DE8806992U1 - Honing tool for machining cylindrical holes in workpieces - Google Patents
Honing tool for machining cylindrical holes in workpiecesInfo
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Description
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Kadia-Dianant Maschinen- und WerkzeugfabrikKadia-Dianant machine and tool factory
O. Kopp GmbH k Co.O. Kopp GmbH k Co.
Fabrikstraße 2 7440 NürtingenFabrikstrasse 2 7440 Nürtingen
2213 051 26. Mai 1988 F/b<2213 051 26 May 1988 F/b<
Titel: Honwerkzeug zum Bearbeiten zylindrischer Bohrungen in WerkstückenTitle: Honing tool for machining cylindrical holes in workpieces
BeschreibungDescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Honwerkzeug zum Bearbeiten zylindrischer Bohrungen in Werkstücken nach den Oberbegriff des AnspruchsThe present invention relates to a honing tool for machining cylindrical bores in workpieces according to the preamble of the claim
Bei eines derartigen aus der DE-AS 24 60 997 bekannten Honwerkzeug besitzt der Spreizkörper die Fora eines Konus, derIn such a honing tool known from DE-AS 24 60 997, the expansion body has the shape of a cone, which
innerhalb einer konischen Bohrung bewegbar ist, wodurch der Werkzeugkörper in Bereich dieser Zone aufweitbar ist.is movable within a conical bore, whereby the tool body can be expanded in the area of this zone.
Nachteilig hieran ist, daß derartige Honwerkzeuge aufgrundThe disadvantage of this is that such honing tools
• · 'lit . .• · 'lit . .
solcher aufwendigen Konusgetriebe dünne Wandstärken besitzen und damit eine verhältnismäßig hohe Labilität aufweisen. Außerdem ist es schwierig und auch kostenaufwendig, die Bohrung zur Führung des konischen Spreizkörpers mit geringen Koaxialitätsfehlern bezüglich der konischen Innenbohrung herzustellen, zumal Kegel von 1: 50 üblich sind. Aufgrund solcher Koe*i»lii*tcf«hier wird dann nur eine einseitige Anlage des konischen Spreizkörpers an den Flächen der konischen Innenbohrung erreicht. Wird deshalb ein derartiges Honwerkzeug zur Kompensation des Verschleißes an Schleifmittelbelag nachgestellt, so ist die vollflächige Anlage des konischen Spreizkörpers nicht sichergestellt, da der Werkzeugkörper sich entsprechend der Biegelinie nicht achsparallel sondern mit einer entsprechend gewölbten Kontur aufweitet. Deshalb wird bei solchen Honwerkzeugen die ideale vollflächige Anlage des konischen Spreizkörpers auf eine teilweise kreislinienförmige oder mantel1inienförmige Anlage reduziert, so daß der eben genannte Aufwand bei der Herstellung nicht gerechtfertigt ist.such complex cone gears have thin walls and thus exhibit relatively high instability. In addition, it is difficult and expensive to produce the bore for guiding the conical expansion body with low coaxiality errors with respect to the conical inner bore, especially since cones of 1:50 are common. Due to such coaxiality errors, only one-sided contact of the conical expansion body on the surfaces of the conical inner bore is achieved. If such a honing tool is therefore adjusted to compensate for the wear on the abrasive coating, the full-surface contact of the conical expansion body is not ensured, since the tool body expands according to the bending line not parallel to the axis but with a correspondingly curved contour. Therefore, in such honing tools, the ideal full-surface contact of the conical expansion body is reduced to a partially circular or shell-line-shaped contact, so that the aforementioned effort in manufacturing is not justified.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Honwerkzeug zum Bearbeiten zylinderischer Bohrungen in Werkstücken der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Fertigungskosten bei gleichbleibender Qualität erheblich reduziert werden können und dessen Stabilität dabei gleichzeitig erhöht ist.The object of the present invention is therefore to create a honing tool for machining cylindrical bores in workpieces of the type mentioned at the beginning, the manufacturing costs of which can be significantly reduced while maintaining the same quality and the stability of which is increased at the same time.
Bearbeiter zylindrischer Bohrungen in Werkstücken der Benannten Art die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.For machining cylindrical bores in workpieces of the named type, the features specified in the characterizing part of claim 1 are provided.
Durch die Verwendung der Kugel als Aufweit- bzw. Spreizkörper und damit als Zustellkraft übertragendes Element muß in die Innenbohrung kein genauer Konus eingearbeitet werden, so daß rieh die Fertigungskosten erheblich reduzieren lassen. Da die Kugel sich in dem konischen Bohrungsabschnitt zentriert, ist eine zentrische Lage der Kugel und somit eine zentrische Aufweitung des Werkzeugkörpers im Bereich der betreffenden Zone sichergestellt. Da die Stufenbohrung verhältnismäßig klein ausgelegt werden kann, gewinnt das Honwerkzeug an Starrheit und Stabilität. Gleiches gilt aufgrund der Möglichkeit, den Werkzeugkörper aus einem massiven Rundmaterial herzustellen. Das erfindungsgemäße Honwerkzeug ist somit insbesondere für die Bearbeitung von hochgenauen Kleintai1 en von Vorteil, bei denen Zylinderformgenauigkeiten unterhalb 0,8 um gefordert wenden.By using the ball as an expansion or spreading body and thus as an element that transmits the feed force, no precise cone has to be machined into the inner bore, so that manufacturing costs can be reduced considerably. Since the ball is centered in the conical bore section, a centric position of the ball and thus a centric expansion of the tool body in the area of the relevant zone is ensured. Since the stepped bore can be designed to be relatively small, the honing tool gains in rigidity and stability. The same applies due to the possibility of producing the tool body from a solid round material. The honing tool according to the invention is therefore particularly advantageous for the machining of high-precision small parts where cylinder shape accuracies of less than 0.8 µm are required.
Um die Gefahr einer Selbsthemmung des kugelförmigen Spreizkörpers zu vermeiden, sind die Merkmale des Anspruchs 2 vorgesehen.In order to avoid the risk of self-locking of the spherical expansion body, the features of claim 2 are provided.
Eine erhebliche Starrheit und Stabilität ergibt sich dann snn die Merkmale des Anspruchs 3 vorgesehen sind.Considerable rigidity and stability then arises if the features of claim 3 are provided.
Werkzeuskörpers ergibt sich durch das Vorsehen der Merkmale des Anspruchs 4. Je nach konstruktiver Auslegung und Anwendung kann der konische Bohrungsabschnitt aber auch naher zur Einspannstelle des Honwerkzeugs verschoben sein.Tool body results from the provision of the features of claim 4. Depending on the structural design and application, the conical bore section can also be moved closer to the clamping point of the honing tool.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung ergibt sich durch die Merkmale des Anspruchs 5.A further advantageous embodiment results from the features of claim 5.
Eine optimale Zustellung des kugelförmigen Spreizkörpers ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Dabei ist es zweckmäßig, die Merkmale des Anspruchs 7 vorzusehen, 'im eine einfache Möglichkeit der Rückstellung der Spreizkugel zu erreichen. Dabei ist ferner mit den Merkmalen de&ugr; Anspruchs 8 zusätzlich die zentrierende Anordnung der Spreizkugel innerhalb des konischen Bohrungsabschnittes verbessert.An optimal positioning of the spherical expansion body is achieved with the features of claim 6. It is expedient to provide the features of claim 7 in order to achieve a simple possibility of resetting the expansion ball. Furthermore, the features of claim 8 additionally improve the centering arrangement of the expansion ball within the conical bore section.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform vorliegender Erfindung sind die Merkmale des Anspruchs 9 vorgesehen· mit denen eine Optimierung des Bearbeitungsvorgangs mit Hilfe des Honwerkzeugs aufgrund der Kühlmittelversorgung erreicht ist. Dabei kann das als Kühlmittel verwendete Honöl von dem Ringverteiler aus durch die radialen Bohrungen und durch den durchmesserkleineren Sohrungsabechnitt der Stufenbohrung hindurch zu den Längeschlitzen und dabei zum Schleifmittelbelag bzw. zur zu bearbeitenden Fläche gelangen.According to a further embodiment of the present invention, the features of claim 9 are provided, with which an optimization of the machining process with the aid of the honing tool is achieved due to the coolant supply. The honing oil used as a coolant can pass from the ring distributor through the radial bores and through the smaller diameter guide section of the stepped bore to the longitudinal slots and thereby to the abrasive coating or to the surface to be machined.
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist. Die einzige Figur zeigt in einem schematischen Längsschnitt ein Honwerkzeug zum Bearbeiten zylindrischer Bohrungen in Werkstücken gemäß einem bevorzugten AusfUhrungsbeispiel vorliegender Erfindung.Description, in which the invention is described and explained in more detail using the embodiment shown in the drawing. The single figure shows a schematic longitudinal section of a honing tool for machining cylindrical bores in workpieces according to a preferred embodiment of the present invention.
Das in der Zeichnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schematisch dargestellte Honwerkzeug 11 besitzt einnn Werkzeugkörper bzw. -schaft 12, dessen hinterer Bereich in ein Einspannende 13 übergeht, das in üblicher Weise ausgebildet in eine Werkzeugmaschine einspannbar ist. Der Schaft 12 besitzt eine aufweitbare Zone 14, die mit einem Schleifmittelbelag 16 bspw. aus Diamantpartikeln oder Korrundpartikeln versehen ist. Der Schleifmittelbelag 16 kann als vollflächiger Galvanik/Lötbelag ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, den Schleifmittelbelag 16 statt über den Umfang durchgehend in unterbrochener Anordnung auf einzelnen Diamant/CBN-Honleisten vorzusehen, die sich in gleichmäßig über den Umfang des Schafts 12 verteilter Anordnung in axialer Richtung erstrecken und im Bereich der aufweitbaren Zone 14 am Schaft 12 befestigt sind.The honing tool 11 shown schematically in the drawing according to a preferred embodiment has a tool body or shaft 12, the rear area of which merges into a clamping end 13, which can be clamped into a machine tool in the usual way. The shaft 12 has an expandable zone 14, which is provided with an abrasive coating 16, for example made of diamond particles or corundum particles. The abrasive coating 16 can be designed as a full-surface electroplating/soldering coating. However, it is also possible to provide the abrasive coating 16 in an interrupted arrangement on individual diamond/CBN honing stones instead of continuously over the circumference, which extend in the axial direction in an arrangement evenly distributed over the circumference of the shaft 12 and are attached to the shaft 12 in the area of the expandable zone 14.
Im Bereich der aufweitbaren Zone 14 ist das Honwerkzeug 11 mit einem Längeschlitz 17 versehen, der durch eine axiale Stufenbohrung 21 in zwei diametral gegenüberliegende Längsschlitzteile 18 und 19 unterteilt ist. Es versteht sich, daß statt dieser beiden Längsschlitzteile 16 und 19 auch mehrIn the area of the expandable zone 14, the honing tool 11 is provided with a longitudinal slot 17, which is divided by an axial stepped bore 21 into two diametrically opposed longitudinal slot parts 18 and 19. It is understood that instead of these two longitudinal slot parts 16 and 19, more
als zwei (bspw. 3, jedoch maximal 5) über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilte Längsschlitzteile vorgesehen sein können.than two (e.g. 3, but a maximum of 5) longitudinal slot parts preferably evenly distributed over the circumference can be provided.
Der Werkzeugkörper bzw. -schaft 12 ist aus einem zylindrischen massiven Rundmaterial gefertigt, wobei die Stufenbohrung 21 von seinem dem Einspannende 13 gegenüberliegenden freien Ende 27 her •ingearbeitet ist. Die Stufenbohrung 21 besitzt einen durchmessergrößeren Bohrungsabschnitt 22 und einen durchmesserkleineren Bohrungsabschnitt 23, der sich im Inneren des Schaftes 12 befindet und die Form einer Sacklochbohrung aufweist. Zwischen dem durchmessergrößeren vorderen ßohrungsabrchniit 22 und dem durchmesserkleineren inneren Bohrungsabschni< t 23 ist ein konischer Bohrungsabschnitt 24 vorgesehen, dessen Öffnungswinkel in einem Bereich von 30 bis 50' liegt. Dadurch besteht zwischen den beiden zylindrischen Bohrungsabschnitten 22, 23 ein Abschnitt 24 mit trichterförmiger Innenkontur. Der Innendurchmesser des duchmesserkleineren Bohrungsabschnitts 23 beträgt etwa 1/3 des Außendurchmessers des Schafts 12. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der konische Bohrungsabschnitt 24 etwa in der Längsmitte des Längsschlitzes 17 bzw. des Schleifmittelbelags 16. Die beiden zylindrischen Bohrungsabschnitte 22 und 23 der Stufenbohrung 21 cind zueinander und zum Schaft 12 koaxial. Im Bereich dee freien Endes des Schaftes 12 geht der durchmessergrößere Bohrungsabschnitt 22 in einen Innenfeingewindeabschnitt 26 über.The tool body or shaft 12 is made of a cylindrical solid round material, with the stepped bore 21 being machined from its free end 27 opposite the clamping end 13. The stepped bore 21 has a larger diameter bore section 22 and a smaller diameter bore section 23, which is located inside the shaft 12 and has the shape of a blind hole. Between the larger diameter front bore section 22 and the smaller diameter inner bore section 23, a conical bore section 24 is provided, the opening angle of which is in a range of 30 to 50'. As a result, there is a section 24 with a funnel-shaped inner contour between the two cylindrical bore sections 22, 23. The inner diameter of the smaller diameter bore section 23 is approximately 1/3 of the outer diameter of the shaft 12. In the embodiment shown, the conical bore section 24 is located approximately in the longitudinal center of the longitudinal slot 17 or the abrasive coating 16. The two cylindrical bore sections 22 and 23 of the stepped bore 21 are coaxial to one another and to the shaft 12. In the area of the free end of the shaft 12, the larger diameter bore section 22 merges into an internal fine thread section 26.
Die Stufenbohrung 21 wird bzgl. ihrer zylindrischen Bohrungsabschnitte 22 und 23 durch Tieflochbohren und bzgl. ihres konischen Bohrungsabschnitts 24 mit Hilfe einer konischen Reibahle hergestellt. Beim Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des Schleifmittelbelags 16 etwa das 1,5fache der zu honenden Bohrungslänge am Werkstück und die Länge des Längsschlitzes 17 ist auf etwa 5/4 der Länge des Schleifmittelbelags 16 ausgelegt.The stepped bore 21 is produced with respect to its cylindrical bore sections 22 and 23 by deep hole drilling and with respect to its conical bore section 24 with the aid of a conical reamer. In the exemplary embodiment, the length of the abrasive coating 16 is approximately 1.5 times the length of the bore to be honed on the workpiece and the length of the longitudinal slot 17 is designed to be approximately 5/4 of the length of the abrasive coating 16.
Im konischen Bohrungsabschnitt 24 der Stufenbohrung 21 ist zum Aufweiten der Zone 14 ein Aufweit- bzw. Spreizkörper in Form einer Kugel 28 aus Stahl oder Hartmetall angeordnet, deren Außendurchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des durchmessergröfieren Bohrungsabschnitts 22 der Stufenbohrung 21. Diese Aufweitkugel 28 ist in der in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung, in der die Zone 14 nicht aufgeweitet ist, vom Einspannende 13 her durch eine Druckfeder 32 und vom freien Ende her durch einen Zustellbolzen 3i gehalten. Die Druckfeder 32 stützt sich dabei einenenäs an der Aufweitkugel 2b und andernends am Grund des durchmesserkleineren Bohrungsnbschnitts 23, in dem sie gehalten und geführt ist, ab. Der Zustellbolzen 31 besitzt ein Außengowindeende 33, mit dem er in den Innengewindeabschnitt 26 der Stufenoohrung 21 eingeschraubt ist, und ein Zustellende ?4, das innerhalb &aacgr;«&bgr; durehmessergräßeren Bohrungeabschnittc 22 angeordnet und durchmesserkleiner als dieser ist. Das Zustellende 34 besitzt entweder eine gehärtete ebene Stirnfläche oder ist &Aacgr;'&Iacgr; seiner Stirnfläche mit einer gehärteten bzw. Hartmetallplatte 36In the conical bore section 24 of the stepped bore 21, an expansion or spreading body in the form of a ball 28 made of steel or hard metal is arranged to expand the zone 14, the outer diameter of which is only slightly smaller than the inner diameter of the larger-diameter bore section 22 of the stepped bore 21. In the rest position shown in the drawing, in which the zone 14 is not expanded, this expansion ball 28 is held from the clamping end 13 by a compression spring 32 and from the free end by an adjustment bolt 3i. The compression spring 32 is supported at one end on the expansion ball 2b and at the other end on the base of the smaller-diameter bore section 23 in which it is held and guided. The feed bolt 31 has an external threaded end 33, with which it is screwed into the internal threaded section 26 of the stepped bore 21, and a feed end 34, which is arranged within the larger diameter bore section 22 and is smaller in diameter than this. The feed end 34 either has a hardened flat front surface or is provided on its front surface with a hardened or hard metal plate 36 .
• «I ·• «I ·
* ■ I
•II« Φ ·* ■ I
•II« Φ ·
versehen, die eine ebene Stirnfläche besitzt, durch die die Aufweitkugel 28 beaufschlagt wird.which has a flat front surface through which the expansion ball 28 is acted upon.
Beim schematisch dargestellten Ausführungsbeiepiel erfolgt bei einer bspw. Handverstellung des Zustellbolzens 31 nach innen (Einschraubbewegung) eine axiale Bewegung der Aufweitkugel entgegen der Wirkung der Druckfeder 32 längs des konischen Bohrungsabschnitts 24, wodurch die Zone 14 und damit der Schleifmittelbelag 16 bauchig aufgeweitet wird. Ein Zurückdrehen bzw. Lösen des Zustellbolzens 31 bewirkt, daß die Aufweitkugel 28 mittels der als Rückholfeder wirkenden Druckfeder 32 zurückgedrängt und die zentrische Aufweitung der Zone 14 auf ein kleineres MaJi einjustiert wird.In the schematically illustrated embodiment, if the feed bolt 31 is manually adjusted inwards (screwing movement), for example, the expansion ball moves axially against the effect of the compression spring 32 along the conical bore section 24, whereby the zone 14 and thus the abrasive coating 16 are expanded in a bulging manner. Turning back or loosening the feed bolt 31 causes the expansion ball 28 to be pushed back by means of the compression spring 32 acting as a return spring and the centric expansion of the zone 14 is adjusted to a smaller dimension.
Gemäß einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung erfolgt die Verstellung des Zustellbolzens 31 vom Einspannende 13 her. Dabei ist die den Zustellbolzen und die Aufweitkugel aufnehmende Stufenbohrung einschließlich des konischen Bohrungsabschnitts in entsprechender Weise vom Einspannende 13 her eingearbeitet. Dabei befindet sich zur Verstellung des Werkzeugs oberhalb \Jes Feingewindes ein Sechskantprofil, welches eine maschinelle Verstellung des Zustellbolzens und somit des Aufweitzustandes des Werkzeugs ermöglicht.According to another embodiment of the present invention (not shown), the adjustment of the feed bolt 31 takes place from the clamping end 13. The stepped bore that accommodates the feed bolt and the expansion ball, including the conical bore section, is machined in a corresponding manner from the clamping end 13. There is a hexagonal profile above each fine thread for adjusting the tool, which enables mechanical adjustment of the feed bolt and thus of the expansion state of the tool.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist ferner eine Kühlmittelversorgungsvorrichtung 41 vorgesehen,In the illustrated embodiment of the present invention, a coolant supply device 41 is also provided,
t fl · &phgr; f * ,t fl · ϕ f * ,
- 9- 9
die im Bereich des Schaftes 12 nahe dem Einspannende 13 vorgesehen ist. Diese Kühlmittelversorgungsvorrichtung 41 besitzt einen den Schaft 12 an einer geeigneten Stelle umschließenden Verteilerring 42, der zwar zusammen mit dem Honwerkzeug 11 axial beweglich, jedoch in Umfangsrichtung ortsfest angeordnet und daher gegenüber dem Schaft 12 abgedichtet ist. Dsr Verieilerrins 40 ist sit eines Kühlmittelzuführnippel 43 versehen, der mit einem Schlauch oder einer Rohrleitung verbunden ist. Innerhalb des Verteilerrings sind im Schaft 12 über dessen Umfang gleichmäßig verteilt mehrere (bspw. 3) radiale Bohrungen 44 vorgesehen, die in den durchmesserkleineren Bohrungsabschnitt 23 der Stufenbohrung im Schaft 12 münden. Die radialen Bohrungen 44 sind entweder horizontal oder schräg nach unten gerichtet angeordnet. Auf diese Weise erfolgt eine Kühlmittel- bzw. Honölversorgung des Schleifmittelbelags 16 während der Bearbeitung eines nicht dargestellen Werkstücks, und zwar in der Weise, daß das Honöl über den Verteilerring 42 den Bohrungen 44 zugeführt wird und von dort durch den durchmesserkleineren Bohrungsabschnitt 23 der Stufenbohrung 21 und durch den Längsschlitz 17 bzw. die Längsschi itzteile 18, 19 zum Schleifiüittelbelag 16 bzw. zur Innenfläche der zu honenden Bohrung eines Werkstücks gelangt.which is provided in the area of the shaft 12 near the clamping end 13. This coolant supply device 41 has a distributor ring 42 which surrounds the shaft 12 at a suitable location and which is axially movable together with the honing tool 11, but is arranged in a fixed position in the circumferential direction and is therefore sealed against the shaft 12. The distributor ring 40 is provided with a coolant supply nipple 43 which is connected to a hose or a pipe. Within the distributor ring, several (e.g. 3) radial bores 44 are provided in the shaft 12, evenly distributed over its circumference, which open into the smaller diameter bore section 23 of the stepped bore in the shaft 12. The radial bores 44 are arranged either horizontally or at an angle pointing downwards. In this way, the abrasive coating 16 is supplied with coolant or honing oil during the machining of a workpiece (not shown), in such a way that the honing oil is fed to the bores 44 via the distributor ring 42 and from there through the smaller diameter bore section 23 of the stepped bore 21 and through the longitudinal slot 17 or the longitudinal slot parts 18, 19 to the abrasive coating 16 or to the inner surface of the bore of a workpiece to be honed.
Insbesondere bei Kugeldurchmessern von kleiner 5 nan kann die Rückholfeder 32 weggelassen werden.Especially for ball diameters of less than 5 nm, the return spring 32 can be omitted.
Claims (9)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8613645B2 (en) | 2010-03-09 | 2013-12-24 | Kadia Produktion Gmbh + Co. | Honing tool |
-
1988
- 1988-01-20 DE DE8806992U patent/DE8806992U1/en not_active Expired
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|---|---|---|---|---|
| US8613645B2 (en) | 2010-03-09 | 2013-12-24 | Kadia Produktion Gmbh + Co. | Honing tool |
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