HOBOHM, Uwe (Azaleenstrasse 6, Wendelstein, 90530, DE)
Ansprüche
1. Zugreibahle zur Bearbeitung der Innenoberfläche eines Rohres, umfassend einen Schneidenteil (2) mit mehreren sich in axialer Zugrichtung (4) erstreckenden Schneiden (10), wobei der Schneidenteil (2) unterteilt ist in einen Hauptteil (14) und einen sich in Zugrichtung (4) konisch verjüngenden Einführteil (16), wobei der Einführteil (16) an einem in Zugrichtung (4) gesehen vorderen Bereich eine Vorschneidstufe (16A) ausbildet, die eine geringere Konizität als ein hinterer Bereich (16B) des Einführteils aufweist.
2. Zugreibahle nach Anspruch 1 , wobei der Einführteil (16) nahezu zylindrisch ist.
3. Zugreibahle nach Anspruch 1oder 2, wobei die Vorschneidstufe (16A) eine Konizität mit einem Konuswinkel (α1 ) im
Bereich kleiner etwa 0,03° aufweist.
4. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der hintere Bereich (16B) des Einführteils (16) eine Konizität mit einem Konuswinkel (α2) im Bereich von etwa 0,1 ° bis 0,8° aufweist.
5. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schneidenteil (2) im übergang vom Einführteil (16) zum Hauptteil (14) einen maximalen Durchmesser (D1 ) aufweist und der Hauptteil (14) sich entgegen der Zugrichtung (4) verjüngt.
6. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hauptteil (14) und der Einführteil (16) Längen (L3, L4) im Verhältnis von etwa 60/40 aufweisen.
7. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der hintere Bereich (16B) und die Vorschneidstufe (16A) des Einführteils (16) Längen (L4B, L4A) im Verhältnis von etwa 2/3 zu 1/3 aufweisen.
8. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schneiden (10) im Bereich der Vorschneidstufe (16A) eine Rundschlifffase (26) aufweisen.
s 9. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schneiden (10) im Bereich der Vorschneidstufe (16A) eine Kantenverrundung aufweisen.
10. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, o wobei die Schneiden (10) im hinteren Bereich (16B) scharfkantig ausgebildet sind.
11. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehr als vier Schneiden (10) vorgesehen sind. 5 12. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schneiden (10) eine ungleiche Teilung aufweisen.
13. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aus einem Vollhartmetall gebildet ist. 0
14. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit einer Dünnbeschichtung (28) versehen ist.
15. Zugreibahle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die beidendseitig eine Zentrierspitze (8) aufweist. |
Beschreibung Zugreibahle
Die Erfindung betrifft eine Zugreibahle zur Bearbeitung der Innenoberfläche eines Rohres.
Bei der hochgenauen spanenden Bearbeitung der Innenoberfläche von langgestreckten Rohren werden üblicherweise so genannte Zugreibahlen eingesetzt. Zugreibahlen sind Reibahlen, die bei der Feinbearbeitung zur Erzeugung einer hohen Oberflächengüte durch das Rohr hindurch gezogen werden. Aufgrund dieses speziellen Arbeitsvorgangs ist der Spannbereich, mit dem die Zugreibahle in einer Werkzeugmaschine eingespannt ist, in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung sehr weit von einem Schneidenteil entfernt. Derartige Zugreibahlen werden beispielsweise bei der Bearbeitung der Innenoberfläche von Gewehrläufen eingesetzt, die eine Länge bis zu etwa 50 cm aufweisen. Aufgrund der Anforderungen an die Oberflächengüte und aufgrund des speziellen Arbeitsvorgangs bestehen hohe Anforderungen an die Zugreibahle. Zudem ist mit herkömmlichen Zugreibahlen die Bearbeitung von langgestreckten Rohren sehr zeitintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugreibahle zur Feinbearbeitung der Innenoberfläche eines Rohres anzugeben, die eine kurze Bearbeitungszeit ermöglicht.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Zugreibahle, die einen Schneidenteil mit mehreren sich in axialer Zugrichtung erstreckenden Schneiden aufweist. Der Schneidenteil ist unterteilt in einen Hauptteil und in einen sich in Zugrichtung konisch verjüngenden Einführteil. Der Einführteil bildet an einem in Zugrichtung gesehenen vorderen Bereich eine Vorschneidstufe aus. Die Vorschneidstufe weist hierbei eine geringere Konizität als ein sich daran anschließender hinterer Bereich des Einführteils auf.
Durch die geringe Konizität der Vorschneidstufe wird der besondere Vorteil erzielt, dass ein verbessertes Einschneidverhalten und insbesondere auch eine geringere Belastung der Zugreibahle erzielt sind. Durch das verbesserte Einschneidverhalten kann
insgesamt die Zugreibahle durch das zu bearbeitende Rohr mit hoher Schnittgeschwindigkeit und größerem Vorschub durchgezogen werden, so dass die erforderliche Bearbeitungszeit gegenüber einer Zugreibahle ohne eine solche Vorschneidstufe deutlich reduziert ist. Aufgrund der geringeren Belastung ist darüber 5 hinaus eine höhere Standzeit, also eine erhöhte Lebensdauer der Zugreibahle erreicht. Versuche haben gezeigt, dass mit einer Zugreibahle mit einer derartigen Vorschneidstufe im Vergleich zu einer Zugreibahle ohne Vorschneidstufe die notwendige Bearbeitungszeit sich um den Faktor 5 bis 8 reduzieren lässt. o Die Vorschneidstufe weist hierbei vorzugsweise eine deutlich geringere Konizität auf, die mindestens um den Faktor 10, vorzugsweise etwa um den Faktor 50 geringer ist als die des hinteren Bereichs des Einführteils. Mit einer derartigen Vorschneidstufe besteht die Möglichkeit, gleich zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs die Bearbeitung mit der vollen Schnittgeschwindigkeit unmittelbar aufzunehmen. Bei der Bearbeitung wird5 üblicherweise derart vorgegangen, dass die Zugreibahle mit der Vorschneidstufe voraus in Zugrichtung am Rohr angesetzt und etwas in das Rohr hineingeführt wird. Anschließend wird die Zugreibahle und/oder das Rohr in Rotation versetzt und die Zugreibahle wird in Längsrichtung des Rohres durch dieses hindurchgeführt. Bei der Ausgestaltung mit der Vorschneidstufe wird daher unmittelbar auf die volle o Rotationsgeschwindigkeit und den gewünschten Vorschub eingestellt, mit denen dann die gesamte Bearbeitung des Rohres erfolgt. Im Unterschied hierzu sind bei herkömmlichen Zugreibahlen zunächst Anfahrphasen vorgesehen, bei denen eine geringere Rotationsgeschwindigkeit und ein geringerer Vorschub eingestellt werden. 5 Die Vorschneidstufe ist insgesamt mit nur einer sehr geringen Konizität und damit nahezu zylindrisch ausgebildet. Insgesamt ist der Einführteil mehrstufig und vorzugsweise lediglich zweistufig mit der nahezu zylindrischen Vorschneidstufe und dem hinteren konischen Bereich mit gleichbleibender Konizität ausgebildet. o Die Vorschneidstufe weist hierbei vorzugsweise eine Konizität mit einem Konuswinkel im Bereich von kleiner etwa 0,03° auf. Der Konuswinkel liegt dabei vorzugsweise lediglich im Bereich von einigen tausendstel Grad, beispielsweise im Bereich von 0,005°. Die Vorschneidstufe weist daher eine extrem kleine Steigung auf und ist in
diesem Sinne nahezu zylindrisch. Die Steigung ist hierbei <0,05 mm pro 100 mm axialer Länge. Insbesondere liegt die Steigung vorzugsweise im Bereich von 0,01 mm pro 100 mm axialer Länge.
Demgegenüber weist der hintere Bereich des Einführteils eine vergleichsweise große Konizität auf, die vorzugsweise einen Konuswinkel im Bereich von etwa 0,1 ° bis 0,8° aufweist und insbesondere im Bereich von etwa 0,3° liegt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Schneidenteil im übergang vom Einführteil zum Hauptteil seinen maximalen Durchmesser, den Kalibrierdurchmesser, auf. Ausgehend von diesem übergangsbereich verjüngt sich der Hauptteil in Richtung entgegen der Zugrichtung. Auch der Hauptteil ist daher konisch, jedoch entgegengesetzt zu dem Einführteil ausgebildet. Die Konizität des Hauptteils ist über seine gesamte Länge vorzugsweise konstant und entspricht insbesondere etwa der Konizität der Vorschneidstufe. Durch die Konizität des Hauptteils ist vermieden, dass die Zugreibahle mit ihrem rückwärtigen Teil beim Zerspanungsvorgang beispielsweise aufgrund von wärmebedingten Ausdehnungen die bearbeitete Innenoberfläche schädigt.
Vorzugsweise weisen der Hauptteil und der Einführteil eine Länge im Verhältnis von etwa 60:40 auf. Das Längenverhältnis erstreckt sich beispielsweise über einen Bereich von 50:50 bis 70:30, d.h. bei einer Gesamtlänge des Schneidenteils entfallen bei einem Verhältnis von 60:40 60% der Gesamtlänge auf den Hauptteil und 40% auf den Einführteil. Weiterhin ist zweckdienlicherweise vorgesehen, dass der hintere Bereich und die Vorschneidstufe des Einführteils eine Länge im Verhältnis von etwa 2/3:1/3 aufweisen. Bezogen auf die Gesamtlänge des Einführteils nimmt daher der hintere Bereich etwa 2/3 der Gesamtlänge und die Vorschneidstufe etwa 1/3 der Gesamtlänge des Einführteils in Anspruch. Das Verhältnis zwischen dem hinteren Bereich und der Vorschneidstufe kann hierbei zwischen einem Längenverhältnis von 75:25 bis 50:50 variieren. Diese Längenverhältnisse haben sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und eine hohe Standfestigkeit erwiesen. Die Länge der im Wesentlichen zylindrischen Vorschneidstufe wirkt sich darüber hinaus sehr vorteilhaft auf das Rundlaufverhalten der Zugreibahle insgesamt aus. Durch die im
- A -
Wesentlichen zylindrische Ausgestaltung der Vorschneidstufe wird die Zugreibahle quasi durch das Rohr selbst zentriert geführt. Nicht zuletzt aufgrund dieser Führungsfunktion der Vorschneidstufe sind die hohen Arbeitsgeschwindigkeiten erzielbar. Aufgrund des verbesserten Rundlaufverhaltens ist insgesamt auch die Belastung der Zugreibahle reduziert und die Standzeit erhöht.
Um ein möglichst sanftes Einschneiden zu gewährleisten weisen in einer zweckdienlichen Ausgestaltung die Schneiden im Bereich der Vorschneidstufe eine Rundschlifffase auf.
Um ein sanftes Einschneiden weiterhin zu unterstützen weisen die Schneiden im Bereich der Vorschneidstufe vorzugsweise eine Kantenverrundung auf. Eine derartige Kantenverrundung wird beispielsweise durch Bürsten oder Strahlen der ursprünglich scharf geschliffenen Schneiden erzeugt. Hierbei wird eine Verrundung mit einem Radius im μm-Bereich ausgebildet.
Vorzugsweise sind demgegenüber die Schneiden im hinteren Bereich des Einführteils scharfkantig, also ohne Verrundung ausgebildet. Diese scharfkantige Ausgestaltung ermöglicht ein definiertes und hochgenaues spanendes Bearbeiten der Oberfläche, so dass eine gute Oberflächengüte erzielt wird. Die scharfkantige Ausgestaltung wird durch die Vorschaltung der Vorschneidstufe begünstigt. In Umfangsrichtung schließt sich vorzugsweise an die Schneide eine Fasen(frei)-fläche an, die bezüglich der Umfangsrichtung einen Fasenfreiwinkel von vorzugsweise >10° einschließt. Die Fase weist in Umfangsrichtung betrachtet eine Breite von vorzugsweise maximal einigen wenigen Zehntelmillimetern auf. Die Breite der Fase liegt beispielsweise lediglich bei 0,1 mm.
Die Schneiden im sich an den hinteren Bereich des Einführteils anschließenden Hauptteil sind wiederum vorzugsweise wie in der Vorschneidstufe mit einer Rundschlifffase sowie mit einer Kantenverrundung versehen.
Sowohl die Kantenverrundung als auch die Rundschlifffase dienen in besonderer Weise dazu, die Belastung für die Schneiden im Bereich der Vorschneidstufe gering zu
halten und gleichzeitig ein Vorschneiden zu ermöglichen. Im Zusammenspiel mit den scharfkantig ausgebildeten Schneiden im hinteren Bereich ist dadurch eine optimale Arbeitsteilung zwischen der Vorschneidstufe und dem hinteren Bereich des Einführteils erzielt. Die Hauptzerspanungsarbeit wird insgesamt nämlich durch den Einführteil geleistet, da der maximale Durchmesser der Zugreibahle, der Kalibrierdurchmesser, im übergangsbereich zwischen dem Einführteil und dem Hauptteil erreicht wird.
Vorzugsweise weist die Zugreibahle mehr als vier Schneiden und insbesondere beispielsweise sechs Schneiden auf. Durch die vergleichsweise hohe Anzahl an Schneiden wird die Belastung der einzelnen Schneide reduziert, so dass insgesamt die Standzeit sich hierdurch erhöht.
Im Hinblick auf ein möglichst gutes Rundlaufverhalten weisen die Schneiden weiterhin vorzugsweise eine ungleiche Teilung auf, d.h. die einzelnen Schneiden sind um den Umfang nicht gleich verteilt angeordnet, sondern weisen zueinander unterschiedliche Winkelabstände auf.
Um eine möglichst hohe Standzeit mit der Zugreibahle zu ermöglichen, ist diese zweckdienlicherweise aus Vollhartmetall ausgebildet. Im Unterschied, beispielsweise zu einem HSS-Stahl weist Vollhartmetall eine deutlich höhere Verschleißfestigkeit auf. Die höhere Sprödigkeit des Vollhartmetalls ist dabei aufgrund der Vorschneidstufe und des dadurch verbesserten Schneidverhaltens kein Problem. Die Vorschneidstufe begünstigt daher in besonders vorteilhafter Weise die Verwendung von Vollhartmetall, um eine Standzeiterhöhung gegenüber einem HSS-Material zu erreichen. Alternativ zum Hartmetall kann auch ein keramischer Werkstoff oder ein so genannter Cermet- Werkstoff eingesetzt werden, also ein Verbundwerkstoff aus einem keramischen Werkstoff in einer metallischen Matrix.
Die Standzeit wird vorzugsweise weiterhin durch das Aufbringen einer Dünnbeschichtung erhöht. Unter Dünnbeschichtung wird hierbei eine Beschichtung mit einer Schichtdicke im Bereich von lediglich wenigen Mikrometern, beispielsweise im Bereich von 0,5 μm bis 0,8 μm verstanden. Derartige Beschichtungen werden beispielsweise mit Hilfe des PVD-Verfahrens (physical vapour deposition) auf dem
Vollhartmetall-Körper abgeschieden. Für die Beschichtung werden hier an sich bekannte geeignete Beschichtungswerkstoffe herangezogen. Die Dünnbeschichtung wird hierbei vorzugsweise als Letztes nach dem Schleifen, Bürsten/Verrunden und dem Einbringen der Schneidfasen aufgebracht.
Um ein einfaches Nachschleifen der Schneiden zu ermöglichen, ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung vorgesehen, dass beidendseitig der Zugreibahle kegel- oder kegelstumpfförmige Zentrierspitzen ausgebildet sind. Diese Zentrierspitzen erlauben eine einfache achsparallele Zentrierung der Zugreibahle in einer entsprechenden Halterung für einen Nachschleifvorgang.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in beispielhaften Darstellungen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Zugreibahle,
Fig. 2 eine Schnittansicht im Bereich der Schnittlinie A-A im Bereich des
Hauptteils des Schneidenbereichs, Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B im hinteren Bereich des
Einführteils des Schneidenbereichs Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Schnittline D-D im Bereich der
Vorschneidstufe und
Fig. 5A.5B stark vereinfachte Darstellungen der Schneidengeometrie im Hauptteil und in der Vorschneidstufe (Fig. 5A) sowie im hinteren Bereich (Fig. 5B).
Gleich wirkende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in Fig. 1 dargestellte Zugreibahle umfasst einen Schneidenteil 2, an den sich in axialer Zugrichtung 4 ein Schaftteil 6 anschließt. Beidendseitig der Zugreibahle sind an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils Zentrierspitzen 8 ausgebildet, die im Ausführungsbeispiel kegelförmig sind.
Im Schneidenteil 2 sind um den Umfang ungleichmäßig verteilt mehrere Schneiden 10 angeordnet, die sich in Axialrichtung erstrecken. Im Ausführungsbeispiel sind
insgesamt sechs Schneiden vorgesehen. Zwischen den einzelnen Schneiden ist jeweils eine Spannut 12 angeordnet. Die Schneiden 10 sowie die Spannuten 12 verlaufen im Ausführungsbeispiel achsparallel. Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, dass die Schneiden 10 und die Spannuten 10,12 gewendelt verlaufen.
Die Zugreibahle dient zur Bearbeitung der Innenoberfläche eines Rohres, um eine hohe Oberflächengüte zu erzielen. Hierzu wird die Zugreibahle in eine Endseite des Rohres mit dem Schaftteil 6 voraus eingeführt und dann in Zugrichtung 4 durch das Rohr hindurch gezogen. Hierbei erfolgt die spanende Bearbeitung mit einer vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit und einem vorgegebenen Vorschub in Zugrichtung 4. Die Zugreibahle dient beispielsweise zur Bearbeitung eines Rohres mit einer Länge von etwa 50 cm und einem Innendurchmesser beispielsweise im Bereich von 6 bis 12 mm. Die Zugreibahle weist eine Gesamtlänge L1 im Bereich beispielsweise von 80 mm auf. Die Gesamtlänge L1 ist hierbei gemessen vom einen Ende des Schneidenteils 2 bis zum gegenüberliegenden Ende des Schaftteils ohne die Zentrierspitzen 8.
Von besonderer Bedeutung bei der Zugreibahle ist die Unterteilung des Schneidenteils 2 in unterschiedliche Teilbereiche, nämlich einem längeren Hauptteil 14 und einem kürzeren konischen Einführteil 16. Das Einführteil 16 wiederum ist unterteilt in einen in Zugrichtung vorderen, eine Vorschneidstufe 16A bildenden Bereich und einen hinteren Bereich 16B.
Der Schneidenteil 2 weist eine Gesamtlänge L2 auf, die in etwa 3 λ der Gesamtlänge L1 entspricht und im Ausführungsbeispiel etwa bei 60 mm liegt. Der Hauptteil 14 wiederum weist eine Länge L3 von etwa 60% der Gesamtlänge L2 des Schneidenteils 2 auf, im Ausführungsbeispiel daher in etwa 35 mm. Entsprechend weist der Einführteil 16 einen Länge L4 im Bereich von vorzugsweise etwa 40% der Gesamtlänge L2 des Schneidenteils 2 auf. Das Verhältnis der Längen L3 zu L4, welches im Ausführungsbeispiel bei etwa 60/40 liegt, kann abweichend hiervon auch zwischen den Verhältniswerten 50/50 bis 70/30 variieren.
Die Länge L4 des Einführteils 16 teilt sich wiederum auf in eine Länge L4A der Vorschneidstufe 16A und eine Länge L4B des hinteren Bereichs 16B. Das Verhältnis
der Längen L4A zu L4B liegt im Ausführungsbeispiel im Bereich von etwa 1/3 zu 2/3 und variiert beispielsweise im Bereich von λ A zu 3 A bis zu einer hälftigen Aufteilung der beiden Längen L4A.L4B.
Von besonderer Bedeutung für die Schneideigenschaften der beschriebenen Zugreibahle ist die Anordnung und die spezielle Ausgestaltung der Vorschneidstufe 16A, insbesondere auch in Kombination mit der Anordnung und der speziellen Ausgestaltung des hinteren Bereichs 16B. Sowohl die Vorschneidstufe 16A als auch der hintere Bereich 16B sind konisch ausgebildet, verjüngen sich also in Zugrichtung 4. Dabei weist die Vorschneidstufe 16A eine sehr geringe Konizität auf und ist nahezu zylindrisch ausgebildet. Im Unterschied hierzu weist der hintere Bereich 16B eine um ein Vielfaches größere Konizität auf. Unter Konizität wird hierbei allgemein eine Schrägstellung der Schneiden 10 gegenüber einer Mittenlängsachse 18 der Zugreibahle verstanden. Die Schneiden 10 bzw. die durch sie definierte und eine Mantelfläche eines Kegelstumpfs bildende Hüllfläche sind unter einem als Konuswinkel bezeichneten Winkel bezüglich dieser Mittenachse 18 orientiert. Die Vorschneidstufe 16A ist hierbei unter einem Konuswinkel α1 und der hintere Bereich unter einem Konuswinkel α2 gegenüber der Mittenachse 18 geneigt. Während der Konuswinkel α2 des hinteren Bereichs 16B etwa im Bereich von 0,3° liegt, beträgt der Konuswinkel α1 der Vorschneidstufe 16A lediglich etwa 0,006°. Die Vorschneidstufe 16A weist daher in etwa eine Steigung von 0,01 mm pro 100 mm auf, und ist in diesem Sinne daher im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Unter im Wesentlichen oder nahezu zylindrisch wird daher eine Steigung im zehntel-Promillebereich verstanden.
Auch der Hauptteil 14 weist eine Konizität auf, jedoch in entgegengesetzter Richtung, d.h. der Hauptteil 14 verjüngt sich ausgehend von einem übergangsbereich zum Einführteil 16 zu dem Schaftteil 6 abgewandten Ende zusehends. Der Konuswinkel α3 liegt etwa im Bereich des Konuswinkels α1. Allgemein ändert sich der Verlauf, d.h. die Neigung der Schneiden 10 beim übergang in den Hauptteil 14, beispielsweise an einer Knickstelle.
Insgesamt weist daher die Zugreibahle im übergangsbereich zwischen Einführteil 16 und Hauptteil 14 ihren maximalen Durchmesser auf, den so genannten
Kalibrierdurchmesser D1. Der liegt beispielsweise bei etwa 7,6 mm oder alternativ bei 8,7 mm. Prinzipiell können natürlich auch in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung unterschiedliche Werte vorgesehen sein. Ausgehend von diesem Kalibrierdurchmesser D1 verjüngt sich der Einführteil 16 bis zum vorderen Ende der Vorschneidstufe 16A auf einen Einführdurchmesser D2, der bei den gewählten Längen und Konizitäten und bei den angegebenen Kalibrierdurchmessern D1 im Ausführungsbeispiel etwa bei 7,35 mm bzw. 8,55 mm liegt.
Der Einführdurchmesser D2 ist hierbei derart bemessen, dass die Zugreibahle mit der Vorschneidstufe 16A voraus ein Stück weit in das zu bearbeitende Rohr eingesteckt werden kann. Um dies zu erleichtern ist stirnseitig eine konische Einführfase vorgesehen mit einem Konuswinkel im zweistelligen Gradbereich, beispielsweise 45°. Bei dem Bearbeitungsvorgang wird derart vorgegangen, dass zunächst die Zugreibahle mit der Vorschneidstufe 16A voraus etwas in das Rohr eingeführt wird und dass anschließend der eigentliche Zerspanungsvorgang beginnt, bei dem die Zugreibahle und das Rohr in Relativbewegung zueinander versetzt werden, nämlich eine überlagerte Rotations- sowie Axialbewegung. Hierzu wird wahlweise entweder die Zugreibahle oder das Rohr in eine Drehbewegung mit vorgegebener Drehzahl versetzt. Gleichzeitig wird die Zugreibahle durch das Rohr in Zugrichtung 4 hindurch gezogen. Aufgrund der Anordnung der Vorschneidstufe 16A und der speziellen im Folgenden noch weiter auszuführenden Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, sofort zu Beginn des Zerspanungsvorgangs auf die Endschnittgeschwindigkeit hochzufahren. Es ist daher kein langsamer Einschneidvorgang erforderlich. Durch die im Wesentlichen zylindrische Ausgestaltung der Vorschneidstufe 16A weist diese eine Zentrier- und damit Führungsfunktion auf, so dass insgesamt gute Rundlaufeigenschaften erzielt sind, die für eine hohe Oberflächengüte der zu bearbeitenden Innenmantelfläche des Rohres von wesentlicher Bedeutung ist. Bei der Bearbeitung wird üblicherweise ein Kühl- und Schmiermittel zugeführt. Hierzu können entweder Kühlmittelbohrungen in der Zugreibahle selbst vorgesehen sein oder das Kühlmittel kann auch durch das Rohr selbst zugeführt werden.
Für die angestrebte hohe Schnittleistung bei gleichzeitig möglichst guter Standzeit ist weiterhin eine spezielle Ausgestaltung der Schneiden 10 von besonderer Bedeutung.
Die Schneidengeometrie in den unterschiedlichen Bereichen der Reibahle wird im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 näher erläutert. Aus Fig. 2 ist zunächst die Ungleichteilung der Schneiden 10 sehr gut zu erkennen, die also ungleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, so dass einander benachbarte Schneiden jeweils einen unterschiedlichen Winkelabstand zueinander aufweisen. Im Ausfϋhrungsbeispiel mit den sechs Schneiden variiert der Winkelabstand zwischen zwei Schneiden etwa zwischen 55 und 65°, also um 10% bezüglich einer Gleichverteilung. In Fig. 2 ist noch der so genannte Kerndurchmesser K eingezeichnet, der im Ausführungsbeispiel etwa bei 60% des Kalibrierdurchmessers D1 liegt.
Aus den Querschnittsdarstellungen der Fig. 2 bis 4 lässt sich weiterhin die prinzipielle Ausgestaltung der Spannuten sowie der Schneidstege 20 entnehmen. Unter Schneidstegen 20 werden hier die zwischen den Spannuten 12 gebildeten Stege verstanden, die an ihrer in Drehrichtung 22 vorderen Kante die Schneiden 10 aufweisen. Die Schneidstege 20 weisen allgemein eine etwa trapezförmige Querschnittskontur auf. Die Spannuten 12 selbst weisen in etwa eine V-förmige Querschnittsgeometrie auf, wobei der Nutgrund verrundet ist. Die vordere Flanke der Schneidstege 20, die zu der jeweiligen Schneide 10 verläuft, ist bezüglich einer Radialen R in Drehrichtung 22 um einen Vorlaufwinkel ß im Bereich von etwa 10° geneigt. Entgegen der Drehrichtung 22 schließt sich an die Schneiden 10 jeweils am Rücken des Schneidstegs 20 eine Freifläche 24 an, die unter einem Freiflächenwinkel γ1 geneigt ist, der im Ausführungsbeispiel im zweistelligen Bereich, insbesondere im Bereich von etwa 35°liegt. Der Freiflächenwinkel γ1 wird bestimmt durch den Winkel zwischen einer Tangentialen an der Schneidkante der Schneide 10 und der Freifläche 24.
Die Schneiden 10 weisen sowohl im Bereich des Hauptteils 14 als auch im Bereich der Vorschneidstufe 16A eine Rundschlifffase 26 auf, also eine Fase mit einer gekrümmten Fasenfläche. Die Rundschlifffase 26 weist eine Fasenbreite b im Bereich von lediglich wenigen Zehntelmillimetern auf. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Schneidkante der Schneide 10 verrundet ausgebildet ist, wobei hier ein sehr kleiner Radius r beispielsweise im μm-Bereich eingestellt ist. Im Unterschied hierzu sind die Schneidkanten der Schneiden 10 im hinteren Bereich 16B (Fig. 3) scharfkantig und
ohne Verrundung ausgebildet. Gleichzeitig ist in diesem Bereich eine unter einem Fasenfreiwinkel γ2 geneigte Fase 27 vorgesehen, an die sich dann die Freifläche 24 unter dem Freiwinkel γ1 anschließt. Die Fase 27 weist ebenfalls eine Fasenbreite b im Bereich von lediglich wenigen Zehntelmillimetern auf.
Die unterschiedlichen Schneidgeometrien sind schematisch nochmals in den Fig. 5A.5B wiedergegeben, wobei die Fig. 5A die Ausgestaltung im hinteren Bereich 16B schematisch skizziert und die Fig. 5B die Ausgestaltung im Bereich des Hauptteils 14 und der Vorschneidstufe 16A schematisch skizziert. In den Fig. 5A, 5B ist ergänzend noch eine Dünnbeschichtung 28 angedeutet.
Beim Herstellvorgang wird derart vorgegangen, dass zunächst in einen zylindrischen Vollkörper, bestehend vorzugsweise aus Hartmetall, die Spannuten 12 eingeschliffen und die Schneidstege 20 sowie die Schneiden 10 entsprechend geschliffen werden. Hierbei wird zunächst über die gesamte Länge des Schneidenteils 2 eine scharfkantige Ausgestaltung der Schneiden 10, wie sie später im hinteren Bereich 16B gewünscht wird, ausgebildet. Anschließend werden im Hauptteil 14 und in der Vorschneidstufe 16A die Rundschlifffasen 26 eingeschliffen und die Kantenverrundung der Schneidkanten durch beispielsweise Bürsten oder Strahlen ausgebildet. Im letzten Herstellungsschritt wird schließlich noch die Dünnbeschichtung 28 aus einem geeigneten verschleißbeständigen Material, insbesondere mit Hilfe des PVD- Verfahrens, mit einer Schichtdicke im Bereich zwischen 0,5 und 0,8 μm aufgebracht.
Insgesamt ist durch die Kombination der hier beschriebenen Einzelmerkmale eine besonders widerstandsfähige Zugreibahle ausgebildet, die bei hohen
Schnittgeschwindigkeiten zur hochgenauen Bearbeitung der Innenoberfläche eines Rohres geeignet ist und gleichzeitig sehr hohe Standzeiten erreicht. Durch die im Wesentlichen zylindrische Ausgestaltung der Vorschneidstufe 16A wird der Rundlauf günstig beeinflusst. Unterstützt wird dies durch die spezielle Ausgestaltung der Schneiden in der Vorschneidstufe 16A mit der Schneidfase 26, insbesondere in Kombination mit der Kantenverrundung. Hierdurch ist ein vergleichsweise sanftes Eingreifen in das Werkstück im Bereich der Vorschneidstufe 16A erzielt, so dass die Belastungen in diesem Bereich gering gehalten sind. Demgegenüber ist durch die
deutlich größere Konizität im hinteren Bereich 16B und der scharfkantigen Ausgestaltung der Schneiden 10 ein effizientes und zügiges Bearbeiten der Oberfläche auf den Kalibrierdurchmesser D1 erzielt. Aufgrund der vorgeschalteten Vorschneidstufe 16A ist hierbei trotz der scharfkantigen Ausgestaltung der Schneiden 10 die Belastung gering gehalten
Next Patent: NOVEL THERAPEUTIC AGENTS AGAINST HEPATITIS