DD260665A1

DD260665A1 - Bohrstange fuer ausbohr- oder ausdrehwerkzeuge

Info

Publication number: DD260665A1
Application number: DD30392387A
Authority: DD
Inventors: Rudolf Jahn; Guenter Schmidt
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1987-06-18
Filing date: 1987-06-18
Publication date: 1988-10-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrstange fuer Ausbohr- oder Ausdrehwerkzeuge zur Metallbearbeitung. Ein zweckmaessiges Anwendungsgebiet erstreckt sich auf die Herstellung genauer Bohrungen in Metallgehaeusen durch Feinausbohren. Die Bohrstange besteht aus einem Tragkoerper aus technischer Keramik, z. B. Al2O3, SiC oder Si3N4. Ein solcher Keramikkoerper ist von einem galvanisch aufgebrachten Metallmantel umgeben, der sich aus mehreren Schichten zusammensetzt. Der Metallmantel hat dabei vorteilhafterweise von der Keramikoberflaeche beginnend folgenden Schichtaufbau: zwei Kupferschichten, eine Nickelschicht und eine abschliessende Chromschicht. Die maximale Dicke des Metallmantels betraegt 0,5 mm. Figur

Description

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Bohrstange in Einbaulage mit aufgebrochener Oberfläche.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein rotierendes Ausbohrwerkzeug zum Feinausbohren von Bohrungen in Graugußgehäusen.

Die erfindungsgemäße Bohrstange 1 weist ein hinteres kegliges Ende 2 zum Einsetzen in einen Aufnahmeflansch 3 einer Werkzeugmaschine und ein vorderes Ende 4 zur Aufnahme eines Werkzeugeinsatzes 5 auf. Die Bohrstange 1 besteht aus einem sich über die gesamte Länge der Bohrstange 1 erstreckenden massiven Tragkörper 6 aus AI₂O₃-Keramik. Der Tragkörper 6 ist umgeben von einem galvanisch aufgebrachten Metallmantel 7, der von innen nach außen gesehen aus zwei Kupferschichten, einer Nickelschicht und einer abschließenden Chromschicht besteht. Vor dem Galvanisieren der Metallschichten wird der Tragkörper 6 mit einer elektrisch leitfähigen Graphitschicht versehen.

Für den Betriebseinsatz wird die im Aufnahmeflansch 3 eingesetzte Bohrstange 1 mit der Drehspindel einer Werkzeugmaschine verbunden. Beim Feinausbohren rotiert die Bohrstange 1 mit der Drehspindel.

Die beim Bearbeitungsvorgang an der Bohrstange auftretenden Biegebeanspruchungen werden aufgrund der hohen Steifigkeit des Tragkörpers 6 aus Keramik und des auf diesem stabilisierend wirkenden Metallmantel 7 ohne Beeinträchtigung der Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächengüte der bearbeiteten Bohrungen aufgenommen. Aufgrund der zweifach geringeren Dichte des keramischen Werkstoffes gegenüber Stahl können sich Unwuchterscheinungen nicht in dem Maße auswirken, daß sie die Bearbeitungsgüte negativ beeinflussen. Weiterhin gewährleistet der mit dem Keramiktragkörper 6 formschlüssig verbundene Metallmantel 7 bei Havariebelastungen der Bohrstange die Sprödbruchsicherung.

Claims

1. Bohrstange für Ausbohr- oder Ausdrehwerkzeuge, bestehend aus einem Tragkörper aus einem hochmodularen Werkstoff mit einem diesen umgebenden Metallmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (6) aus technischer Keramik besteht, welche von einem Metallmantel (7) mit einer maximalen Dicke von 0,5mm umgeben ist und der Metallmantel (7) durch Galvanisieren aufgebracht wird.

2. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel (7) aus zwei Kupferschichten, einer Nickelschicht und einer abschließenden Chromschicht besteht.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrstange für Ausbohr- oder Ausdrehwerkzeuge zur Metallbearbeitung. Ein zweckmäßiges Anwendungsgebiet einer derartigen Bohrstange erstreckt sich auf die Herstellung genauer Bohrungen in MetalIgehäusen durch Feinausbohren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

ZurSteifigkeitserhöhung von Bohrstangen ist der Einsatz hochmodularer Werkstoffe bekannt. So offenbart die DE-OS 2704174; B 23 B, 29/02 eine Bohrstange, die aus einem Tragkörper aus Wolframkarbid mit einer aufgeschrumpften Metallhülse besteht. Der Einsatz von Wolframkarbid für den Tragkörper bewirkt eine hohe Steifigkeit der Bohrstange. Um diese vorteilhafte Eigenschaft ausnutzen zu können, ist eine feste Verbindung der Metallhülse mit dem Wolframkarbidkörper erforderlich. Das verlangt eine hohe Form-und Paßgenauigkeit der Grenzflächen beiderTeile, die nur durch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit der Innenfläche der Metallhülse und der Mantelfläche des Wolframkarbidkörpers erreicht werden kann, wobei die Bearbeitung der Mantelfläche des Wolframkarbidkörpers besonders aufwendig ist. Die durch Aufschrumpfen hergestellte Reibschlußverbindung zwischen Metallhülse und Wolframkarbidkörper hält jedoch den auftretenden Biegebeanspruchungen sowie Drehmomenten bei rotierenden Bohrstangen nur ungenügend stand. Das führt zu Steifigkeitsverlusten und zur Beeinträchtigung der Bearbeitungsgenauigkeit.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die zweifach höhere Dichte und damit der Masse von Wolframkarbid gegenüber Stahl. Fertigungsungenauigkeiten und konstruktive Festlegungen führen zu einer Vergrößerung der Volumenexzentrizität. Das führt bei rotierenden Bohrstangen mit großer Werkstoffdichte zu einer Erhöhung der Unwuchterscheinungen und beeinflußt die Vibrationsfestigkeit der Bohrstangen und die Bearbeitungsqualität der damit hergestellten Bohrungen. Weiterhin ist nach der DE-OS 3520923; C 04 B°, 37/02 ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines keramischen Werkstoffes mit einem plattenförmigen Metallteil bekannt. Mit Hilfe eines Flußmittels und einer Hartlotlegierung wird unter Erhitzung der keramische Werkstoff mit dem Metall hartverlötet. Zum Erzielen der angestrebten !lötverbindung ist darüber hinaus das Aufdampfen einer Metallschicht auf dem keramischen Werkstoff und das Löten unter Vakuum oder unter einer bestimmten Gasatmosphäre notwendig. Das erfordert zusätzliche Verfahrensschritte und aufwendige Ausrüstungen.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll mit einer einfach gestalteten Bohrstange eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächengüte der zu bearbeitenden Flächen erreicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrstange für Ausbohr- oder Ausdrehwerkzeuge, bestehend aus einem Tragkörper aus einem hochmodularen Werkstoff mit einem diesen umgebenden Metallmantel zu schaffen, bei der der Metallmantel mit dem hochmodularen Werkstoff eine formschlüssige Verbindung eingeht und der hochmodulare Werkstoff eine geringere Dichte als Stahl aufweist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Tragkörper der Bohrstange aus technischer Keramik, z. B. AI₂O₃, SiC oder S13N4 besteht. Dieser Keramikkörper ist von einem galvanisch aufgebrachten Metallmantel umgeben, der sich aus mehreren Schichten zusammensetzt. Der Metallmantel hat dabei vorteilhafterweise von der Keramikoberfläche beginnend folgenden Schichtaufbau: zwei Kupferschichten, eine Nickelschicht und eine abschließende Chromschicht. Die maximale Dicke des Metallmantels beträgt 0,5mm.

Die galvanisch aufgebrachten Metallschichten dringen in die Unebenheiten der Keramikoberfläche, wie Poren und Mikrorisse, ein und verbunden sich formschlüssig mit dem Keramikkörper. Das verleiht dem Metallmantel gegenüber dem Keramikkörper eine hohe Haftfestigkeit und stabilisiert die Bohrstange bezüglich Steifigkeit und Zähigkeit.