EP0849044B1

EP0849044B1 - Process for deburring the edges of a workpiece

Info

Publication number: EP0849044B1
Application number: EP19970810246
Authority: EP
Inventors: Thomas Nägelin
Original assignee: Fraisa SA
Current assignee: Fraisa SA
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 2002-01-30
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: EP0849044A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgraten von Kanten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for deburring edges according to the preamble of claim 1.

Bei der Ausbildung von Kanten an Gegenständen aller Art bleiben an den Kanten oft Grate stehen, die für gewisse Anwendungsbereiche entfernt werden müssen. Insbesondere bei Gegenständen, die aufgrund ihres Einsatzzweckes eine scharfkantige Ausbildung erfordern, ist ein schonendes Entgraten unabdingbar. Schonendes Entgraten heisst, dass die Grate vollständig entfernt werden, der Gegenstand jedoch die bei der Herstellung erzeugte Scharfkantigkeit beibehält.Stick to the edges of objects of all kinds There are often burrs on the edges that are suitable for certain areas of application must be removed. Especially with objects which is a sharp-edged due to its purpose Requiring training is gentle deburring essential. Gentle deburring means that the burrs completely removed, but the subject of the maintains sharpness created during manufacture.

Bei der Herstellung von Schneidwerkzeugen bildet sich beim Uebergang von bearbeiteten zu unbearbeiteten Flächen jeweils ein Grat. Diese Grate müssen vor dem ersten Einsatz des Schneidwerkzeuges entfernt werden. Zum Entgraten ist es bekannt, die Schneidkanten durch Schleifen, Bürsten oder andere mechanische Abtragverfahren nachzubearbeiten. Es sind auch Polierverfahren bekannt, bei denen die Entfernung der Grate auf elektrolytischem Weg erfolgt.In the manufacture of cutting tools, the Transition from processed to unprocessed areas in each case a ridge. These ridges must be used before using the Cutting tool can be removed. For deburring it is known the cutting edges by grinding, brushing or others rework mechanical removal processes. There are also known polishing processes in which the removal of the Burrs are done electrolytically.

Bei den Entgratungsverfahren nach dem Stand der Technik hat sich als nachteilig erwiesen, dass sowohl das mechanische als auch das elektrolytische Entgraten zu einem mehr oder weniger starken Abrunden der Kanten und damit beispielsweise zu einem Verlust an Schneidqualität derart nachbearbeiteter Schneidwerkzeuge führt.In the deburring process according to the state of the art proved to be disadvantageous that both the mechanical as well as electrolytic deburring to a more or less rounding of the edges and thus, for example resulting in a loss of cutting quality Cutting tools leads.

Aus der JP-A-61197119 ist eine Vorrichtung zum Entgraten von Axialstegen eines Rotors bekannt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem halbkreisförmigen Düsenblock, an dessen inneren gekrümmten Oberfläche flüssigkeitsführende Düsen angeordnet sind. Der Rotor wird in einer Halterichtung fixiert und durch Drehen des Rotors werden die zu entgratenden Kanten mit den aus den Düsen austretenden Flüssigkeitsstrahlen ausgerichtet. Während des Entgratungsvorganges bleibt der Rotor starr fixiert und der Düsenblock bewegt sich in der Rotorachse entlang den Axialstegen hin und her.JP-A-61197119 describes a device for deburring axial webs of a rotor known. The device consists essentially of a semicircular Nozzle block, liquid-carrying on its inner curved surface Nozzles are arranged. The rotor is in a holding direction fixed and by turning the rotor the edges to be deburred become aligned with the liquid jets emerging from the nozzles. While During the deburring process, the rotor remains rigidly fixed and the nozzle block moves back and forth in the rotor axis along the axial webs.

Neben den genannten Schneidwerkzeugen aus dem Gebiet der Werkzeugtechnik gibt es beispielsweise auch auf dem Gebiet der Medizinaltechnik Gegenstände, die eine hohe Kantenschärfe erfordern, wie z.B. selbstschneidende Implantate. Ein weiteres Gebiet ist die Maschinentechnik, aus der hier beispielhaft eine Turbinenschaufel genannt sei.In addition to the cutting tools mentioned in the field of Tool technology is also available in the field, for example the medical technology objects that have high edge sharpness require, such as self-tapping implants. Another area is machine technology, from here a turbine blade may be mentioned by way of example.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Kanten auf eine schonende Weise ohne Beschädigung oder Abrundung entgratet werden können.The invention has for its object a method to create the type with which the edges in a gentle way without damage or rounding can be deburred.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Entgraten von Kanten an einem eine Rotationsachse aufweisenden Gegenstand, wie z.B. einem Fräser, Bohrer oder Gewindeschneider.Another object of the invention is to provide a Device for deburring edges on an axis of rotation object, such as a milling cutter, Drill or tap.

Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1.To the solution according to the invention the task is performed by a method having the features of claim 1.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Preferred embodiments of the invention result from the dependent ones Claims.

Am Beispiel eines Schneidwerkzeuges hat sich gezeigt, dass das Entgraten durch die Hochdruckstrahlung mit einer Flüssigkeit zu einem schonenden Entgraten ohne Verletzung oder Abrundung der Kanten führt. Als Flüssigkeit wird bevorzugt Wasser verwendet, wobei je nach Eigenschaft der zu bearbeitenden Werkstoffe auch andere Flüssigkeiten wie z.B. Oel eingesetzt werden können. Für gewisse Anwendungsbereiche kann es sich zudem als vorteilhaft erweisen, der Flüssigkeit einen Zusatz in der Form eines abrasiven Stoffes beizumischen. Als Beispiel für einen abrasiven Stoff sei hier Quarzsand genannt, dessen Korngrösse der gewünschten Abrasionsbedingung angepasst wird. Mit dem Zusatz kann die abrasive Wirkung der Flüssigkeit verstärkt werden.The example of a cutting tool has shown that deburring by high pressure radiation with a liquid for gentle deburring without injury or Rounding the edges leads. The preferred liquid Water is used, depending on the properties of the processed Materials also other liquids such as Oil can be used. For certain areas of application it can also prove beneficial to the liquid to add an additive in the form of an abrasive substance. Quartz sand is an example of an abrasive material called, the grain size of the desired abrasion condition is adjusted. With the addition, the abrasive Effect of the liquid can be enhanced.

Der Flüssigkeitsdruck bzw. die Geschwindigkeit, mit welcher der Flüssigkeitsstrahl auf den Gegenstand mit den zu entgratenden Kanten auftrifft, richtet sich nach dem Werkstoff, aus welchem der Gegenstand gefertigt ist. Für die üblicherweise aus metallischen Werkstoffen hergestellten Gegenstände wie beispielsweise Schneidwerkzeuge liegt der Druckbereich zwischen etwa 50 und 1000 bar, wobei für die meisten Werkstoffe wie z.B. Titan 200 bis 400 bar ausreichend sind.The fluid pressure or the speed at which the liquid jet onto the object with those to be deburred Edges hits, depends on the material, from which the item is made. For the usual objects made of metallic materials such as cutting tools, the pressure range is between about 50 and 1000 bar, whereby for most Materials such as Titanium 200 to 400 bar are sufficient.

Um ein vollständiges Entgraten zu erwirken ist es zudem zweckmässig, wenn die Flüssigkeitsstrahlen im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse geführt werden.To achieve complete deburring it is also appropriate if the liquid jets essentially vertical be guided to the axis of rotation.

Eine zum Entgraten von Schneidwerkzeugen mit Rotationsachse geeignete Vorrichtung umfasst ein Einspannmittel zum vorübergehenden Einspannen des zu entgratenden Gegenstandes sowie wenigstens eine quer zur Rotationsachse angeordnete und auf den Gegenstand gerichtete flüssigkeitsführende Düse, wobei die Düsen und/oder das Einspannmittel zum Ausführen einer Drehbewegung um die Rotationsachse eingerichtet sind.One for deburring cutting tools device suitable with axis of rotation comprises a Clamping device for temporarily clamping the part to be deburred Object and at least one transverse to the axis of rotation arranged and directed towards the object liquid-carrying nozzle, the nozzles and / or the clamping means to perform a rotary movement around the axis of rotation are set up.

Bevorzugt sind eine Vielzahl von Düsen ringförmig und vorzugsweise axialsymmetrisch bezüglich der Rotationsachse angeordnet. Die Düsen können alle in der gleichen Ebene oder auf mehrere Ebenen verteilt angeordnet sein. Bei einer Anordnung auf mehreren Ebenen kann sich eine zusätzliche Verkürzung der Bearbeitungszeit beim Entgraten ergeben. Bei einer besonders zweckmässigen Düsenanordnung befinden sich die einzelnen Düsen am inneren Umfang eines flüssigkeitsführenden Ringes.A plurality of nozzles are preferably annular and preferred axially symmetrical with respect to the axis of rotation arranged. The nozzles can all be in the same plane or be arranged on several levels. With an arrangement on several levels there may be an additional shortening the machining time when deburring. at a particularly useful nozzle arrangement are the individual nozzles on the inner circumference of a liquid-carrying Ring.

Zum vollständigen und gleichmässigen Entgraten eines Schneidwerkzeuges sind die Düsen und das Einspannmittel in Richtung der Rotationsachse relativ zueinander bewegbar. Eine oszillierende Bewegung der Düsen und des Einspannmittels relativ zu einander mit einer Frequenz von etwa 0,1 bis 10 Hz, insbesondere 0,5 bis etwa 2 Hz, dürfte für die meisten Materialien den bevorzugten Bereich darstellen.For complete and even deburring a cutting tool are the nozzles and that Clamping means in the direction of the axis of rotation relative to one another movable. An oscillating movement of the nozzles and the clamping means relative to each other at a frequency of about 0.1 to 10 Hz, in particular 0.5 to about 2 Hz, is likely for the most materials are the preferred range.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Entgratungsvorrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1 nach deren Linie I-I.

Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawing; this shows schematically in

Figure 1 is a plan view of a deburring device.
Fig. 2 shows a section through the device of Fig. 1 along the line II.

Gemäss Fig. 1 und 2 umfasst eine Entgratungsvorrichtung 10 zum Entgraten der Schneidkanten 14 eines eine Rotationsachse z aufweisenden Schneidwerkzeuges 12, z.B. ein Gewindeschneider aus Titan, einen Einspannkopf 16 zur zeitweiligen Aufnahme des Schneidwerkzeugs 12 sowie eine ringförmige Sprüheinrichtung 18.1 and 2 comprises a deburring device 10 for deburring the cutting edges 14 of a rotation axis z cutting tool 12, e.g. a tap made of titanium, a clamping head 16 for temporary Inclusion of the cutting tool 12 and an annular Spray device 18.

Das Schneidwerkzeug 12 ist über einen Schaft 13 im Einspannkopf 16 eingespannt und kann über eine Rotationsbewegung des Einspannkopfes um die Rotationsachse z in eine Drehbewegung versetzt werden. Die koaxial zur Rotationsachse z angeordnete Sprüheinrichtung 18 weist einen ringförmig angeordneten Kanal 20 auf, der über eine Hochdruckpumpe 22 mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser, versorgt wird. Der Druck im Kanal 20 wird beispielsweise auf einen Wert zwischen 200 und 400 bar eingestellt.The cutting tool 12 is in the clamping head via a shaft 13 16 clamped and can be rotated by a Clamping head around the axis of rotation z in a rotary movement be transferred. The coaxial to the axis of rotation z Spray device 18 has an annular arrangement Channel 20, which is connected to a liquid via a high-pressure pump 22, preferably with water. The pressure in channel 20, for example, to a value between 200 and set to 400 bar.

Von der Innenwand 24 der ringförmigen Sprüheinrichtung 18 ragen Düsen 26 ab. Die mit dem Kanal 20 verbundenen Düsen 26 sind auf die Rotationsachse z bzw. auf das Schneidwerkzeug 12 gerichtet und liegen in einer gemeinsamen Ebene E. Bei eingeschalteter Pumpe 22 tritt aus den Düsen 26 mit hoher Geschwindigkeit ein Flüssigkeitsstrahl 28 aus. Der Wasserdruck und der Innendurchmesser der Düsen wird hierbei bevorzugt so eingestellt, dass der Flüssigkeitsstrahl 28 ein laminares Strömungsverhalten zeigt.From the inner wall 24 of the annular spray device 18 protrude nozzles 26. The nozzles 26 connected to the channel 20 are on the axis of rotation z or on the cutting tool 12 directed and lie in a common plane E. When switched on Pump 22 emerges from nozzles 26 at high speed a jet of liquid 28. The water pressure and the inside diameter of the nozzles is preferred adjusted so that the liquid jet 28 is a laminar Shows flow behavior.

Die Funktionsweise der Entgratungsvorrichtung wird nachstehend anhand von Fig. 2 näher erläutert.The operation of the deburring device is shown below explained in more detail with reference to FIG. 2.

Der Einspannkopf 16 mit dem Schneidwerkzeug 12 wird um die Achse z in Rotation versetzt. Die ringförmige Sprüheinrichtung 18 wird in Richtung der Rotationsachse z zwischen zwei Endstellungen hin und her bewegt. Die beiden Endstellungen sind so gewählt, dass die Flüssigkeitsstrahlen 28 die gesamte Länge der Schneidkanten 14 überstreichen. Nach dem Einschalten der Pumpe 22 treten aus den Düsen 26 Flüssigkeitsstrahlen 28 aus und treffen mit hoher Geschwindigkeit auf das Schneidwerkzeug 12. Durch oszillierende Bewegung der Sprüheinrichtung 18, die beispielsweise mit einer Frequenz von 0,5 Hz erfolgt, wird der Bereich mit den Schneidkanten 14 in beispielsweise 3 bis 5 Zyklen überfahren. Durch die Sprühbehandlung mit Hochdruck werden die Grate von den Schneidkanten abgetrennt.The clamping head 16 with the cutting tool 12 is around the Axis z set in rotation. The ring-shaped spray device 18 is in the direction of the axis of rotation z between two End positions moved back and forth. The two end positions are selected so that the liquid jets 28 cover the entire Cover the length of the cutting edges 14. After turning on the pump 22 liquid jets emerge from the nozzles 26 28 out and hit the Cutting tool 12. By oscillating movement of the spray device 18, for example with a frequency of 0.5 Hz, the area with the cutting edges 14 in for example, run over 3 to 5 cycles. Through the spray treatment with high pressure the burrs from the cutting edges separated.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung eignet sich grundsätzlich für die Entgratung von Schneidwerkzeugen beliebiger Grösse. Bevorzugt werden jedoch auf der erfindungsgemässen Vorrichtung Schneidwerkzeuge in einem Bereich zwischen etwa 1 und 40 mm Schaft- bzw. Werkzeugdurchmesser entgratet.The device shown in the drawing is suitable basically for deburring any cutting tools Size. However, are preferred on the inventive Device cutting tools in a range between Deburred about 1 and 40 mm shaft or tool diameter.

Aus der Beschreibung und der Zeichnung ist auch ohne weiteres verständlich, dass sich das erfindungsgemässe Verfahren sowie die Vorrichtung neben der genannten Nachbearbeitung von Schneidwerkzeugen zum Entgraten jeglicher Art von Gegenständen eignen und bevorzugt dann eingesetzt werden, wenn ein schonendes Entgraten erforderlich ist.From the description and the drawing is also easy understandable that the inventive method and the device in addition to the post-processing mentioned of cutting tools for deburring any kind of objects are suitable and preferably used when gentle deburring is required.

Claims

Process for deburring edges (14) on an object (12) with a rotation axis (z) where the object (12) is clamped in its rotation axis (z) in clamping means (16) and a fluid in the form of at least one fluid jet (28) which is guided under high pressure through at least one nozzle (26) arranged transverse to the rotation axis (z) is directed at the edges with a speed sufficiently high to break away the burrs, where the nozzle(s) (26) and the clamping means (16) are moved relative to each other in the direction of the rotation axis (z)
characterised in that
the clamping means (16) with the clamped object (12) is turned about the rotation axis (z).
Process according to claim 1, characterised in that water is used as the fluid.
Process according to claim 1 or 2, characterised in that an additive in the form of an abrasive substance is mixed with the fluid.
Process according to any of claims 1 to 3, characterised in that the fluid is guided through the nozzles at a pressure of 50 to 1000 bar, preferably 200 to 400 bar.
Process according to any of claims 1 to 4, characterised in that the fluid jets (28) are guided substantially perpendicular to the rotation axis (z).
Process according to any of claims 1 to 5, characterised in that a multiplicity of nozzles (26) are arranged in a ring shape, preferably in one or more planes (E).
Process according to any of claims 1 to 6, characterised in that the nozzle(s) (26) is (are) arranged on the inner periphery (24) of a fluid-carrying ring (18).
Process according to any of claims 1 to 7, characterised in that the clamping means (16) and the nozzle(s) (26) or the fluid-carrying ring (18) are moved relative to each other with an oscillation frequency of 0.1 to 10 Hz, preferably 0.5 to 2 Hz.
Use of the process according to any of claims 1 to 8 for delicate deburring of objects from tooling technology, in particular cutting tools such as drills, milling cutters and thread cutters, from medical engineering, in particular self-cutting implants, and mechanical engineering.