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Ausspindeln

Ein günstigeres Verfahren gegenüber dem Reiben, stellt das Ausspindeln dar. Hiermit können ebenfalls hochgenaue Bohrungen durch Aufbohren mit einer rotierenden Schneide erzeugt werden. Dabei wird ein Werkzeug, das prinzipiell einer Bohrstange beim Innendrehen entspricht, exzentrisch an einer Werkzeugaufnahme eingespannt und, wie beim Bohren, in eine Drehbewegung versetzt. Wenn man davon absieht, dass hierbei das Werkzeug und nicht das Werkstück gedreht wird, entspricht dieser Prozess einem Drehprozess. Auf diese Art und Weise kann man natürlich auch eine Zylindermantelfläche außen bearbeiten, wenn die Drehbewegung kinematisch nur durch das Werkzeug und nicht durch das Werkstück erfolgen kann.

Die Anforderungen an die Genauigkeit des Werkzeuges sind im Vergleich zum Reiben gering. Dies wird durch eine Verstellung der Schneide in radialer Richtung ermöglicht, um den gewünschten Bohrungsdurchmesser zu erzielen. Abhängig von der Genauigkeit können definierte Messschnitte mit geringen Schnitttiefen notwendig sein. Abweichungen durch auftretende Prozesskräfte lassen sich durch diese Verstellmöglichkeit zusätzlich minimieren.

Diese kostengünstigere und prozesssichere Alternative zum Reiben birgt allerdings den Nachteil längerer Bearbeitungszeiten. Durch den Einsatz von beschichteten Hartmetallplatten, wie sie auch im Drehbereich üblich sind, kann dies wiederum teilweise kompensiert werden.

Durch Überlagerung  von frequenzgesteuerten Auslenkbewegungen des Ausspindelwerkzeuges, lassen sich auch Bohrungsformen (z.B.: Dreiecks- oder Kleeblattform) gezielt beeinflussen, um beispielsweise Verformungen von Bauteilen im eingebauten Zustand vorzubeugen. Die Amplituden, die die Werkzeugschneide dabei erfährt, bewegen sich im hundertstel bis zehntel Millimeterbereich und werden beispielsweise durch piezoelektrische Elemente realisiert.

  • mit variablem Durchmesser/ Verstellantrieb (D‘ Andrea-Kopf)

Eine Erweiterung des Ausspindelns zur Erzeugung von Bohrungen mit nichtkonstantem Durchmesser, wird zum Beispiel durch den Einsatz von Werkzeugsystemen der italienischen Herstellerfirma D’Andrea erreicht. Über einen separaten Antrieb wird die Schneide am Werkzeug automatisch in einer resultierenden Linearbewegung verstellt, wodurch sich Bohrungskonturen interpoliert über die Vorschubachse abbilden lassen, ohne das Werkstück um die Bohrungsachse rotieren lassen zu müssen. Die Programmierung des Werkstückes entspricht dabei im Wesentlichen einer Drehbearbeitung, die auch äquidistante Werkzeugbahnen mit Werkzeugradiuskompensation (G41/G42) ermöglicht.

Ausspindeln

verstellbares Ausspindelwerkzeug mit eingespannter Bohrstange

Quelle: Swisstools

D’Andrea-Ausspindelwerkzeug mit Verstellantrieb

Quelle: D’Andrea

DAndrea
Ausspindeln DAndrea1

D’Andrea-Ausspindelwerkzeug während der Bearbeitung einer Fase an einer Bohrung und einer Planfläche mit auslaufendem Radius.

Quelle: NSI/Hertel

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