Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Feinbearbeitung von Bohrungen.

Die Herstellung von Bohrungen hoher Maßhaltigkeit und Oberflächengüte erfolgt üb licherweise in einem mehrstufigen Verfahrensablauf. Dabei wird zunächst eine Grob bearbeitung des Werkstücks mittels Bohren, Fräsen oder Feinspindeln durchgeführt; auf diese folgt eine Schlichtbearbeitung der Bohrung, beispielsweise mittels eines Reibverfahrens, und eine abschließende Feinstbearbeitung, insbesondere mittels Honen.

WO 84/03461 beschreibt ein Bohrwerkzeug mit einem Werkzeugkörper, der einen Bohrabschnitt, einen Reibabschnitt und einen Honabschnitt umfasst. Diese Kombina tion mehrerer unterschiedlich gestalteter Abschnitte in einem einzigen Bohrwerkzeug soll eine Bearbeitung eines weiten Spektrums unterschiedlicher Werkstoffe ermögli chen. Hierbei dient der Reibabschnitt insbesondere dazu, beim Bohren in weiche Ma terialien die Entfernung zäher Späne zu erleichtern, während der Honabschnitt anschließend die Innenwand der Bohrung glätten soll. Bei dem in der genannten Schrift beschriebenen Werkzeug kann es leicht Vorkommen, dass die scharfen Schneidkanten der Reibabschnitte oder des Bohrers in die Bohrungswand eingreifen und diese verletzen, insbesondere bei einem nicht perfekten Rundlauf des Werkzeu ges, was fast immer der Fall ist.

Weiterhin eignet sich das aus WO 84/03461 bekannte Kombinationswerkzeug nicht zur Herstellung von Bohrungen mit großem Durchmesser, beispielsweise Pleuelau gen oder Zylinderbohrungen. Bei der Bearbeitung solcher Bohrungen wird die Rohform des Werkstücks typischerweise zunächst einer Schruppbearbeitung, bei spielsweise mittels Feinspindeins, unterzogen, bevor eine Feinbearbeitung der Boh rung mittels Honens durchgeführt werden kann. In diesem Fall ist also eine Kombination eines Bohrabschnitts mit einem Honabschnitt auf einem einzigen Werk zeugkörper nicht sinnvoll. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug zur Bearbeitung von Boh rungen vorzuschlagen, bei dessen Verwendung die oben genannten Probleme um gangen werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des unabhängi- gen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Va rianten der Erfindung.

Ein erfindungsgemäßes Werkzeug zur Feinbearbeitung von Bohrungen umfasst ei nen Werkzeugkörper, auf dem ein Reibabschnitt und ein Honabschnitt angeordnet sind, wobei der Honabschnitt derart ausgeführt ist, dass eine axiale Führung des Werkzeuges im Betrieb erreicht werden kann. Unter einer axialen Führung ist in die sem Zusammenhang zu verstehen, dass die Rotationsachsen sowohl des Honab schnittes als auch des Reibabschnittes im Betrieb in Vorschubrichtung fluchten. Dadurch kann eine verbesserte, reproduzierbar maßhaltige kombinierte Bearbeitung insbesondere langer, dünner und auch unterbrochener Bohrungen gewährleistet wer- den. Der Honabschnitt erfüllt erfindungsgemäß also eine Doppelfunktion, nämlich zum einen die Innenbearbeitung von Bohrungen und zum anderen die Führung des vorgeschalteten Reibabschnittes, so dass eine gute Geradheit der Bohrung erreicht werden kann.

Diese vorteilhafte Eigenschaft des Werkzeuges kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Verhältnis der axialen Erstreckung des Honabschnitts zu der axia len Erstreckung des Reibabschnittes mindestens 2 beträgt. Zusätzlich oder alternativ kann es vorteilhaft sein, wenn der Honabschnitt von dem Reibabschnitt in axialer Richtung um weniger als den Außendurchmesser des Werkzeugs zwischen den Ab schnitten beabstandet ist. Mit anderen Worten folgen in diesem Fall der Honabschnitt und der Reibabschnitt in axialer Richtung, also in Vorschubrichtung des Werkzeuges, kurz aufeinander.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist der Werkzeugkörper im Honabschnitt mit Honleisten versehen. Diese Gestaltung des Werkzeugs hat den Vorteil, dass ein Außendurchmesser des Honabschnitts unabhängig vom Außendurchmesser des Reibabschnitts gewählt werden kann. Die Honleisten wirken während der Bearbei tung der Bohrung als Führungsleisten für den Reibabschnitt und stellen sicher, dass der Reibabschnitt während der Bohrungsbearbeitung gerade fluchtend in der zu be arbeitenden Bohrung geführt wird.

Es ist vorteilhaft, den Außendurchmesser des Honabschnitts etwas größer als den Außendurchmesser des Reibabschnitts zu wählen, so dass die Honleisten radial über den Reibabschnitt hinausragen. Dann bewirken die Honleisten des Honab schnitts während der Bearbeitung eine Klemmung des Werkzeugs in der zu bearbei tenden Bohrung. Bei einer solchen Gestaltung des Werkzeugs können Rückzugsriefen der Reibschneiden beim Zurückziehen des Werkzeugs aus der Boh rung wirksam vermieden werden. In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Außendurchmesser des Honabschnitts um etwa 20 pm größer als den Außen durchmesser des Reibabschnitts zu wählen.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die Honleisten fest mit dem Werk zeugkörper verbunden, insbesondere mittels einer Löt- oder Klebeverbindung am Werkzeugkörper befestigt; auch eine Verschraubung ist denkbar. Alternativ können die Honleisten zustellbar auf dem Werkzeugkörper angeordnet sein und im Vorfeld und/oder prozessbegleitend mit Hilfe eines geeigneten Verstellmechanismus radial eingestellt werden. Auf diese Weise lässt sich gegenüber festen Honleisten eine bes sere Zentrierung des Werkzeuges und damit eine verbesserte Führung auch über längere Bearbeitungs- oder Standzeiten hinweg erreichen.

Der Reibabschnitt ist vorteilhafterweise mehrschneidig gestaltet; er kann insbeson dere auch als Reibring ausgebildet sein. Weiterhin kann der Reibabschnitt eine oder mehrere Wendeschneidplatten umfassen.

Die Kombination eines Reibabschnitts und eines Honabschnitts auf einem einzigen Werkzeugkörper ermöglichen eine Reduktion der Taktzeit, da - im Unterschied zur ansonsten üblichen Arbeitsweise mit getrennten Werkzeugen - die beiden Bearbei tungsoperationen des Reibens und des Honens in einem einzigen Prozessschritt ohne Werkzeugwechsel durchgeführt werden können. Die erfindungsgemäße Gestal tung der Honabschnitts mit Honleisten, welche vorteilhafterweise radial über den Reibabschnitt hinausragen, gewährleistet die Herstellung qualitativ hochwertiger Bohrungen, wobei die Honleisten als Führungsleisten für den Reibabschnitt fungie ren. Im Vergleich zu herkömmlichen einschneidigen Reibahlen mit Führungsleisten ermöglicht die erfindungsgemäße Gestaltung weiterhin höhere Vorschübe. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;

Figur 2 eine Schnittansicht des Werkzeugs der Figur 1 ;

Figur 3 eine Detailansicht des Werkzeugs gemäß dem Ausschnitt III in Figur 2. Figur 1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht eines er findungsgemäßen Werkzeugs 10 zur Feinbearbeitung von Bohrungen 8 in Werkstü cken 6. Das Werkzeug 10 umfasst einen Werkzeugkörper 11 , der endseitig mit einem Aufnahmeabschnitt 12 zur Aufnahme in einer (in den Figuren nicht gezeigte) Werkzeugmaschine versehen ist. An einem dem Aufnahmeabschnitt 12 gegenüber- liegenden Ende 13 des Werkzeugkörpers 11 befindet sich ein Reibabschnitt 20 und ein Honabschnitt 25 zur Bearbeitung der Bohrungen 8. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 weist das Werkzeug 10 zwischen dem Aufnahmeabschnitt 12 und dem Reibabschnitt 20 einen langen Schaft 15 auf, um die Bearbeitung schwer zu gänglicher Bauteilbereiche im Werkstück 6 zu erleichtern bzw. zu ermöglichen. Figur 3 zeigt eine Detailansicht eines Ausschnitts des Bereichs 13 des Werkzeugkör pers 11 mit dem Reibabschnitt 20 und einem Teil des Honabschnitts 25. Der Reibab schnitt 20 umfasst einen Reibring 22 mit mehreren Reibschneiden 23. Im Honabschnitt 25 befinden sich mehrere Honleisten 27, die durch Klebeverbindungen mit dem Werkzeugkörper 11 verbunden sind. Die Honleisten 27 ragen im gezeigten Beispiel in einer solchen Weise aus dem Werkzeugkörper 11 heraus, dass der Au ßendurchmesser 26 des Honabschnitts 25 um etwa 10 - 30 pm größer ist als der Au ßendurchmesser 21 des Reibabschnitts 20. Bei der Bearbeitung des Werkstücks 6 (Richtungspfeil 30 in Figur 1) dringt zunächst der Reibabschnitt 20 in die Bohrung 8 ein. Die dem Werkzeug 10 zugewandte Innen fläche 9 der Bohrung 8 wird durch den Reibabschnitt 20 spanend bearbeitet, wodurch der Durchmesser der Bohrung 8 auf den Außendurchmesser 21 des Reibabschnitts 20 vergrößert wird. Bei weiterem Vorschub des Werkzeugs 10 (Rich tungspfeil 30) kommt der Honabschnitt 25 in Eingriff mit der Bohrung 8. Nun bearbei tet der Honabschnitt 25 die Innenfläche 9 der Bohrung 8 und versieht sie mit einem gewünschten Honmuster, insbesondere einem Kreuzschliff. Da der Außendurchmes ser 26 des Honabschnitts 25 etwas größer ist als der Außendurchmesser 21 des Reibabschnitts 20 wird ein ausreichend guter Sitz des Honabschnitts 25 in der Boh rung und damit eine zuverlässige Führung des Werkzeugs 10 erreicht.

Bei einem weiteren Vorschub des Werkzeugs 10 in das Werkstück 6 dienen die Hon leisten 27 als Führungsleisten für das Werkzeug 10 im Werkstück und gewährleisten eine hochgenaue fluchtende Ausrichtung des Werkzeugs 10 gegenüber den Bohrun- gen 8. Beim Rückzug des Werkzeugs 10 aus dem Werkstück 6 (Richtungspfeil 31 in Figur 1) nach vollendeter Bearbeitung verhindern die Honleisten 27 aufgrund des größeren Außendurchmessers 26, dass die Reibschneiden des Reibrings 22 Rück zugsriefen in der Bohrungswandung 9 hinterlassen. Somit können qualitativ hoch wertige Bohrungen 8 mit fehlerfreien Innenflächen erzeugt werden. Alternativ zu der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausgestaltung, bei der die Honleis ten 27 durch Löten oder Kleben am Werkzeugkörper 11 befestigt sind, können die Honleisten auch zustellbar im Werkzeugkörper geführt sein und durch einen Zustell mechanismus auf den gewünschten Außendurchmesser eingestellt werden.

Bezugszeichenliste

6 Werkstück

8 Bohrung

9 Innenfläche der Bohrung

10 Werkzeug

11 Werkzeugkörper

12 Aufnahmeabschnitt

13 gegenüberliegendes Ende des Werkzeugkörpers

15 Schaft

20 Reibabschnitt

21 Außendurchmesser Reibabschnitt

22 mehrschneidiger Reibring

23 Reibschneiden

25 Honabschnitt

26 Außendurchmesser Honabschnitt

27 Honleisten

30 Richtungspfeil Vorschub

31 Richtungspfeil Rückzug