CH633466A5 - TURNING CHISEL. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmeissel, mit einem Gehäuse und mit einer Spindel, die im Gehäuse gelagert ist und die ein Schneidelement in Form eines Rotationskörpers sowie ein Messer zur Spanbrechung trägt. The present invention relates to a lathe chisel, with a housing and with a spindle which is mounted in the housing and which carries a cutting element in the form of a rotating body and a knife for chip breaking.
Die Erfindung kann bei der Bearbeitung von zylinderförmiger Aussen- oder Innenfläche, von Oberflächen komplizierter Form und Ebenen und von Arbeitsstücken aus schwer bearbeitbaren zähen Werkstoffen verwendet werden, wenn Fliesspan anfallt. The invention can be used in the machining of cylindrical outer or inner surfaces, of surfaces of complex shape and planes and of workpieces made of tough, difficult-to-machine materials when fluff is produced.
Eine unerlässliche Bedingung für das Rotationsschneiden, das sich durch hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten kennzeichnet, ist, dass das Problem der Spanbrechung gelöst ist. Die bekannten Massnahmen zur Spanbrechung beim Rotationsschneiden lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Zur ersten Gruppe gehören jene Massnahmen, gemäss welchen Risse, Nuten oder Kerben in der Spanfläche des Schneidteils des Werkzeuges ausgeführt sind. Dies gewährleistet stabile Spanbrechung, aber es weist auch Nachteile auf. Erstens vermindert das Anbringen von Rissen und Nuten die Anzahl der eventuellen Nachschliffe des Werkzeuges und folglich auch die Lebensdauer desselben. Zweitens vermindert die Unterbrechung der Schneidkante die Güte der bearbeiteten Oberfläche. An indispensable condition for rotary cutting, which is characterized by high machining speeds, is that the problem of chip breaking is solved. The known measures for chip breaking during rotary cutting can be divided into two groups. The first group includes those measures according to which cracks, grooves or notches are made in the rake face of the cutting part of the tool. This ensures stable chip breaking, but it also has disadvantages. First, the creation of cracks and grooves reduces the number of possible regrinds of the tool and consequently also the service life of the tool. Second, the interruption of the cutting edge reduces the quality of the machined surface.
Es werden auch feststehende Auflegemesser zur Brechung von Span verwendet, die innerhalb der Kontaktfläche des Spans mit der Spanfläche des Meisseis die Spanbrechung gewährleisten. Bei der Zusammenwirkung des Spans mit dem Schneidelement und dem feststehenden Auflegemesser unterlag die Kontaktstelle des Auflegemessers mit dem Span einer erheblichen Stossbeanspruchung. An den Schneidkanten entstanden zyklische Spannungen, die zum vorzeitigen Verschleiss und Ausbröckeln der Schneidkanten führten, was die Standzeit des Werkzeuges verringerte und die Güte der bearbeiteten Oberfläche beeinträchtigte. Fixed lay-up knives are also used to break chips, which ensure chip breaking within the chip's contact surface with the chip surface of the ice cream. When the chip interacts with the cutting element and the fixed lay-up knife, the contact point of the lay-up knife with the chip was subjected to considerable impact stress. Cyclic tensions developed at the cutting edges, which led to premature wear and crumbling of the cutting edges, which reduced the tool life and impaired the quality of the machined surface.
Zur zweiten Gruppe gehörten jene Massnahmen, gemäss welchen sich die Spanstärke während des Zerspanvorganges wegen der exzentrischen Ausführung der Schneidkante des Meisseis ändert. Beim Spanen mit diesen Meissein wird ihre Spitze, (d.h. jener Punkt der Schneidkante, der die maximale Eindringtiefe in das zu bearbeitende Material aufweist), die die zu bearbeitende Oberfläche profiliert, in bezug auf die Achse des Werkstücks verlagert. Die Spanbrechung geschieht dank der exzentrischen Schneidkante. The second group included measures according to which the chip thickness changes during the cutting process due to the eccentric design of the cutting edge of the ice cream. When cutting with these chisels, their tip (i.e. the point of the cutting edge that has the maximum depth of penetration into the material to be machined) that profiles the surface to be machined is shifted with respect to the axis of the workpiece. Chip breaking occurs thanks to the eccentric cutting edge.
Infolgedessen wird die tatsächliche Schnittiefe verändert, und die Güte sowie die Genauigkeit der Bearbeitung werden verschlechtert. As a result, the actual depth of cut is changed, and the quality and accuracy of machining are deteriorated.
Wie bereits gesagt, ist auch jener Drehmeissel bekannt, in dessen Gehäuse eine Spindel montiert ist, die ein Schneidelement in Form eines Rotationskörpers, genauer ein schalenförmiges Schneidelement, und ein Messer zur Spanbrechung trägt. As already mentioned, that lathe tool is also known, in the housing of which a spindle is mounted, which carries a cutting element in the form of a rotating body, more precisely a bowl-shaped cutting element, and a knife for chip breakage.
Das Messer ist in einer Spindelbohrung angeordnet und mit Hilfe einer Mutter befestigt. Die Schneide ist an die kegelige Spanfläche des Schneidelementes maximal angenähert und liegt in einem Abstand von dessen Schneidkante, der die Kontaktzone des Spans mit dieser Oberfläche nicht übersteigt. The knife is arranged in a spindle bore and fastened with the help of a nut. The cutting edge is maximally approximated to the conical rake face of the cutting element and lies at a distance from its cutting edge which does not exceed the contact zone of the chip with this surface.
Das Messer ist als L-förmige Spannklaue ausgebildet, die an die kegelige Seitenfläche des Schneidelementes dicht angedrückt ist. The knife is designed as an L-shaped clamping claw, which is pressed tightly against the conical side surface of the cutting element.
Beim Spindelumlauf schneidet das Schneidelement den Span ab, und das Messer zerschneidet ihn in Teile. When the spindle rotates, the cutting element cuts off the chip and the knife cuts it into parts.
Ein Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die Stossbeanspruchungen beträchtliche zyklische Spannungen hervorrufen, wodurch die Schneidkanten des Schneidelementes und des Messers an deren Kontaktstelle bald ausbröckeln. A disadvantage of this construction is that the impact stresses cause considerable cyclical stresses, which means that the cutting edges of the cutting element and the knife soon crumble at their contact point.
Infolgedessen wird die Standzeit sowohl des Schneidelements wie auch des Messers kürzer, und die Güte der bearbeiteten Oberfläche wird dadurch beeinträchtigt. As a result, the service life of both the cutting element and the knife becomes shorter, and the quality of the machined surface is adversely affected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmeissel zu schaffen, bei dem die Ausführung des Messers zur Spanbrechung eine Erhöhung der Standzeit sowohl des Messers als auch des Schneidelementes aber auch eine Verbesserung der Bearbeitungsgüte der Oberfläche des Werkstük-kes ermöglicht. The invention has for its object to provide a turning tool in which the design of the knife for chip breaking increases the service life of both the knife and the cutting element but also improves the processing quality of the surface of the workpiece.
Diese Aufgabe wird beim Drehmeissel der eingangs genannten Art erfindungsgemäss so gelöst, wie dies im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert ist. This object is achieved according to the invention in the lathe tool of the type mentioned at the outset, as defined in the characterizing part of claim 1.
Bei einem solchen Drehmeissel werden die Stossbeanspruchungen abgefangen, und infolgedessen werden Spannungen an den Schneidkanten sowohl des Messers als auch des Schneidelementes beträchtlich vermindert. Dies führt zur Erhöhung der Standzeit des Meisseis und zur Verbesserung der Bearbeitungsgüte der bearbeiteten Oberfläche. With such a lathe tool, the impact loads are absorbed and, as a result, stresses on the cutting edges of both the knife and the cutting element are considerably reduced. This increases the service life of the ice cream and improves the processing quality of the machined surface.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt: Exemplary embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 im Längsschnitt den Drehmeissel mit einem Messer zur Spanbrechung, das an einer Spindel mit Hilfe einer Achse angebracht ist, 1 shows a longitudinal section of the lathe tool with a chip breaking chip, which is attached to a spindle with the help of an axis,
2 2nd
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10 10th
IS IS
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25 25th
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3 3rd
633 466 633 466
Fig. 2 im Längsschnitt den Drehmeissel mit einem Messer zur Spanbrechung, das mit Hilfe eines Ringes an der Spindel angebracht ist, 2 is a longitudinal section of the lathe tool with a chip breaking chip, which is attached to the spindle by means of a ring,
Fig. 3 im Längsschnitt den Drehmeissel mit einem Messer zur Spanbrechung, das in Lagern gelagert und mit der Spindel mittels eines Planetengetriebes verbunden ist, 3 is a longitudinal section of the lathe tool with a chip breaking chip, which is stored in bearings and connected to the spindle by means of a planetary gear,
Fig. 4 im Längsschnitt den Drehmeissel mit einem Messer zur Spanbrechung und mit einem Einzelteil, das das Gelangen des Spans in den Zwischenraum zwischen der Spanfläche des Schneidelementes und der Stirnfläche des Messers zur Spanbrechung verhindert, 4 shows a longitudinal section of the turning tool with a knife for chip breaking and with an individual part which prevents the chip from getting into the space between the chip face of the cutting element and the end face of the knife for chip breaking,
Fig. 5 Schnitt nach Y-Y von Fig. 4, 5 section along Y-Y of Fig. 4,
Fig. 6 im Längsschnitt den Drehmeissel mit einem Messer zur Spanbrechung, dessen Schneide sternförmig ausgebildet ist, 6 is a longitudinal section of the turning tool with a chip breaking chip, the cutting edge of which is star-shaped,
Fig. 7 Ansicht der Schneide des Messers nach Pfeil A in Fig. 6. 7 view of the cutting edge of the knife according to arrow A in FIG. 6.
Der Drehmeissel weist ein Gehäuse 1 (Fig. 1) auf, in dem eine Spindel 2 gelagert ist. Die Spindel 2 trägt ein Schneidelement, das als ein Rotationskörper ausgebildet ist. Die Spindel trägt auch ein Messer 3 zur Spanbrechung. The lathe tool has a housing 1 (FIG. 1) in which a spindle 2 is mounted. The spindle 2 carries a cutting element which is designed as a rotating body. The spindle also carries a knife 3 for chip breaking.
Das Schneidelement weist eine kegelförmige Schale 4 mit einer kreisförmigen Kante 5 und mit einer kegeligen Seitenfläche 6 auf. Die Spindel 2 ist im Gehäuse 1 mit Hilfe von Lager 7 gelagert. The cutting element has a conical shell 4 with a circular edge 5 and with a conical side surface 6. The spindle 2 is mounted in the housing 1 with the help of bearings 7.
Das Messer 3 zur Spanbrechung ist als Rotationskörper ausgebildet, und es ist an der Spindel 2 um seine geometrische Achse drehbar. Zwischen dem Messer 3 und der zu bearbeitenden Oberfläche eines Werkstücks 8 ist ein Spalt vorhanden. In einem solchen Fall werden die Stossbeanspru-chungen gedämpft, und infolgedessen werden Kanten sowohl des Messers als auch des Schneidelementes verringert. The knife 3 for chip breaking is designed as a rotating body and it can be rotated about its geometric axis on the spindle 2. There is a gap between the knife 3 and the surface of a workpiece 8 to be machined. In such a case, the impact stresses are damped and, as a result, edges of both the knife and the cutting element are reduced.
Während der Bearbeitimg von Werkstücken müssen unterschiedliche Spanstärke abgehoben werden. Dementsprechend muss auch die Breite des Spaltes zwischen der Schneide des Messers und der Spanfläche des Schneidelementes geändert werden. Different chip thicknesses must be removed during the processing of workpieces. Accordingly, the width of the gap between the cutting edge of the knife and the rake face of the cutting element must also be changed.
Die Änderung des Spaltes erfolgt auf verschiedene Weise. Das Messer 3 kann an der Spindel 2 beispielsweise mit Hilfe einer Vorrichtimg angebracht sein, die zwei zueinander exzentrisch ausgeführte Teile 9 und 10 aufweist. Hierbei ist der erste Teil 9 dieser Vorrichtung in der Spindel 2 mit Hilfe einer Schraube 11 befestigt. Das Messer 3 ist dann auf dem andern Teil 10 dieser Vorrichtung drehbar angeordnet. The gap is changed in different ways. The knife 3 can be attached to the spindle 2, for example with the aid of a device which has two parts 9 and 10 which are designed to be eccentric to one another. The first part 9 of this device is fastened in the spindle 2 by means of a screw 11. The knife 3 is then rotatably arranged on the other part 10 of this device.
Das in Fig. 2 dargestellte Messer 3 zur Spanbrechung ist an einen Ring 12 angebracht, der an einem exzentrisch ausgeführten Teil 13 der Spindel 2 angeordnet ist. Der Ring 12 ist mit Hilfe von Schrauben 14 befestigt. The knife 3 for chip breaking shown in FIG. 2 is attached to a ring 12 which is arranged on an eccentrically designed part 13 of the spindle 2. The ring 12 is fastened with the aid of screws 14.
Das in Fig. 3 dargestellte Messer zur Spanbrechung ist an einer Welle 15 angebracht, die in Lagern 16 montiert ist. Am andern Ende der Welle 15 ist eine Rolle 17 befestigt, die den Satelliten eines Planetengetriebes darstellt. Am Gehäuse 1 ist mittels Schraubenbolzen 18 ein Flansch 19 befestigt, der durch eine Feder 20 abgefedert ist. Der Flansch 19 erfüllt die Funktion des Sonnenrades im erwähnten Planetengetriebe. The chip breaking knife shown in Fig. 3 is attached to a shaft 15 which is mounted in bearings 16. At the other end of the shaft 15, a roller 17 is attached, which represents the satellite of a planetary gear. A flange 19, which is cushioned by a spring 20, is fastened to the housing 1 by means of screw bolts 18. The flange 19 fulfills the function of the sun gear in the planetary gear mentioned.
Die Lager 16 sind in einer exzentrischen Hülse 21 untergebracht, die sich in der Spindel 2 befindet. The bearings 16 are housed in an eccentric sleeve 21 which is located in the spindle 2.
Es ist ein Einzelteil 22 (Fig. 4, 5) vorgesehen, der an der Spindel 2 befestigt und so ausgeführt ist, dass dessen eine Oberfläche 21 an die Seitenfläche 24 des Messers 3 möglichst nahe liegt, während die andere Oberfläche 25 des Teiles in ständigem Kontakt mit der Spanfläche 6 des Schneidelementes 4 steht. An individual part 22 (FIGS. 4, 5) is provided, which is fastened to the spindle 2 and is designed such that one surface 21 is as close as possible to the side surface 24 of the knife 3, while the other surface 25 of the part is in constant contact Contact with the rake face 6 of the cutting element 4 is.
Das genannte Einzelteil 22 verhindert das Festklemmen des Messers 3. The named part 22 prevents the knife 3 from jamming.
In Fig. 6 und 7 ist ein Rotationsmeissel dargestellt, bei dem die Schneide des Messers 3 eine periodische Kontur aufweist. Hierbei besteht die Schneide beispielsweise aus miteinander abwechselnden Vorsprüngen (Lappen) 26 und Vertiefungen (Auskehlungen) 27, oder sie ist sternförmig ausgeführt, oder sie besteht aus einem Lappen, zwei Lappen usw. 6 and 7, a rotary chisel is shown in which the cutting edge of the knife 3 has a periodic contour. Here, the cutting edge consists, for example, of alternating projections (tabs) 26 and depressions (grooves) 27, or it is designed in a star shape, or it consists of a tab, two tabs, etc.
Dieser Rotationsmeissel arbeitet wie folgt: This rotary chisel works as follows:
Nachdem die Werkzeugmaschine, die mit dem beschriebenen Meissel versehen ist, eingeschaltet worden ist, wird ein probeweiser Schnitt im Werkstück 8 ausgeführt, während der Vorschub eingeschaltet (Arbeitsschnitt) ist. Der Meissel beginnt sich, infolge der Drehbewegung des Werkstücks 8, zu drehen. Das Schneidelement 4 (Fig. 1) erhält Drehbewegung vom Werkstück 8 und schneidet mit der Schneidkante 5 den Span ab. Der Span geht an der kegeligen Seitenfläche 6 des Schneidelementes 4 ab, und er wird durch das Messer 3 gebrochen. Das Messer 3 dreht sich gleichzeitig um seine Achse. After the machine tool provided with the chisel described has been switched on, a trial cut is carried out in the workpiece 8 while the feed is switched on (working cut). The chisel begins to rotate due to the rotational movement of the workpiece 8. The cutting element 4 (FIG. 1) receives rotary movement from the workpiece 8 and cuts off the chip with the cutting edge 5. The chip goes off on the tapered side surface 6 of the cutting element 4 and it is broken by the knife 3. The knife 3 rotates around its axis at the same time.
Bei Nachschleifen der kegelförmigen Spanfläche 6 des Schneidelementes 4 vergrössert sich der Spalt zwischen der Spanfläche 6 und der Schneide des Messers 3. When the conical rake face 6 of the cutting element 4 is reground, the gap between the rake face 6 and the cutting edge of the knife 3 increases.
Durch eine Verstellung der die exzentrischen Teile 9,10 (Fig. 1) aufweisenden Vorrichtung oder durch eine Verstellung des Ringes 12 (Fig. 2) in bezug auf den exzentrischen Teil 13 der Spindel 2 kann die erforderliche Grösse des Spalts eingestellt werden. By adjusting the device having the eccentric parts 9, 10 (FIG. 1) or by adjusting the ring 12 (FIG. 2) in relation to the eccentric part 13 of the spindle 2, the required size of the gap can be set.
Das zusätzliche Einzelteil 22 (Fig. 4), das an der Spindel 2 befestigt ist, verhindert, dass der Span zwischen die kegelige Spanfläche 6 des Schneidelementes 4 und die Seitenfläche 24 des Messers 3 gelangt. Dadurch wird ein Festklemmen des Messers 3 ausgeschlossen. The additional individual part 22 (FIG. 4), which is fastened to the spindle 2, prevents the chip from getting between the conical chip face 6 of the cutting element 4 and the side face 24 of the knife 3. This prevents the knife 3 from jamming.
Während des Zerspanvorgangs führen die Spindel 2 (Fig. 3) mit dem Schneidelement 4 und dem Messer 3 eine Drehbewegung aus. Hierbei wirkt die Rolle 17, die an der Welle 15 starr befestigt ist und an der auch das Messer 3 angebracht ist, mit dem Flansch 19 zusammen und wälzt auf diesen ab, so dass das Messer 3 eine zusammengesetzte Bewegung ausführt, nämlich eine Planetenbewegung um die Meisselachse und eine aufgezwungene Drehbewegung um seine eigene Achse. Die aufgezwungene Drehbewegung des Messers 3 verhindert, dass das Messer klemmt. During the machining process, the spindle 2 (FIG. 3) with the cutting element 4 and the knife 3 perform a rotary movement. Here, the roller 17, which is rigidly attached to the shaft 15 and to which the knife 3 is also attached, cooperates with the flange 19 and rolls on it, so that the knife 3 executes a compound movement, namely a planetary movement around the Chisel axis and forced rotation about its own axis. The forced rotation of the knife 3 prevents the knife from jamming.
Die zwischen dem Flansch 19 und dem Gehäuse 1 angeordnete Feder 20 stellt einen stabilen Kontakt zwischen der Rolle 17 und dem Flansch 19 her. The spring 20 arranged between the flange 19 and the housing 1 establishes stable contact between the roller 17 and the flange 19.
Bei Verstellen der exzentrischen Hülse 21 in der Bohrung der Spindel 2 ändert sich der Abstand zwischen der Messerachse und der Meisselachse. Infolgedessen ändert sich die Grösse des Spalts zwischen der Schneide des Messers 3 und der kegeligen Spanfläche 6 des Schneidelementes 4. When adjusting the eccentric sleeve 21 in the bore of the spindle 2, the distance between the knife axis and the chisel axis changes. As a result, the size of the gap between the cutting edge of the knife 3 and the conical rake face 6 of the cutting element 4 changes.
In jenem Augenblick, in welchem der auch das Schneidelement 4 (Fig. 6) abgeschnittene Span mit dem spanbrechenden Messer 3 in Berührung kommt, dreht sich das letztere um seine Achse, und der Span geht an der kegeligen Spanfläche 6 des Schneidelementes 4 ab. Dank der Drehung der Spindel 2 mit dem Schneidelement 4 und dem Messer 3 holt das Messer 3 den Span ausserhalb der Zerspanungszone ein, schlägt hart auf denselben und bricht ihn hierdurch in einzelne Stücke. In dem Augenblick, in dem einer der Lappen 26 des spanbrechenden Messers 3 die Lage über der Spanfläche 6 des Schneidelementes 4 einnimmt, können die Spanstücke, die in den Spalt zwischen diesen gelangen, das Messer 3 nicht blockieren, da im nächsten Augenblick sich über der Spanfläche 6 des Schneidelementes 4 die Vertiefung 27 des Messers befindet. Die Spanstücke werden durch die Fliehkraft von der Spanfläche 6 des Schneidelementes 4 weggeschleudert. At the moment when the chip, which is also the cutting element 4 (FIG. 6), comes into contact with the chip-breaking knife 3, the latter rotates about its axis, and the chip comes off at the conical chip face 6 of the cutting element 4. Thanks to the rotation of the spindle 2 with the cutting element 4 and the knife 3, the knife 3 catches the chip outside the machining zone, hits the chip hard and thereby breaks it into individual pieces. At the moment when one of the lobes 26 of the chip-breaking knife 3 takes up the position above the rake face 6 of the cutting element 4, the chip pieces that get into the gap between them cannot block the knife 3, because the next moment over the Rake face 6 of the cutting element 4 is the recess 27 of the knife. The chips are flung away from the cutting surface 6 of the cutting element 4 by centrifugal force.
Weil der Span vorwiegend durch die Flanken der Vertiefung 27 gebrochen wird, fällt nunmehr die Notwendigkeit weg, den Spalt zwischen dem Messer und der Spanfläche des Schneidelementes genau einzuhalten, was die Herrichtung des Meisseis vereinfacht. Because the chip is mainly broken by the flanks of the recess 27, the need to maintain the gap between the knife and the cutting surface of the cutting element is eliminated, which simplifies the preparation of the ice cream.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PL | Patent ceased |