calibration device 22 from FIG. 2, the honing tool 4 coupled to a spindle shaft 23 of a spindle unit 2 being inserted into the cleaning unit 9.
Die Honmaschine 3 ist zur Bearbeitung einer Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück 1 mithilfe mindestens einer Honoperation eingerichtet. Dazu weist die Honmaschine 3 eine Honeinheit 21 auf, wie in der Fig. 1 dargestellt ist. Ein wesentlicher Bestandteil der Honeinheit 21 ist die Spindeleinheit 2, in der die Spindelwelle 23 drehbar gelagert ist. Zum Antrieb der Spindelwelle 23 ist vorliegend ein in die Spindeleinheit 2 integrierter, in den Darstellungen nicht dargestellter Drehantrieb bzw. Spindelmotor vorgesehen, der die Spindelwelle 23 um eine Spindelachse SA, d.h. um die Rotationsachse der Spindelwelle 23, mit vorgegebenem Drehzahlprofil antreiben kann. The honing machine 3 is set up to machine an inner surface of a hole in a workpiece 1 using at least one honing operation. For this purpose, the honing machine 3 has a honing unit 21, as shown in FIG. 1. An essential component of the honing unit 21 is the spindle unit 2, in which the spindle shaft 23 is rotatably mounted. To drive the spindle shaft 23, a rotary drive or spindle motor, which is integrated into the spindle unit 2 and is not shown in the illustrations, is provided in the present case, which can drive the spindle shaft 23 about a spindle axis SA, i.e. about the axis of rotation of the spindle shaft 23, with a predetermined speed profile.
Die Spindeleinheit 2 ist in dem gezeigten Beispiel auf der Vorderseite einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Schlittenplatte montiert, wobei die Schlittenplatte von einem Schlittenkasten 25 getragen wird, der als Grundträger der Honeinheit 21 dient. Zwischen dem Schlittenkasten 25 und der Schlittenplatte bzw. der davon getragenen Spindeleinheit 2 ist vorliegend ein Linearführungssystem zur Führung einer linearen Hubbewegung der Spindeleinheit 2 gegenüber dem Schlittenkasten 25 vorgesehen. Die Hubbewegung der Spindeleinheit 2 ist parallel zur Spindelachse SA. Zur Durchführung der linearen Hubbewegungen der Spindeleinheit 2 bzw. der Spindelwelle 23 ist ein Hubantrieb vorgesehen, z.B. ein elektrisch linearer Direktantrieb. In the example shown, the spindle unit 2 is mounted on the front of a slide plate, not shown in FIG. 1, the slide plate being supported by a slide box 25, which serves as the base support of the honing unit 21. In the present case, a linear guide system for guiding a linear lifting movement of the spindle unit 2 relative to the slide box 25 is provided between the slide box 25 and the slide plate or the spindle unit 2 carried by it. The lifting movement of the spindle unit 2 is parallel to the spindle axis SA. To carry out the linear lifting movements of the spindle unit 2 or the spindle shaft 23, a lifting drive is provided, for example an electrically linear direct drive.
Der Hubantrieb und der Drehantrieb sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel signalleitend mit einer in den Figuren nicht gezeigten Steuereinheit der Honmaschine 3 verbunden und durch Steuersignale der Steuereinheit steuerbar. In dem gezeigten Beispiel ist die Steuereinheit eine bereits in der Honmaschine 3 integrierte Steuereinheit. In the exemplary embodiment shown, the lifting drive and the rotary drive are connected in a signal-conducting manner to a control unit of the honing machine 3, not shown in the figures, and can be controlled by control signals from the control unit. In the example shown, the control unit is a control unit already integrated into the honing machine 3.
Die Spindelwelle 23 weist im Beispielsfall an einem werkzeugseitigen Ende 24, das auch als Spindelnase bezeichnet wird, eine Einrichtung bzw. eine Werkzeugaufnahme zum direkten Ankoppeln des Honwerkzeugs 4 auf. In the example, the spindle shaft 23 has a device or a tool holder for directly coupling the honing tool 4 at a tool-side end 24, which is also referred to as the spindle nose.
Das Honwerkzeug 4 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Einleisten-Honwerkzeug ausgeführt. Demnach hat das Honwerkzeug 4 zur materialabtragenden Bearbeitung des Werkstücks 1 in seinem Schneidbereich, der sich an dem freien Endabschnitt des Honwerkzeugs 4 befindet, nur einen einzigen an die Innenfläche der Bohrung andrückbaren Schneidstoffkörper 5. Zur Durchführung der Honbearbeitung wird der Schneidbereich des Honwerkzeugs 4 in das Innere der zu bearbeitenden Bohrung eingeführt. Der Schneidstoffkörper 5 ist vorliegend als Honleiste ausgeführt. Im Schneidbereich weist ein Werkzeugkörper 26 des Honwerkzeugs 4 eine vom Inneren des Werkzeugkörpers 26 nach außen durchgehende, rechteckförmige Honleistenaufnahmeöffnung 38 auf, in der beim zusammengebauten Honwerkzeug 4 die Honleiste 5 passgenau aufgenommen ist. Der Außendurchmesser des Werkzeugkörpers 26 variiert abschnittsweise in Axialrichtung. In alternativen Ausführungen kann das Honwerkzeug 4 als Mehrleisten-Honwerkzeug ausgeführt sein. In the exemplary embodiment shown, the honing tool 4 is designed as a single-strip honing tool. Accordingly, the honing tool 4 for material-removing machining of the workpiece 1 has in its cutting area, which is located on the free end section of the honing tool 4, only a single cutting material body 5 which can be pressed against the inner surface of the bore. To carry out the honing machining, the cutting area of the honing tool 4 is in the Inserted inside the hole to be machined. The cutting material body 5 is present as Honing stone carried out. In the cutting area, a tool body 26 of the honing tool 4 has a rectangular honing stone receiving opening 38 which extends from the inside of the tool body 26 to the outside and in which the honing stone 5 is accommodated with a precise fit when the honing tool 4 is assembled. The outer diameter of the tool body 26 varies in sections in the axial direction. In alternative embodiments, the honing tool 4 can be designed as a multi-bar honing tool.
Das zu bearbeitende Werkstück 1 ist in dem gezeigten Beispiel ein längliches Rohr und ist endseitig zwischen einer oberen Werkstückaufnahme 27 und einer unteren Werkstückaufnahme 28 eingespannt, wie in der Fig. 1 ersichtlich ist. Dazu sind die beiden Werkstückaufnahmen 27, 28 mittels eines Linearführungssystems 29 an einer Konsole 30 geführt und vertikal verfahrbar. Vorliegend liegt die obere Werkstückaufnahme 27 mit ihrer Oberseite an der Unterseite der Reinigungskalibriereinrichtung 22 an. Die Konsole 30 ist in dem gezeigten Beispiel auf einer Drehscheibe 31 gelagert, die um eine Rotationsachse drehbar ist. Dies ermöglicht ein Verschwenken des Werkstücks 1 aus dem Arbeitsbereich der Honmaschine 3 und erleichtert dadurch die Durchführung eines automatisierten Werkstückwechsels. In the example shown, the workpiece 1 to be machined is an elongated tube and is clamped at the end between an upper workpiece holder 27 and a lower workpiece holder 28, as can be seen in FIG. 1. For this purpose, the two workpiece holders 27, 28 are guided on a console 30 by means of a linear guide system 29 and can be moved vertically. In the present case, the top of the upper workpiece holder 27 lies against the underside of the cleaning calibration device 22. In the example shown, the console 30 is mounted on a turntable 31, which is rotatable about an axis of rotation. This enables the workpiece 1 to be pivoted out of the working area of the honing machine 3 and thereby makes it easier to carry out an automated workpiece change.
Die Honmaschine 3 weist eine Reinigungseinrichtung 7 auf, die im gezeigten Beispiel eine Reinigungseinheit 9 zur Reinigung des an der Spindelwelle 23 angekoppelten Honwerkzeugs 4 und eine Pumpe P aufweist. Die Pumpe P ist vorliegend als Hochdruckpumpe zur Förderung von Fluiden mit einem Druck von bis zu 80 bar ausgelegt und mit der Reinigungseinheit 9 über ein Verbindungsteil 33 fluidverbunden. Vorliegend ist ein weiterer Pumpenanschluss zum Anschluss einer weiteren Pumpe vorgesehen, wobei dieser Pumpenanschluss durch ein Verschlussteil 39 fluiddicht verschlossen ist, wie in der Fig. 2 ersichtlich ist. Während der Reinigungsoperation fördert die eine Hochdruckpumpe P die Reinigungsflüssigkeit in die Reinigungseinheit 9. In der Fig. 2 ist die Förderung der Reinigungsflüssigkeit in das das Innere der Reinigungseinheit 9 schematisch durch Pfeile dargestellt. The honing machine 3 has a cleaning device 7, which in the example shown has a cleaning unit 9 for cleaning the honing tool 4 coupled to the spindle shaft 23 and a pump P. In the present case, the pump P is designed as a high-pressure pump for conveying fluids with a pressure of up to 80 bar and is fluidly connected to the cleaning unit 9 via a connecting part 33. In the present case, a further pump connection is provided for connecting a further pump, this pump connection being closed in a fluid-tight manner by a closure part 39, as can be seen in FIG. 2. During the cleaning operation, the one high-pressure pump P delivers the cleaning liquid into the cleaning unit 9. In FIG. 2, the delivery of the cleaning liquid into the interior of the cleaning unit 9 is shown schematically by arrows.
Zwischen dem Verbindungsteil 33 und der Hochdruckpumpe P sitzt vorzugsweise ein in den Figuren nicht gezeigtes Rückschlagventil, um ein Leerläufen der Leitung zu verhindern. Die Steuerung des Durchflusses und des Drucks der Reinigungsflüssigkeit erfolgt vorzugsweise durch die Regelung der Pumpe P (z.B. durch einen Frequenzumformer). A check valve, not shown in the figures, is preferably located between the connecting part 33 and the high-pressure pump P in order to prevent the line from running empty. The flow and pressure of the cleaning liquid is preferably controlled by regulating the pump P (e.g. by a frequency converter).
In dem gezeigten Beispiel ist die Reinigungseinheit 9 zylinderförmig ausgebildet und in das Reinigungskalibriergehäuse 20 der Reinigungskalibriereinrichtung 22 formschlüssig eingesetzt. Zudem ist im Bereich einer der Spindeleinheit 2 zugewandten Stirnseite 35 des Reinigungskalibriergehäuses 20 ein, vorzugsweise formnachgiebiges, Dichtelement 34 in das Reinigungs- kalibriergehäuse 20, im Detail in eine an der Stirnseite 35 des Reinigungskalibriergehäuses 20 angeordneten Einführöffnung 36, eingesetzt. Das Dichtelement 34 liegt dabei gegen den Werkzeugkörper 26 des Honwerkzeugs 4 umfangsseitig an, wobei es die lineare Hubbewegung des Honwerkzeugs 4 zulässt. Dadurch wird verhindert, dass Reinigungsflüssigkeit insbesondere bei der Durchführung einer Reinigungsoperation aus der Einführöffnung 36 austritt. Die Einführöffnung 36 geht in einer Axialrichtung AR durch die Reinigungskalibriereinrichtung 22 bis hin zu einer Ausführöffnung 40, wobei sich die Einführöffnung 36 zur Stirnseite 35 hin konisch aufgeweitet. Dadurch ist das Einführen des Honwerkzeugs 4 in die Reinigungskalibriereinrichtung 22 erleichtert. Die Reinigungskalibriereinrichtung 22 wird in dem gezeigten Beispiel durch eine Halteeinrichtung 32 in Position gehalten. In the example shown, the cleaning unit 9 is cylindrical and inserted in a form-fitting manner into the cleaning calibration housing 20 of the cleaning calibration device 22. In addition, in the area of an end face 35 of the cleaning calibration housing 20 facing the spindle unit 2, a sealing element 34, which is preferably dimensionally flexible, is inserted into the cleaning Calibration housing 20, in detail inserted into an insertion opening 36 arranged on the end face 35 of the cleaning calibration housing 20. The sealing element 34 lies against the tool body 26 of the honing tool 4 on the circumference, allowing the linear lifting movement of the honing tool 4. This prevents cleaning liquid from escaping from the insertion opening 36, particularly when carrying out a cleaning operation. The insertion opening 36 goes in an axial direction AR through the cleaning calibration device 22 to an outlet opening 40, the insertion opening 36 widening conically towards the end face 35. This makes it easier to insert the honing tool 4 into the cleaning calibration device 22. In the example shown, the cleaning calibration device 22 is held in position by a holding device 32.
Bei dem Ausführungsbeispiel sind steuerbare Komponenten der Reinigungseinrichtung 7 signalleitend mit einer in den Darstellungen schematisch dargestellten Steuereinheit S verbunden und durch Steuersignale der Steuereinheit S steuerbar. Dadurch kann die Reinigungsoperation beliebig gestaltet und an die zuvor durchgeführten Honoperation angepasst werden. Die Steuereinheit S ist vorzugsweise bereits in der Honmaschine 4 integriert und ebenfalls für die Steuerung des Hubantriebs und des Drehantriebs der Honmaschine 4 eingerichtet. In the exemplary embodiment, controllable components of the cleaning device 7 are connected in a signal-conducting manner to a control unit S shown schematically in the illustrations and can be controlled by control signals from the control unit S. This means that the cleaning operation can be designed as desired and adapted to the previously carried out honing operation. The control unit S is preferably already integrated in the honing machine 4 and is also set up to control the lifting drive and the rotary drive of the honing machine 4.
Die Reinigungseinheit 9 weist eine in der Axialrichtung AR durchgehende, von einer Innenfläche 10 der Reinigungseinheit 9 umschlossene, im Wesentlichen zylindrische Reinigungsöffnung 11 auf. Der Durchmesser der Reinigungsöffnung 11 ist so an das Honwerkzeug 4 angepasst, dass das Honwerkzeug 4 in die Reinigungsöffnung 11 einführbar ist und sich zwischen dem Honwerkzeug 4, insbesondere dessen maximalen Außendurchmesser, und der Innenfläche 10 der Reinigungsöffnung 11 ein minimaler Spalt bildet. In der gezeigten Ausführung verläuft die Reinigungsöffnung 11 in einem fertig montierten Zustand der Reinigungseinheit 9 koaxial zu der Spindelachse SA der Spindelwelle 23. The cleaning unit 9 has a substantially cylindrical cleaning opening 11 which is continuous in the axial direction AR and is enclosed by an inner surface 10 of the cleaning unit 9. The diameter of the cleaning opening 11 is adapted to the honing tool 4 in such a way that the honing tool 4 can be inserted into the cleaning opening 11 and a minimal gap is formed between the honing tool 4, in particular its maximum outer diameter, and the inner surface 10 of the cleaning opening 11. In the embodiment shown, the cleaning opening 11 runs coaxially to the spindle axis SA of the spindle shaft 23 in a fully assembled state of the cleaning unit 9.
Im gezeigten Beispiel weist die Reinigungseinheit 9 eine Düsenanordnung 12 und zwei Fluidzufuhrkanäle 14, 14‘ auf, die zur Zuführung der Reinigungsflüssigkeit zu der Düsenanordnung 12 eingerichtet sind. Die Düsenanordnung 12 ist in einem axialen, unteren Abschnitt der Reinigungsöffnung 11 angeordnet. In dem gezeigten Beispiel weist die Düsenanordnung 12 eine einzige Düsenaustrittsöffnung auf und ist zur Erzeugung eines in das Innere der Reinigungsöffnung 11 gerichteten Reinigungsflüssigkeitsstrahls eingerichtet. Dies ermöglicht eine konzentrierte, zielgerichtete Ausbringung von Reinigungsflüssigkeit in das Innere der Reinigungsöffnung 11. Im Beispielsfall ist die Düsenanordnung 12 nach schräg unten ausgerichtet, wobei der Reinigungsflüssigkeitsstrahl vorliegend mit einem Winkel von etwa 55° auf die Spindelachse SA bzw. eine Außenseite 8 des Honwerkzeugs 4 trifft. In alternativen Ausführungen kann die Düsenanordnung 12 derart ausgebildet sein, dass der Reinigungsflüssigkeitsstrahl in einem an den Bedarf bzw. das Honwerkzeug 4 angepassten Winkel auf die Außenseite 8 des Honwerkzeugs 4 gestrahlt wird, z.B. in einem Winkel von 90°, so dass der Reinigungsflüssigkeitsstrahl senkrecht auf die Außenseite 8 des Honwerkzeugs 4 trifft. Die Reinigungsflüssigkeit wird vorzugsweise nach der Reinigungsoperation über die Ausführöffnung 40 aus dem Reinigungskalibriergehäuse 20 abgeführt. In the example shown, the cleaning unit 9 has a nozzle arrangement 12 and two fluid supply channels 14, 14 ', which are set up to supply the cleaning liquid to the nozzle arrangement 12. The nozzle arrangement 12 is arranged in an axial, lower section of the cleaning opening 11. In the example shown, the nozzle arrangement 12 has a single nozzle outlet opening and is set up to generate a jet of cleaning liquid directed into the interior of the cleaning opening 11. This enables concentrated, targeted delivery of cleaning liquid into the interior of the cleaning opening 11. In the example, the nozzle arrangement 12 is oriented obliquely downwards, with the cleaning liquid jet in the present case at an angle of approximately 55 ° onto the spindle axis SA or an outside 8 of the honing tool 4 meets. In alternative versions, the Nozzle arrangement 12 can be designed in such a way that the cleaning liquid jet is jetted onto the outside 8 of the honing tool 4 at an angle adapted to the needs or the honing tool 4, for example at an angle of 90 °, so that the cleaning liquid jet is perpendicular to the outside 8 of the honing tool 4 hits. The cleaning liquid is preferably discharged from the cleaning calibration housing 20 via the outlet opening 40 after the cleaning operation.
Im Beispiel weist die Düsenanordnung 12 einen ununterbrochen um die Reinigungsöffnung 11 umlaufenden Ringspalt 15 auf. Die Düsenanordnung 12 entspricht demnach der Art einer Flachdüse, so dass während der Reinigungsoperation ein flächiger, konzentrierter Reinigungsflüssigkeitsstrahl auf die Außenseite 8 des Honwerkzeugs 4 trifft. Durch den umlaufenden Ringspalt 15 wird somit eine vollumfängliche Bestrahlung bzw. Reinigung des Honwerkzeugs 4 ermöglicht. In the example, the nozzle arrangement 12 has an annular gap 15 that runs continuously around the cleaning opening 11. The nozzle arrangement 12 therefore corresponds to the type of a flat nozzle, so that a flat, concentrated jet of cleaning liquid hits the outside 8 of the honing tool 4 during the cleaning operation. The circumferential annular gap 15 thus enables full irradiation or cleaning of the honing tool 4.
Die Reinigungseinheit 9 weist eine Fluidkammer 16 auf, die mit der Düsenanordnung 12 fluidverbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Fluidkammer 16 in einem axialen, mittleren Abschnitt der Reinigungseinheit 9, oberhalb der Düsenanordnung 12 angeordnet. Die Fluidkammer 16 ist ringförmig ausgebildet und umschließt den Ringspalt 15 vollumfänglich. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Reinigungsflüssigkeit in der Fluidkammer 16. Die Reinigungsflüssigkeit ist über die beiden Fluidzufuhrkanäle 14, 14‘ der Fluidkammer 16 zuführbar. The cleaning unit 9 has a fluid chamber 16 which is fluidly connected to the nozzle arrangement 12. In the exemplary embodiment shown, the fluid chamber 16 is arranged in an axial, central section of the cleaning unit 9, above the nozzle arrangement 12. The fluid chamber 16 is annular and completely surrounds the annular gap 15. This enables an even distribution of the cleaning liquid in the fluid chamber 16. The cleaning liquid can be supplied to the fluid chamber 16 via the two fluid supply channels 14, 14 '.
Die Reinigungseinheit 9 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein Oberteil 17 und ein Unterteil 18 auf, die besonders einfach herzustellen sind, z.B. als Drehteile. Dadurch ist es möglich, die Düsenform und den Strahlwinkel der Düsenanordnung 12 besonders einfach anzupassen. Vorliegend sind die beiden Teile 17, 18 lösbar mit einer zentralen, in den Figuren nicht dargestellten Spannmutter zusammengehalten. In alternativen Ausführungen können die beiden Teile 17, 18 mit einer Schraubverbindung miteinander verbunden sein. In der gezeigten Realisierung weist die Düsenanordnung 12 den Ringspalt 15 auf, der zwischen dem Oberteil 17 und dem Unterteil 18 der Reinigungseinheit 9 gebildet ist. Zudem ist die gesamte Hohlraumstruktur der Reinigungseinheit 9, also sowohl die Fluidzufuhrkanäle 14, 14‘ als auch die Fluidkammer 16, zwischen den beiden Teilen 17, 18 gebildet. Demnach sind auch die Fluidzufuhrkanäle 14, 14‘ und die Fluidkammer 16 einfach anzupassen. The cleaning unit 9 is designed in two parts and has an upper part 17 and a lower part 18, which are particularly easy to manufacture, for example as turned parts. This makes it possible to adapt the nozzle shape and the jet angle of the nozzle arrangement 12 particularly easily. In the present case, the two parts 17, 18 are detachably held together with a central clamping nut, not shown in the figures. In alternative embodiments, the two parts 17, 18 can be connected to one another with a screw connection. In the implementation shown, the nozzle arrangement 12 has the annular gap 15, which is formed between the upper part 17 and the lower part 18 of the cleaning unit 9. In addition, the entire cavity structure of the cleaning unit 9, i.e. both the fluid supply channels 14, 14 'and the fluid chamber 16, is formed between the two parts 17, 18. Accordingly, the fluid supply channels 14, 14' and the fluid chamber 16 are also easy to adapt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Reinigungseinheit 9 einer Kalibriereinheit 37 vorgeschaltet. Die Reinigungseinheit 9 und die Kalibriereinheit 37 sind in einem gemeinsamen Reinigungskalibriergehäuse 20 entlang der Spindelachse SA der Spindelwelle 23 aufgenommen und in Axialrichtung AR fixiert. Zur axialen Fixierung der Reinigungseinheit 9 liegt diese in Richtung der Ausführöffnung 40 mit seiner unteren Stirnseite 41 gegen eine innere Ringschulter 42 des Reinigungskalibriergehäuses 20 an. Vorliegend sind die Reinigungseinheit 9 und die Kalibriereinheit 37 zueinander koaxial ausgerichtet. Zusätzlich ist in der gezeigten Ausführung eine Distanzhülse 19 in dem Reinigungskalibriergehäuse 20 angeordnet, wie in der Fig. 2 gezeigt ist. Die Distanzhülse 19 gewährleistet einerseits einen in Richtung der Einführöffnung 36 axial festen Sitz der Reinigungseinheit 9 im Reinigungskalibriergehäuse 20, andererseits ist durch eine einfache Anpassung einer axialen Länge der Distanzhülse 19 die Reinigungseinheit 9 auch in an einen zur Verfügung stehenden Bauraum angepasste Reinigungskalibriergehäuse 20 einsetzbar. In nicht gezeigten Ausführungsformen ist in dem Reinigungskalibriergehäuse 20 keine Kalibriereinheit 37 aufgenommen. In the embodiment shown, the cleaning unit 9 is connected upstream of a calibration unit 37. The cleaning unit 9 and the calibration unit 37 are accommodated in a common cleaning calibration housing 20 along the spindle axis SA of the spindle shaft 23 and fixed in the axial direction AR. To axially fix the cleaning unit 9, its lower end face 41 rests against an inner annular shoulder 42 of the cleaning calibration housing 20 in the direction of the outlet opening 40. In the present case, the cleaning unit 9 and the calibration unit 37 are aligned coaxially with one another. In addition, in the embodiment shown, a spacer sleeve 19 is arranged in the cleaning calibration housing 20, as shown in FIG. 2. On the one hand, the spacer sleeve 19 ensures that the cleaning unit 9 is axially fixed in the direction of the insertion opening 36 in the cleaning calibration housing 20, and on the other hand, by simply adjusting an axial length of the spacer sleeve 19, the cleaning unit 9 can also be used in the cleaning calibration housing 20 that is adapted to the available installation space. In embodiments not shown, no calibration unit 37 is accommodated in the cleaning calibration housing 20.
Die Honmaschine 3 kann mit dem nachfolgend beschriebenen Honverfahren betrieben werden. The honing machine 3 can be operated with the honing process described below.
Das oben genannte Honverfahren umfasst eine Reinigungsoperation zur Reinigung des an der Spindelwelle 23 angekoppelten Honwerkzeugs 4. Zur Durchführung der Reinigungsoperation wird das Honwerkzeug 4 nach mindestens einer Honoperation mittels des Hubantriebs in den oberhalb der Bohrung liegenden Reinigungsbereich 6 der Reinigungseinrichtung 7 bewegt. Der Reinigungsbereich 6 ist entlang der Spindelachse SA dem zu bearbeitenden Werkstück 1 nachgeschaltet, so dass das Honwerkzeug 4 nach der Honoperation durch eine einzige durchgehende translatorische Hubbewegung nach oben aus der Bohrung ausgeführt und zur Durchführung der Reinigungsoperation in die Reinigungseinrichtung 7 eingeführt wird. Während der Reinigungsoperation wird das Honwerkzeug 4 innerhalb des Reinigungsbereichs 6 mittels Reinigungsflüssigkeit gereinigt, indem die Reinigungsflüssigkeit unter Druck vollumfänglich auf die Außenseite 8 des Honwerkzeugs 4 gestrahlt wird. Die Reinigungsflüssigkeit wird über die Ausführöffnung 40 aus dem Reinigungskalibriergehäuse 20 abgeführt. The honing process mentioned above includes a cleaning operation for cleaning the honing tool 4 coupled to the spindle shaft 23. To carry out the cleaning operation, the honing tool 4 is moved after at least one honing operation by means of the lifting drive into the cleaning area 6 of the cleaning device 7 located above the bore. The cleaning area 6 is connected downstream of the workpiece 1 to be machined along the spindle axis SA, so that after the honing operation the honing tool 4 is carried out of the bore by a single continuous translational lifting movement and is introduced into the cleaning device 7 to carry out the cleaning operation. During the cleaning operation, the honing tool 4 is cleaned within the cleaning area 6 using cleaning liquid by jetting the cleaning liquid completely onto the outside 8 of the honing tool 4 under pressure. The cleaning liquid is discharged from the cleaning calibration housing 20 via the outlet opening 40.
In dem Beispiel wird das Honwerkzeug 4 derart mittels des Hubantriebs durch die Reinigungsöffnung 11 und den Bereich der Düsenanordnung 12 hindurch verfahren, dass zumindest der gesamte Schneidbereich des Honwerkzeugs 4 durch den flächigen Reinigungsflüssigkeitsstrahl gereinigt wird. In the example, the honing tool 4 is moved by means of the lifting drive through the cleaning opening 11 and the area of the nozzle arrangement 12 in such a way that at least the entire cutting area of the honing tool 4 is cleaned by the flat jet of cleaning liquid.
Während der Reinigungsoperation wird das Honwerkzeug 4 im Bereich der Düsenanordnung 12 von allen Seiten des Umfangs gleichzeitig mit Reinigungsflüssigkeit unter Hochdruck (z.B. 25 bis 40 bar) bestrahlt. Dies ermöglicht eine funktionssichere und vollumfängliche Reinigung bzw. Entfernung des Honwerkzeugs 4 von Anhaftungen, wobei es keiner Drehbewegung des Honwerkzeugs 4 bedarf. Dadurch werden alle Flächen und Kanten an der Außenseite 8 des Honwerkzeugs 4 und somit auch der Honleiste 5 von Anhaftungen befreit. During the cleaning operation, the honing tool 4 in the area of the nozzle arrangement 12 is simultaneously irradiated with cleaning liquid under high pressure (eg 25 to 40 bar) from all sides of the circumference. This enables functionally reliable and complete cleaning or removal of deposits from the honing tool 4, with no rotational movement of the honing tool 4 Honing tool 4 required. As a result, all surfaces and edges on the outside 8 of the honing tool 4 and thus also the honing stone 5 are freed from adhesions.
Im Beispielsfall wird die Reinigungsflüssigkeit unter einem Hochdruck von mindestens 20 bar auf die Außenseite 8 des Honwerkzeugs 4 eingestrahlt. Der Hochdruck sollte möglichst nicht höher als ca. 80 bar sein, um Beschädigungen am Honwerkzeug, insbesondere an dem Schneidstoffkörper, zu vermeiden. In the example case, the cleaning liquid is sprayed onto the outside 8 of the honing tool 4 under a high pressure of at least 20 bar. If possible, the high pressure should not be higher than approx. 80 bar in order to avoid damage to the honing tool, especially to the cutting material body.
In einer vorteilhaften Realisierung wird die Reinigungsoperation automatisch durchgeführt. Dabei ist die Hochdruckpumpe P der Reinigungseinrichtung 7 derart konfiguriert, dass ein Druck der Reinigungsflüssigkeit und/oder eine Reinigungsdauer der Reinigungsoperation gesteuert wird. In dem gezeigten Beispiel ist Reinigungsoperation durch Maßnahmen wie Drucküberwachung und Durchflussmessung der Reinigungsflüssigkeit einstellbar, regelbar und kontrollierbar, wodurch konstante Reinigungsergebnisse erzielt werden können. In an advantageous implementation, the cleaning operation is carried out automatically. The high-pressure pump P of the cleaning device 7 is configured such that a pressure of the cleaning liquid and/or a cleaning duration of the cleaning operation is controlled. In the example shown, the cleaning operation can be adjusted, regulated and controlled by measures such as pressure monitoring and flow measurement of the cleaning liquid, whereby constant cleaning results can be achieved.
In dem gezeigten Beispiel wird bei der Reinigungsoperation der bei der Honoperation genutzte Kühlschmierstoff als Reinigungsflüssigkeit verwendet. Dazu ist die Reinigungseinrichtung 7 an einen bereits bestehenden Kühlschmierstoffkreislauf der Honmaschine 3 angeschlossen, so dass die Reinigungsoperation mit dem bereits vorhandenen Kühlschmierstoff durchgeführt wird. In the example shown, the cooling lubricant used in the honing operation is used as the cleaning fluid during the cleaning operation. For this purpose, the cleaning device 7 is connected to an existing cooling lubricant circuit of the honing machine 3, so that the cleaning operation is carried out with the already existing cooling lubricant.
Das Honwerkzeug 4 kann während eines Honprozesses zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken 1 zyklisch nach einem vorgegebenen Reinigungsprogramm gereinigt werden. Das Reinigungsprogramm kann z.B. nach vorgegebener Stückzahl an Werkstücken 1 , nach einer bestimmten Honbearbeitungszeit oder anlassbezogen vorgegeben sein. The honing tool 4 can be cleaned cyclically according to a predetermined cleaning program during a honing process for the successive machining of a large number of workpieces 1. The cleaning program can, for example, be specified according to a specified number of workpieces 1, after a certain honing processing time or based on the occasion.
In einer vorteilhaften Realisierung wird das Honwerkzeug 4 nach der Reinigungsoperation unter Fortsetzung der Hubbewegung in die Kalibriereinrichtung 13 verfahren. In der Kalibriereinrichtung 13 wird eine Kalibrieroperation durchgeführt, bevor anschließend eine weitere Honoperation durchgeführt wird. Bei der Kalibrieroperation wird das Honwerkzeug 4 bzw. die Honleiste 5 auf ein genaues, vorgegebenes bzw. vorgebbares Maß eingestellt. Dazu weist die Kalibriereinrichtung 13 eine Kalibriereinheit 37 in der Art eines Kalibrierrings auf, dessen Innendurchmesser dem geforderten Maß entspricht. Die Kalibrieroperation wird in der Regel nach jeder Reinigungsoperation durchgeführt. In an advantageous implementation, the honing tool 4 is moved into the calibration device 13 after the cleaning operation while continuing the lifting movement. A calibration operation is carried out in the calibration device 13 before a further honing operation is subsequently carried out. During the calibration operation, the honing tool 4 or the honing stone 5 is set to an exact, predetermined or predeterminable dimension. For this purpose, the calibration device 13 has a calibration unit 37 in the form of a calibration ring, the inner diameter of which corresponds to the required dimension. The calibration operation is usually carried out after each cleaning operation.
Wie die gezeigten und die weiteren oben erwähnten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung ein Honverfahren zur Bearbeitung der Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück, eine Reinigungseinheit zur Reinigung eines an einer Spindelwelle einer Spindeleinheit angekoppelten Honwerkzeugs, eine Reinigungseinrichtung mit solch einer Reinigungseinheit und eine mit solch einer Reinigungseinrichtung ausgestattete Honmaschine zur Verfügung, die gegenüber dem Stand der Technik Vorteile insbesondere hinsichtlich Produktivität, Automatisierung, Maschinenstillstandskosten, Werkzeugeingriffszeit, Instandhaltung und/oder Bearbeitungsqualität bieten. As the shown and the other exemplary embodiments mentioned above make clear, the invention represents a honing process for machining the inner surface of a bore in one Workpiece, a cleaning unit for cleaning a honing tool coupled to a spindle shaft of a spindle unit, a cleaning device with such a cleaning unit and a honing machine equipped with such a cleaning device are available, which have advantages over the prior art, in particular with regard to productivity, automation, machine downtime costs, tool engagement time, maintenance and/or processing quality.

Claims

Patentansprüche Honverfahren zur Bearbeitung einer Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück (1) mithilfe mindestens einer Honoperation, worin ein an eine Spindelwelle (23) einer Spindeleinheit (2) einer Bearbeitungsmaschine (3) angekoppeltes, aufweitbares Honwerkzeug (4) in die Bohrung eingeführt wird, mittels eines Hubantriebs eine hin und her gehende Relativbewegung zwischen dem Honwerkzeug (4) und der Bohrung erzeugt wird, das Honwerkzeug (4) gleichzeitig mittels eines Drehantriebs zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung gedreht wird, und mindestens ein an dem Honwerkzeug (4) angebrachter Schneidstoffkörper (5) zur materialabtragenden Bearbeitung der Innenfläche mit einer Zustellkraft an die Innenfläche angedrückt wird, wobei der Hubantrieb und der Drehantrieb durch Steuersignale einer Steuereinheit gesteuert werden, gekennzeichnet durch eine Reinigungsoperation zur Reinigung des an der Spindelwelle (23) angekoppelten Honwerkzeugs (4), wobei das Honwerkzeug (4) nach einer Honoperation zur Durchführung der Reinigungsoperation mittels des Hubantriebs in einen außerhalb der Bohrung liegenden Reinigungsbereich (6) einer Reinigungseinrichtung (7) bewegt und während der Reinigungsoperation innerhalb des Reinigungsbereichs (6) mittels einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt wird, indem die Reinigungsflüssigkeit unter Druck auf eine Außenseite (8) des Honwerkzeugs (4) gestrahlt wird. Honverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (7) eine Reinigungseinheit (9) aufweist, die eine in Axialrichtung (AR) durchgehende, von einer Innenfläche (10) der Reinigungseinheit (9) umschlossene Reinigungsöffnung (11) aufweist, die in wenigstens einem axialen Abschnitt eine Düsenanordnung (12) zur Erzeugung mindestens eines in das Innere der Reinigungsöffnung (11) gerichteten Reinigungsflüssigkeitsstrahls aufweist, wobei das Honwerkzeug (4) mittels der Reinigungsflüssigkeit gereinigt wird, indem das Honwerkzeug (4) mittels des Hubantriebs durch die Reinigungsöffnung (11) und den Bereich der Düsenanordnung (12) hindurch verfahren wird. Honverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Honwerkzeug (4) im Bereich der Düsenanordnung (12) von allen Seiten des Umfangs gleichzeitig mit Reinigungsflüssigkeit bestrahlt wird. Honverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsflüssigkeit unter einem Hochdruck von mindestens 20 bar auf die Außenseite (8) des Honwerkzeugs (4) eingestrahlt wird. Honverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsoperation automatisch durchgeführt wird und die Reinigungseinrichtung (7) zur Durchführung der Reinigungsoperation mindestens eine Pumpe (P) aufweist, die derart konfiguriert ist, dass ein Druck der Reinigungsflüssigkeit und/oder eine Reinigungsdauer der Reinigungsoperation gesteuert wird. Honverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der Honoperation genutzter Kühlschmierstoff als Reinigungsflüssigkeit verwendet wird. Honverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Honwerkzeug (4) während eines Honprozesses zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken (1) zyklisch nach einem vorgegebenen Reinigungsprogramm gereinigt wird. Honverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Honwerkzeug (4) nach der Reinigungsoperation unter Fortsetzung der Hubbewegung in eine Kalibriereinrichtung (13) verfahren wird, in welcher eine Kalibrieroperation durchgeführt wird, bevor eine nachfolgende Honoperation durchgeführt wird. Reinigungseinheit (9) zur Reinigung eines an einer Spindelwelle (23) einer Spindeleinheit (2) angekoppelten Honwerkzeugs (4), aufweisend: eine in einer Axialrichtung (AR) durchgehende, von einer Innenfläche (10) der Reinigungseinheit (9) umschlossene Reinigungsöffnung (11), in welche das Honwerkzeug (4) einführbar ist, eine Düsenanordnung (12) zur Erzeugung mindestens eines in das Innere der Reinigungsöffnung (11) gerichteten Reinigungsflüssigkeitsstrahls, und mindestens einen Fluidzufuhrkanal (14, 14‘) zur Zuführung einer Reinigungsflüssigkeit zu der Düsenanordnung (12). Reinigungseinheit (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung (12) einen ununterbrochen um die Reinigungsöffnung (11) umlaufenden Ringspalt (15) aufweist. Reinigungseinheit (9) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (9) eine, insbesondere ringförmige, Fluidkammer (16) aufweist, die mit der Düsenanordnung (12) fluidverbunden ist. Reinigungseinheit (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (9) ein Oberteil (17) und ein Unterteil (18) aufweist, wobei die beiden Teile (17, 18) lösbar miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise die Düsenanordnung (12) einen Ringspalt (15) aufweist, der zwischen dem Oberteil (17) und dem Unterteil (18) der Reinigungseinheit (9) gebildet ist. Reinigungseinheit (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (9) und eine Kalibriereinheit (37) einander nachgeschaltet sind, wobei vorzugsweise die Reinigungseinheit (9) und die Kalibriereinheit (37) in einem gemeinsamen Reinigungskalibriergehäuse (20) entlang einer Spindelachse (SA) der Spindelwelle (23) aufgenommen und/oder koaxial zueinander ausgerichtet sind. Reinigungseinrichtung (7) mit einer Reinigungseinheit (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 13 zur Reinigung eines an einer Spindelwelle (23) einer Spindeleinheit (2) angekoppelten Honwerkzeugs (4), und mindestens einer Pumpe (P), die mit der Reinigungseinheit (9) fluidverbunden ist und zur Förderung einer Reinigungsflüssigkeit in die Reinigungseinheit (9) eingerichtet ist. Reinigungseinrichtung (7) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (7) signalleitend mit einer Steuereinheit (S) verbunden ist und durch Steuersignale der Steuereinheit (S) steuerbar ist. Honmaschine (3) zur Bearbeitung einer Innenfläche einer Bohrung in einem Werkstück mithilfe mindestens einer Honoperation mit: einer Honeinheit (21), die eine Spindeleinheit (2) mit einer Spindelwelle (23) und einer Spindelachse (SA) aufweist, wobei an die Spindelwelle (23) ein Honwerkzeug (4) direkt oder indirekt ankoppelbar ist, welches mindestens einen an die Innenfläche der Bohrung andrückbaren Schneidstoffkörper (5) zur materialabtragenden Bearbeitung der Innenfläche aufweist, wobei die Spindelwelle (23) zur Erzeugung einer Hubbewegung mittels eines Hubantriebs parallel zur Spindelachse (SA) hin und her bewegbar ist und die Spindelwelle (23) zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung mittels eines Drehantriebs um die Spindelachse drehbar ist; wobei der Hubantrieb und der Drehantrieb signalleitend mit einer Steuereinheit der Honmaschine (3) verbunden sind und durch Steuersignale der Steuereinheit steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Honmaschine (3) eine Reinigungseinrichtung (7) gemäß Anspruch 14 oder 5 zugeordnet ist. Nachrüstsatz zur Herstellung einer Reinigungseinrichtung (7) zur Reinigung eines an einer Spindelwelle (23) einer Spindeleinheit (2) angekoppelten Honwerkzeugs (4), umfassend: eine Reinigungseinheit (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 13 und vorzugsweise eine Pumpeinrichtung mit zum Anschluss einerseits an die Reinigungseinheit und andererseits an eine Reinigungsflüssigkeitsversorgung zugehörige Verbindungsteile. Claims Honing method for machining an inner surface of a bore in a workpiece (1) using at least one honing operation, in which an expandable honing tool (4) coupled to a spindle shaft (23) of a spindle unit (2) of a processing machine (3) is inserted into the bore, a reciprocating relative movement is generated between the honing tool (4) and the bore by means of a lifting drive, the honing tool (4) is simultaneously rotated by means of a rotary drive to generate a rotary movement superimposed on the lifting movement, and at least one attached to the honing tool (4). Cutting material body (5) for material-removing machining of the inner surface is pressed against the inner surface with a feed force, the lifting drive and the rotary drive being controlled by control signals from a control unit, characterized by a cleaning operation for cleaning the honing tool (4) coupled to the spindle shaft (23), wherein the honing tool (4) after a honing operation to carry out the cleaning operation is moved by means of the lifting drive into a cleaning area (6) of a cleaning device (7) located outside the bore and is cleaned within the cleaning area (6) by means of a cleaning liquid during the cleaning operation Cleaning liquid is blasted under pressure onto an outside (8) of the honing tool (4). Honing method according to claim 1, characterized in that the cleaning device (7) has a cleaning unit (9) which has a cleaning opening (11) which is continuous in the axial direction (AR) and is enclosed by an inner surface (10) of the cleaning unit (9). at least one axial section has a nozzle arrangement (12) for generating at least one jet of cleaning liquid directed into the interior of the cleaning opening (11), the honing tool (4) being cleaned by means of the cleaning liquid by passing the honing tool (4) through the cleaning opening ( 11) and the area of the nozzle arrangement (12) is moved through. Honing method according to claim 1 or 2, characterized in that the honing tool (4) in the area of the nozzle arrangement (12) is simultaneously irradiated with cleaning liquid from all sides of the circumference. Honing process according to one of the preceding claims, characterized in that the cleaning liquid is jetted onto the outside (8) of the honing tool (4) under a high pressure of at least 20 bar. Honing method according to one of the preceding claims, characterized in that the cleaning operation is carried out automatically and the cleaning device (7) for carrying out the cleaning operation has at least one pump (P), which is configured such that a pressure of the cleaning liquid and / or a cleaning duration of the Cleaning operation is controlled. Honing process according to one of the preceding claims, characterized in that a cooling lubricant used in the honing operation is used as a cleaning liquid. Honing method according to one of the preceding claims, characterized in that the honing tool (4) is cleaned cyclically according to a predetermined cleaning program during a honing process for the successive machining of a large number of workpieces (1). Honing method according to one of the preceding claims, characterized in that the honing tool (4) is moved after the cleaning operation while continuing the lifting movement into a calibration device (13), in which a calibration operation is carried out before a subsequent honing operation is carried out. Cleaning unit (9) for cleaning a honing tool (4) coupled to a spindle shaft (23) of a spindle unit (2), comprising: a cleaning opening (11) which is continuous in an axial direction (AR) and is enclosed by an inner surface (10) of the cleaning unit (9). ), into which the honing tool (4) can be inserted, a nozzle arrangement (12) for generating at least one cleaning liquid jet directed into the interior of the cleaning opening (11), and at least one fluid supply channel (14, 14 ') for supplying a cleaning liquid to the nozzle arrangement ( 12). Cleaning unit (9) according to claim 9, characterized in that the nozzle arrangement (12) has an annular gap (15) running continuously around the cleaning opening (11). Cleaning unit (9) according to claim 9 or 10, characterized in that the cleaning unit (9) has a, in particular annular, fluid chamber (16) which is fluidly connected to the nozzle arrangement (12). Cleaning unit (9) according to one of claims 9 to 11, characterized in that the cleaning unit (9) has an upper part (17) and a lower part (18), the two parts (17, 18) being detachably connected to one another, preferably the nozzle arrangement (12) has an annular gap (15) which is formed between the upper part (17) and the lower part (18) of the cleaning unit (9). Cleaning unit (9) according to one of claims 9 to 12, characterized in that the cleaning unit (9) and a calibration unit (37) are connected downstream of one another, the cleaning unit (9) and the calibration unit (37) preferably being in a common cleaning calibration housing (20 ) are recorded along a spindle axis (SA) of the spindle shaft (23) and/or aligned coaxially with one another. Cleaning device (7) with a cleaning unit (9) according to one of claims 9 to 13 for cleaning a honing tool (4) coupled to a spindle shaft (23) of a spindle unit (2), and at least one pump (P) which is connected to the cleaning unit ( 9) is fluidly connected and is set up to convey a cleaning liquid into the cleaning unit (9). Cleaning device (7) according to claim 14, characterized in that the cleaning device (7) is connected in a signal-conducting manner to a control unit (S) and can be controlled by control signals from the control unit (S). Honing machine (3) for machining an inner surface of a bore in a workpiece using at least one honing operation with: a honing unit (21) which has a spindle unit (2) with a spindle shaft (23) and a spindle axis (SA), wherein a honing tool (4) can be coupled directly or indirectly to the spindle shaft (23), which has at least one cutting material body (5) which can be pressed onto the inner surface of the bore for material-removing machining of the inner surface, the spindle shaft (23) being used to generate a lifting movement by means of a The lifting drive can be moved back and forth parallel to the spindle axis (SA) and the spindle shaft (23) can be rotated about the spindle axis by means of a rotary drive to generate a rotary movement superimposed on the lifting movement; wherein the lifting drive and the rotary drive are connected in a signal-conducting manner to a control unit of the honing machine (3) and can be controlled by control signals from the control unit, characterized in that the honing machine (3) is assigned a cleaning device (7) according to claim 14 or 5. Retrofit kit for producing a cleaning device (7) for cleaning a honing tool (4) coupled to a spindle shaft (23) of a spindle unit (2), comprising: a cleaning unit (9) according to one of claims 9 to 13 and preferably a pump device for connection on the one hand to the cleaning unit and on the other hand to a cleaning fluid supply associated connecting parts.
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