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Klemmwerkzeug mit auswechselbarem Schneidkörper, insbesondere Klemmstahlhalter für Dreh-und Hobelmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Klemmwerkzeug mit auswechselbarem Schneidkörper, der auf einer im Haltervorderteil eingelassenen Unterlegplatte aus einem vom Halterwerkstoff unterschiedlichen Werkstoff (z. B. einer Dehnbeilage nach der österr. Patentschrift Nr. 20331 g) ruht und sich entgegen der Richtung der Schnittkräfte an mindestens einer Anschlagfläche abstützt.
Die Einsatzfähigkeit derartiger Halter für Präzisionsbearbeitungen hängt bekanntlich davon ab, dass es gelingt, das Herauswandern des Schneidkörpers aus dem Klemmaul zu verhindern. Zu diesem Zweck wird nach einem bekannten Vorschlag an den Schneidkörper ein Plättchen hart angelötet, das auf seiner Unterseite mit einer Riffelung z. B. einer Kerbverzahnung versehen ist, die zusammen mit einer entsprechenden Formgebung der Auflagefläche des Klemmaules eine formschlüssige Verbindung bewirkt und Verschiebungen des Schneidkörpers verhindert. Dieser bekannte Stahlhalter ist gewissermassen eine Zwischenlösung zwischen einem Halter mit fest aufgelöteter Hartmetallschneide und einem reinen Klemmhalter.
Mit dem Hartlöten der Schneide werden jedoch nicht nur die Herstellungskosten erhöht, sondern die dabei unvermeidliche Wärmeeinwirkung erzeugt zusätzlich Wärmespannungen im Schneidkörper, die dessen Festigkeit herabsetzen. Dieser Mangel ist auch beim zuvor erwähnten Klemmhalter mit am Schneidkörper angelötetem Halteplättchen nicht behoben. Aber auch der Formschluss mittels Kerbverzahnung bedingt höhere Gestehungskosten und kann im Dauerbetrieb auch nicht als zuverlässig gewertet werden, denn die nicht auswechselbare Verzahnung an der Auflagefläche des Halterschaftes unterliegt stärkerem Verschleiss, so dass nach gewisser Betriebsdauer infolge Gratbildung u. dgl. der einwandfreie Formschluss bzw. das einwandfreie Anliegen nicht mehr gewährleistet sein kann.
Demgegenüber wird nach der vorliegenden Erfindung der aus metallkeramischen oder rein keramischen Werkstoffen bestehende Schneidkörper ohne jegliche Armierung im Klemmaul eines Stahlhalters unverrückbar festgehalten. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die eingangs genannte Unterlegplatte mit geringer Bewegungsfreiheit im ungespannten Zustand auf einer schiefen Ebene mit von der Schneide weg fallender Schräge aufliegt und mit dem Schneidkörper formschlüssig verbunden ist. Beim Anspannen der Klemmpratze wird somit in den Schneidkörper ausser der eigentlichen Klemmkraft noch eine zusätzliche Kraft eingeleitet, die ihn gegenseine Anschlagflächen drtickt. Die Grösse dieser Anpresskraft ist also im wesentlichen vom Winkel der Schräge abhängig.
Bei Verwendung von sogenannten Dehnbeilagen zur Kompensation unterschiedlicher Wärmedehnungen von Schneidkörper und Halterschaft wird sie um die Dehnungskräfte noch erhöht. Es gelingt so, den Schneidkörper mit absolut festem Sitz im Klemmaul zu halten, selbst bei grossen Zugkräften, die beispielsweise bei Ziehschnitten beim Plandrehen auftreten können. Die geringe Bewegungsfreiheit der Unterlegplatte im ungespannten Zustand hat die Wirkung, dass Unterlegplatte und Schneidkörper sich zwanglos In ihre richtige Lage orientieren können.
Zum Stand der Technik gehört auch ein Klemmstahlhalter, bei dem der Schneidkörper auf einem auswechselbaren Keil aufliegt. Die Auswechselbarkeit bietet die Möglichkeit, Keilstücke mit andern Keilwinkeln einzusetzen, um auf diese Weise andere Schnittwinkel einstellen zu können. Wesentlich ist hiebei, dass das Keilstück nicht wie bei der Erfindung auf einer schiefen Ebene mit von der Schneidenspitze weg fallender Schräge aufliegt und auch nicht mit dem Schneidkörper formschlüssig verbunden ist.. Bei einem andern bekannten Klemmstahlhalter ist eine gewisse Schräge der zylindrischen Auflagefläche des
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Klemmstücks vorhanden. Dieses Klemmstück wird aber von einer Stellschraube fixiert, so dass es auch im ungespannten Zustand keine Bewegungsfreiheit haben kann, und es ist ferner auch nicht mit dem Schneidkörper formschlüssig verbunden.
Im folgenden soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1 einen Klemmstahlhalter, bei dem die Schrägfläche unmittelbar am Halter-
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Hälften geteilt ist.
Der Klemmhalter besteht aus dem Schaft 1, in dessen Vorderteil die Unterlegplatte 2 eingelassen ist, auf welcher der rhombusförmige Schneidkörper 3 ruht und mit der Pratze 4 mittels Spannschraube 5 und Kugelscheibe 6 festgeklemmt ist. Die Auflagefläche 7 für die Unterlegplatte 2 ist als schiefe Ebene mit von der Schneidenspitze 8 weg fallender Schräge ausgebildet, so dass die Auflagefläche des Schneidkörpers mit der Auflagefläche 7 im gezeigten Schnitt den Winkel ct einschliesst. Die Unterlegplatte 2 hat im ungespannten Zustand eine geringe Bewegungsfreiheit, die durch das Langloch 9, in welches der Stift 10 eingreift, uns lurch den Spalt"a"'in der Grössenordnung von 0, 2... 0, 3 mm ermöglicht wird.
Der auf der Oberseite der Unterlegplatte 2 befestigte Stift 11 ragt in die ellipsenförmige Öffnung 12 des Schneidkörpers 3 und stellt so eine formschlüssige Verbindung zwischen dieser und der Unterlegplatte her, so dass der Schneidkörper 3 beim Spannen des Bolzens 5 fest gegen die Anschlagflächen 13 am Halter 1 gepresst wird.
Bei kleinen Rhombusplatten kann die Öffnung 12 auch kreisrund sein.
Der Klemmhalter nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen lediglich dadurch, dass die schiefe Gleitebene nicht unmittelbar am Halterschaft angebracht ist. Die Unterlegplatte 22 ist hier durch diagonalen Schnitt in kongruente Hälften 22a und 22b geteilt, wobei die Schnittfläche zugleich die schiefe Ebene 27 bildet. Der Stift 30 fixiert die Plattenhälfte 22a am Halterschaft, und der Stift 21 bewirkt den Formschluss mit dem Schneidkörper. Diese Ausbildung der Unterlegplatte hat gegenüber derjenigen nach Fig. 1 den Vorteil, dass die beiden Hälften nach übermässigem Verschleiss z. B. infolge Auskolkung durch Späne, gegeneinander ausgetauscht werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Klemmwerkzeug mit auswechselbarem Schneidkörper, insbesondere Klemmstahlhalter für Drehund Hobelmaschinen, bei dem der Schneidkörper auf einer im Haltervorderteil eingelassenen Unterleg-
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tentschrift Nr. 203318) ruht und sich entgegen der Richtung der Schnittkräfte an mindestens einer Anschlag- fläche abstiltzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegplatte (2) mit geringer Bewegungsfreiheit im ungespannten Zustand auf einer schiefen Ebene (7) mit von der Schneidenspitze (8) weg fallender Schräge (Winkel 0 :) aufliegt und mit d em Schneidkörper (3) formschlüssig verbunden ist.
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Clamping tool with exchangeable cutting body, in particular clamping steel holder for turning and planing machines
The invention relates to a clamping tool with an exchangeable cutting body, which rests on a base plate made of a material different from the holder material (e.g. an expansion insert according to Austrian patent specification No. 20331 g) and which rests against the direction of the cutting forces on at least one Supports stop surface.
The usability of such holders for precision machining depends, as is known, on whether it is possible to prevent the cutting body from migrating out of the clamping jaw. For this purpose, according to a known proposal, a plate is hard soldered to the cutting body, which on its underside with a corrugation z. B. a serration is provided which, together with a corresponding shape of the contact surface of the clamping jaw, causes a positive connection and prevents displacement of the cutting body. This known steel holder is to a certain extent an intermediate solution between a holder with a firmly soldered hard metal cutting edge and a pure clamp holder.
However, brazing the cutting edge not only increases the manufacturing costs, but the unavoidable exposure to heat also generates thermal stresses in the cutting body, which reduce its strength. This deficiency has not been remedied in the aforementioned clamp holder with the holding plate soldered to the cutting body. But also the form fit by means of serration causes higher production costs and cannot be rated as reliable in continuous operation, because the non-exchangeable teeth on the support surface of the holder shaft are subject to greater wear, so that after a certain period of operation due to burr formation and the like. Like. The perfect form fit or the perfect concern can no longer be guaranteed.
In contrast, according to the present invention, the cutting body consisting of metal-ceramic or purely ceramic materials is held immovably in the clamping jaw of a steel holder without any reinforcement. According to the invention, this is achieved in that the underlay mentioned at the beginning rests with little freedom of movement in the untensioned state on an inclined plane with a slope falling away from the cutting edge and is positively connected to the cutting body. When the clamping claw is tightened, an additional force is introduced into the cutting body in addition to the actual clamping force, which presses it against a stop surface. The size of this contact pressure is therefore essentially dependent on the angle of the slope.
When using so-called expansion shims to compensate for different thermal expansions of the cutting body and holder shank, it is increased by the expansion forces. It is thus possible to hold the cutting body with an absolutely tight fit in the clamping jaw, even with high tensile forces, which can occur, for example, with draw cuts during face turning. The low freedom of movement of the base plate in the unclamped state has the effect that the base plate and cutting body can easily orientate themselves into their correct position.
The prior art also includes a clamping steel holder in which the cutting body rests on a replaceable wedge. The interchangeability offers the possibility of using wedge pieces with different wedge angles in order to be able to set other cutting angles in this way. It is essential that the wedge does not rest on an inclined plane with a slope falling away from the cutting edge, as in the invention, and is also not positively connected to the cutting body. In another known clamping steel holder, a certain slope of the cylindrical support surface of the
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Clamping piece available. However, this clamping piece is fixed by an adjusting screw, so that it cannot have any freedom of movement even in the untensioned state, and it is also not connected to the cutting body in a form-fitting manner.
In the following, the invention will be explained using two exemplary embodiments. The accompanying drawings show in Fig. 1 a clamping steel holder, in which the inclined surface is directly on the holder
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Is divided into halves.
The clamp holder consists of the shaft 1, in the front part of which the washer plate 2 is embedded, on which the rhombus-shaped cutting body 3 rests and is clamped with the claw 4 by means of a clamping screw 5 and spherical washer 6. The support surface 7 for the shim 2 is designed as an inclined plane with a slope falling away from the cutter tip 8, so that the support surface of the cutter body with the support surface 7 encloses the angle ct in the section shown. The shim 2 has little freedom of movement in the unstressed state, which is made possible by the slot 9 in which the pin 10 engages through the gap "a" 'in the order of magnitude of 0.2 ... 0.3 mm.
The pin 11 fastened on the upper side of the base plate 2 protrudes into the elliptical opening 12 of the cutting body 3 and thus creates a form-fitting connection between this and the base plate, so that the cutting body 3 firmly against the stop surfaces 13 on the holder 1 when the bolt 5 is tensioned is pressed.
In the case of small rhombus plates, the opening 12 can also be circular.
The clamp holder according to FIG. 3 differs from the one previously described only in that the inclined sliding plane is not attached directly to the holder shaft. The base plate 22 is divided into congruent halves 22a and 22b by a diagonal cut, the cut surface at the same time forming the inclined plane 27. The pin 30 fixes the plate half 22a on the holder shaft, and the pin 21 brings about the form fit with the cutting body. This design of the base plate has the advantage over that according to FIG. 1 that the two halves, after excessive wear, for. B. as a result of scouring by chips, can be exchanged for each other.
PATENT CLAIMS:
1. Clamping tool with exchangeable cutting body, in particular clamping steel holder for lathes and planing machines, in which the cutting body is placed on a washer embedded in the front part of the holder.
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tentschrift no. 203318) and rests against the direction of the cutting forces on at least one stop surface, characterized in that the base plate (2) with little freedom of movement in the unclamped state on an inclined plane (7) with the cutting tip (8) away falling slope (angle 0 :) and is positively connected to the cutting body (3).