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Werzeugmontage
mit Verschraubung
Grundsätzlich
sollten bei der Werkzeugdefinition folgende
Punkte beachtet werden: Bei der Gestaltung der Werkzeugprofile/
-abmessungen muss die Korngrösse des zu verwendeten Schleifmittels
allseitig an der Innen- und Aussenkontur eingerechnet werden, ebenfalls
sollten die Werkzeuge so definiert werden, daß die Absaugung der
Schleifmittelsuspension durch das Werkzeug möglich ist. Das Abtragvolumen
mit Schleifmittelsuspensionsabsaugung beträgt werkstoffabhängig
ein vielfaches gegenüber der Bearbeitung ohne Schleifmittelsuspensionsabsaugung.
Die Beispiele betreffen
Werkzeugprofile bis zu einer Länge von etwa 40 mm bei einer Arbeitsfrequenz
von 20 kHz. Längere Werkzeuge für tiefere Bohrungen sollten auf l/2
oder ein mehrfaches davon abgestimmt und montiert werden. Da über
das Befestigungsgewinde die volle Schwingweite übertragen wird, empfehlen
wir in diesen Fällen die Montage durch Hartlöten.
Die Werkzeugmontage
durch Verschraubung wird oft dort eingesetzt, wo die Anforderungen
an die Präzision der Bohrung nicht sehr hoch sind.
Die Geometrieabweichung der Bohrungen resultiert daraus, daß das Befestigungsgewinde
- wegen der Schleifmittelkörnung - mit einem etwas grösseren Spiel
geschnitten wird und - durch die Werkzeugwechsel unter Schleifmitteleinwirkung
- Verschleiss unterworfen ist.
Gleichzeitig
erfolgt während des Bearbeitungsvorgangs durch die Ultraschalleinwirkung
eine geringfügige, jedoch kontinuierliche Deformation des Gewindes,
die zum Auslenken des Werkzeugprofils führen kann.
Zur Werkzeugdefinition
einschraubbarer Werkzeuge empfehlen wir, Sechskantschrauben nur zu
verwenden, wenn das Volumen des Schraubenkopfes durch Ausdrehen reduziert
wurde und die Kontaktfläche zur Sonotrode durch Plandrehen nachgearbeitet
ist.
Wir zeigen
den Aufbau eines Werkzeugs durch Verschraubung in einer Kegelsonotrode
in verschiedenen Ausführungsformen. |
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Eingesetzt wird eine Kegelsonotrode mit einem Durchmesser D= 40 mm
und einem Durchmesser d= 16 mm. Die Sonotrode wird zur Grobabstimmung
um etwa 80% der über die Sonotrodenkontur hinausragenden Werkzeug-
bzw. Adaptermasse gekürzt. |
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Frontbereich wird mit einer Ausdrehung mit dem Kernlochdurchmesser
des Gewindes versehen. Bei der Herstellung der Ausdrehung ist auf
eine gute Oberflächenqualität zu achten. Der Grund der Ausdrehung
sollte zur Vermeidung von Rissbildungen einen kleinen Radius aufweisen.
In diese Ausdrehung wird das Befestigungsgewinde geschnitten, in welches
die Adapter/ Werkzeugkombination eingeschraubt werden kann. Bei den
drei nachfolgend gezeigten Beispielen mit Werkzeugen unterschiedlicher
Durchmesser, besitzen Werkzeugprofil und Adapter zusammen etwa die
gleiche Masse und ergeben bei Austausch innerhalb der gleichen Sonotrode
dieselbe Resonanzfrequenz. |
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Das Werkzeugprofil mit 3 mm Durchmesser ist in den Innendurchmesser
des Adapters eingelötet. |
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Grössere Röhrchen werden auf den Aussendurchmesser des Adapters
aufgelötet.
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Werkzeugkombinationen - zum Beispiel zur Herstellung von Ringen -
werden koaxial, in den Innendurchmesser und auf den Aussendurchmesser,
gelötet. Bei der Lötung ist darauf zu achten, daß das Innere Rohr
zur Achse des Äusseren Rohres rundläuft. |
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Die drei gezeigten
Beispiele ergeben, innerhalb des Einsatzes in einer Sonotrode, etwa
die gleiche Resonanzfrequenz. Dabei muss die Adapter/ Werkzeugkombination
- Werkzeugprofil + Adapter + Kontermutter - auf das jeweils gleiche
Gesamtgewicht abgestimmt werden. Dies geschieht hier zweckmässig
durch eine Anpassung der Länge des Adapters.
Mit zunehmender Masse des Werkzeugprofils reduziert sich der Verschleissbereich,
das ist der Bereich in dem das Werkzeugprofil innerhalb des Arbeitsbereichs
des Ultraschallsystems durch Bearbeitung verschlissen werden kann.
Zur Abstimmung der Sonotroden zusammen mit den verwendeten Werkzeugen
bildet das
Sonotroden-Messgerät
eine ideale Ergänzung. Der Sonotrodenmessplatz ermöglicht ausserdem
die von der Maschine räumlich getrennte Herstellung und Abstimmung
der Sonotroden auf die Resonanzfrequenz des Ultraschallsystems der
Maschine sowie die Montage der Werkzeuge.
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