[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine kombinierte Schleif- und Erodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks. Bei dem Werkstück handelt es sich insbe ^¬ sondere um ein herzustellendes oder nachzubearbeitendes Werkzeug, wie etwa einen Bohrer, einen Fräser mit oder ohne Wendeschneidplatten, eine Reibahle usw.

[0002] Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus DE 37 17 568 AI bekannt. Dort wird ein Verfahren zum mechanischen Schleifen von Werkstücken mittels elektrisch leitfähiger Schleifwerkzeuge vorgeschlagen. Ein Werkstück wird dabei zunächst mit einem ersten Werkzeug durch Funkenerosi ^¬ on oder erodierschleifend bearbeitet. Anschließend findet ein Werkzeugwechsel statt. Das Werkstück wird in derselben Aufspannung mittels eines Schleifwerkzeuges fertig bearbei ^¬ tet .

[0003] DE 9 400 697 Ul beschreibt eine Abrichtvorrich ^¬ tung für Schleifscheiben. Die Abrichtvorrichtung weist mehrere Elektroden auf, um die Schleiffläche des Schleifwerk ^¬ zeugs mit einer der Elektroden durch Funkenerosion zu bearbeiten. Die einzelnen Elektroden sind voneinander

elektrisch isoliert.

[0004] Ausgehend vom Stand der Technik kann es als Auf ^¬ gabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Verfahren und eine Schleif- und Erodiermaschine zu schaffen, die eine sehr genaue Bearbeitung eines Werkstücks ermög ^¬ licht und insbesondere auch die Bearbeitung von filigranen und komplexen Geometrien an einem Werkstück ermöglicht.

[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie eine kombinierte Schleif- und Erodiermaschine mit den Merkmalen des Pa ^¬ tentanspruches 14 gelöst.

[0006] Das Verfahren und die Schleif- und Erodiermaschi ^¬ ne sind zur Bearbeitung eines Werkstücks eingerichtet. Bei dem Werkstück handelt es sich insbesondere um ein zu bearbeitendes Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer, eine

Reibahle, einen Fräser mit oder ohne Wendeschneidplatten, usw. Das Werkstück besteht zumindest teilweise aus harten oder superharten Werkstoffen, wie etwa polykristalliner Diamant (PKD) oder kubisch kristallines Bornitrid (CBN).

[0007] Zur Bearbeitung des Werkstücks wird ein kombi ^¬ niertes Schleif- und Erodierwerkzeug verwendet. Mit diesem kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeug wird in einem ersten Schritt durch Erodieren ( funkenerosives Abtragen o- der Bearbeiten) eine Werkstückbearbeitung durchgeführt, wobei Material vom Werkstück derart abgetragen wird, dass ge ^¬ genüber dem Sollmaß bzw. der Sollgeometrie ein Aufmaß ver ^¬ bleibt. Dieses kombinierte Schleif- und Erodierwerkzeug wird anschließend dazu verwendet, das Werkstück schleifend zu bearbeiten, um das nach dem Erodieren noch vorhandene Aufmaß zu entfernen und das Istmaß des Werkstücks in Über ^¬ einstimmung mit dem Sollmaß zu bringen. Es findet zwischen dem Erodieren und dem anschließenden Schleifen somit kein Werkzeugwechsel statt.

[0008] Dadurch, dass sowohl für das Erodieren, als auch für das Schleifen dasselbe Werkzeug verwendet wird, ist nach dem Erodiervorgang die exakte Werkstückgeometrie und insbesondere auch die exakte Geometrie des Schleif- und Erodierwerkzeugs bekannt, vorzugsweise mit einer Genauig ^¬ keit von 2 μιη. Da dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug zum Erodieren und auch zum anschließenden Schleifen verwendet wird, kann ein sehr exaktes Schleifen erfolgen. Das nach dem Erodieren vorhandene Aufmaß kann sehr gering sein, so dass auch bei sehr harten Werkstoffen des Werkstücks kein übermäßiger Verschleiß am kombinierten Schleif- und Ero ^¬ dierwerkzeug auftritt. Das Aufmaß und mithin der Material ^¬ abtrag beim Schleifen des Werkstücks beträgt vorzugsweise maximal 2 bis 3 μιη.

[0009] Durch die Verwendung desselben Werkzeugs zum Erodieren und zum anschließenden Schleifen lassen sich sehr kleine, filigrane Geometrien am Werkstück bearbeiten bzw. erzeugen, wie etwa konkave und/oder konvexe Geometrien mit sehr kleinen Radien. Das kombinierte Schleif- und Erodierwerkzeug kann an seinem Außenumfang eine entsprechende Kontur aufweisen. Beim Schleifen, bei dem das Schleif- und Erodierwerkzeug stark beansprucht werden kann, werden nur geringe Schichtdicken entfernt, so dass die Standzeit des Schleif- und Erodierwerkzeugs lang ist.

[0010] Dadurch, dass zwischen dem Erodieren und dem Schleifen kein Werkzeugwechsel stattfindet, ist die Außen ^¬ abmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs nach dem Ero ^¬ dieren und vor dem Schleifen im Wesentlichen unverändert, so dass auch bei einer Bearbeitung des Werkstücks unter ei ^¬ nem Anstellwinkel (Neigung der Werkzeuglängsachse gegenüber der Rotationsachse des Schleif- und Erodierwerkzeugs) , kei ^¬ ne sogenannten Profilverzerrungen auftreten. Wird beispielsweise der Durchmesser der Erodierscheibe gegenüber der Schleifscheibe bei der Werkstückbearbeitung verändert, müssen beim Schleifen andere Relativausrichtungen oder Re- lativpositionen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück eingestellt werden, als beim Erodieren, beispielsweise bei der Bearbeitung einer Helix (z.B. eines Spiralbohrers als Werkstück) . Abhängig von der Geometrie der Erodierscheibe und der Schleifscheibe können dabei Abweichungen auftreten und die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung nimmt ab.

[0011] Eine solche Profilverzerrung des herzustellenden Profils am Werkzeug wird erfindungsgemäß vermieden, indem dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug sowohl zum Erodieren, als auch zum anschließenden Schleifen eingesetzt wird. Anhand der Betriebsparameter beim Erodieren (Spannung, Strom, usw.) sind die Position und die Dimension sowohl des Werkstücks, als auch des Schleif- und Erodierwerkzeugs vor dem Schleifen sehr exakt bekannt. Die Schleifbearbeitung erfolgt nicht nur schonend, mit geringem Materialabtrag, son ^¬ dern auch mit einer hohen Präzision.

[0012] Das Umfangsprofil des kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeugs kann beliebig sein. Vorzugsweise kann am Außenumfang ein Radius von weniger als 1 mm und beispielsweise ein Radius mit 0,5 mm vorhanden sein. Der Radius kann zwei Flächenabschnitte verbinden, zwischen denen ein Winkel von max . 60 Grad eingeschlossen wird.

[0013] Die Schleifbearbeitung kann durch konturparalleles Schleifen, durch Einstechen und/oder eine Kombination davon durchgeführt werden.

[0014] Es kann vorteilhaft sein, wenn das Schleif- und Erodierwerkzeug nach dem Erodieren und vor dem Schleifen des Werkstücks mittels eines Abrichtwerkzeugs abgerichtet wird. Durch das Abrichten können Geometrieabweichungen der Außenkontur des Schleif- und Erodierwerkzeugs, die beim Erodieren entstanden sind, reduziert oder eliminiert wer- den, um die Präzision des Schleifens zu erhöhen. Während des Abrichtens wird die Dimension und/oder Konturgeometrie des Schleif- und Erodierwerkzeugs mit hoher Genauigkeit in derselben Aufspannung des Schleif- und Erodierwerkzeugs eingestellt und ist für die nachfolgende Schleifbearbeitung genau vorgegeben und bekannt.

[0015] Bei dem Abrichtwerkzeug kann es sich beispiels ^¬ weise um ein Erodierwerkzeug handeln. Das Abrichten erfolgt daher vorzugsweise durch Funkenerosion. Hierfür kann die Schleif- und Erodiermaschine einen Erodiergenerator aufwei ^¬ sen, der sich umpolen lässt, so dass wahlweise das Schleif ^¬ und Erodierwerkzeug zur Funkenerosion am Werkstück oder das Abrichtwerkzeug zur Funkenerosion am Schleif- und Erodier ^¬ werkzeug verwendet werden kann. Ein solches Abrichten mit ^¬ tels Funkenerosion ist sehr schonend und kann derart ausge ^¬ führt werden, dass der Außendurchmesser des Schleif- und Erodierwerkzeugs nur soweit verringert wird, wie es erfor ^¬ derlich ist.

[0016] Das Erodieren und Schleifen des Werkstücks er ^¬ folgt insbesondere in derselben Aufspannung des Schleif ^¬ und Erodierwerkzeugs. Das Abrichten des Schleif- und Ero ^¬ dierwerkzeugs erfolgt bevorzugt in derselben Aufspannung, wie das Erodieren und Schleifen des Werkstücks. Auch durch diese Maßnahme kann die Genauigkeit beim Schleifen des Werkstücks erhöht werden.

[0017] Das Werkstück wird vorzugsweise in einer einzigen Aufspannung bearbeitet.

[0018] Das Schleifen des Werkstücks kann in einem oder auch in mehreren Durchgängen erfolgen. Wenn mehrere

Schleifdurchgänge ausgeführt werden, wird bei jedem Durch ^¬ gang ein Teil des nach dem Erodieren noch vorhandenen Auf- maßes abgetragen.

[0019] Das Schleifen des Werkstücks kann auch durch ein Pendelschleifen erfolgen, bei dem das Werkzeug relativ zum Werkstück quer zu einer Vorschubrichtung pendelnd bewegt wird. Durch das Pendeln lässt sich der Verschleiß des

Schleif- und Erodierwerkzeugs verringern.

[0020] Die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs kann vor und/oder während der Schleifbearbeitung des Werkstücks ermittelt werden. Hierfür kann eine Messeinrichtung vorhanden sein. Die Messeinrichtung kann die Außenabmessung durch unterschiedliche Verfahren ermitteln, beispielsweise berührend oder berührungslos mit einer Tastein ^¬ richtung, elektrisch durch Auswertung einer Spannung und/oder eines Stromes zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug und dem Werkstück und/oder optisch, usw. Auch eine beliebige Kombination der vorstehend genannten Verfahren kann verwendet werden.

[0021] Wenn die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs sich ändert oder von einer Sollabmessung abweicht, kann eine solche Abweichung durch Anpassung der Zustellung regelungstechnisch kompensiert werden. Beispielsweise können während der Schleifbearbeitung des Werkstücks abhängig von elektrischen Messgrößen an dem Schleif- und Erodierwerkzeug und/oder an dem Werkstück erfasst und zur Ermittlung der Außenabmessung verwendet werden. Dadurch lässt sich eine Kompensation durch eine Anpassung der Position und/der Ausrichtung des Schleif- und Erodierwerkzeugs relativ zum Werkstück während der Schleifbearbeitung durchführen .

[0022] Vor der Bearbeitung mit dem kombinierten Schleifund Erodierwerkzeug kann das Werkstück sozusagen in einem Vorbearbeitungsverfahren durch ein weiteres Bearbeitungswerkzeug in einem vorbearbeitet werden (z.B. Schruppbearbeitung) . Bei dem weiteren Bearbeitungswerkzeug kann es sich um ein Erodierwerkzeug handeln, so dass im Vorbearbei ^¬ tungsverfahren Material vom Werkstück durch Erodieren abgetragen wird.

[0023] Während der Schleifbearbeitung des Werkstücks kann zusätzlich unterstützend eine Erodierbearbeitung des Werkstücks ausgeführt werden. Dazu wird zwischen dem

Schleif- und Erodierwerkzeug und dem Werkstück eine ent ^¬ sprechende Erodierspannung zum funkenerosiven Abtragen angelegt. Zur Funkenbildung muss beim Schleifen die elektrische relativ niederohmige Verbindung zwischen dem Schleifund Erodierwerkzeug und dem Werkstück unterbrochen werden. Wenn das Schleifen beispielsweise wiederholtes Zustellen und Entfernen des Schleif- und Erodierwerkzeugs vom Werk ^¬ stück durchgeführt wird, bildet sich eine Funkenstrecke, um ein Erodieren zu ermöglichen. Um eine Funkenbildung zu erreichen, kann das Schleif- und Erodierwerkzeug beispiels ^¬ weise auch am Umfang verteilt angeordnete elektrisch nicht leitfähige Bereiche aufweisen. Wenn ein solcher Bereich in Kontakt mit dem Werkstück gelangt, wird die elektrische Verbindung zwischen dem am Werkstück anliegenden Schleifund Erodierwerkzeug und dem Werkstück unterbrochen, so dass sich ein Funkenüberschlag zum Erodieren ausbilden kann.

[0024] Die Polung der Erodierspannung ist vorzugsweise umschaltbar. Wie bereits erläutert, kann dadurch ein Materialabtrag am Schleif- und Erodierwerkzeug erfolgen, bei ^¬ spielsweise während des Abrichtens. Das Umschalten der Po ^¬ lung kann auch während der Bearbeitung des Werkstücks erfolgen, beispielsweise um das Werkzeug nachzuschärfen . Da ^¬ bei dient dann das Werkstück sozusagen als Erodierelektro ^¬ de . [0025] Das Schleif- und Erodierwerkzeug hat beim Ausfüh ^¬ rungsbeispiel eine elektrisch leitende Matrix, in der

Schleifmittelpartikel eingebunden sind. Die Schleifmittel ^¬ partikel sind aus einem harten oder superharten Werkstoff, beispielsweise Diamant, polykristalliner Diamant (PKD) , Edelkorrund, Siliziumkarbid, kubisch kristallines Bornitrid

(CBN), usw.

[0026] Eine erfindungsgemäße Schleif- und Erodiermaschi ^¬ ne weist eine Steuereinrichtung auf. Das kombinierte

Schleif- und Erodierwerkzeug und/oder eine Werkstückspan ^¬ neinrichtung zum Einspannen des Werkstücks ist mittels ei ^¬ ner durch die Steuereinrichtung ansteuerbaren Achsanordnung bewegbar. Auf diese Weise kann mittels der Achsanordnung die Ausrichtung und Position des Schleif- und Erodierwerkzeugs relativ zum Werkstück eingestellt und geändert wer ^¬ den. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, das vor ^¬ stehend erläuterte Verfahren auszuführen und zu steuern.

[0027] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

[0028] Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung einer Schleif- und Erodiermaschine gemäß eines Ausführungsbeispiels,

[0029] Figur 2 eine schematische Darstellung eines Aus ^¬ führungsbeispiels eines kombinierten Schleif- und Erodier ^¬ werkzeugs in einer Seitenansicht entlang einer Drehachse beim Erodieren des Werkstücks, [0030] Figur 3 eine schematische Darstellung des

Schleif- und Erodierwerkzeugs aus Figur 2 in einer Ansicht rechtwinklig zur Drehachse beim Abrichten mit einem Abrichtwerkzeug,

[0031] Figur 4 das Schleif- und Erodierwerkzeug aus den Figuren 2 und 3 in einer Seitenansicht entlang der Drehachse beim Schleifen des Werkstücks,

[0032] Figur 5 eine schematische Darstellung eines wei ^¬ teren Ausführungsbeispiels eines Schleif- und Erodierwerk ^¬ zeugs in einer Seitenansicht entlang der Drehachse und

[0033] Figur 6 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbei ^¬ spiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0034] In Figur 1 ist eine Schleif- und Erodiermaschine

10 stark vereinfacht, schematisch in einem Blockschaltbild veranschaulicht. Die Schleif- und Erodiermaschine 10 weist eine Achsanordnung 11 auf, die wenigstens eine und vorzugs ^¬ weise mehrere translatorische und/oder rotatorische Maschi ^¬ nenachsen enthält. Über die Achsanordnung 11 wird wenigstens ein kombiniertes Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Bearbeitungswerkzeug 13 relativ zu einem Werkstück 14 bewegt und ausgerichtet. Das Werkstück 14 ist in einer Werkstückspanneinrichtung 15 eingespannt .

[0035] Zur Positionierung und Ausrichtung des wenigstens einen Werkzeugs 12, 13 relativ zum Werkstück 14 kann das wenigstens eine Werkzeug 12, 13 und/oder die Werkstückspan ^¬ neinrichtung 15 über die Achsanordnung 11 bewegt werden. Welche der Maschinenachsen für die Bewegung des wenigstens einen Werkzeugs 12, 13 und/oder für die Bewegung der Werkstückspanneinrichtung 15 verwendet wird, hängt von den kon- kreten Ausführungen der Schleif- und Erodiermaschine 10 ab und kann variieren. Die Achsanordnung 11 weist beispielsweise bis zu sechs Maschinenachsen auf und beispielsgemäß bis zu drei tanslatorische Maschinenachsen x, y, z und bis zu drei rotatorische Maschinenachsen rx, ry, rz.

[0036] Das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und das we ^¬ nigstens eine weitere Bearbeitungswerkzeug 13 sind bei ^¬ spielsgemäß an einer gemeinsamen Maschinenspindel 16 ange ^¬ ordnet, die mittels der Achsanordnung 11 translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar und positionierbar ist. Über die Maschinenspindel 16 können die Werkzeuge 12, 13 um eine Drehachse D angetrieben werden. Wenn mit einem Werkzeug 12, 13 eine Schleifbearbeitung stattfindet, wird das betreffende Werkzeug 12, 13 um die Drehachse D angetrieben. Beim Erodieren mit einem Werkzeug 12, 13 kann es um die Drehachse D drehend angetrieben werden oder stillstehen.

[0037] Die Schleif- und Erodiermaschine 10 hat eine Steuereinrichtung 20. Die Steuereinrichtung 20 steuert die Achsanordnung 11 an. Sie steuert auch einen nicht dargestellten Motor der Maschinenspindel 16 an, um die Werkzeuge 12, 13 gegebenenfalls rotierend anzutreiben. Die Steuerein ^¬ richtung 20 ist außerdem mit einer Bedienerschnittstelle 21 kommunikationsverbunden, über die eine Bedienperson Eingaben vornehmen und an die Steuereinrichtung 20 übermitteln kann. Die Steuereinrichtung 20 kann über die Bedienerschnittstelle 21 Informationen an die Bedienperson ausgeben. Die Bedienerschnittstelle 21 kann beliebige Ein- und/oder Ausgabemittel aufweisen, beispielsweise einen be ^¬ rührungsempfindlichen Bildschirm.

[0038] Die Schleif- und Erodiermaschine hat außerdem ei ^¬ nen Erodiergenerator 22. Der Erodiergenerator erzeugt eine Erodierspannung zwischen einem als Erodierwerkzeug ausge- führten Werkzeug 12, 13 und dem Werkstück 14. Durch

Funkenüberschlag kann Material am Werkstück 14 abgetragen werden .

[0039] Die Schleif- und Erodiermaschine 10 weist außer ^¬ dem ein Abrichtwerkzeug 23 auf, das beim Ausführungsbei ^¬ spiel durch eine Erodierelektrode 24 gebildet ist. Über den Erodiergenerator 22 kann zwischen der Erodierelektrode 24 und einem Werkzeug 12, 13 der Schleif- und Erodiermaschine 10 eine Erodierspannung angelegt werden, um Material am betreffenden Werkzeug 12, 13 abzutragen. Das betreffende Werkzeug 12, 13 kann auf diese Weise abgerichtet und an ei ^¬ ne vorgegebene Sollgeometrie angepasst werden.

[0040] Abhängig davon, ob an einem Werkstück 14 oder an einem Werkzeug 12, 13 Material abgetragen werden soll, kann die Erodierspannung durch den Erodiergenerator 22 umgepolt werden. Die Steuereinrichtung 20 kann den Erodiergenerator 22 zum Anlegen der gewünschten Erodierspannung und der gewünschten Polung der Erodierspannung ansteuern.

[0041] Die Steuereinrichtung 20 kann den Erodiergenerator 22 oder eine vom Erodiergenerator 22 unabhängige zusätzliche Strom- und/oder Spannungsquelle ansteuern, um zu Messzwecken zwischen dem Werkzeug 12, 13 und dem Werkstück 14 eine Spannung anzulegen bzw. einen Stromfluss zu erzeugen .

[0042] Durch Auswerten wenigstens einer elektrischen Messgröße kann anhand der aktuellen Relativposition zwischen dem Werkzeug 12, 13 und dem Werkstück 14 eine Abmessung des Werkstücks 14 vor und/oder während der Bearbeitung ermittelt werden. Das kann beispielsweise durch Anlegen ei ^¬ ner Messspannung zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug erfolgen, wobei bei einem Kontakt ein Strom fließt, der ge- messen werden kann. Auch kann durch Auswerten wenigstens einer elektrischen Größe beim Erodieren die Position und mithin die Geometrie des Werkstücks 14 ermittelt werden.

[0043] Die Schleif- und Erodiermaschine 10 kann beim Ausführungsbeispiel eine Messeinrichtung 25 aufweisen, die ein entsprechendes elektrisches Messmittel 26 zur Messung einer Spannung und/oder eines Stromes aufweisen kann. Das elektrische Messmittel 26 kann stationär bezüglich der Ma ^¬ schinenbasis angeordnet und optional Bestandteil der Steu ^¬ ereinrichtung 20 und/oder des Erodiergenerators 22 sein. Zu der Messeinrichtung 25 können auch andere Messmittel gehören, wie zum Beispiel ein taktiles Messmittel 27 und/oder ein optisches Messmittel 28.

[0044] Mittels der Messeinrichtung 25 kann beispielsweise die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 exakt bestimmt werden. Dies kann vor und/oder während der Bearbeitung des Werkstücks 14 erfolgen. Veränderungen in der Außenabmessung können durch die Steuereinrichtung 20 kompensiert werden. Die Messeinrichtung 25 und die Steuereinrichtung 20 sind kommunikationsverbunden . Abhängig von der Art der Ausführung der Messeinrichtung 25 kann diese über die Achsanordnung 11 bewegbar und/oder ausrichtbar sein, beispielsweise wenn sie ein taktiles Messmittel 27 und/oder ein optisches Messmittel 28 aufweist.

[0045] In den Figuren 2 bis 4 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Schleif- und Erodierwerkzeugs veran ^¬ schaulicht. Das Schleif- und Erodierwerkzeug hat eine elektrisch leitende Matrix 31, in die Schleifmittelpartikel 32 eingebunden sind (Figur 2) . Die Matrix 31 mit den darin eingebundenen Schleifmittelpartikeln 32 ist in den Figuren 1 bis 5 schematisch durch die punktierte Fläche des

Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 veranschaulicht. In dem schematisch vergrößerten Ausschnitt in Figur 2 ist die elektrisch leitende Matrix 31 durch eine Kreuzschraffur symbolisiert. Die Schleifmittelpartikel 32 können aus Dia ^¬ mant, polykristallinem Diamant (PKD) , kubisch kristallinem Bornitrid (CBN) , Edelkorund, Siliziumkarbid oder einem an ^¬ deren oder superharten Werkstoff hergestellt sein.

[0046] Bei dem zu bearbeitenden Werkstück 14 handelt es sich beispielsgemäß ebenfalls um ein Werkzeug, das ganz o- der teilweise aus einem harten oder superharten Werkstoff hergestellt ist, der einem der Werkstoffe entsprechen kann, aus denen auch die Schleifmittelpartikel 32 bestehen. Bei dem Werkzeug kann es sich um einen Bohrer, einen Fräser mit oder Schneidplatten, eine Reibahle usw. handeln.

[0047] Das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 verjüngt sich - beispielsgemäß symmetrisch zu einer Radialmittelebene - radial zu der Drehachse D nach außen, zumindest in einem Umfangsbereich . Am Außenumfang kann es einen Radius R aufweisen, der vorzugsweise kleiner ist als 1,0 mm und weiter vorzugsweise maximal 0,5 mm beträgt. An den Radius können sich zwei relativ zueinander geneigt verlaufende Außenflä ^¬ chen 33, 34 des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 anschlie ^¬ ßen, die jeweils die Form der Mantelfläche eines Kegel ^¬ stumpfes aufweisen und zwischen denen ein Winkel α eingeschlossen ist, der beispielsgemäß maximal 60° beträgt. Die Kontur dieses Umfangsbereichs des Schleif- und Erodierwerk ^¬ zeugs 12 kann abhängig von der Anwendung auch anders ausgestaltet sein. Es lassen sich kleine Radien R und betragsmä ^¬ ßig kleine Winkel α verwenden, so dass Werkstücke 14 mit sehr filigranen Geometrien, beispielsweise Spiralbohrer kleinen Durchmessers oder Fräswerkzeuge mit kleinen konve ^¬ xen und/oder konkaven Bereichen, sehr genau bearbeiten. [0048] Anhand der Figuren 2 bis 4 in Verbindung mit der Figur 6 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Ver ^¬ fahrens nachfolgend erläutert, das mit der vorstehend be ^¬ schriebenen Schleif- und Erodiermaschine 10 ausgeführt wer ^¬ den kann.

[0049] Das Verfahren wird im Block S gestartet. An ^¬ schließend wird in einem ersten Verfahrensschritt VI ein Vorbearbeitungsverfahren mit dem als Erodierwerkzeug ausge ^¬ führten Bearbeitungswerkzeug 13 durchgeführt. Dabei wird das Werkstück 14 materialabtragend mit einer relativ großen Materialabtragsrate bearbeitet, sozusagen in einem

Schruppprozess . Bei diesem Vorbearbeitungsverfahren kann das Werkstück 14 in einem oder in mehreren Durchgängen durch Erodieren bzw. funkenerosives Abtragen bearbeitet werden. Die Steuereinrichtung legt über den Erodiergenerator 22 eine Erodierspannung zwischen dem Erodierwerkzeug 13 und dem Werkstück 14 an. Gleichzeitig wird das Erodierwerkzeug 13 und das Werkstück 14 relativ zueinander bewegt, so dass eine der am Werkstück 14 herzustellenden Istkontur angenäherte Kontur mit einem ersten Aufmaß verbleibt.

[0050] Während des Vorbearbeitungsverfahrens im ersten Verfahrensschritt VI kann das Erodierwerkzeug 13 mittels des Abrichtwerkzeugs 23 nach einem oder mehreren Durchgängen der Erodierbearbeitung abgerichtet werden. Gegebenenfalls kann die Außenabmessung und die Geometrie des Ero ^¬ dierwerkzeugs 13 über die Messeinrichtung 25 ermittelt wer ^¬ den und ein entsprechendes Abrichten erfolgen. Bei dem Abrichten kann die Elektrode 24 verwendet werden, wobei der Erodiergenerator 22 eine entsprechend umgepolte Erodierspannung zwischen der Erodierelektrode 24 und dem Erodierwerkzeug 13 anliegt, so dass Material hauptsächlich am Ero ^¬ dierwerkzeug 13 abgetragen wird. Anstelle der Elektrode 24 kann auch ein anderes Abrichtwerkzeug, wie etwa ein Dreh- meißel verwendet werden.

[0051] Nachdem das Vorbearbeitungsverfahren abgeschlossen ist, wird in einem zweiten Verfahrensschritt V2 das Werkzeug gewechselt, mit dem das Werkstück 14 in derselben Aufspannung weiter bearbeitet wird. Für die nachfolgende Bearbeitung wird vorzugsweise ausschließlich das kombinierte Schleif- und Erodierwerkzeug 12 verwendet.

[0052] In einem dritten Verfahrensschritt V3 wird das

Schleif- und Erodierwerkzeug 12 dazu verwendet, durch Ero ^¬ dieren Material am Werkstück 14 abzutragen. Dabei kann das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 um die Drehachse D ange ^¬ trieben werden oder alternativ stillstehen. Das Erodieren im dritten Verfahrensschritt V3 kann analog zum Vorbearbei ^¬ tungsverfahren in einem oder mehreren Durchgängen erfolgen. Zwischen mehreren Durchgängen beim Erodierbearbeiten des Werkstücks 14 oder nach Abschluss des Erodierens im dritten Verfahrensschritt V3 kann das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 mittels der Messeinrichtung 25 in einem optionalen vierten Verfahrensschritt gemessen und bei Vorliegen einer Ab ^¬ weichung von einer gewünschten Kontur mittels des Abrichtwerkzeugs 23 abgerichtet werden. Wie es vorstehend im Zu ^¬ sammenhang mit dem Bearbeitungswerkzeug 13 beschrieben wurde, erfolgt das Abrichten bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Erodierelektrode 24 wobei der Erodiergenerator 22 eine entsprechende Erodierspannung zwischen der Erodierelektrode 24 und dem Schleif- und Ero ^¬ dierwerkzeug 12 derart anlegt, so dass hauptsächlich Mate ^¬ rial von dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 abgetragen wird. Das Abrichten erfolgt mit geringstmöglichem Material ^¬ abtrag .

[0053] In derselben Aufspannung des Schleif- und Ero ^¬ dierwerkzeugs 12 sowie des Werkstücks 14 wird anschließend in einem fünften Verfahrensschritt V5 eine Schleifbearbei- tung des Werkstücks 14 durch das Schleif- und Erodierwerk ^¬ zeug 12 vorgenommen. Die Drehzahl bei der Schleifbearbei- tung um die Drehachse D ist größer als bei der Erodierbearbeitung, beispielsweise mindestens um den Faktor 2 bis 5. Nach dem Erodierbearbeiten im dritten Verfahrensschritt V3 verbleibt an dem Werkstück 14 ein zweites Aufmaß gegenüber dem gewünschten Istmaß des Werkstücks 14, wobei das zweite Aufmaß kleiner ist als das erste Aufmaß und beispielsweise maximal 2 bis 3 ym beträgt.

[0054] Das zweite Aufmaß wird in dem fünften Verfahrens ^¬ schritt V5 durch Schleifen entfernt, um das Istmaß mit dem Sollmaß in Übereinstimmung zu bringen. Da für das Erodierbearbeiten und das Schleifbearbeiten in den Verfahrensschritten V3 und V5 dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug 12 in derselben Aufspannung verwendet wird, ist die das zweite Aufmaß aufweisende Außenkontur des Werkstücks 14 und dessen Position relativ zum Schleif- und Erodierwerkzeug 12 nach dem dritten Verfahrensschritt V3 sehr genau bekannt, beispielsweise mit einer Toleranz von maximal 2 μιη. Dadurch ist es möglich, beim Schleifbearbeiten des Werkstücks 14 nur wenig Material abzutragen. Mit anderen Worten ist das zweite Aufmaß sehr klein. Dies führt dazu, dass mit fi- ligraden Geometrieen, z.B. sehr kleinen Radien R, des

Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 gearbeitet werden kann, ohne dass der Verschleiß des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 zu groß wird. Es lassen sich sehr filigrane Bereiche mit kleinen konvexen oder konkaven Radien, Hinterschneidungen oder dergleichen am Werkstück 14 bearbeiten.

[0055] Das Schleifen im fünften Verfahrensschritt V5 kann konturparallel und/oder durch Einstechen erfolgen. Das nach dem Erodierbearbeiten im dritten Verfahrensschritt V3 noch verbleibende zweite Aufmaß kann in einem Schleifdurch- gang oder in mehreren aufeinanderfolgenden Schleifdurchgän- gen entfernt werden.

[0056] Da das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 eine elektrisch leitende Matrix 31 aufweist, kann über die Steu ^¬ ereinrichtung 20 und eine entsprechend angesteuerte Span- nungs- oder Stromquelle eine Spannung zwischen dem Werkstück 14 und dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 angelegt werden. Durch Messung der Spannung und/oder des Stromes und anhand der bekannten Achspositionen der Maschinenachsen der Achsanordnung 11 kann überwacht werden, ob sich die Außenkontur des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 während der Schleifbearbeitung verändert. Wird eine solche Veränderung festgestellt, kann der gewünschte Materialabtrag durch eine entsprechende Nachregelung der Relativposition bzw. Relativausrichtung zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 durch Ansteuern der Achsanordnung 11 kompensiert werden. Es ist auch möglich, während der

Schleifbearbeitung im fünften Verfahrensschritt V5, insbesondere zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schleifdurchgän- gen, das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 mittels der Mess ^¬ einrichtung 25 zu vermessen und gegebenenfalls abzurichten.

[0057] Die Schleifbearbeitung im fünften Verfahrensschritt V5 kann bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel des Verfahrens durch Funkenerosion unterstützt werden.

Hierfür wird eine abgewandelte Ausführungsform des Schleif ^¬ und Erodierwerkzeug 12 eingesetzt, die schematisch in Figur 5 veranschaulicht ist. Am Außenumfang ist das Schleif- und Erodierwerkzeug in kreisbogenförmige Bearbeitungsabschnitte unterteilt, in denen die elektrisch leitfähige Matrix 31 mit den darin eingebetteten Schleifmittelpartikeln 32 vorhanden ist. Die Bearbeitungsabschnitte 35 sind elektrisch voneinander isoliert. Hierfür ist jeweils zwischen zwei unmittelbar benachbarten Bearbeitungsabschnitten 35 ein elektrisch nicht leitfähiger Bereich 36 vorhanden. In Um- fangsrichtung um die Drehachse D betrachtet, ist die Abmes ^¬ sung des elektrisch nicht leitfähigen Bereichs 36 mindes ^¬ tens so groß wie die Kontaktfläche zwischen dem Schleif ^¬ und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 bei der

Schleifbearbeitung . Wenn das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 mit einem Bearbeitungsbereich 35 in Kontakt ist mit dem Werkstück 14, kann sich zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 keine Funkenentladung ausbilden. Kommt ein elektrisch nicht leitender Bereich 36 mit dem Werkstück 14 in Kontakt, kann eine angelegte Erodierspannung zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 zu einer Funkenbildung zwischen einem benachbarten Bearbeitungsbereich 35 und dem Werkstück 14 führen. Auf diese Weise kann gleichzeitig eine Schleifbearbei ^¬ tung ausgeführt werden, die durch eine Erodierbearbeitung unterstützt wird. Die Standzeit des Schleif- und Erodier ^¬ werkzeugs 12 kann dadurch weiter verlängert werden.

[0058] Alternativ oder zusätzlich zum Ausführungsform des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 aus Figur 5 kann auch wenigstens eine der folgenden Maßnahmen getroffen werden, um das Schleifen zu unterstützen:

- der Erodiergenerator 22 kann einen gepulsten Stromverlauf erzeugen; und/oder

- das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 kann wiederholt vom Werkstück 14 weg und an das Werkstück 14 heran bewegt werden, um eine Funkenbildung zu ermöglichen;

- der Erodiergenerator 22 kann einen konstant oder variable geregelten Strom, vorzugsweise Gleichstrom, erzeugen, der ohne Funkenbildung das Schleifen elektrochemisch (anodisch/kathodisch) unterstützt.

[0059] Nach dem fünften Verfahrensschritt V5 entspricht das Istmaß des Werkstücks 14 - innerhalb der vorgegebenen Genauigkeit - dem Sollmaß und das Verfahren ist abgeschlos ^¬ sen (Ende E) .

[0060] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schleif- und Erodiermaschine 10 zur Bearbeitung eines Werk ^¬ stücks 14. Dabei wird ein kombiniertes Schleif- und Ero ^¬ dierwerkzeug 12 eingesetzt, das in derselben Aufspannung zum Erodieren des Werkstücks 14 und zu einem anschließenden Schleifen des Werkstücks 14 verwendet wird. Nach dem Ero ^¬ dieren verbleibt ein Aufmaß an dem Werkstück 14 gegenüber dem herzustellenden Sollmaß, wobei das Aufmaß an jeder Stelle etwa 2 bis 3 μιη beträgt. Dadurch, dass für das Ero ^¬ dieren und das Schleifen dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug 12 in derselben Aufspannung verwendet wird, kann das anschließende Schleifen mit einem sehr geringen Materialab ^¬ trag erfolgen. Es können daher sehr filigrane Umfangskontu- ren des Schleif- und Erodierwerkzeugs eingesetzt und dem ^¬ entsprechend sehr filigrane und komplexe Geometrien am Werkstück 14 erzeugt werden.

Bezugs zeichenliste :

10 Schleif- und Erodiermaschine

11 Achsanordnung

12 Schleif- und Erodierwerkzeug

13 Bearbeitungswerkzeug

14 Werkstück

15 Werkstückspanneinrichtung

16 Maschinenspindel

20 Steuereinrichtung

21 Bedienerschnittstelle

22 Erodiergegerator

23 Abrichtwerkzeug

24 Erodierelektrode

25 Messeinrichtung

26 elektrisches Messmittel

27 taktiles Messmittel

28 optisches Messmittel

31 elektrisch leitende Matrix

32 Schleifmittelpartikel

33 Außenfläche

34 Außenfläche

35 Bearbeitungsabschnitt Winkel

D Drehachse

E Ende des Verfahrens

R Radius

S Start des Verfahrens

Vi erster Verfahrensschritt

V2 zweiter Verfahrensschritt

V3 dritter Verfahrensschritt V4 vierter Verfahrensschritt V5 fünfter Verfahrensschritt