EINES WERKSTÜCKS

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.

Das in Rede stehende Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung mit einer Bohrbearbeitung und anschließender Senkungsbearbeitung wird mit kombinierten Bohr-Senk-Werkzeugen durchgeführt, welche einen Werkzeugabschnitt zur Bohrbearbeitung und einen Werkzeugabschnitt mit einer Senkstufe aufweisen. Das Bohr-Senk-Werkzeug wird einer bis zu einer Senkungsendposition reichenden axialen Vorschubbewegung unterworfen. Die Senkungsendposition entspricht der axialen Position des Bohr-Senk-Werkzeugs, in welcher die Senkstufe mit der für die Senkung vorgesehenen Tiefe in das Werkstück eingreift.

Bei dem bekannten Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung, von dem die Erfindung ausgeht, wird die axiale Vorschubbewegung des Bohr-Senk- Werkzeugs mit einer axialen Vibration überlagert, um die mit der Bohrbearbeitung des Werkstücks anfallenden Späne zu brechen. Die Amplitude der axialen Vibration wird unter Fortsetzung der Rotation des Bohr-Senk-Werkzeugs vor Erreichen der Senkungsendposition verringert oder aufgehoben. Durch das Verringern oder Aufheben der Amplitude wird ein Glätten der durch die Senkungsbearbeitung erzeugten Oberfläche im Werkstück bewirkt.

Bei dem bekannten Verfahren verbleibt jedoch weiterhin als Herausforderung, dass mit der Bohrbearbeitung und der Senkungsbearbeitung ein unerwünschtes axiales Rattern des Bohr-Senk-Werkzeugs auftreten kann. Durch das axiale Rattern entstehen neben einer hohen Belastung des Bohr-Senk-Werkzeugs auch Rattermarken an der durch die Senkungsbearbeitung erzeugten Oberfläche.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Bohrbearbeitung und anschließender Senkungsbearbeitung anzugeben, mit welchem die Maßhaltigkeit der erhaltenen Bohrung und Senkung weiter verbessert wird. Das obige Problem wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass mit der Überlagerung der axialen Vorschubbewegung mit einer axialen Vibration neben der spanbrechenden Wirkung auch ein Unterdrücken des unerwünschten axialen Ratterns des Bohr-Senk-Werkzeugs erreicht werden kann. Vorschlagsgemäß ist erkannt worden, dass die axiale Vibration unter Absenkung der Frequenz insbesondere zu einem Abtragen der Rattermarken und zu erhöhter Maßhaltigkeit führt.

Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass mit Erreichen einer vorgegebenen Frequenzabsenkposition der axialen Vorschubbewegung durch das Bohr-Senk- Werkzeug die Frequenz der axialen Vibration auf eine Endbearbeitungsfrequenz abgesenkt wird und der Bearbeitungsprozess mit der Endbearbeitungsfrequenz als maximale Frequenz der axialen Vibration bis zum Erreichen der Senkungsendposition fortgesetzt wird.

Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird mit Erreichen der Frequenzabsenkposition die Amplitude der axialen Vibration gleich belassen oder erhöht und der Bearbeitungsprozess mit gleicher oder erhöhter Amplitude bis zum Erreichen der Senkungsbearbeitungsendposition fortgesetzt. Der positive Einfluss der axialen Vibration auf die Maßhaltigkeit wird damit weiter verbessert.

Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 3 und 4 betreffen die Definition der Frequenzabsenkposition. In den ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 5 und 6 wird die Endbearbeitungsfrequenz weiter definiert.

Die weiteren Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 7 bis 10 betreffen die nähere Ausgestaltung des Werkstücks. Bei einem Vornehmen des Bearbeitungsprozesses an einem Schichtverbundmaterial gemäß Anspruch 8 wird über das vorschlagsgemäße Verfahren eine Delamination der Schichten weitgehend vermieden. Besonders vorteilhaft ist das vorschlagsgemäße Verfahren zudem bei Werkstücken aufweisend Kunststoffwerkstoffe nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 10, insbesondere bei einer Senkungsbearbeitung in Kunststoffwerkstoffe, da die Tendenz zum Ausreißen und Splittern des Kunststoffwerkstoffs reduziert werden kann.

Eine weitere Optimierung der Bearbeitungsdauer und des Ergebnisses des vorschlagsgemäßen Verfahrens ergibt sich gemäß Anspruch 11 dadurch, dass in der Bohrbearbeitung die Vorschubgeschwindigkeit der axialen Vorschubbewegung abhängig von der axialen Position des Bohr-Senk-Werkzeugs eingestellt wird.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung für die Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, als solche beansprucht. Die Vorrichtung weist einen Rotationsantrieb zur axialen Rotation des Bohr-Senk-Werkzeugs und einen Vorschubantrieb zur Bereitstellung der axialen Vorschubbewegung des Bohr- Senk-Werkzeugs relativ zu dem Werkstück sowie eine Steueranordnung zur Ansteuerung des Vorschubantriebs auf. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren darf verwiesen werden.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Anspruch 13 ist das vorschlagsgemäße Verfahren auf Grundlage von in einem Speicher der Steueranordnung der Vorrichtung hinterlegten Programmanweisungen durchführbar.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Bohr-Senk-Werkzeugs und des Werkstücks a) in einem ersten Abschnitt der Bohrbearbeitung, b) in einem zweiten Abschnitt der Bohrbearbeitung und c) in einer Senkungsbearbeitung gemäß dem vorschlagsgemäßen Verfahren, Fig. 2 eine Darstellung der axialen Vorschubbewegung aus Fig. 1 unter Überlagerung mit der axialen Vibration gemäß dem vorschlagsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Eingriffs des Bohr-Senk- Werkzeugs in das Material des Werkstücks a) bei einem axialen Rattern und b) bei der axialen Vorschubbewegung unter Überlagerung mit der axialen Vibration, und

Fig. 4 eine vorschlagsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks 1 , wobei in einem Bearbeitungsprozess mittels eines Bohr-Senk- Werkzeugs 2 eine Bohrbearbeitung des Werkstücks 1 und eine anschließende Senkungsbearbeitung der mit der Bohrbearbeitung erhaltenen Bohrung im Werkstück 1 vorgenommen wird.

Unter einem Werkstück 1 wird ein im Rahmen des Bearbeitungsprozesses zu bearbeitendes Element und insbesondere ein zu bearbeitendes Bauteil oder Halbzeug verstanden. Im Werkstück 1 wird in der Bohrbearbeitung vorzugsweise eine zylindrische Bohrung erzeugt. Der Bohrbearbeitung schließt sich zeitlich die Senkungsbearbeitung zur Erzeugung einer Senkung an der Bohrung an, wobei die Senkung als profilierte, vorzugsweise konische, Aufweitung der Bohrung an mindestens einer der Oberflächen des Werkstücks 1 eingebracht wird.

Das Bohr-Senk-Werkzeug 2 weist einen Werkzeugabschnitt 3 zur Bohrbearbeitung und einen Werkzeugabschnitt 4 zur Senkungsbearbeitung des Werkstücks 1 auf. Der Werkzeugabschnitt 3 zur Bohrbearbeitung ist hier und vorzugsweise als näherungsweise zylindrischer Spiralbohrer ausgebildet. Der Werkzeugabschnitt 4 zur Senkungsbearbeitung ist profiliert und hier und vorzugsweise als Senkstufe mit einem konischen Bohrabschnitt ausgebildet. Der Werkzeugabschnitt 4 zur Senkungsbearbeitung ist ebenfalls als Spiralbohrer ausgebildet, wobei sich die wendelförmige Schneide des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 vom Werkzeugabschnitt 3 in den Werkzeugabschnitt 4 fortsetzt. Das Bohr-Senk-Werkzeug 2 wird im Bearbeitungsprozess in axiale Rotation versetzt. Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind entsprechend bezogen auf die Rotationsachse R des Bohr-Senk-Werkzeugs 2, welche hier identisch zu der Achse ist, um welche die wendelförmige Schneide des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 verläuft. Das Bohr-Senk-Werkzeug 2 wird einer axialen Vorschubbewegung unterworfen und entlang der Rotationsachse R in Richtung des Werkstücks 1 bewegt. Wie in Fig. 1a) gezeigt, kommt zunächst mit Beginn der Bohrbearbeitung der Werkzeugabschnitt 3 zur Bohrbearbeitung in Eingriff mit dem Werkstück 1. Unter der in Fig. 1b) gezeigten Fortsetzung der axialen Vorschubbewegung in der Bohlbearbeitung wird hier und vorzugsweise eine als Durchgangsbohrung ausgestaltete Bohrung im Werkstück 1 erzeugt.

Im Anschluss an die Bohrbearbeitung wird die Senkungsbearbeitung vorgenommen, hier und vorzugsweise in einer einzigen axialen Vorschubbewegung und ohne Herausbewegen des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 aus dem Werkstück 1 zwischen und während der Bohrbearbeitung und der Senkungsbearbeitung. Wie in Fig. 1c) dargestellt, gelangt in der Senkungsbearbeitung der Werkzeugabschnitt 4 mit der Senkstufe in Eingriff mit dem Werkstück 1. Die axiale Vorschubbewegung wird bis zu einer Senkungsendposition SE fortgesetzt, an welcher die axiale Vorschubbewegung beendet wird. Das Bohr-Senk-Werkzeug 2 wird nach Erreichen der Senkungsendposition SE nicht weiter axial in Richtung des Werkstücks 1 bewegt. Nach Erreichen der Senkungsendposition SE kann das Bohr-Senk-Werkzeug 2 vielmehr aus der erzeugten Bohrung und Senkung im Werkstück 1 herausgezogen werden. In einer Ausgestaltung wird das Herausziehen des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 zeitlich unmittelbar im Anschluss an das Erreichen der Senkungsendposition durchgeführt. Hier und in einer weiteren Ausgestaltung wird das Herausziehen des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 nach einem Halten des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 für eine vorgegebene Haltezeit an der Senkungsend Position SE durchgeführt. Die mit dem Bearbeitungsprozess erhaltene Senkung ist, hier und vorzugsweise wie die Bohrung, näherungsweise rotationssymmetrisch um die Rotationsachse R des Bohr-Senk- Werkzeugs 2.

Die Senkungsendposition SE entspricht der axialen Position des Bohr-Senk- Werkzeugs 2, in welcher der Werkzeugabschnitt 4 zur Senkungsbearbeitung mit der für die Senkung vorgesehenen Tiefe In das Werkstück 1 eingreift. Die Senkungsendposition SE wird vorzugsweise anhand der Geometrie des für ein Einführen in die Bohrung vorgesehenen Elements vorgegeben, beispielsweise anhand der Geometrie eines Nietkopfs eines Niets. Beispielsweise ist vorgesehen, dass das zum Einführen vorgesehene Element plan mit der Oberfläche des Werkstücks 1 abschließt oder bis zu einer vorgegebenen Tiefe unter der Oberfläche versenkt wird bzw. mit einer vorgegebenen Höhe von der Oberfläche hervorsteht.

Die axiale Vorschubbewegung wird während des Bearbeitungsprozesses, vorzugsweise während des gesamten Bearbeitungsprozesses, mit einer axialen Vibration überlagert. Das Bohr-Senk-Werkzeug 2 durchläuft somit während des Bearbeitungsprozesses eine Bewegung in der axialen Vorschubrichtung, welche sich aus einer aperiodischen, vorzugsweise zumindest abschnittsweise konstanten, axialen Vorschubgeschwindigkeit V und einer periodischen, axialen Bewegung aus der axialen Vibration zusammensetzt. Die axiale Vibration ist vorzugsweise näherungsweise sinusförmig, wobei jedoch auch andere periodische Ausgestaltungen der axialen Vibration denkbar sind.

Wesentlich ist nun, dass mit Erreichen einer vorgegebenen Frequenzabsenkposition S _F der axialen Vorschubbewegung durch das Bohr-Senk-Werkzeug 2 die Frequenz f der axialen Vibration auf eine Endbearbeitungsfrequenz f _C abgesenkt wird und der Bearbeitungsprozess mit der Endbearbeitungsfrequenz f _C als maximale Frequenz f der axialen Vibration bis zum Erreichen der Senkungsendposition SE fortgesetzt wird.

Ab der vorgegebenen Frequenzabsenkposition S _F bis zur Senkungsendposition SE wird hierbei die axiale Vorschubbewegung mit einer axialen Vibration aufweisend eine Frequenz f überlagert, welche mit einer im Vergleich zur vor der Absenkung verwendeten Frequenz f reduziert ist. Die Frequenz f ab der vorgegebenen Frequenzabsenkposition S _F bis zur Senkungsendposition SE kann variiert werden, beträgt jedoch höchstens die Endbearbeitungsfrequenz f _C . Hier und in einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Frequenz f ab der vorgegebenen Frequenzabsenkposition S _F bis zur Senkungsendposition SE konstant und gleich der Endbearbeitungsfrequenz f _C belassen. Fig. 2 zeigt die axiale Vorschubbewegung des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 unter Überlagerung mit der axialen Vibration. Die axiale Position S des Bohr-Senk- Werkzeugs 2 ist hierbei gemeinsam mit der aperiodischen axialen Vorschubgeschwindigkeit V und der Frequenz f der axialen Vibration über die Zeit t dargestellt.

Das Bohr-Senk-Werkzeug 2 wird zunächst vor Beginn des Bearbeitungspro- zesses in axialer Richtung auf das Werkstück 1 zu bewegt. Ab dem Zeitpunkt t1 wird mit Erreichen der Bearbeitungsstartposition SA, ab welcher das Bohr-Senk- Werkzeug 2 in das Werkstück 1 eingreift, mit dem Bearbeitungsprozess und der in Fig. 1a) gezeigten Bohrbearbeitung begonnen. Die Bohrbearbeitung weist hier zwei Bohrbearbeitungsabschnitte A und B auf, welche untenstehend noch weiter erläutert werden. In den Bohrbearbeitungsabschnitten A und B werden verschiedene aperiodische axiale Vorschubgeschwindigkeiten VA, VB und verschiedene Frequenzen f _A , f _B verwendet, wobei am Zeitpunkt t2 und Position SB der Bohrbearbeitungsabschnitt A endet und der Bohrbearbeitungsabschnitt B beginnt.

Entscheidend ist nun, dass mit Erreichen der vorgegebenen Frequenzabsenk- position Sf zum Zeitpunkt ts der axialen Vorschubbewegung durch das Bohr- Senk-Werkzeug 2 die Frequenz f der axialen Vibration auf die Endbearbeitungsfrequenz f _C abgesenkt wird. Vorliegend wird die Frequenz f von der im vorhergehenden Bohrbearbeitungsabschnitt B verwendeten Frequenz f _B auf die Endbearbeitungsfrequenz f _C abgesenkt Der Bearbeitungsprozess wird mit der Endbearbeitungsfrequenz f _C als maximaler Frequenz f der axialen Vibration bis zum Erreichen der Senkungsendposition SE zum Zeitpunkt t4 fortgesetzt. Hier und vorzugsweise wird die Frequenz f mit Erreichen der vorgegebenen Fre- quenzabsenkposition S _f bis zum Erreichen der Senkungsendposition SE konstant und gleich der Endbearbeitungsfrequenz f _C gehalten. Zumindest ein Teil der Senkungsbearbeitung, und dabei jedenfalls die Erzeugung der Oberfläche der Senkung, wird somit mit einer gegenüber der vorhergehenden Bearbeitung abgesenkter Frequenz f vorgenommen.

Mit Erreichen der Senkungsendposition SE wird das Bohr-Senk-Werkzeug 2 für eine vorgegebene Haltezeit bis zum Zeitpunkt ts ohne axiale Vorschubbewe- gung gehalten. Anschließend wird das Bohr-Senk-Werkzeug 2 aus dem Werkstück 1 heraus bewegt.

Dadurch, dass die Frequenz f zumindest über einen Teil der Senkungsbearbeitung und dabei während der Erzeugung der Oberfläche der Senkung auf die Endbearbeitungsfrequenz f _C begrenzt wird, kann die Oberflächenqualität verbessert werden. Fig. 3 zeigt zur Erläuterung schematisch den Eingriff des Bohr- Senk-Werkzeugs 2 in das Material des Werkstücks 1. In Fig. 3a) ist der Effekt eines axialen Ratterns dargestellt. Das während eines Eingriffs an den Schneiden des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 anliegende Drehmoment bewirkt eine axiale Dehnung des Bohr-Senk-Werkzeugs 2, da das Drehmoment zu einem .Abwickeln“ der Spiralform der Schneiden tendiert. Die Steifigkeit des Bohr-Senk- Werkzeugs 2 wirkt diesem Effekt entgegen. Aus der Wechselwirkung der axialen Kräfte auf das Bohr-Senk-Werkzeug 2 entstehen Schwingungen der Länge des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 in axialer Richtung. Fig. 3a) zeigt den Verlauf der Oberfläche des Bodens der Bohrung entlang einer Zylinderfläche um die Rotationsachse R. Durch die Schwingungen der Länge des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 entstehen periodische Erhebungen in der Oberfläche. Mit der gestrichelten Linie ist angedeutet, welche Oberfläche mit der nächsten Rotation des Bohr- Senk-Werkzeugs 2 durch die spanabhebende Bearbeitung erzeugt wird. Abhängig von der Phasenverschiebung der periodischen Erhebungen in der Oberfläche und der axialen Schwingung des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 entsteht ein axiales Rattern des Werkzeugs. Dieser Effekt lässt sich auch in der mit der Senkung erzeugten Oberfläche in Form von sogenannten Rattermarken erkennen.

Fig. 3b) zeigt die Bearbeitung bei der axialen Vorschubbewegung unter Überlagerung mit der axialen Vibration mit abgesenkter Frequenz f. Durch die in der Vorschubbewegung erzwungene axiale Vibration mit vergleichsweise niedriger Frequenz werden die Rattermarken mit der Rotation des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 abgetragen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens wird mit Erreichen der Frequenzabsenkposition S _F die Amplitude der axialen Vibrati- on gleich belassen oder erhöht. Der Bearbeitungsprozess wird mit gleicher oder erhöhter Amplitude bis zum Erreichen der Senkungsendposition S _E fortgesetzt. Hiermit wird das Abtragen der Rattermarken weiter verbessert.

In einer nächsten, bevorzugten Ausgestaltung ist die Frequenzabsenkposition S _F derart definiert, dass die Frequenzabsenkposition S _F vor dem Beginn der Senkungsbearbeitung erreicht wird. Folglich wird die Frequenz f der axialen Vibration gerade in der Senkungsbearbeitung angepasst, welche für die Oberfläche der Senkung entscheidend ist.

In einer alternativen Ausgestaltung kann allerdings auch die Frequenzabsenkposition S _F während der Senkungsbearbeitung erreicht werden, sodass zumindest für den Beginn der Senkungsbearbeitung eine axiale Vibration mit hoher Frequenz f zum effektiven Spanbrechen vorliegt.

In einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist die Frequenzabsenkposition S _F derart definiert, dass die Frequenzabsenkposition S _F nach einem Ende der Bohrbearbeitung erreicht wird. Folglich wird bis zum Ende der Bohrbearbeitung eine vergleichsweise hohe Frequenz f der Vibration für einen effektiven Spanbruch eingesetzt.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Frequenzabsenk- position S _F derart definiert, dass die Frequenzabsenkposition nach einem Ende der Bohrbearbeitung und vor dem Beginn der Senkungsbearbeitung erreicht wird. Wird mit der Bohrbearbeitung eine Durchgangsbohrung in das Werkstück 1 eingebracht, kann die Bohrbearbeitung bereits vor dem Beginn der Senkungsbearbeitung dadurch beendet sein, dass der Werkzeugabschnitt 6 zur Bohrbearbeitung bereits aus dem Werkstück 1 austritt, bevor der Werkzeugabschnitt 8 zur Senkungsbearbeitung in Eingriff mit dem Werkstück 1 kommt.

Für den Abschluss der Senkungsbearbeitung haben sich im Vergleich zu üblicherweise bei Bohrbearbeitungen mit axialen Vibrationen verwendeten Frequenzen f _A , f _B kleinere Endbearbeitungsfrequenzen f _C als vorteilhaft herausgestellt. In einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist daher die Endbearbeitungsfrequenz f _C kleiner als sämtliche im Bearbeitungsprozess vor Erreichen der vorgegebenen Frequenzabsenkposition S _F verwendeten Frequenzen f _A , fe der axialen Vibration. Vorzugsweise beträgt die Endbearbeitungsfre- quenz f _C höchstens 70 %, weiter vorzugweise höchstens 30 %, insbesondere höchstens 10%, der kleinsten, vor Erreichen der vorgegebenen Frequenzab- senkposition S _F im Bearbeitungsprozess verwendeten, Frequenz f _A , f _B der axialen Vibration.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Endbearbeitungsfrequenz f _C kleiner als die Grundfrequenz des axialen Ratterns des Bohr-Senk- Werkzeugs. Entsprechend kann mit der axialen Vibration dem axialen Rattern entgegengewirkt werden. Neben einem axialen Rattern kann ebenso ein radiales Schwingen des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 auftreten, welche zur Abweichung der Bohrung und Senkung von einer idealen rotationssymmetrischen Form führen. Entsprechend kann die Endbearbeitungsfrequenz f _C anhand der Grundfrequenz des radialen Schwingens des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 vorgegeben werden, wobei die Endbearbeitungsfrequenz f _C kleiner ist als die Grundfrequenz des radialen Schwingens.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Verfahrens ist dadurch gegeben, dass als Werkstück 1 ein Flugzeugstrukturbauteil bearbeitet wird. Bei einem Flugzeugstrukturbauteil handelt es sich zum Beispiel um Rumpfteile, Flügelteile oder Leitwerkteile eines Flugzeugs, welche insbesondere als Leichtbauteile ausgeführt sind. Bevorzugt ist ein Vernieten des Flugzeugstrukturbauteils vorgesehen, wobei der Bearbeitungsprozess zum Einbringen eines Niets in das Flugzeugstrukturbauteil vorgenommen wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird mit dem vorschlagsgemäßen Verfahren nach dem Bearbeitungsprozess eine Vernietung des Werkstücks mittels der im Bearbeitungsprozess erzeugten Bohrung und Senkung durchgeführt.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der Bearbeitungsprozess an einem Schichtverbundmaterial des Werkstücks 1 vorgenommen. Die axiale Vorschubbewegung kann hierbei näherungsweise senkrecht zu den Ebenen der Schichten des Schichtverbundmaterials verlaufen und mit dem Bearbeitungsprozess mehrere Schichten bearbeitet werden. Bevorzugte Schichtverbundmaterialien weisen Schichten aus Titanwerkstoffen und Kunststoffwerkstoffen auf. Der Bearbeitungsprozess kann darüber hinaus allgemein an einem Titanwerkstoff des Werkstücks vorgenommen werden, wobei ein Teil des Werkstücks oder das gesamte Werkstück aus einem Titanwerkstoff ausgeführt ist. Unter einem Titanwerkstoff werden hierbei Titan und Legierungen mit dem Hauptlegierungselement Titan sowie Titanverbundmaterialien verstanden.

Wird der Bearbeitungsprozess, vorzugsweise die Senkungsbearbeitung, an einem Kunststoffwerkstoff des Werkstücks vorgenommen, kann über das vor- schiagsgemäße Verfahren ein Ausreißen und Splittern des Kunststoffwerkstoffe effektiv vermieden werden. Ein Teil des Werkstücks oder das gesamte Werkstück kann aus einem Kunststoffwerkstoff ausgeführt sein. Bevorzugte Beispiele von Kunststoffwerkstoffen sind faserverstärkte Kunststoffe und insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe.

Fig. 1 zeigt entsprechend ein Werkstück 1 , welches durch ein Schichtverbundmaterial gebildet wird. Das Werkstück weist eine erste Schicht 5 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und eine zweite Schicht 6 aus Titan auf. Die Bohrbearbeitung wird durch die erste Schicht 10 und zweite Schicht 12 vorgenommen, während in der Senkungsbearbeitung eine Senkung in der ersten Schicht 10 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff erzeugt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird in der Bohrbearbeitung die Vorschubgeschwindigkeit V der axialen Vorschubbewegung abhängig von der axialen Position des Bohr-Senk-Werkzeugs 2 eingestellt, wobei vorzugsweise die Vorschubgeschwindigkeit V abhängig von dem mit der Bohrbearbeitung bearbeiteten Werkstoff des Werkstücks 1 eingestellt wird. Vorliegend weist die Bohrbearbeitung zwei Bohrbearbeitungsabschnitte A und B auf, wobei in Bohrbearbeitungsabschnitt A die Bohrung in die erste Schicht 10 und in Bohrbearbeitungsabschnitt B die Bohrung in die zweite Schicht 12 eingebracht wird. In den Bohrbearbeitungsabschnitten A und B werden verschiedene aperiodische axiale Vorschubgeschwindigkeiten VA.VB vorgesehen, wobei die erste Schicht 10 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff mit einer höheren axialen Vorschubgeschwindigkeiten VA bearbeitet wird. Ebenfalls werden verschiedene Frequenzen f _A , f _B für die axiale Vibration verwendet, welche jeweils denen mit der Bohrbearbeitung bearbeiteten Werkstoffen des Werkstücks angepasst sind. Das Ergebnis der Bohrbearbeitung kann somit bei gleichzeitiger Reduzie- rung der Bearbeitungsdauer verbessert werden. In einer weiteren Ausgestaltung wird für die Senkungsbearbeitung wiederum die axiale Vorschubgeschwindigkeit Vc eingestellt, hier und vorzugsweise auf eine höhere axiale Vorschubgeschwindigkeit Vc als bei der vorhergehenden Bohrbearbeitung.

Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks als solche beansprucht. Fig. 4 zeigt hierzu eine Ausgestaltung der Vorrichtung, welche zur Durchführung eines Bearbeitungsprozesses mittels eines Bohr-Senk- Werkzeugs 2 mit einer Bohrbearbeitung des Werkstücks 1 und einer anschließende Senkungsbearbeitung der mit der Bohrbearbeitung erhaltenen Bohrung im Werkstück 1 eingerichtet ist.

Die Vorrichtung weist einen Rotationsantrieb 7 zur axialen Rotation des Bohr- Senk-Werkzeugs 2 auf. Hier und vorzugsweise ist eine drehbar gelagerte Werkzeugspindel 8 vorgesehen, welche das Bohr-Senk-Werkzeug 2 aufnimmt und von einem Rotationsmotor 9 angetrieben wird. Die Werkzeugspindel 8 und das Bohr-Senk-Werkzeug 2 rotieren bei einem Ansteuem des Rotationsantriebs 7 gemeinsam um die Rotationsachse R. Die Vorrichtung weist einen Vorschubantrieb 10 zur Bereitstellung der axialen Vorschubbewegung des Bohr- Senk-Werkzeugs 2 relativ zu dem Werkstück 1 auf. Der Vorschubantrieb 10 weist einen Vorschubmotor 11 auf und ist dafür eingerichtet, den Rotationsantrieb 7 mit der Werkzeugspindel 8 und dem Bohr-Senk-Werkzeug 2 gemeinsam in axialer Richtung zu verfahren. Die Vorrichtung weist eine Steueranordnung 12 zur Ansteuerung des Vorschubantriebs 10 auf. Hier und vorzugsweise ist die Steueranordnung ebenfalls zur Ansteuerung des Rotationsantriebs 7 eingerich- tet.

Wesentlich ist, dass die vorschlagsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Insbesondere kann die Steueranordnung dafür eingerichtet sein, die axiale Vorschubbewegung und die Überlagerung mit einer axialen Vibration bereitzustellen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird auch die axiale Vibration über eine Ansteuerung des Vorschubantriebs 10 mittels der Steueranordnung 12 durchgeführt. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren darf verwiesen werden. in einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung weist die Steueranordnung 12 einen Speicher 13 mit Programmanweisungen und mindestens einen Prozessor 14 zum Ausführen der Programmanweisungen auf. Im Speicher 13 sind hierbei Programmanweisungen hinterlegt, welche die Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens erlauben. Der Speicher 13 und die Programmanweisungen sind eingerichtet, gemeinsam mit dem Prozessor 14 die Steueranordnung 12 zu veranlassen, den Vorschubantrieb 10 zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens mittels der vorschlagsgemäßen Vorrichtung anzusteuem.