Beschreibung

Werkzeug und Verfahren zur spanabtraqenden Bearbeitung eines Werkstücks

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zur spanabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks.

Insbesondere in sogenannten Bearbeitungszentren werden Werkstücke mehreren Bearbeitungsschritten unterworfen, wie z. B. Bohren, Reiben, Fräsen. Die Bearbeitungszentren sind daher regelmäßig mit mehreren Werkzeugen bestückt. Der Werkzeugwechsel erfolgt jeweils im Bearbeitungszentrum, d.h. das Bearbeitungszentrum kann dementsprechend Werkstücke effektiv bzw. wirtschaftlich bearbeiten.

Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere beim Fräsen eines Werkstücks Grate entstehen können, die zu einer nachhaltigen Verletzungsgefahr führen. Daher werden nach einer spanabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks Entgratungs- werkzeuge eingesetzt, um die entstehenden Grate zu entfernen. Das Bearbeitungszentren müssen demzufolge mit einem weiteren Werkzeug, nämlich einem Entgra- tungswerkzeug, bestückt werden, um die bei der spanabhebenden Bearbeitung entstandenen Grate zu entfernen. Dies ist im Sinne der Wirtschaftlichkeit sehr nachteilig.

Aus der EP 1186366 B1 sind ein gattungsgemäßes Werkzeug und Verfahren bekannt. Das in der EP 1186366 B1 beschriebene Werkzeug umfasst eine Entgra- tungseinrichtung in Form einer oder mehrerer an einem Grundkörper des Werkzeugs axial ausfahrbar angeordneten Drahtbürsten. Aufgrund der drehfesten Anordnung am Grundkörper wird die Entgratungseinrichtung bei einem Drehantrieb des Werkzeugs stets in einem Gleichlauf mit den Werkzeugschneiden auf einer Kreisbahn um die Drehachse des Werkzeugs mitgenommen, was zur Folge hat, dass die Entgratungseinrichtung die durch die Zerspanung entstandenen Grate nur unvollständig erfassen kann und gegebenenfalls nur nach unten drückt. Gleichlauf bedeutet hier, dass die Werkzeugschneiden und die Entgratungseinrichtung stets in gleicher Umfangs- richtung um die Drehachse des Werkzeugs rotieren bzw. bewegt werden. Sollte beabsichtigt werden, dass die Entratungseinrichtung entgegen der Spannrichtung zum

Einsatz kommen sollte, muss das Werkzeug im Bearbeitungszentrum angehalten und entgegen der Zerspanungsrichtung rotiert werden. Dies ist nachteilig für die Wirtschaftlichkeit.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug bzw. ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks zu schaffen, das neben einer spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks gleichzeitig eine Entfernung der entstandenen Grate am Werkstück gestatten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren gemäß dem Anspruch 11 vorgeschlagen.

Das erfindungsgemäße Werkzeug umfasst neben mindestens einer am Grund- köprer angeordneten Werkzeugschneide eine Entgratungsvorrichtung mit mindestens einem in einer Ausnehmung am Grundkörper vorzugsweise austauschbar angeordneten Entgratungswerkzeug. Das Entgratungswerkzeug soll erfindungsgemäß in der Weise um eine in einem Winkel zur Drehachse des Werkzeugs liegende Drehachse drehbar sein, dass es während einer Werkzeugbearbeitung zwischen dem rotierenden Werkzeug und dem bearbeiteten Werkstück in Drehung versetzt wird. Durch die Schrägstellung des drehbar angeordneten Entgratungswerkzeugs gegenüber der Drehachse des Werkzeugs erfährt das Entgratungswerkzeug bei Kontakt mit dem Werkstück ein Drehmoment um die eigene Drehachse, wodurch es sich relativ zum Werkzeug und Werkstück dreht. Durch das sich relativ zum Werkzeug drehende Entgratungswerkzeug lassen sich während der spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks entstehende Grate in einem Arbeitgang beseitigen, ohne dass es der Verwendung eines separaten Entgratungswerkzeugs bedarf oder das Werkzeug zweimal, d.h. einmal in Zerspanungsrichtung und einmal entgegen der Zerspanungsrichtung, über das Werkstück fahren muss.

Ist das mindestens eine Entgratungswerkzeug austauschbar am Werkzeug angeordnet, kann es je nach Bedarf entfernt/eingesetzt oder bei Verschleiß gegen ein neues Entgratungswerkzeug ausgetauscht werden. über die axiale Positionierung des Entgratungswerkzeugs entlang seiner eigenen Drehachse und die Winkellage gegenüber der Drehachse des Werkzeugs kann Einfluss auf die Umfangsgeschwin-

digkeit und Rotationsrichtung des Entgratungswerkzeugs gegenüber dem Werkzeug genommen werden.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs anhand der Zeichnung näher erläutert, in der:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Werkzeugs entlang einer Linie B-B in Fig. 2 zeigt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Werkzeug aus Fig. 1 zeigt, und

Fig. 3 einen weiteren Längsschnitt des erfindungsgemäßen Werkzeugs entlang einer Linie A-A in Fig. 2 zeigt.

Das erfindungsgemäße Werkzeug 1 , das über einen Hohlschaftkegel 5 mit einer (nicht gezeigten) Werkzeugmaschine verbindbar ist, wird zur spanabhebenden Bearbeitung eines (nicht gezeigten) Werkstücks um seine Drehachse 4 in Rotation versetzt, wodurch die Werkzeugschneiden 7 von dem zu bearbeitenden Werkstück Material abtragen können. Das Material wird in Form von Spänen abgetragen, welche über an den die jeweilige Werkzeugschneide 10 angrenzenden Spanraum 10 abgeführt werden. Wesentlich ist, dass durch die spanabhebende Bearbeitung des Werkstücks an diesem durch die Rotation des Werkzeugs 1 im Gegenuhrzeigersinn (vgl. Fig. 2) in Zerspanungsrichtung geneigte Grate entstehen können.

Zur Entfernung der entstehenden Grate weist das erfindungsgemäße Werkzeug 1 eine an einem Grundkörper 2 angeordnete Entgratungsvorrichtung auf, die mindestens ein Entgratungswerkzeug 3 umfasst. Die Anzahl der Entgratungswerkzeuge 3 am Werkzeug ist abhängig vom Werkzeugdurchmesser oder von der eigenen Größe bzw. dem eigenen Durchmesser der Entgratungswerkzeuge. In der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind vier Entgratungswerkzeuge 3 jeweils in Form einer Bürste in Umfangsrichtung um die Drehachse 4 des Werkzeugs 1 um 90°

beabstandet angeordnet (vgl. Fig. 2). In der in Fig. 2 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Werkzeug 1 acht Werkzeugschneiden 7 auf, wobei jeweils zwei Werkzeugschneiden 7 ein Entgratungswerkzeug 3 zugeordnet ist. Die Anzahl der Entgratungswerkzeuge 3 kann aber auch der Anzahl der Werkzeugschneiden 10 entsprechen.

Die Entgratungswerkzeuge 3 sind jeweils in einer am Grundkörper 2 des Werkzeugs 1 ausgebildeten Ausnehmung 6 form- oder kraftschlüssig befestigt und zwar dergestalt, dass sie um eine Drehachse 11 drehbar sind. In der bevorzugten Ausführungsform soll die form- oder kraftschlüssige Befestigung einen Austausch der der Entgratungswerkzeuge 3 ermöglichen. Durch die Austauschbarkeit lassen sich sowohl das Werkzeug 1 als auch die Entgratungswerkzeuge 3 konstruktiv einfach herstellen und dementsprechend wirtschaftlich einsetzen. Die Entgratungswerkzeuge 3 kommen also nur dann zum Einsatz, wenn ein Grat am Werkstück entsteht.

Wie die Längsschnitte in Fig. 1 und 3 erkennen lassen, ist erfindungsgemäß die Drehachse 13 jedes Entgratungswerkzeugs 3 schräg, d.h. in einem Winkel 8, zur Drehachse 4 des Werkzeugs 1 angeordnet. Die Schrägstellung der Entgratungswerkzeuge 3 gegenüber der Drehachse 4 des Werkzeugs 1 hat zur Folge, dass die Entgratungswerkzeuge 3 bei Kontakt mit dem bearbeiteten Werkstück um die eigene Drehachse 13 in Rotation versetzt werden. Bei der spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks wird das Werkzeug 1 um die Drehachse 4 drehantrieben, so dass die Werkzeugschneiden 10 Material vom Werkstück abtragen können. Je nach Schrägstellung, d.h. je nach dem Winkel 8 der Entgratungswerkzeuge 3 gegenüber der Drehachse 4 des Werkzeugs 1 , erfahren die Entgratungswerkzeuge 3 eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit, d.h. je stärker die Entgratungswerkzeuge 3 auf das Werkstück drücken, umso schneller werden sie sich drehen. Aber nicht nur die Schrägstellung sondern auch die Einstecktiefe der Entgratungswerkzeuge 3 in den Ausnehmungen 6 im Grundkörper 2 des Werkzeugs 1 können auf die Eigenrotation der Entgratungswerkzeuge 3 Einfluss nehmen. Je nach Schrägstellung erfahren die Entgratungswerkzeuge 3 eine Links- oder Rechtsdrehung bezüglich der eigenen Drehachse 13. Ist die Drehachse des Entgratungswerkzeugs 3 hin zur Drehachse 4 des Werkzeugs 1 geneigt (vgl. Fig. 1), so dreht sich das Entgratungswerkzeug 3 um seine eigene Drehachse 13 gegensinnig zur Drehrichtung des Werkzeugs 1 um die

Drehachse 4, d. h. die Rotationsrichtungen zwischen Werkzeug 1 und Entgratungs- werkzeug 3 sind unterschiedlich. Ist die Drehachse 13 des Entgratungswerkzeugs zum Außenumfang 9 des Werkzeugs 1 hin geneigt, so dreht sich das Entgratungs- werkzeug um seine eigene Drehachse 13 gleichsinnig zur Drehrichtung des Werkzeugs 1 um die Drehachse 4 (vgl. Fig. 3).

Die Entgratungswerkzeuge 3 können auch so angeordnet sein, dass ihre Drehachsen 13 in einem Winkel zur Drehachse 4 des Werkzeugs 1 und parallel zueinander ausgerichtet sind. In diesem Fall wird sich das eine Entgratungswerkzeug im Gleichlauf mit dem Werkzeug 1 und das andere Entgratungswerkzeug im Gegenlauf zum Werkzeug 1 drehen.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Entgratungswerkzeuge 3 ist ferner abhängig von deren Positionierung am Grundkörper 2. Je größer der Teilkreisdurchmesser, desto größer ist deren Rotation.

Sollte für die Entgratungswerkzeuge 3 eine gezielte Kühlung erforderlich sein, so lassen sich erforderliche Kühlkanäle in Verbindung mit einem Hauptkühlkanal im Inneren des Werkzeugs 1 verbinden.

Die Erfindung betrifft somit ein Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Grundkörper 2 mit mindestens einer Werkzeugschneide 7 und einer Entgratungsvorrichtung mit mindestens einem in einer Ausnehmung 6 Grundkörper 2 angeordneten Entgratungswerkzeug 3, das in der Weise um eine in einem Winkel 8 zur Drehachse 4 des Werkzeugs 1 liegende Drehachse 13 drehbar gelagert ist, dass es während einer Werkstückbearbeitung zwischen dem rotierenden Werkzeug 1 und dem bearbeiteten Werkstück in Drehung versetzt wird.