Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schneidkantenpräpara- tion gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 16 sowie einen zerspanbaren Schleifkörper gemäß Oberbegriff des An- spruches 26.

Für unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben werden in der spanenden Fertigung Werkzeuge benötigt, die hohe Fertigungsgenauigkeiten am Bauteil erzielen und gleichzeitig lange Standzeiten erreichen, um eine wirtschaftliche und wettbewerbsfä- hige Produktherstellung der produzierenden Unternehmen sicherzustellen. Neben einer guten Verschleißbeständigkeit der Werkzeuge ist ein vorhersagbares Ver- schleißverhalten zur Gewährleistung einer hohen Prozesssicherheit erforderlich. Zur Verbesserung des Einsatzverhaltens von Zerspanungswerkzeugen hat sich insbe- sondere im Bereich der Hartmetallwerkzeuge die sogenannte Schneidkantenpräpa- ration als ein wichtiger Prozessschritt in der Herstellungskette etabliert. Als Schneid- kantenpräparation wird hierbei eine Feinbearbeitung insbesondere der Werkzeug- schneide nach dem Schleifprozess zur Herstellung der eigentlichen Werkzeugmak- rogestalt bezeichnet. Aufgrund des sprödharten Materialverhaltens von Hartmetallen kommt es infolge des Schleifprozesses zu mikroskopischen Defekten, wie Ausbrü- chen entlang der Schneidkante. Mithilfe der Schneidkantenpräparation können diese Defekte beseitigt und eine an den spezifischen Zerspanungsprozess angepasste Schneidkantengestalt erzeugt werden. Mit dieser belastungsgerechten Auslegung der Schneidkante ist es in vielen Bearbeitungsfällen darüber hinaus möglich, die Sta- bilität der Schneidkanten derart zu steigern, dass erhöhte Zeitspanvolumina gewählt werden können, ohne dabei Standzeitverluste zu verzeichnen. Hierdurch lässt sich die Wirtschaftlichkeit der Fertigung deutlich steigern.

Bisherige bekannte und zum Teil etablierte Verfahren zur Schneidkantenpräparation basieren in erster Linie auf Verfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide wie Strahlspanen, Magnetfinishen, Schleppschleifen und Strömungsschleifen. Darüber hinaus sind weitere trennende Verfahren, wie das Bürsten, die Funkenerosion und das Laserabtragen sowie das Schleifen von Verrundungen, zur Präparation von Schneidkanten bekannt. Den genannten Verfahren ist gemeinsam, dass zur Durch- führung in der Regel eine spezielle Maschine oder Einrichtung benötigt wird, die häu- fig mit hohen Investitionskosten verbunden ist. Diese Investitionskosten stellen gera- de für kleine und mittelständische werkzeugherstellende Unternehmen eine große Hürde dar. Ein weiterer Nachteil, der sich mit den genannten Verfahren ergibt, ist eine zum Teil deutliche Erhöhung der Durchlaufzeit in der Werkzeugfertigung. Diese resultiert zum einen aus der zusätzlichen Prozesszeit, die sich aus dem Präparati- onsprozess ergibt. Zum anderen ist durch den Einsatz einer eigenständigen Maschi- ne in der Regel ein zusätzlicher Handhabungsaufwand erforderlich. Ergänzend ist zu erwähnen, dass nach aktuellem Stand der Technik keines der oben beschriebenen Verfahren zur Präparation von nachgeschliffenen Werkzeugen verwendet wird. Auf- grund der fehlenden Möglichkeit einer Präparation von Schneidkanten im nachge- schliffenen Zustand erreichen diese Werkzeuge meist nicht die Standmengen von neuen Werkzeugen.

Jedes der genannten Verfahren besitzt spezifische Vor- und Nachteile, die sich ei- nerseits auf die Verfahrensanwendung selbst, als auch auf die resultierende Kanten- und Oberflächengestalt der Werkzeuge beziehen. Aufgrund der großen Relevanz für die Industrie wird im Weiteren ausschließlich auf die Verfahren Strahlspanen, Bürs- ten, Schleppschleifen, das Schleifen, insbesondere unter Einsatz elastisch gebun- dener Schleifscheiben, sowie des ähnlichem dem diesen Verfahren ähnlichem Drill- polish eingegangen.

Beim Strahlspanen wird ein Strahlmittel bestehend aus Abrasivmedium und Träger- medium über eine Strahldüse mit großer kinetischer Energie auf die Werkstückober- fläche beschleunigt. Das Abrasivmedium wird nach Kornart, Korngröße und Korn- form unterschieden. Das Trägermedium ist dabei häufig eine Flüssigkeit oder Luft. Die wichtigsten Prozesseinflüsse auf das Verfahren sind neben der Wahl des Strahlmittels die Strahlvorschubgeschwindigkeit, der Strahldruck und der Strahlwin- kel. Das Verfahren erlaubt eine flexible Führung der Strahldüse oder des zu präpa- rierenden Werkzeugs, wodurch die gezielte Bearbeitung einzelner Schneidenberei- che möglich ist. Damit eignet es sich insbesondere zur Erzeugung komplexer Schneidkantengestalten mit tendenziell geringeren Verrundungsgrößen, wobei die gezielte Steuerung des Materialabtrages sehr schwierig ist. Es kann insbesondere bei sehr kleinen Werkzeugdurchmessern und eng beieinander liegenden Schneiden aufgrund sogenannter Passivstrahlungen zur unerwünschten Beeinflussung weiterer nicht zu präparierender Schneidkanten kommen. Hierdurch wird die Prozessgenau- igkeit bzw. die Reproduzierbarkeit des Prozessergebnisses negativ beeinflusst. Auf den Frei- und Spanflächen, die an die gestrahlten Schneidkante angrenzen und mit dem Abrasivstrahl in Kontakt kommen, bildet sich eine charakteristische Grübchen- Struktur aus, die in der Regel zu einer optischen Mattierung der Oberfläche führt.

Ein ebenfalls im industriellen Umfeld etabliertes Verfahren ist das Bürsten. Der Mate- rialabtrag erfolgt, indem eine rotierende mit Abrasivmedium versetzte Bürste entlang der Schneidkante des Werkzeugs verfahren wird. Das Verfahren ist zur effizienten Erzeugung größerer und asymmetrischer Verrundungen geeignet. Prozessseitige Einflussfaktoren des Verfahrens sind die Schnittgeschwindigkeit, die Vorschubge- schwindigkeit, die Zustellung, der Neigungswinkel der Schneidkante und die Bürst- dauer. Die werkzeugseitigen Einflüsse sind der Fadendurchmesser, die Korngröße des Abrasivmediums, der Borstentyp und die Borstendichte. Aufgrund dieser Viel- zahl an Einflussfaktoren ist die Prozessbeherrschung komplex und erfordert genaue Kenntnisse des Verfahrens und der Wechselwirkungen zur zielgenauen Umsetzung. Zusätzlich zur Prozessbeherrschung wird die Prozesssicherheit durch den Borsten- verschleiß negativ beeinflusst. Die Erzeugung komplexer Schneidengestalten ist bei kleineren Werkzeugdurchmessern ebenfalls begrenzt.

Das Schleppschleifen, eine Variante des Gleitschleifens, ist ein im industriellen Um- feld ebenfalls weit verbreitetes Verfahren. Der Materialabtrag erfolgt, indem die zu präparierenden Werkzeuge durch ein loses und in der Regel ruhendes Abrasivmedi- um geführt werden. Die Werkzeugbewegung ist dabei zumeist rotatorisch. Für das Bearbeitungsergebnis sind vor allem die Drehzahl, die Drehrichtung, die Eintauchtie- fe und die Bearbeitungszeit sowie das gewählte Abrasivmedium von Bedeutung. Mit dem Verfahren sind sowohl kleinere als auch größere Verrundungen effizient her- stellbar. Darüber hinaus kann eine deutliche Verbesserung der Oberflächengüte er- zielt werden. Jedoch ergeben sich durch den Einsatz auch einige Nachteile. Durch das Eintauchen des Werkzeugs in das Abrasivmedium kommt es zu einer sehr gro- ßen Kontaktfläche des Mediums mit dem Werkzeug. In all diesen Kontaktbereichen erfolgt Materialabtrag, sodass eine gezielte Präparation einzelner Schneidenbereiche nahezu ausgeschlossen ist. Weiterhin können Formfaktoren sowie gradierte Verrun- dungen nur sehr schwer eingestellt werden, und durch die Rotationsbewegung kommt es insbesondere bei Schaftwerkzeugen im Bereich von größeren Durchmes- sern zu einem starken Materialabtrag.

Eine Schneidkantenpräparation ist weiterhin durch einen Schleifprozess realisierbar. Üblich ist die Erzeugung einer einfachen oder doppelten Fase entlang der Schneid- kante. In einem neueren Ansatz wird durch die Erzeugung von mehr als zwei Fasen die Profilform der Schneidkante einer Verrundung angenähert. Daneben ist auch die Anwendung elastisch gebundener Schleifscheiben in der Werkzeugpräparation be- kannt. Ein Einsatzgebiet ist die Feinstbearbeitung von Spannuten an Zerspanungs- werkzeugen.

Aus der DE 102011 054276 B4 ist ein Verfahren zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen bekannt, insbesondere von Bohrern oder Fräsern, insbesonde- re von Hartmetall-Schneidwerkzeugen, wobei das Schneidwerkzeug nach der Her- stellung der gewünschten Schneidgeometrie zunächst auf die notwendigen Werk- stückdaten nach der Schneidgeometrie und/oder Schneidcharakteristik eingestellt beziehungsweise ausgerichtet, in eine Drehbewegung versetzt wird und anschlie- ßend in eine flexibel mit einem gummihaltigen Bindemittel gebundene Schleifscheibe mit Siliziumkarbid-, Wolframkarbid- oder Diamantbestandteilen in einer entsprechend der Schneidkantengeometrie gewählten Tiefe und an einer dafür ausgewählten Posi- tion am Umfang der Schleifscheibe unter Beibehaltung der Drehbewegung einge- bracht oder eingebohrt wird. Hierbei wird ein rotierendes Werkzeug in eine Schleif- scheibe mit definiertem Bohrweg und Anstellwinkel verfahren. Diese Kinematik ist jedoch nur auf einer sehr begrenzten Maschinenanzahl umsetzbar und daher nicht als universelles Präparationsverfahren anzusehen. Des Weiteren lassen sich durch dieses Verfahren keine über den Werkzeugdurchmesser verlaufenden Schneidkan- tenverrundungen einstellen. Hinzu kommt dass es aufgrund des Bohrens in Vollma- terial immer zu einer starken Verrundung der Schneidenecke sowie der Querschnei- de z.B. am Wendelbohrer kommt und der Schleifkörper nach dem umfänglichen Ein- satz kompliziert abgerichtet werden muss. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, dass eine Präparation von langauskragenden Werkzeugen aufgrund der fehlen- den Führungsmöglichkeit. Beim diesem Verfahren muss eine komplexe Programmie- rung vollzogen werden, um die Position der Bohrung, den Anstellwinkel zwischen Werkstück, hier das geschliffene Zerspanwerkzeug, und dem Werkzeug, der zu zerspanenden Schleifscheibe, zu kennen. Des Weiteren muss die Schleifscheibe nach vollständiger, umfangsseitiger Bearbeitung wieder in den Ausgangszustand durch extern durchzuführende Verfahren gebracht werden. Zusätzlich werden auf- grund der Schleifscheibenmontage auf einem Schleifdorn evtl benötigte Schleif- scheibenmagazinplätze belegt.

Die Schneidkantenpräparation stellt nachweislich ein effektives Mittel dar, um die Leistungsfähigkeit und Bearbeitungsqualität von Schneidwerkzeugen zu erhöhen, erfordert jedoch meist zusätzliche Maschinen und Gerätschaften. Somit ergeben sich zum einen hohe Investitionskosten für diese Gerätschaften, zum anderen zusätzliche Werkstückhandhabungskosten, die in einem Hochlohnland wie Deutschland einen maßgeblichen Teil der Kosten für die Präparation ausmachen können. Aus den ge- nannten technologischen und wirtschaftlichen Aspekten erschließt sich der Bedarf zur Entwicklung eines weiter entwickelten Schneidkantenpräparationsverfahrens, welches insbesondere für den Einsatz bei kleinen und mittelständischen Zerspan- Werkzeugherstellern geeignet ist und bei dem insbesondere die Forderungen nach geringen Investitions- sowie Betriebskosten, einer einfachen Umsetzung sowie einer kurzen Durchlaufzeit bei der Werkzeugpräparation erfüllt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer einfachen und kos- tengünstigen Möglichkeit zur gezielten Präparation von Schneidkanten an rotations- symmetrischen Zerspanungswerkzeugen insbesondere mit Spannschaft (Schaft- werkzeugen) hinsichtlich ihrer mikroskopischen Gestalt, ohne dass für das werk- zeugherstellende Unternehmen zusätzliche Investitionskosten für Maschinen anfal- len.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich der Vorrichtung aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1, hinsichtlich des Verfah- rens aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 16 und hinsichtlich des Schleifkörpers aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 26 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vor- teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung hinsichtlich der Vorrichtung geht aus von einer Vorrichtung zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen, insbesondere von Bohrern oder Fräsern oder dgl. Werkzeugen, insbesondere von Hartmetall-Schneidwerkzeugen, wobei das Schneidwerkzeug während einer Relativbewegung mit einem mit abtra- genden Partikeln versehenen und flexibel gebundenen Schleifkörper spanend wech- selwirkt und die Partikel des Schleifkörpers die Kantengeometrie des Schneidwerk- zeugs beeinflussen. Eine derartige gattungsgemäße Vorrichtung wird dadurch in er- findungsgemäßer Weise weiter entwickelt, dass der Schleifkörper hinsichtlich seiner Abmessungen im Wesentlichen an die Abmessungen des jeweils zu präparierenden Schneidwerkzeugs angepasst und in einer auswechselbaren Halterung aufgenom- men ist, die im Bereich einer Bearbeitungseinrichtung, insbesondere einer Werk- zeugschleifmaschine, angeordnet und, von dem Schneidwerkzeug zur Schneidkan- tenpräparation zerspanbar, gehalten ist. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen zur Schneidkantenpräparation werden die Abmessungen des Schleifkörpers jeweils an die Abmessungen, z.B. die Umfangsabmessungen des jeweils zu präparierenden Schneidwerkzeugs angepasst, wodurch zum einen eine wesentliche Ersparnis an Material des Schleifkörpers erzielt werden kann und zum anderen die technologische Durchführung der Schneidkantenpräparation gezielt beeinflusst und verbessert wer- den kann. So wird nur so viel Material des zum Schleifkörper zu verarbeitenden Abrasivmaterials benötigt, wie auch tatsächlich zur Durchführung der Schneidkan- tenpräparation benötigt wird und daher der Vorgang der Schneidkantenpräparation wirtschaftlicher gestaltet. Zudem fällt das sonst notwendige Abrichten großer Schleif- scheiben zwischen den jeweiligen Vorgängen zur Schneidkantenpräparation weg. Weiterhin wird der abmessungstechnisch angepasste Schleifkörper in einer zugehö- rigen auswechselbaren Halterung aufgenommen, die z.B. im Arbeitsraum einer Werkzeugschleifmaschine angeordnet und, von dem Schneidwerkzeug zur Schneid- kantenpräparation zerspanbar, gehalten ist. Die auswechselbare Halterung ermög- licht zum einen ein Vorrüsten der Halterung mit jeweils neuen oder auch anderen Schleifkörpern unabhängig von der eigentlichen Bearbeitung z.B. in der Schleifma- schine und entkoppelt so das Umrüsten der Schleifkörper wesentlich von der eigent- lichen Bearbeitung. Zum anderen kann der abmessungstechnisch angepasste Schleifkörper besonders platzsparend und damit z.B. einen vorgelagerten Schleif- prozess etwa auf der Werkzeugschleifmaschine besonders wenig störend z.B. im Arbeitsraum der Schleifmaschine untergebracht und zur Durchführung der Schneid- kantenpräparation bereit gehalten werden. Dadurch wird es wesentlich einfacher und unkomplizierter, nach dem eigentlichen Schleifen des Schneidwerkzeugs auf der Werkzeugschleifmaschine auch die Schneidkantenpräparation auf derselben Werk- zeugschleifmaschine und idealerweise in der selben Aufspannung durchzuführen, da keine oder nur geringe zusätzliche Einrichtungen etwa an der Werkzeugschleifma- schine benötigt werden und diese zudem platzmäßig nur wenig oder gar keinen zu- sätzlichen Platz im Arbeitsraum der Werkzeugschleifmaschine einnehmen. Damit ist es auch für kleinere Werkzeugschleifereien möglich, neben dem eigentlichen Werk- zeugschleifen auch die Schneidkantenpräparation anzubieten, ohne in teure Zusatz- einrichtungen an der Werkzeugschleifmaschine investieren oder zusätzliche Maschi- nen anschaffen zu müssen. Es ist aber selbstverständlich möglich, die Vorrichtung auch auf anderen Bearbeitungseinrichtungen als einer Werkzeugschleifmaschine anzuwenden und baulich vorzusehen, z.B. auf Bohrmaschinen, Drehmaschinen oder dgl. Universal- oder auch Spezialmaschinen, auf denen zu präparierende Schneid- werkzeuge bearbeitet oder verwendet werden und auf denen die Schneidkantenprä- paration dann prozessnah oder bei Bedarf ausgeführt werden kann, um definierte Schneidverhältnisse zu gewährleisten. Auch kann die Vorrichtung zur Schneidkan- tenpräparation auf jeglicher Einrichtung und insbesondere Bearbeitungseinrichtung angewendet werden, die eine Relativbewegung zwischen Schneidwerkzeug und Schleifkörper ermöglicht und auf der auch eine Schneidkantenpräparation ausge- führt werden kann. In diesem Sinne ist die Bezeichnung der Bearbeitungseinrichtung allgemein und nicht beschränkend anzusehen. Wenn hier beispielhaft von der An- wendung der Vorrichtung an einer Werkzeugschleifmaschine gesprochen wird, sind damit immer auch andere Bearbeitungseinrichtungen oder allgemeine Einrichtungen mit gemeint und beinhaltet.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die auswechselbare Halterung im Arbeitsraum einer Werkzeugschleifmaschine, vorzugsweise in eine Schleifscheibenaufnahme der Werkzeugschleifmaschine einsetzbar gehalten ist. Der Bauraum der Schleifschei- benaufnahme ist ein normalerweise funktionsmäßig ungenutzter Bereich an der Schleifscheibenaufnahme, der üblicherweise in Verlängerung des Spannkegels oder dgl. Spannaufnahme in dem Bereich angeordnet ist, der von der scheibenförmigen Schleifscheibe umgeben ist. Dieser Bund, auf den die Schleifscheibe aufgesteckt wird, ist üblicherweise aus Vollmaterial gebildet und ansonsten ungenutzt. Daher kann gerade dieser, zentral im Arbeitsraum der Werkzeugschleifmaschine angeord- nete Raum nun dazu genutzt werden, einen Einbauraum für die auswechselbare Halterung mit dem Schleifkörper zu bilden, in dem der Schleifkörper von dem Schneidwerkzeug zur Schneidkantenpräparation zerspanbar gehalten ist. Es wird somit bei einer derartigen Anordnung des bauvolumenmäßig kleinen und an die Ab- messungen des Schneidwerkzeugs angepassten Schleifkörpers kein zusätzlicher Bauraum für die Schneidkantenpräparation benötigt und die Schneidkantenpräpara- tion zudem in einem Bereich des Arbeitsraums der Werkzeugschleifmaschine durch- führbar, der gut zugänglich ist und keine Änderungen an der Kinematik zur Bewe- gung von Schleifscheibe oder Schneidwerkzeug erfordert. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, den bauvolumenmäßig kleinen und an die Abmessungen des Schneidwerkzeugs angepassten Schleifkörper an einer anderen Stelle des Arbeits- raums der Werkzeugschleifmaschine anzuordnen. Eine solche Position kann sich z.B. im Arbeitsraum einer Werkzeugschleifmaschine, insbesondere im Bereich der Schleifspindel oder einer anderen Position, befinden. Als Ausführungsvariante kommt auch ein platzsparendes Palettensystem in Frage, bei dem die vorher be- schriebenen auswechselbaren Halterungen mit den Schleifkörpern in einem Magazin in gleichen oder sich unterscheidenden Durchmessern vorgehalten werden. Somit ist eine Wechselwirkung zwischen dem herzustellendem Werkzeug und dem Schleif- körper für eine Vielzahl von geschliffenen Werkzeugen möglich. Die als Palette aus- gestaltbare Einrichtung kann rund, quadratisch oder auch rechteckig ausgeführt sein und je nach Abmessung eine bestimmte Anzahl an auswechselbaren Halterungen mit den Schleifkörpern aufnehmen. Auch ist es denkbar, die auswechselbare Halte- rung in Bewegungseinrichtungen wie an Spindeln anderer Bearbeitungseinrichtun- gen vorzusehen, etwa an der Arbeitsspindel einer Drehmaschine oder dgl. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Schleifkörper im Wesentlichen zylindrisch aus- gebildet ist. Da die zu präparierenden Schneidwerkzeuge üblicherweise ebenfalls zumindest grundsätzlich zylindrische Abmessungen aufweisen, kann durch eine e- benfalls zylindrische Ausgestaltung des Schleifkörpers eine weitgehende Anpassung an Abmessungen und Form der Schneidwerkzeuge erreicht werden, wodurch erst die im Zusammenhang mit der maßlichen Anpassung der Abmessungen des Schleif- körpers an die Abmessungen der Schneidwerkzeuge eine weitgehende Einsparung von Abrasivmaterial für den Schleifkörper erreicht werden kann. Hierzu werden in weiterer Ausgestaltung die zylindrischen Umfangsabmessungen des Schleifkörpers im Wesentlichen den Umfangsabmessungen des zu präparierenden Schneidwerk- zeugs angepasst, so dass der Schleifkörper in Laufe der üblicherweise mehreren Schneidkantenpräparationen nacheinander zu bearbeitender Schneidwerkzeuge sukzessive und weitgehend vollständig zerspant werden kann und dadurch auch kei- ne ungenutzten Rest des Abrasivmaterials entsorgt werden müssen. Weiterhin ist es von wesentlichem Vorteil, dass der Schleifkörper nach dem vollstän- digen Einsatz einfach gegen einen neuen Schleifkörper ausgetauscht werden kann. Hierdurch werden die Zeiten für die Bearbeitung eines Schneidwerkzeugs nur unwe- sentlich verlängert und die Schneidkantenpräparation verlängert durch sonst not- wendige Umrüstungen oder dgl. nicht unnötig die Zeit zur Herstellung des Schneid- Werkzeugs.

In einer ersten Ausgestaltung wird dazu der Schleifkörper einfach auswechselbar in der auswechselbaren Halterung angeordnet, bevorzugt in die Halterung eingepresst.

V

Hierzu kann z.B. der rotationssymmetrische Schleifkörper mit an den Durchmesser des zu präparierenden Schneidwerkzeugs angepasstem, sehr geringem Aufmaß hergestellt und in die auswechselbare Halterung eingepresst werden. Durch das Ein- pressen wird eine einfach herstellbare und hinreichend drehfeste Verbindung zwi- schen dem Schleifkörper und der auswechselbaren Halterung hergestellt, um die Bearbeitungskräfte bei der Schneidkantenpräparation sicher aufzunehmen.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist es denkbar, die auswechselbare Halte- rung in eine vorzugsweise zentrale Bohrung in der Schleifscheibenaufnahme, vor- zugsweise in dem Aufnahmebund für die Schleifscheibe, einsteckbar auszugestal- ten. Dieses leicht zugängliche und wie schon dargestellt bisher weitgehend unge- nutzte Volumen kann durch eine einfache Modifikation einer herkömmlichen Schleif- scheibenaufnahme an einem maschinenseitigen Spannelement für die Schleifschei- be an nahezu jeder Werkzeugschleifmaschine bereit gestellt werden und verändert den Arbeitsraum der Werkzeugschleifmaschine nicht oder nur unwesentlich. Auch hier kann erfindungsgemäß an anderen Bearbeitungsmaschinen ein entsprechender Einbauraum für das Einsetzen der auswechselbaren Halterung vorgesehen werden, etwa in einer Spindel einer Drehmaschine oder dgl. Bearbeitungseinrichtung.

In weiterer Ausgestaltung kann die auswechselbare Halterung ein Außengewinde aufweisen, das in die mit Innengewinde ausgestattete Bohrung in der Schleifschei- benaufnahme einschraubbar ist. Hierdurch kann die auswechselbare Halterung passgenau und schnell in die Bohrung in der Schleifscheibenaufnahme eingebaut und gesichert werden. Es ist aber auch denkbar, die auswechselbare Halterung in eine vorzugsweise zentrale Bohrung in der Schleifscheibenaufnahme einzupressen oder einzustecken und dort drehfest zu haltern, etwa durch eine Art Bajonett oder eine Klemmung oder dgl..

Gerade für die Schneidkantenpräparation langauskragende Schneidwerkzeuge mit einem großen Länge/Durchmesserverhältnis kann im Bereich der auswechselbaren Halterung für den Schleifkörper eine Führungsbuchse angeordnet werden, durch die auch derartige langauskragende Schneidwerkzeuge, durch die Führungsbuchse ge- führt präparierbar sind und dadurch genauer und sicherer bearbeitet werden können als ohne zusätzliche Führung. Derartige langauskragende Schneidwerkzeuge kön- nen z.B. asymmetrische Tiefbohrwerkzeuge, Einlippenbohrer, Wendelbohrer oder dgl. mit einem großen Länge/Durchmesserverhältnis sein, die ansonsten bei der Be- arbeitung leicht ausweichen oder aufgrund ihrer Länge zu Schwingungen bei der Schneidkantenpräparation neigen. Hierzu kann in weiterer Ausgestaltung die Füh- rungsbuchse so relativ zu der auswechselbaren Halterung angeordnet werden, vor- zugsweise in Verlängerung der auswechselbaren Halterung an dieser angeordnet werden, dass die Führungsbuchse das langauskragende Schneidwerkzeug vor dem Bereich der Zerspanung des Schleifkörpers führt und stützt. Weiterhin ist es denkbar, dass in die auswechselbare Halterung elektrische Leiter- bahnen und/oder Sensorelemente einbringbar sind, die Informationen über den Ab- lauf der Schneidkantenpräparation bereitstellen. So kann etwa durch berührungslose Sensoren oder dgl. zusätzlich der Bearbeitungsablauf bei der Schneidkantenpräpa- ration überwacht und ggf. beeinflusst werden. In weiterer Ausgestaltung ist es denk- bar, dass die Sensorelemente zur Spannungsversorgung mit in die auswechselbare Halterung integrierten Akkumulatoren ausgestattet sind, die während der Nichtnut- zung im Schleifscheibenmagazin oder extern ladbar sind. Hierdurch kann in den Ne- benzeiten, in denen die auswechselbare Halterung nicht benutzt wird, genügend E- nergie in die Akkumulatoren eingespeichert werden, um dann die vorstehenden Ü- berwachungsvorgänge bei der Schneidkantenpräparation durchführen zu können, wenn die jeweilige auswechselbare Halterung eingewechselt wurde.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Schleifkörper Abrasivpartikel aufweist, ins- besondere aus Siliziumkarbid, Aluminiumdioxid oder Diamant, und von den zu prä- parierenden Schneidwerkzeugen sukzessive vollständig zerspant wird. Durch die Wahl oder die Mischung der jeweils zum Schleifkörper verarbeiteten Abrasivpartikel sowie in weiterer Ausgestaltung auch durch die Mischung feinerer und/oder gröberer Abrasivpartikel kann das Zerspanungsverhalten des Schleifkörpers und damit auch die erzielbare Schneidkantenpräparation in weiten Grenzen beeinflusst werden. Denkbar ist es hierbei auch, die Verteilung feinerer und/oder gröberer Abrasivpartikel innerhalb des Schleifkörpers inhomogen auszubilden, z.B. um ein unterschiedliches Präparationsverhalten z.B. im Kernbereich und im Außenbereich des Schleifkörpers hervorzurufen und damit angepasst an die jeweilige Geometrie des zu präparieren- den Schleifkörpers unterschiedliche Präparationsergebnisse in einzelnen Bereichen des Schneidwerkzeugs zu ermöglichen.

Weiterhin ist es denkbar, dass der Schleifkörper eine auf den Schneidwerkzeug- durchmesser abgestimmte, sich axial erstreckende Lochung aufweist, innerhalb de- rer das Schneidwerkzeug nicht von den Partikeln des Schleifkörpers beeinflusst wird. So ist es z.B. bei der Schneidkantenpräparation von Bohrern von Vorteil, den Be- reich der Querschneide des Bohrers anders oder gar nicht zu präparieren als den Bereich der Hauptschneide. Dadurch, dass gerade in dem Bereich der Querschneide durch die Lochung kein Material des Schleifkörpers vorhanden ist, wird auch der Be- reich der Querschneide nicht verändert.

Weiterhin ist es denkbar, dass der Schleifkörper Abschnitte mit unterschiedlichen Härtegraden der Bindung aufweist, insbesondere radiale ringförmige Abschnitte un- terschiedlicher Härtegrade. Die Bindung der Abrasivpartikel des Schleifkörpers hat direkte Auswirkung auf das Zerspanungsverhalten des Schleifkörpers und damit auf die lokale Schneidkantenpräparation des Schneidwerkzeugs. Durch unterschiedliche Härte oder unterschiedliche Bereich der Härte der Bindung kann eine weitere An- passung des Ergebnisses der Schneidkantenpräparation an die Anforderungen des jeweiligen Schneidwerkzeugs erreicht werden. Z.B. kann der Kern des Schleifkörpers eine höhere Härte der Bindung als der äußere Bereich aufweisen, um eine gleich- mäßige Schneidkantenverrundung aufgrund der elastischen Deformation des rotati- onssymmetrischen Schleifkörpers zu erreichen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Schneidkantenpräparation von Schneidwerkzeugen, insbesondere von Bohrern oder Fräsern oder dgl. Werkzeugen, insbesondere von Hartmetall-Schneidwerkzeugen, wobei das Schneidwerkzeug wäh- rend einer Relativbewegung mit einem mit abtragenden Partikeln versehenen und flexibel gebundenen Schleifkörper spanend wechselwirkt und die Partikel des Schleifkörpers die Kantengeometrie des Schneidwerkzeugs beeinflussen, gemäß dem der Schleifkörper hinsichtlich seiner Abmessungen im Wesentlichen an die Ab- messungen des jeweils zu präparierenden Schneidwerkzeugs angepasst und von einer auswechselbaren, im Bereich einer Bearbeitungseinrichtung, insbesondere einer Werkzeugschleifmaschine, z.B. im Arbeitsraum einer Werkzeugschleifmaschi- ne oder einer anderen Bearbeitungseinrichtung, angeordneten Halterung aufge- nommen wird, in der der Schleifkörper von den zu präparierenden Schneidwerkzeu- gen sukzessive vollständig zerspant wird. Wesentliche Eigenschaften und Vorteile des Verfahrens stehen in direktem Zusammenhang mit der vorstehend beschriebe- nen und erläuterten Vorrichtung, daher lassen sich deren beschriebene Eigenschaf- ten und Vorteile auch zur Charakterisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens he- ranziehen. Von besonderem Vorteil ist es hierbei, dass die Schneidkantenpräparation in dersel- ben Aufspannung unmittelbar nach der erstmaligen Herstellung der Form des Schneidwerkzeugs oder auch nach dem Nachschleifen des Schneidwerkzeuges auf der gleichen Bearbeitungseinrichtung, z.B. einer Werkzeugschleifmaschine, oder sonstigen Bearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden kann. Hierdurch entfallen zum einen sonst notwendige Zusatzeinrichtungen für eine separate Schneidkanten- präparation, zudem kann die Schneidkantenpräparation auch direkt in derselben Aufspannung und auf derselben Werkzeugschleifmaschine oder Bearbeitungsvor- richtung durchgeführt werden, auf der auch die grundsätzliche Formgebung des Schneidwerkzeugs vorgenommen wird. Zudem kann die Schneidkantenpräparation auch nach einem Nachschleifen eines schon benutzten Schneidwerkzeugs durchge- führt werden, wodurch auch bei derartigen nachgeschliffenen Schneidwerkzeugen die Vorteile der Schneidkantenpräparation genutzt werden können.

Von besonderem Vorteil ist es, dass durch die Relativbewegung zwischen Schleif- körper und Schneidwerkzeug, insbesondere durch die Überlagerung der Drehrich- tungen und Drehgeschwindigkeiten, einen breite Anpassung der Schnittgeschwin- digkeiten beim Zerspanen des Schleifkörpers erzielt werden kann. Durch die Schnitt- geschwindigkeit bei der Schneidkantenpräparation werden viele Parameter der Schneidkantenpräparation beeinflusst und können daher bei großer Variationsmög- lichkeit der Schnittgeschwindigkeit gezielt zur Ergebnissteuerung der Schneidkan- tenpräparation genutzt werden.

Denkbar ist es weiterhin, dass der Schleifkörper und/oder das Schneidwerkzeug bei der Zerspanung des Schleifkörpers rotatorische Bewegungen durchführen. So kann neben der üblichen Rotation des Schneidwerkzeugs auch der Schleifkörper, ggf. auch gegenläufig oder mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten, rotieren. Dadurch können insbesondere durch die Überlagerung der Rotationsbewegung von Schleif körper und/oder Schneidwerkzeug gezielte Verrundungen und/oder Verkip- pungen der Schneidkante des Schneidwerkzeugs hervorgerufen oder auch eine Her- stellung asymmetrischer Schneidkantenprofile und/oder über den Werkzeugdurch- messer variabler Schneidkantenprofile ermöglicht werden. Weiterhin ist es denkbar, dass allein das zu präparierende Schneidwerkzeug die er- forderlichen translatorischen und rotatorischen Bewegungen während der Schneid- kantenpräparation ausführt.

Denkbar ist es auch, dass der Schleifkörper mit Abschnitten mit unterschiedlichen Härtegraden der Bindung variable Verrundungen über den Schneidenbereich der Schneidwerkzeuge erzeugt. Hierfür kann der Schleifkörper gezielt und angepasst an das jeweils zu präparierende Schneidwerkzeug mit lokal oder abschnittweise verän- derlichen Härtegraden der Bindung hergestellt werden, die die lokale Zerspanung durch das Schneidwerkzeug und damit die lokale Schneidkantenpräparation beein- flusst.

Weiterhin ist es denkbar, dass der Schleifkörper durch eine auf den Schneidwerk- zeugdurchmesser abgestimmte, sich axial erstreckende Lochung, in der das Schneidwerkzeug nicht von den Partikeln des Schleifkörpers beeinflusst wird, nur bestimmte Bereiche eines Schneidwerkzeugs, insbesondere z.B. die Hauptschnei- den eines Bohrwerkzeuges, einer Schneidkantenpräparation unterzieht und andere Bereiche, insbesondere die Querschneide eines Bohrwerkzeuges, nicht verrundet werden.

Ebenfalls kann der Schleifkörper auf den Schneidwerkzeugdurchmesser abgestimm- te Außenabmessungen aufweisen, durch den nur gezielt Bereiche der Schneiden des Schneidwerkzeugs einer Schneidkantenpräparation unterzogen werden.

Für bestimmte zu präparierende Schneidwerkzeuge ist es denkbar, dass das Schneidwerkzeug mit Haupt- und Nebenschneiden, insbesondere Fräswerkzeugen, Reibwerkzeugen und/oder Stufenbohrwerkzeugen, für die Schneidkantenpräparation mit seinen Haupt- bzw. Nebenschneiden jeweils nacheinander zugeordnete Schleif- körper unterschiedlicher Eigenschaften zerspant. Hierbei können z.B. die Haupt- schneiden einer Reibahle mit einem anders geformten oder dimensionierten Schleif- körper präpariert werden als die Nebenschneiden, um das jeweils optimale Präpara- tionsergebnis der Haupt- bzw. Nebenschneiden erzielen zu können.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Schleifkörper zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 16, bei dem die zylindrischen Umfangsabmessungen des Schleif- körpers im Wesentlichen den Umfangsabmessungen des zu präparierenden Schneidwerkzeugs angepasst sind.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt die Zeichnung. Es zeigen:

Figur 1 - in einer prinziphaft ausgebildeten Darstellung den grundsätzlichen

Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, an- geordnet in der Schleifscheibenaufnahme einer Schleifscheibe vor der Schneidkantenpräparation eines Bohrers, Figur 2 - eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Figur 1 mit einer zusätz- lichen Führungsbuchse vor der Schneidkantenpräparation eines lang auskragenden Einlippenbohrers,

Figur 3a-3c - Ansichten und Schnitte durch verschieden aufgebaute Schleifkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1 , Figur 4a-4d - geschnittene Detailansichten der auswechselbaren Halterung und darin angeordneter Schleifkörper für die Schneidkantenpräparation verschiedener Schneidwerkzeuge,

Figur 5 ein palettenartiges Magazin an einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung mit Plätzen zur Aufnahme einer Anzahl von auswechselbaren Halterungen und darin angeordneter Schleifkörper.

In der Figur 1 ist in einer prinziphaft ausgebildeten Darstellung der grundsätzliche Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu erkennen, an- geordnet beispielhaft in der Schleifscheibenaufnahme 3 einer Schleifscheibe 14 vor der Schneidkantenpräparation eines Schneidwerkzeugs 5 hier in Form eines Boh- rers. Die Vorrichtung 1 wird an einer handelsüblichen, hier als Konusaufnahme 10 einer Schleifscheibe 14 ausgebildeten Werkzeugaufnahme angeordnet, wie sie für handelsübliche Werkzeugschleifmaschinen gebräuchlich ist. Die konkrete Ausgestal- tung der schleifmaschinenseitigen Aufnahme der Vorrichtung 1 ist dabei nebensäch- lieh und kann alle Arten der mechanischen Schnittstellen zur Werkzeugschleifma- schine umfassen. Auch können derartige Anordnungen an anderen Bearbeitungsein- richtungen wie etwa Bohrmaschinen, Drehmaschinen oder dgl. Einrichtungen aus- gebildet werden. Die Ausgestaltung an der in den Figuren dargestellten Werkzeug- Schleifmaschine ist hierbei nur beispielhaft zu sehen und lässt sich vielfach abge- wandelt ausgestalten.

An der Konusaufnahme 10 ist im Arbeitsraum der Werkzeugschleifmaschine ein Aufnahmebund 3 zur Aufnahme der Schleifscheibe 14 angeordnet, auf den die Schleifscheibe 14 mit ihrer Lochung aufgesteckt und mit Hilfe einer Gewindes 8 durch eine Überwurfmutter 9 in herkömmlicher Weise gesichert wird. Dieser Auf- nahmebund 3 ist üblicherweise aus einem Vollmaterial gebildet und hat außer der Lagerung der Schleifscheibe 14 keine sonstige Aufgabe.

Erfindungsgemäß wird ein Teil dieses sonst aus Vollmaterial bestehenden Aufnah- mebundes 3, der zentral im Arbeitsbereich der Werkzeugschleifmaschine liegt, dazu genutzt, die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 aufzunehmen. Hierzu wird vom Ar- beitsbereich der Werkzeugschleifmaschine her eine zentrale Längsbohrung 11 als Sackbohrung in den Aufnahmebund 3 eingebracht, in die eine noch näher erläuterte, hülsenartige und leicht austauschbare Halterung 4 für einen Schleifkörper 2 einge- steckt werden kann. Durch diese Anordnung der Vorrichtung 1 behindert die Vorrich- tung 1 die normale Betriebsweise der Werkzeugschleifmaschine nicht und stellt trotzdem die Aufnahme für einen Schleifkörper 2 zur Verfügung, der zur Schneidkan- tenpräparation eines Schneidwerkzeugs 5 genutzt werden kann.

Die austauschbare Halterung 4 weist einen derartigen Außendurchmesser auf, dass sie weitgehend spielfrei in die Längsbohrung 11 des Aufnahmebundes 3 eingesteckt werden kann. Eine Festlegung der austauschbaren Halterung 4 in der Längsbohrung 11 kann durch ein endseitiges Gewinde 6 an der Außenfläche der austauschbaren Halterung 4 erfolgen, das in eine entsprechendes Gegengewinde an der Längsboh- rung 11 eingeschraubt werden kann. Ebenfalls wäre es denkbar, die austauschbare Halterung 4 durch Einpressen oder eine sonstige formschlüssige oder kraftschlüssi- ge Weise in der Längsbohrung 11 festzulegen, wenn einerseits eine drehfeste Fest- legung bei einfacher Austauschbarkeit der austauschbaren Halterung 4 gewährleis- tet ist.

Im Inneren der hülsenartig aufgebauten austauschbaren Halterung 4 befindet sich ebenfalls eine Bohrung 23, in die ein zylindrischer Schleifkörper 2 eingesteckt oder drehfest eingepresst werden kann, der zur Wechselwirkung mit den Schneiden 7 des Schneidwerkzeugs 5 im Rahmen der Schneidkantenpräparation des Schneidwerk- zeugs 5 genutzt werden kann. Der Schleifkörper 2 besteht aus einer flexibel gebun- denen Abrasivpartikelmatrix, beispielsweise gummiartiggebundenen Abrasivpartikeln aus Hartstoffen. Der Schleifkörper 2 ist hinsichtlich seiner zylindrischen Außenabmessungen auf die Umfangsabmessungen des Schneidwerkzeugs 5, hier dem Außendurchmesser des Bohrers, abgestimmt und weist einen ein wenig größeren Außendurchmesser als der Außendurchmesser des Schneidwerkzeugs 5 auf, damit die Schneiden des Schneidwerkzeugs 5 bei der Schneidkantenpräparation auf jeden Fall nur mit dem Schleifkörper und nicht mit der austauschbaren Halterung 4 in Kontakt kommen.

Um nun die Schneidkantenpräparation des Schneidwerkzeugs 5 durchzuführen, wird das Schneidwerkzeug 5 in Form des Bohrers z.B. nach dem grundsätzlichen Schlei- fen der Werkzeugform mittels der Schleifscheibe 14 so vor der Vorrichtung 1 in der Längsbohrung 11 des Aufnahmebundes 3 positioniert, dass die Achse des Schneid- Werkzeugs 5 und die Längsbohrung 11 und damit die austauschbare Halterung 4 miteinander fluchten. Das Schneidwerkzeug 5 wird während einer Relativrotation zwischen Schneidwerkzeug 5 und Schleifkörper 2 dann in Zustellrichtung so lange auf den Schleifkörper 2 zugestellt, bis die Schneiden des Schneidwerkzeugs 5 in bestimmungsgemäßer Weise mit den Schneiden des Schneidwerkzeugs 5 wechsel- wirken und diesen zerspanen und dabei präpariert werden. Dabei wird der Schleif- körper 2 zumindest ein Stück weit zerspant und dadurch in Längsrichtung kürzer. Nach der Schneidkantenpräparation des Schneidwerkzeugs 5 wird das Schneid- werkzeug 5 entgegen der Zustellrichtung 24 wieder aus der austauschbaren Halte- rung 4 heraus gefahren und kann fertig entnommen werden. Der Vorgang kann dann mit dem nächsten Schneidwerkzeug 5 wiederholt werden, wodurch der Schleifkörper 2 sukzessive immer mehr zerspant wird und bei Erreichen einer Aufbrauchgrenze ausgetauscht werden muss. Hierzu wird die ganze aus- tauschbare Halterung 4 mit dem Rest des Schleifkörpers 2 aus der Längsbohrung 11 entnommen und durch eine mit einem frischen Schleifkörper 2 vorgerüstete aus- tauschbare Halterung 4 ausgetauscht. Durch die schnelle Austauschbarkeit der aus- tauschbaren Halterung 4 mit dem Schleifkörper 2 kann unmittelbar weiter gearbeitet werden. Weitere gleichartige austauschbare Halterungen 4 können z.B. in anderen Schleifscheibenaufnahmen als Depot bevorratet werden, um bei gleichbleibender Präparation diese zu verwenden. Hierdurch kann der Austausch des Schleifkörpers 2 bis zur Beendigung des Auftrages oder aber der Verschleißgrenzen der Schleif- schieben 14 hinausgezögert werden.

In der Figur 2 ist eine modifizierte Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 abgebildet, die zur Schneidkantenpräparation eines lang auskragenden Schneidwerkzeugs 13, hier bei- spielhaft eines Einlippenbohrers modifiziert wurde. Da derartige lang auskragende Schneidwerkzeuge 13 sich bei der schleifenden Bearbeitung und auch bei der Schneidkantenpräparation leicht seitlich wegdrücken und zu schwingen anfangen, wird das Schneidwerkzeug 13 hier durch eine an der austauschbaren Halterung 4 vorderseitig angeordnete Führungsbuchse 12 geführt und gestützt, so dass die ne- gativen Effekte der langen Auskragung nicht so oder überhaupt nicht zum Tragen kommen.

In den Figuren 3a bis 3c sind Ansichten und Schnitte durch verschieden aufgebaute Schleifkörper 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 abgebildet, die beispielhaft denkbare Modifikationen des Schleifkörpers 2 darstellen.

In der Figur 3a ist ein homogen über den ganzen Zerspanungsbereich des Schleif- körpers 2 ausgebildeter Schleifkörper 2 zu erkennen, wie dieser auch in der Figur 1 dargestellt ist.

Die Figur 3b zeigt einen Schleifkörper 2 mit einer zentralen Lochung 15, der z.B. für die Schneidkantenpräparation eines Bohrers als Schneidwerkzeug 5 eingesetzt wer- den kann. Im Bereich der Lochung 15 wechselwirkt der Bohrer dann nicht mit dem Schleifkörper 2, da dort kein abrasives Material vorhanden ist. Dadurch wird das als Bohrer ausgebildete Schneidwerkzeug 5 im Bereich der empfindlichen Querschneide nicht beeinflusst und behält die durch die vorhergehende Schleifbearbeitung mit der Schleifscheibe 14 vorhandene Gestalt. Nur im Bereich der Hauptschneiden werden durch die hülsenförmige Gestalt des Schleifkörpers 2 die Hauptschneiden präpariert.

Ebenfalls ist es wie in Figur 3c abgebildet denkbar, den außenliegenden Bereich 17 und den Kernbereich 16 des Schleifkörpers 2 aus unterschiedlichen Abrasivpartikeln oder gleichen Abrasivpartikeln mit unterschiedlicher Bindungshärte und damit unter- schiedlicher Zerspanungseigenschaften herzustellen. So kann z.B. der Kernbereich

16 des Schleifkörpers 2 eine höhere Bindungshärte als der außenliegende Bereich

17 aufweisen, um eine Minimierung elastischer Verformungen an der Innenschneide des Schneidwerkzeugs 5 herbei zu führen. Hier sind viele Modifikationen des Schleifkörpers 2 abhängig von dem zu präparierenden Schneidwerkzeug 5 und des- sen Form denkbar.

In den Figuren 4a bis 4d sind geschnittene Detailansichten der auswechselbaren Halterung 4 und darin angeordneter Schleifkörper 21, 22 für die Schneidkantenprä- paration verschiedener Schneidwerkzeuge 18, 19 und 20 dargestellt. Allen Werk- zeugen 18, 19 und 20 ist gemein, dass sie unterschiedliche zu präparierende Haupt- schneiden und Nebenschneiden aufweisen, die nicht einfach oder gar nicht in einem einzigen Durchgang präpariert werden können.

So kann z.B. die Reibahle 18 in der Figur 4a mit dem Teilbereich 22 des Schleifkör- pers 2 an den Hauptschneiden und gleichzeitig mit dem Teilbereich 21 des Schleif- körpers 2 an den Nebenschneiden präpariert werden. Es ist aber auch denkbar, die Nebenschneiden gemäß Figur 4b in einer der Präparation der Hauptschneiden nach- folgenden einzelnen Bearbeitung nur an dem Teilbereich 21 des Schleifkörpers 2 an den Nebenschneiden zu präparieren.

In der Figur 4c ist die Schneidkantenpräparation eines Stufenbohrers 19 zu erken- nen, dessen beide Stufen an zwei z.B. unterschiedlich gebundenen Teilbereichen 21 und 22 des Schleifkörpers 2 gleichzeitig präpariert wird.

Die Figur 4d zeigt eine Schneidkantenpräparation eines Fräsers 20 allein an den Nebenschneiden, die mit einem Teilbereich 21 des Schleifkörpers 2 wechselwirken. Die Figur 5 zeigt eine denkbare Ausgestaltung eines palettenartigen Magazins 25 an einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit Aufnahmen 26 zur Aufnahme einer An- zahl von auswechselbaren Halterungen 4 und darin angeordneter Schleifkörper 2. Die auswechselbaren Halterungen 4 mit den Schleifkörpern 2 könnnen in einem sol- chen palettenartigen Magazin 25 in gleichen oder sich unterscheidenden Durchmes- sern vorgehalten werden. Somit ist ein einfaches und automatisierbares Auswech- seln der auswechselbaren Halterungen 4 mit den jeweils benötigten Schleifkörpern 2 möglich, so dass eine schnelle und automatiserbare Wechselwirkung zwischen dem jeweils herzustellendem Schneidwerkzeug 5 und dem passenden Schleifkörper 2 für eine Vielzahl von geschliffenen Werkzeugen 5 möglich wird. Die hier beispielhaft als palettenartiges Magazin 25 ausgestaltete Einrichtung kann rund, quadratisch oder auch rechteckig ausgeführt sein und je nach Abmessungen eine bestimmte Anzahl an Aufnahmen 26 für auswechselbare Halterungen 4 mit den Schleifkörpern 2 be- reitstellen.

Im Folgenden sollen noch wesentliche Eigenschaften und Vorteile der Erfindung kurz erläutert werden:

Grundidee des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Nutzung eines flexibel gebun- denen Schleifkörpers 2 aus Abrasivpartikeln, welcher hier beispielhaft in einer spe- ziell entwickelten Schleifscheibenaufnahme 3 installiert ist. Bei der definierten Zerspanung eines solchen Schleifkörpers 2 kommt es zu einem Materialabtrag an der Schneidkante des Schneidwerkzeugs 5, der zur gezielten Präparation genutzt werden kann. Dieses Verfahren wird z.B. auf einer konventionellen Werkzeug- schleifmaschine durchgeführt und ist somit ohne weiteren Handhabungsaufwand am Ende der Prozesskette zur Werkzeugherstellung bzw. dem Werkzeugnachschleifen integrierbar. Der zur Präparation erforderliche Materialabtrag entsteht durch die Re- lativbewegung zwischen Schleifkörper 2 und Schneidwerkzeug 5. Der zylindrische Schleifkörper 2 wird hierbei z.B. ortsfest in der Schleifscheibenaufnahme 3 gespannt, während die erforderlichen translatorischen und rotatorischen Bewegungen vom zu präparierenden Schneidwerkzeug 5 ausgeführt werden.

Weiterhin besteht in diesem Fall durch eine gezielte Überlagerung der Rotationsrich- tungen von Schneidwerkzeug 5 und Schleifscheibenaufnahme 3 die Möglichkeit, gezielte Verrundungen und Verkippungen der Schneidkante einzustellen. Des Weite- ren lassen sich durch einen Aufbau des Schleifkörper 2 mit unterschiedlichen Härte- graden variable Verrundungen über den Schneidenbereich der Schneidwerkzeug 5 erzeugen. Auch die Verrundung der Querschneide der Schneidwerkzeug 5 durch etablierte Präparationsverfahren stellt eine bekannte Problematik dar. Durch die Verwendung eines Schleifkörpers 2 mit einer an den Werkzeugdurchmesser 5 abge- stimmten Lochung 15, ergeben sich Möglichkeiten, die Hauptschneiden z.B. eines Bohrwerkzeuges 5 an den Präparationsprozess anzupassen, aber eine Verrundung der Querschneide zu vermeiden. Gleiches gilt für die genaue Abstimmung Durch- messers des Schleifkörpers 2 an den zu präparierenden Durchmesser des Schneid- werkzeugs 5.

Weiterhin bestehen aufgrund der freien Prozesskinematik weitere Anwendungsbe- reiche, wie beispielsweise die Präparation von Reibahlen, Mikrofräswerkzeugen und Stufenbohrwerkzeugen. Aus der Zerspanung des Schleifkörpers 2 resultiert ein Materialabtrag an der Schneidkante des Schneidwerkzeugs 5, wodurch diese verrundet wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Werkzeugherstellung (Schleifen der Makrogestalt) und definierte Erzeugung der mikroskopischen Schneid- kantengestalt z.B. auf derselben Werkzeugschleifmaschine oder Bearbeitungsein- richtung durchführbar sind. Durch die Zerspanung des Schleifkörpers 2 kommt hier- bei ständig frisches Abrasivmedium zum Einsatz, wodurch über die Prozessdauer konstante Präparationsbedingungen herrschen. Dabei beschränkt sich die Werk- zeugbeeinflussung auf die mit dem Schleifkörper 2 in Kontakt kommenden Bereiche des Schneidwerkzeugs 5, was einen Vorteil gegenüber anderer Präparationsverfah- ren, wie etwa dem Schleppschleifen oder dem Strahlspanen, ausmacht. Zusätzlich zu den geringen Investitionskosten sind die Präparationskosten pro Werkzeug ge- ring, da der Austausch der Schleif körper 2 schnell und einfach erfolgen kann.

Insbesondere die Schneidkantenverrundung von langauskragenden Schneidwerk- zeugen 13 mit einem hohen Länge-zu-Durchmesserverhältnis (l/d-Verhältnis) erfor- dert nach aktuellem Stand der Technik eine besondere Handhabung und aufwendi- ge Prozessführung, wenn eine geeignete Schneidkantenpräparation erstellt werden soll. Die erfindungemäße Vorrichtung bietet das Potential, dass auch solche lang- auskragenden Schneidwerkzeuge 13 durch die einfache Kinematik, die Bearbeitung in einer Aufspannung und innerhalb bestehender Produktionsabläufe in kürzester Zeit auf der Werkzeugschleifmaschine oder Bearbeitungseinrichtung präpariert wer- den können. Neben Schneidwerkzeugen 13 mit hohem l/d-Verhältnis lassen sich jedoch auch durch eine geringfügige Änderung der Schleifkörper 2 konventionelle rotationssymmetrische Zerspanungswerkzeuge durch dieses Verfahren präparieren.

Neben der Schneidkantenverrundung an Neuwerkzeugen 5 lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren auch Schneidwerkzeuge 5 präparieren, die nachge- schliffen wurden und somit bereits an bestimmten Funktionsflächen durch eine Hart- stoffschicht beschichtet sind. Nach bisherigem Erkenntnisstand ist dies durch aktuell verfügbare Verfahren nicht gezielt möglich, wodurch die Leistungsfähigkeit von nachgeschliffenen Schneidwerkzeugen 5 meist bedeutend geringer ist als die von neuen Schneidwerkzeugen 5.

Maßgebend für die Implementierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist die Aufnahme der austauschbaren Halterung 4 etwa in der Schleifscheibenaufnahme 3. Die üblicherweise auf Werkzeugschleifmaschinen verwendeten Schleifscheibenauf- nahmen 3 haben entsprechende Schnittstellen zur Werkzeugschleifmaschinenspin- del. Diese sind meist als Hohlschaftkegel (HSK), Schaftkegel (SK) oder sonstiger, meist genormte Schnittstelle, ausgeführt, um eine hohe Flexibilität und Genauigkeit beim Schleifscheibenwechsel zu ermöglichen. Hierbei werden die Schleifscheiben zum Werkzeugschleifen meist auf einen Dorn 3, z.B. mit einem Durchmesser d = 20 mm, gesetzt, durch Distanzringe positioniert und durch eine Spannmutter 9 fixiert. Der Kern des Dorns 3 hatte bisher keinerlei Funktion. Durch den Einbau der aus- tauschbaren Halterung 4, hier in eine Bohrung 11 mit Innengewinde, wird dem Dorn 3 eine zusätzliche Funktionsmöglichkeit gegeben und die Schleifscheibenaufnahme 3 hinsichtlich ihres Einsatzvermögens deutlich aufgewertet. Neben der Festlegung der austauschbaren Halterung 4 ließen sich durch die, schraubbare oder auch an- ders fügbare, Verbindung auch andere, nicht dem Zweck der Schneidkantenpräpara- tion dienliche, Funktionselemente implementieren. Auch können entsprechende Auf- nahmen an anderen Bearbeitungseinrichtungen vorgesehen werden, etwa an Dreh- maschinen, Bohrmaschinen oder sonstigen speziellen oder universal einsetzbaren Einrichtungen.

Die speziell für den Anwendungsfall der Schneidkantenpräparation entwickelten Schleifkörper 2 weisen eine elastische Bindung der Abrasivpartikel mit an den jewei- ligen Anwendungsfall festzulegendem Härtegrad auf. Dabei handelt es sich um ei- nen mit feinen oder gröberen Abrasivpartikeln, beispielsweise Siliziumkarbid, Alumi- niumdioxid oder Diamant, durchsetzten rotationssymmetrischen Schleifkörper 2, wel- cher von den zu präparierenden Schneidwerkzeugen 5 sukzessive vollständig zerspant wird. Die rotationssymmetrischen Schleifkörper 2 sind dabei an den Durchmesser des zu präparierenden Schneidwerkzeugs 5 angepasst und mit sehr geringem Aufmaß hergestellt und in das austauschbare Halteelement 4 eingepresst. Somit kann eine Verrundung der exponierten Schneidenecken der Schneidwerkzeu- ge 5 vermieden bzw. im Vergleich zu bestehenden Verfahren deutlich minimiert wer- den. Neben den rotationssymmetrischen Grundkörpern aus einer festgelegten Bin- dungshärte lassen sich auch Schleifkörper 2 hersteilen, die unterschiedliche Härte- grade aufweisen und dementsprechend an den Anwendungsfall und die zu bearbei- tenden Durchmesser angepasst sind. Hierbei sind insbesondere die Möglichkeiten zu nennen, dass es bei Schneidwerkzeugen 5 notwendig werden kann, dass der Kern 16 des Schleifkörpers 2 eine höhere Härte als der äußere Bereich 17 aufweist, um eine gleichmäßige Schneidkantenverrundung aufgrund der elastischen Deforma- tion des rotationssymmetrischen Schleifkörpers 2 zu erreichen.

Zusätzlich ergeben sich durch die Prozesskinematik Möglichkeiten, bspw. durch die Überlagerung der Drehrichtungen und -geschwindigkeiten, unabhängig von der Leis- tungsfähigkeit der Werkstück- als auch der Werkzeugspindel einen breiten Parame- terraum hinsichtlich der Schnittgeschwindigkeiten beim Zerspanen des Schleifkör- pers 2 abzudecken. Des Weiteren lassen sich durch unterschiedlich orientierte, ge- gen- und gleichläufige, Bewegungen der Schleifscheibenaufnahme 3 mit integriertem Schleifkörper 2 und dem zu präparierenden Schneidwerkzeug 5, Beeinflussungen der Schneidkantenverkippung, des Formfaktors K, ermöglichen und einstellen. Durch das Einbringen von Lochungen 15, dem Einbringen von Kernen 16 mit unterschiedli- chen Härten, Abrasivpartikeln und Korngrößen und die flexible Formgebung der Schleifkörper 2 bietet dieses Verfahren eine Möglichkeit zur Übertragung auf viele weitere Varianten von Zerspanungswerkzeugen 5. Zusätzlich lässt sich durch eine Überlagerung der Achsen der Schleifscheibenaufnahme 3 eine andere Kinematik entwickeln und umsetzen, welche einer Fräsbearbeitung nahe kommt und somit auch eine Präparation von verschiedenen Fräswerkzeugen 5 gezielt an den Stirn- und/oder Umfangsschneiden ermöglicht.

Neben der bereits beschriebenen Verwendung für Schleifkörper 2 zur Schneidkan- tenpräparation lässt sich die Vorrichtung 1 auch durch das Einsetzen von Messtech- nik oder Sensorik erweitern. Durch das Einbringen von elektrischen Leiterbahnen und Sensoren in die austauschbare Halterung 4 ließe sich sogar eine elektronische, mit Akkumulatoren ausgestattete, Überwachungselektronik implementieren und durch eine geeignete Ladetechnik während der nicht Nutzung im Schleifscheiben- magazin oder extern laden.

Aufgrund der Integration der Vorrichtung 1 z.B. in die Schleifscheibenaufnahme 3 ergeben sich nur unwesentlich höhere Anschaffungskosten im Vergleich zu konven- tionellen Schleifscheibenaufnahmen 3. Damit verbunden ist, dass durch die Integra- tion in die Schleifscheibenaufnahme 3 das Konzept auf nahezu jeder Werkzeug- schleifmaschine oder Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden kann. Somit entfällt die für die meisten bisher bekannten Verfahren notwendige Investition für zusätzliche Anlagen inkl. der dadurch entstehenden Wartungs- und Instandhaltungskosten so- wie das Werkstückhandling nach dem Schleifprozess. Durch die Komplettbearbei- tung auf der z.B. Werkzeugschleifmaschine ergeben sich zwar Zeiten, bei der die Maschine nicht für ihren primären Verwendungszweck genutzt werden kann, jedoch sind diese aufgrund der sehr kurzen Prozesszeiten von < 5 s je Präparation margi- nal. Ein Werkzeugwechsel lässt sich bei geschickter Zusammenstellung der Schleif- scheibenpakete auf dem Schleifdorn bzw. durch die Ausrüstung jeder Schleifschei- benaufnahme 3 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 vermeiden, wodurch die Produktivität insgesamt steigt und die Herstellungskosten deutlich reduziert werden können.

Die Anpassung der Schleifkörper 2 an den Durchmesser der Schneidwerkzeuge 5 und das vorher definierte maximale Übermaß des zu zerspanenden Schleifkörpers 2 garantieren eine nahezu nicht relevante Beeinflussung der Schneidenecken und der Nebenschneiden der Schneidwerkzeuge 5. Zusätzlich ergeben sich aufgrund der durch die Spanungsdicke begrenzten Kontaktfläche zwischen Schneidwerkzeug 5 und zu zerspanendem Schleifkörper 2 keinerlei Beeinflussungen der peripheren Flä- chen des Schneidwerkzeugs 5. Aufgrund der definierten Länge des rotationssym- metrischen Schleifkörpers 2 innerhalb der austauschbaren Halterung 4 lassen sich eine von Durchmesser und Zielverrundung abhängige Anzahl an Schneidwerkzeu- gen 5 mithilfe des vorgestellten Konzeptes bearbeiten, bis der zu zerspanende Schleifkörper 2 vollständig aufgebraucht ist. Durch Austausch der austauschbaren Halterung 4 bzw. den Wechsel auf eine andere Schleifscheibenaufnahme 3 mit glei- chem Schleifkörper 2 ist eine nahtlose, prozesskettenahe Bearbeitung möglich. Die freie Kinematik durch die Montage in der Schleifscheibenaufnahme 3 bietet weiterhin das Potential, auch eine andere, dem Fräsen ähnliche, Prozesskinematik auf der Werkzeugschleifmaschine zu realisieren. Somit ergeben sich Möglichkeiten, um Haupt- und Nebenschneiden der Schneidwerkzeuge 5 mit unterschiedlichen Schneidkantenverrundungen und Formfaktoren zu präparieren.

Neben der Variation von Form der Schleifkörper 2 und Bindungshärte ist es möglich, über eine Anpassung der kinematischen Eingriffsverhältnisse unterschiedliche For- men der Schneidkantenverrundung zu erzeugen. Von besonderer Bedeutung sind hierbei die Rotationsrichtung des Schneidwerkzeugs 5, die Rotationsrichtung des Schleifkörpers 2, die Verweilzeit am Bohrungsgrund sowie der Vorschub pro Umdre- hung.

Für langauskragende Tiefbohrwerkzeuge 13 mit unterschiedlichen Durchmessern ist eine Führung der Werkzeugspitze notwendig, um eine Schneidkantenpräparation zu ermöglichen ohne eine Beschädigung des Schneidwerkzeuges 13 resultieren zu las- sen. Hierfür ist eine Anpassung der austauschbaren Halterung 4 notwendig. Die Führung des Schneidwerkzeuges 13 ist so zu dimensionieren, dass der Schleifkör- per 2 mit der Werkstückachse übereinstimmt und die elastische Durchbiegung des Schneidwerkzeugs 13 kompensiert wird. Die Komplexität der Präparation resultiert dabei aus den Anforderungen an die Schneidkante. Neben der stärkeren Verrun- düng der Außenschneide ist bei der Anwendung an Einlippentiefbohrwerkzeugen auch eine deutlich geringere Abrundung der Innenschneide zu erreichen. Sachnummernliste

1 erfindungsgemäße Vorrichtung

2 Schleifkörper

3 Aufnahmebund Schleifscheibenaufnahme 4 austauschbare Halterung

5 Schneidwerkzeug

6 Gewinde austauschbare Halterung

7 Schneiden Schneidwerkzeug

8 Spanngewinde für Schleifscheibe 9 Spannmutter für Schleifscheibe

10 Werkzeugkonus

11 Bohrung in Schleifscheibenaufnahme

12 Führungsbuchse

13 Einlippenbohrer 14 Schleifscheibe

15 Lochung

16 Kern mit höherer Bindungshärte

17 Umfangsbereich mit niedrigerer Bindungshärte

18 Reibwerkzeug 19 Stufenbohrer

20 Fräswerkzeug 21 umgebender Schleifkörper 22 innenliegender Schleifkörper 23 Bohrung Halterung 24 Zustellrichtung

25 palettenartiges Magazin

26 Aufnahmen