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Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Schneidwerkzeug, bestehend aus einem Werkzeug- schaft, gegebenenfalls mit einem Verlängerungsstück, und einem Werkzeugkopf mit Schneidelementen, bei dem die einzelnen Werkzeugteile auswechselbar und gegeneinander radial verstellbar, kraft- schlüssig miteinander verbunden sind.
In der Regel sind bei der spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstückes, z. B. bei der
Innenbearbeitung mittels Bohrstangen, unterschiedliche Bearbeitungsarten, wie Schruppen, Schlich- ten, Bohren, Gewindeschneiden, Kopieren usw. erforderlich. Um für die verschiedenen Bearbeitungs- arten einen möglichst raschen Werkzeugwechsel zu ermöglichen, werden die Bohrstangen vielfach zweiteilig gefertigt, aus einem Werkzeugschaft und aus einem die Schneidelemente tragenden, mit dem Schaft verbundenen Werkzeugkopf. Auf diese Art und Weise ist eine Voreinstellung der
Schneideinsätze auf den Werkzeugköpfen möglich, so dass die teuren Maschinenstandzeiten auf
Grund eines Schneidkantenwechsels auf die Dauer des Werkzeugkopfwechsels verkürzt sind.
Bei Schneidwerkzeugen, bei denen zusätzlich zur Austauschbarkeit des Werkzeug kopfes auch eine radiale Verstellbarkeit des Werkzeugkopfes gegenüber dem Werkzeugschaft möglich ist, ergibt sich zudem der Vorteil, dass bei Abnutzung der Schneidkante durch eine entsprechen- de radiale Verstellung des Schneidkopfes, die diese Schneidkantenabnutzung ausgleicht, massliche
Abweichungen am Werkstück ohne einen Wechsel des Schneideinsatzes vermieden werden kön- nen.
So beschreibt die DE-OS 1627012 Schneidwerkzeuge, bei denen der Werkzeugschaft mit dem
Werkzeugkopf über eine Schwalbenschwanzverbindung austauschbar und radial verstellbar miteinan- der verbunden sind.
Nachteilig bei diesen Werkzeugen ist die Herstellung der Schwalbenschwanzverbindung, die äusserst genau sein muss und daher nur unter einem herstellungstechnisch grossen Aufwand fertigbar ist. Darüber hinaus liegt bei einer radialen Verstellung zwischen Werkzeugschaft und
Werkzeugkopf die Nut der Schwalbenschwanzverbindung frei, so dass es sehr leicht zu Beschädi- gungen und Verschmutzungen und damit vielfach zu einem Verklemmen des Systems kommen kann.
In der DE-PS Nr. 3108439 wird eine Bohrstange beschrieben, bei der Werkzeugschaft und
Werkzeugkopf über einen zylindrischen Passzapfen, der in eine entsprechende Passbohrung ein- greift, miteinander verbunden sind. Der Passzapfen weist eine Querbohrung mit einem darin verschiebbaren Verbindungsbolzen mit kegelförmigen Ansätzen auf. Zwei im Bereich der Passbohrung radial verschraubbare, sich diametral gegenüberliegende Spannschrauben mit kegelförmigen Vertiefungen an den Enden stützen sich an den gegenüberliegenden kegelförmigen Enden des Verbindungsbolzens ab.
Mit Hilfe dieses speziellen "Keilgetriebes" wird die aufgebrachte Kraft quer zur Schaft- achse in eine Spannkraft längs zur Schaftachse umgewandelt. Durch die Anwendung von zwei Spannschrauben ergibt sich gegenüber einer einfachen Spannschraube eine wesentlich vergrösserte Verspannkraft zwischen Werkzeugkopf und Werkzeugschaft.
Nachteilig bei diesem Schneidwerkzeug ist jedoch, dass der Werkzeugkopf gegenüber dem Werkzeugschaft radial nicht verstellbar ist.
Die CH-PS Nr. 338340 beschreibt eine Bohrstange, bei der eine genaue radiale Verstellung und Fixierung des Schneidenträgers über ein Übertragselement vom hinteren Ende der Bohrstange aus ermöglicht wird.
Nachteilig dabei ist, dass die Konstruktion ziemlich aufwendig ist.
In der DE-OS 2625983 ist ein Bohrwerkzeug beschrieben, das zwei einzeln radial verstellbare Schneiden aufweist, die durch Feststellschrauben mit dem Werkzeugschaft feststellbar sind.
Der Nachteil bei diesem Bohrwerkzeug liegt darin, dass der Austausch der Schneidelemente auf Grund der besonderen Konstruktion nicht sehr rasch erfolgen kann.
Die GB-PS Nr. 2, 081, 143 beschreibt ein Aufbohrwerkzeug, bei dem ein Schaftteil und ein Schneidplattenträgerteil die verzahnte Anlagefläche aufweisen über einen Exzenterbolzen gegenseitig radial verstellt werden können. Die gegenseitige Fixierung der Werkzeugteile erfolgt durch zwei Halteschrauben.
Nachteilig dabei ist, dass die Werkzeugteile durch drei parallel zueinander liegende Bohrungen geschwächt sind.
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Ziel der Erfindung ist es, ein Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine rasche Austauschbarkeit und gegenseitige kraftschlüssige Festlegung der zu verbinden- den Werkzeugteile ermöglicht und bei dem die zur Verbindung notwendigen Elemente leicht und ohne zu grossem Herstellungsaufwand fertigbar sind. Gleichzeitig soll die axiale Verspannkraft mög- lichst gross sein und eine Beschädigung und Verschmutzung der Verbindungselemente vermieden werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Verbindung über ein bolzenförmiges
Verbindungsstück mit zumindest näherungsweise kugelförmigen oder zylinderförmigen Enden und mit einer Einschnürung im Mittelbereich erfolgt, wobei das Verbindungsstück in von den Stirn- seiten der zu verbindenden Werkzeugteile ausgehenden Ausnehmungen schwenkbar gelagert und durch Spannelemente feststellbar ist.
Auf diese Weise wird erreicht, dass sich das Verbindungselement in Form des erfindungsge- mässen Verbindungsstückes vollständig im Inneren der Ausnehmungen der Werkzeugteile befindet, wodurch Beschädigungen und Verschmutzungen weitgehend ausgeschlossen sind, ohne dass auf eine radiale Verstellbarkeit zwischen Werkzeugschaft und Werkzeugkopf verzichtet werden muss.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Schneidwerkzeuges sind die Ausnehmungen in den Stirnseiten der zu verbindenden Werkzeugteile als axial verlaufende Bohrungen mit angesenk- ten Mündungsöffnungen ausgeführt. Dabei weist das Verbindungsstück näherungsweise kugelförmige
Enden mit etwa den Bohrungen entsprechenden Durchmessers auf. Ein oder beide kugelförmige
Enden des Verbindungsstückes weisen jeweils zwei sich diametral gegenüberliegende kegelförmige
Ausnehmungen auf, die mit Spannschrauben mit kegeliger Spitze in Eingriff stehen, welche die zu verbindenden Werkzeugteile im Bereich der axial verlaufenden Bohrungen senkrecht zur ra- dialen Verstellrichtung durchsetzen.
Dadurch wird erreicht, dass die Ausnehmungen in den Stirnseiten der Werkzeugteile ohne
Feinbearbeitung besonders einfach hergestellt werden können. Bei Beanspruchung des Werkzeuges auf Biegung, stützten sich die einzelnen Teile über die geschlossen ringförmigen und somit stabilen Berührungsflächen ab. Auf Grund der Ansenkung der Mündungsöffnungen der Bohrungen ergibt sich ein erweiterter radialer Verstellbereich zwischen Werkzeugkopf und Werkzeugschaft.
Durch die in die kegeligen Ausnehmungen des Verbindungsstückes eingreifenden Spannschrau- ben mit kegelförmigen Spitzen werden über diese "Keilgetriebe" die quer zur Schaftachse ange- brachten Kräfte in Spannkräfte längs zur Schaftachse umgewandelt.
In der Regel wird es zweckmässig sein, das "Keilgetriebe" lediglich an einem kugelförmigen
Ende vorzusehen und das andere Ende über eine Querbohrung und einen diese Bohrung und den entsprechenden Werkzeugteil durchsetzenden Stift schwenkbar zu befestigen. In manchen
Fällen kann es aber auch zweckmässig sein, beide Enden des Verbindungsstückes über "Keil- getriebe" mit einzelnen Werkzeugteilen zu verbinden. In diesen Fällen ist eine besonders rasche Austauschbarkeit des Verbindungsstückes gewährleistet.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die zu verbindenden Werkzeugteile auf den Verbindungsflächen eine Verzahnung mit parallel verlaufenden Zähnen auf, wobei die einzelnen Zähne senkrecht oder parallel zur radialen Verstellrichtung der Werkzeugteile angeordnet sind.
Durch diese Verzahnung können die bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte selbst bei höchsten Beanspruchungen einwandfrei übertragen bzw. aufgenommen werden.
Bei einer Anordnung der Zähne in radialer Verstellrichtung wird eine stufenlose radiale Verstellung der Werkzeugteile zueinander ermöglicht.
Bei einer Anordnung der Zähne quer zur radialen Verstellrichtung wird eine schrittweise radiale Verstellung der Werkzeugteile erreicht. In diesem Fall ist es zweckmässig, die einzelnen Werkzeugteile zusätzlich durch Mitnehmersteine, die in entsprechende Nuten eingreifen, in Längsrichtung der Zähne zu fixieren.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. la, lb ein erfindungsgemässes Schneidwerkzeug, geschnitten in radialer Verstellrichtung mit fluchtenden bzw. mit radial versetzten Werkzeugteilen, Fig. 2 das Schneidwerkzug nach Fig. lb, geschnitten senkrecht zur radialen Verstellrichtung, Fig. 3a, 3b die Variante eines erfindungsgemässen Schneid-
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werkzeuges, geschnitten in radialer Verstellrichtung mit fluchtenden bzw. mit radial versetzten Werkzeugteilen Fig. 4 das Schneidwerkzeug nach Fig. 3b, geschnitten senkrecht zur radialen Verstellrichtung.
In den Fig. la, Ib und 2 ist ein erfindungsgemässes Schneidwerkzeug mit einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Verbindungsstelle der einzelnen Werkzeugteile dargestellt. Der Werkzeugkopf --1-- und der Werkzeugschaft --2-- des Schneidwerkzeuges sind mit axial verlaufenden Sackbohrungen --6, 7-- versehen, die von den zu verbindenden Stirnflächen ausgehen und stark angesenkt sind. Ein Verbindungsstück --3-- mit näherungsweise kugelförmigen Enden - und einer Einschnürung --5-- im Mittelbereich ist in den Sackbohrungen --6, 7-- schwenkbar und feststellbar gelagert. Dazu weisen die Enden --4-- jeweils zwei sich diametral gegenüberliegende kegelförmige Ausnehmungen --10-- auf.
Diese Ausnehmungen --10-- können mit Spannschrauben --11-- mit kegeliger Spitze in Eingriff gebracht werden, welche die zu verbindenden Werkzeugteile --1, 2-- im Bereich der exial verlaufenden Sackbohrungen --6, 7-- senkrecht zur radialen Verstellrichtung durchsetzen.
Bei einem leichten Anziehen der Spannschrauben -- 11-- sind die beiden Werkzeugteile
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und durch die starke Ansenkung der Sackbohrungen --6, 7-- in den Werkzeugteilen --1, 2-ergibt sich ein relativ weiter radialer Verstellbereich. Dadurch, dass die Sackbohrungen --6, 7-- axial verlaufend ausgeführt sind, ergibt sich ein radialer Verstellbereich in zwei Richtungen.
Die Stirnseiten der zu verbindenden Werkzeugteile-1, 2- sind mit einer Verzahnung --13-mit parallelen Zähnen in radialer Verstellrichtung versehen. Auf diese Weise ergibt sich eine stufenlose, radiale Verstellmöglichkeit der Werkzeugteile zueinander.
In den Fig. 3a, 3b und 4 ist eine Variante eines erfindungsgemässen Schneidwerkzeuges zu sehen. In diesem Fall ist die Sackbohrung --6-- des Werkzeugkopfes --1-- um den halben maximal möglichen radialen Verstellweg in radialer Verstellrichtung versetzt. Auf diese Weise ist eine radiale Verstellung nur nach einer Seite, dafür aber mit dem doppelten Verstellweg möglich. Ein Ende --4-- des Verbindungsstückes --3-- ist im Werkzeug schaft --2-- mit einem beide Teile quer zur radialen Verstellrichtung durchsetzenden Stift --12-- schwenkbar verbunden.
Die Spannung der Werkzeugteile --1, 2-- erfolgt wieder durch zwei Spannschrauben --11-- mit kegeliger Spitze, die am andern Ende --4-- des Verbindungsstückes --3-- in entsprechenden kegelförmigen Ausnehmungen --10-- eingreifen. In dieser Variante sind darüber hinaus die Stirnflächen der zu verbindenden Werkzeugteile --1, 2-- mit einer Verzahnung --14-- mit parallelen Zähnen quer zur radialen Verstellrichtung versehen. Auf diese Weise ergibt sich eine schrittweise
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Das erfindungsgemässe Verbindungssystem lässt sich insbesondere bei Bohrstangen vorteilhaft anwenden, ist aber keinesfalls auf diesen Anwendungsfall beschränkt.
Es ist vielmehr universell bei umlaufenden oder stehenden mehrteiligen Schneidwerkzeugen mit Werkzeugschaft und Werkzeugkopf anwendbar, wo der Werkzeugkopf gewechselt werden soll, oder auch eine Verlängerungsmöglichkeit des Werkzeugschaftes gegeben sein soll und gleichzeitig eine gewisse radiale Verstellmöglichkeit erwünscht ist.
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The invention relates to a multi-part cutting tool, consisting of a tool shank, possibly with an extension piece, and a tool head with cutting elements, in which the individual tool parts are interchangeably and interchangeably interconnected and radially adjustable.
As a rule, when machining a workpiece, e.g. B. at the
Internal machining using boring bars, different types of machining, such as roughing, finishing, drilling, thread cutting, copying, etc. are required. In order to enable the fastest possible tool change for the various types of machining, the boring bars are often made in two parts, from a tool shank and from a tool head carrying the cutting elements and connected to the shank. In this way, a default is the
Cutting inserts on the tool heads possible, so that the expensive machine downtimes
Due to a change of the cutting edge are shortened to the duration of the tool head change.
In the case of cutting tools, in which, in addition to the interchangeability of the tool head, radial adjustability of the tool head relative to the tool shank is also possible, there is also the advantage that when the cutting edge is worn, a corresponding radial adjustment of the cutting head, which compensates for this cutting edge wear, is substantial
Deviations on the workpiece can be avoided without changing the cutting insert.
DE-OS 1627012 describes cutting tools in which the tool shank with the
Tool head are interchangeable and radially adjustable connected with each other via a dovetail connection.
A disadvantage of these tools is the production of the dovetail connection, which has to be extremely precise and can therefore only be produced with great effort in terms of production technology. In addition, there is a radial adjustment between the tool shank and
Tool head clear the groove of the dovetail connection, so that it can easily be damaged and contaminated and thus often jamming of the system.
DE-PS No. 3108439 describes a boring bar in the tool shank and
The tool head is connected to one another via a cylindrical locating pin that engages in a corresponding locating hole. The fitting pin has a transverse bore with a connecting bolt which can be moved therein and has conical projections. Two diametrically opposite clamping screws with conical recesses at the ends, which can be screwed radially in the area of the fitting bore, are supported on the opposite conical ends of the connecting bolt.
With the help of this special "wedge gear", the applied force transversely to the shaft axis is converted into a clamping force along the shaft axis. The use of two clamping screws results in a significantly increased clamping force between the tool head and tool shank compared to a simple clamping screw.
A disadvantage of this cutting tool, however, is that the tool head cannot be adjusted radially with respect to the tool shank.
CH-PS No. 338340 describes a boring bar in which an exact radial adjustment and fixing of the cutter holder is made possible by means of a transmission element from the rear end of the boring bar.
The disadvantage here is that the construction is quite complex.
DE-OS 2625983 describes a drilling tool which has two individually radially adjustable cutting edges which can be locked with the tool shank by means of locking screws.
The disadvantage of this drilling tool is that the cutting elements cannot be replaced very quickly due to the special construction.
GB-PS No. 2, 081, 143 describes a boring tool in which a shank part and a cutting insert support part having the toothed contact surface can be mutually radially adjusted by means of an eccentric bolt. The tool parts are mutually fixed using two retaining screws.
The disadvantage here is that the tool parts are weakened by three parallel bores.
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The aim of the invention is to provide a cutting tool of the type mentioned at the outset which enables rapid interchangeability and mutual non-positive fixing of the tool parts to be connected and in which the elements required for the connection can be produced easily and without too great a production outlay. At the same time, the axial clamping force should be as large as possible and damage and contamination of the connecting elements should be avoided.
According to the invention this is achieved in that the connection via a bolt-shaped
Connecting piece with at least approximately spherical or cylindrical ends and with a constriction in the central region, the connecting piece being pivotably mounted in recesses extending from the end faces of the tool parts to be connected and being fixable by clamping elements.
In this way it is achieved that the connecting element in the form of the connecting piece according to the invention is located completely inside the recesses of the tool parts, as a result of which damage and contamination are largely excluded, without having to forego radial adjustability between the tool shank and the tool head.
In a particularly advantageous embodiment of the cutting tool, the recesses in the end faces of the tool parts to be connected are designed as axially running bores with countersunk mouth openings. The connector is approximately spherical
Ends with approximately the same diameter holes. One or both spherical
The ends of the connecting piece each have two diametrically opposite conical ones
Recesses which engage with clamping screws with a conical tip, which penetrate the tool parts to be connected in the area of the axially running bores perpendicular to the radial adjustment direction.
This ensures that the recesses in the end faces of the tool parts without
Fine machining can be produced particularly easily. When the tool is subjected to bending, the individual parts are supported by the closed, ring-shaped and thus stable contact surfaces. Due to the countersinking of the mouth openings of the bores, there is an expanded radial adjustment range between the tool head and the tool shank.
Due to the clamping screws with conical tips engaging in the conical recesses of the connecting piece, the forces applied transversely to the shaft axis are converted into clamping forces along the shaft axis via these "wedge gears".
As a rule, it will be expedient to attach the "wedge gear" only to a spherical one
Provide end and pivotally attach the other end via a transverse bore and a pin passing through this bore and the corresponding tool part. In some
In some cases, however, it can also be expedient to connect both ends of the connecting piece to individual tool parts via "wedge gears". In these cases, the connecting piece can be exchanged particularly quickly.
In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the tool parts to be connected have a toothing with parallel teeth on the connecting surfaces, the individual teeth being arranged perpendicular or parallel to the radial adjustment direction of the tool parts.
This interlocking enables the forces occurring during machining to be transferred or absorbed perfectly even under the highest loads.
If the teeth are arranged in the radial adjustment direction, a stepless radial adjustment of the tool parts relative to one another is made possible.
If the teeth are arranged transversely to the radial adjustment direction, a gradual radial adjustment of the tool parts is achieved. In this case, it is expedient to additionally fix the individual tool parts in the longitudinal direction of the teeth by means of driver blocks which engage in corresponding grooves.
The invention is explained in more detail with reference to the drawings. 1 a, 1 b a cutting tool according to the invention, cut in the radial adjustment direction with aligned or with radially offset tool parts, FIG. 2 the cutting tool pull according to FIG. 1 b, cut perpendicular to the radial adjustment direction, FIGS. 3 a, 3 b the variant of an inventive Cutting
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tool, cut in the radial adjustment direction with aligned or with radially offset tool parts. FIG. 4 the cutting tool according to FIG. 3b, cut perpendicular to the radial adjustment direction.
La, Ib and 2, a cutting tool according to the invention is shown with a particularly advantageous embodiment of the junction of the individual tool parts. The tool head --1-- and the tool shank --2-- of the cutting tool are provided with axially running blind holes --6, 7--, which start from the end faces to be connected and are countersunk. A connecting piece --3-- with approximately spherical ends - and a constriction --5-- in the middle area is pivotally and lockably mounted in the blind holes --6, 7--. For this purpose, the ends --4-- each have two diametrically opposite conical recesses --10--.
These recesses --10-- can be brought into engagement with clamping screws --11-- with a tapered tip, which fix the tool parts to be connected --1, 2-- in the area of the exial blind holes --6, 7-- perpendicular to the enforce radial adjustment direction.
With a slight tightening of the clamping screws - 11-- are the two tool parts
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and the strong countersinking of the blind bores --6, 7-- in the tool parts --1, 2-results in a relatively wide radial adjustment range. The fact that the blind bores --6, 7-- are designed to run axially results in a radial adjustment range in two directions.
The end faces of the tool parts-1, 2- to be connected are provided with teeth -13-with parallel teeth in the radial direction of adjustment. In this way, there is a continuous, radial adjustment of the tool parts to each other.
A variant of a cutting tool according to the invention can be seen in FIGS. 3a, 3b and 4. In this case, the blind bore --6-- of the tool head --1-- is offset by half the maximum possible radial adjustment path in the radial adjustment direction. In this way, radial adjustment is only possible on one side, but with the double adjustment path. One end --4-- of the connecting piece --3-- is pivotally connected in the tool shank --2-- with a pin --12-- passing through both parts transversely to the radial adjustment direction.
The tool parts --1, 2-- are again clamped by two clamping screws --11-- with a tapered tip, which at the other end --4-- of the connecting piece --3-- in corresponding conical recesses --10-- intervention. In this variant, the end faces of the tool parts to be connected --1, 2-- are provided with teeth --14-- with parallel teeth transverse to the radial adjustment direction. In this way there is a gradual
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The connection system according to the invention can be used advantageously in particular in the case of boring bars, but is in no way restricted to this application.
Rather, it is universally applicable to rotating or standing multi-part cutting tools with tool shank and tool head, where the tool head is to be changed, or where the tool shank can be extended and at the same time a certain radial adjustment option is desired.
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