CH637556A5 - Rotationsmeissel. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationsmeissel, der eine mit Absetzungen und mit Lagern versehene Büchse enthält und in den Lagern ein Halter mit topfförmigem Schneidelement angeordnet ist.

Es ist wirtschaftlicher, eine Schlichtbearbeitung von grossformatigen Oberflächen durch Drehen, Ausdrehen, Hobeln und Fräsen mittels eines Rotationsmeissels anstatt einer arbeitsintensiveren Schleifoperation durchzuführen.

Der zu schaffende Rotationsmeissel soll beim Zerspanen von schwerbearbeitbaren Werkstoffen (hitzebeständigen Legierungen, Titanlegierungen, nichtrostenden Stählen, Glasfaserkunststoffen verwendet werden können.

Bekannt sind Rotationsmeissel, die ein topfförmiges Schneidelement enthalten, das an einem in Meisselgehäuse mittels Lagern angeordneten Halter befestigt ist (siehe das Buch von E.G. Konovalov u.a. «Progressive Schemas der Rotationsspannung », Verlag «Nauka i tekhnika», Minsk, 1972, S. 30—31, 192, 203,231). Ihr gemeinsamer Nachteil ist die geringe Steifigkeit. Zur Erhöhung derselben ist es erforderlich, im Meissel Lager von hoher Tragfähigkeit und Lebensdauer zu verwenden, die grosse Ausmasse besitzen und folglich die Abmessungen des Gehäuses vergrössern, mittels dessen der Meissel im Meisselträger befestigt wird. Zusätzlich wird auch noch, zur Erhöhung der Steifigkeit, der Metallbedarf des Meisseis und damit seine Abmessungen ver-grössert. Der letztgenannte Betriebsparameter ist bei einer spanabhebenden Bearbeitung durch Fräsen und Ausdrehen von Bohrungen besonders wichtig.

Bekannt ist weiterhin ein Rotationsmeissel nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 222 120, der sich durch eine Gedrungenheit der Konstruktion auszeichnet und eine mit Absetzungen versehene Büchse mit Lagern enthält, in denen ein Halter mit einem topfförmigen Schneidelement angeordnet ist. Dieser Halter hat die Form einer Aussenfassung, die mit ihren kegeligen Innenflächen auf Wälzkörpern (Kugeln oder Rollen) gelagert ist, welche Innenflächen gleichachsig mit der Büchse liegen, die ein in einem Meisselträger befestigtes Endstück aufweist. Der Nachteil dieses bekannten Rotationsmeissels ist dessen geringe Steifigkeit, was vor allem dadurch bedingt ist, dass sich die Lager, in denen der Halter angeordnet ist, auf einer Konsole der Büchse befinden. Der gleiche Umstand gestattet es nicht, die Lager in einem optimalen Abstand voneinander anzuordnen, der eine hohe Steifigkeit und Lebensdauer der Lager gewährleistet. Um die Länge der Konsole der Büchse zu verringern, ist man gezwungen, die Lager ganz nahe beieinander anzuordnen.

Die geringe Steifigkeit des Meisseis ruft bei der Zerspanung erhöhte Durchfederungen seiner Schneide unter Abdrücken derselben von der zu bearbeitenden Oberfläche hervor, und bei ungleichmässiger Bearbeitungstiefe beim erstmaligen Bearbeiten des Rohlings werden diese Durchfederungen ungleich, was die Genauigkeit und Güte der Bearbeitung stark mindert. Die geringe Steifigkeit des Meisseis hat eine verminderte Vibrationsfestigkeit des gesamten Zerspanvorgangs zur Folge, was die Bearbeitungsleistung begrenzt und die Standzeit des Meisseis herabsetzt. Letztere ist sehr empfindlich gegenüber einer Veränderung der Schnittbedingungen. Der Anderungsbereich der Schnittbedingungen, bei dem das Spanabheben ohne Vibrationen verläuft, ist sehr eng, und die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Vibrationen ist sehr hoch. Bei ihrer Entstehung wird nicht nur die Bearbeitungsgenauigkeit und -güte schlechter, sondern es findet oft auch ein Ausbrechen der Schneidkante statt; die Standzeit des Meisseis geht stark zurück und seine Lebensdauer wird geringer. Somit sind seine Möglichkeiten in be-zug auf die Gewährleistung einer hohen Leistung, Güte und Genauigkeit der Bearbeitung begrenzt.

Zu den vorstehend aufgezählten Nachteilen dieses bekannten Meisseis ist auch noch zu rechnen, dass seine Konstruktion keine zwangsläufige Wärmeabfuhr vom Schneidelement und den Lagern ermöglicht, welche Bauteile sich während des Arbeitsablaufs erhitzen. Möglich ist nur die primitivste Methode, nämlich die Zuführung eines Kühlmittels unmittelbar zum Meissel. Jedoch hat diese Methode eine beschränkte Anwendung in Anbetracht der sanitärwidrigen Verhältnisse und der Intensivierung des Ausbrechens des Hartmetall-Schneidelements des Meisseis.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorerwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsmeissel zu schaffen, bei dem der Halter und die mit Absetzungen versehene Büchse derart ausgebildet und miteinander verbunden sind, dass eine ausreichende Steifigkeit des Meisseis neben seiner Kompaktheit erreicht werden kann.

Der erfindungsgemässe Rotationsmeissel ist gemäss dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Dank einer solchen Bauart des Meisseis kann die Länge der Konsole der Büchse verringert werden, die im Unterschied zur bekannten Ausbildung durch zwei verhälnismäs-sig weit auseinander liegende Lager gelagert wird.

Die Abstände zwischen den beiden Lagern können ausgehend von der Bedingung der Gewährleistung einer maximalen Steifigkeit bei vorgegebenen Aussenmassen gewählt werden (dieser Abstand der beiden Lager soll mindestens um das 2- bis 3fache die Länge der Konsole übersteigen). Beim Meissel nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 222 120 ist das unmöglich, da die Vergrösserung des Abstandes der beiden Lager auch die Länge der Konsole um das gleiche Mass ver-grössert, wodurch die Meisselsteifigkeit stark herabgesetzt wird.

Durch die Anordnung des am meisten beanspruchten Lagers, das sich benachbart dem Schneidelement befindet, auf einem Aussenmantel eines Absatzes der Büchse wird es möglich, Lager mit vergrösserten Abmessungen und folglich mit erhöhter Steifigkeit und Lebensdauer zu verwenden. Hierbei werden die Abmessungen der mit Absetzungen versehenen Büchse, mittels der der Meissel in einem Meisselträger befestigt wird, praktisch nicht verändert. Der Durchmesser der Sitzfläche des Halters auf dem vorerwähnten Lager kann grösser als der Durchmesser des topfförmigen Schneidelements gewählt werden, so dass hierdurch eine verbesserte Laufgenauigkeit der Schneidkante erreicht werden kann, was die Bearbeitungsgenauigkeit und -güte erhöht.

Die erfindungsgemässe Ausbildung des Rotationsmeissels erlaubt es ausserdem, eine zwangsweise Wärmeabfuhr vom Schneidelement und den Lagern mittels eines Kühlmit-

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tels, das durch die Hohlwelle zugeführt wird, zu realisieren, wodurch die Standzeit und Leistungsfähigkeit des Meisseis erhöht werden.

Das Aufgezählte in seiner Gesamtheit trägt zur Erhöhung der Steifigkeit des Meisseis unter Beibehaltung seiner Kompaktheit bei, was wiederum die technologischen Möglichkeiten des Meisseis hinsichtlich seiner Standzeit und Leistungsfähigkeit, Genauigkeit und Güte der Bearbeitung erweitert.

Es ist zeckmässig, wenn die Mantelflächen der Absetzungen der Büchse exzentrisch zueinander liegen. Dann kann die Einstellung der Meisselspitze (der Punkt der Schneidkante, der das maximale Eindringen in das zu bearbeitende Material bestimmt) in bezug auf die Spitzenachse der Werkzeugmaschine durch Drehen der Büchse um ihre Längsachse vorgenommen werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand einer Zeichnung erläutert, die den Rotationsmeissel im Längsschnitt zeigt.

Der dargestellte. Rotationsmeissel hat eine mit zwei äusseren Absetzungen la und lb versehene Büchse 1, die zwei Lager 2 und 3 trägt. Mit diesen Lagern 2 und 3, die beispielsweise als Radial-Schrägkugellager ausgebildet sind, ist ein Halter 4 mit einem auf diesem mittels einer Mutter 5 befestigten topfförmigen Schneidelement 6 gelagert.

Der Halter umfasst eine Hohlwelle 7 und eine diese umgreifende Hülse 8. Letztere ist auf dem Lager 2 gelagert, das sich benachbart dem Schneidelement 6 auf der ersten äusseren Absetzung la der Büchse 1 befindet, die eine Innenbohrung lc aufweist. Das freie Ende der Hohlwelle 7 ist im anderen Lager 3 gelagert, das in der Innenbohrung lc der Büchse 1 sitzt.

Die Einstellung der gegenseitigen Verspannung der Lager 2 und 3 wird mittels eines Anschlagringes 9 sowie Muttern 10 und 11 vorgenommen. Zur Vereinfachung der Werkzeugeinstellung in der richtigen Höhe liegen die Mantelflächen der Absetzungen la und lb der Büchse 1 zueinander exzentrisch.

Für eine wirkungsvolle Wärmeabfuhr von den Lagern 2 und 3 sowie vom Schneidelement 6 ist ein Kühlmittel-Zu-führrohr 12 vorgesehen, welches mit einem Ringspalt 13 innerhalb der Hohlwelle 7 gehalten wird. Das Rohr 12 ist in s einem Deckel 14 befestigt, der eine Abflussöffnung 15 aufweist, die den Hohlraum der Welle 7 mit dem nicht dargestellten Kühlsystem der Werkzeugmaschine verbindet.

Der Rotationsmeissel wird in einem Meisselträger 16 mittels einer Schraube 17 eingespannt.

io Der Rotationsmeissel arbeitet folgenderweise.

Vor dem Arbeitsbeginn wird der Meissel samt dem Meis-selhalter 16 im nicht abgebildeten Support der Maschine befestigt. Aus dem Kühlsystem der Werkzeugmaschine wird durch das Rohr 12 Kühlflüssigkeit zugeführt, die über den i5 Ringspalt 13 zwischen dem Rohr 12 und der Innenfläche der Hohlwelle 7 durch die Abflussöffnung 15 im Deckel 14 in das Kühlsystem der Werkzeugmaschine zurück strömt.

Man führt das topfförmige Schneidelement 6 des Meisseis an ein zu bearbeitendes Werkstück heran, macht einen 20 Probeschnitt, wählt nach dem Nonius der Maschine eine Schnittiefe, schaltet den selbsttätigen Vorschub der Werkzeugmaschine ein und führt die Bearbeitung des Werkstücks durch.

Beim Nachschleifen der Schneidekante nimmt deren 25 Durchmesser ab. Die Einstellung der Meisselspitze auf die erforderliche Höhe bezüglich der Drehachse des Werkstük-kes wird durch Drehung der Büchse 1 mit seiner zur Absetzung la exzentrisch liegenden Absetzung lb im Meisselträger 16 vorgenommen.

30 Der vorgeschlagene Rotationsmeissel zeichnet sich durch grosse Kompaktheit, niedrigen Metallbedarf und ausreichend hohe Steifigkeit aus, die eine Vibrationsfestigkeit während des ganzen Zerspanvorganges ergibt und folglich zur Erhöhung der Standzeit und Leistungsfähigkeit des Meis-35 sels, der Bearbeitungsgenauigkeit und -güte beiträgt. Die vorhandene zwangsläufige Kühlung der Lager und des Schneidelementes senkt die Arbeitstemperatur und erhöht zusätzlich die Standzeit des Meisseis sowie verlängert die Lebensdauer seiner Lager.

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I Blatt Zeichnungen

Claims (2)

637 556 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Rotationsmeissel, der eine mit Absetzungen (la, lb) und mit Lagern (2, 3) versehene Büchse (1) enthält und in den Lagern ein Halter (4) mit topfförmigem Schneidelement (6) angeordet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (4) eine Hohlwelle (7) und eine diese umfassende Hülse (8) enthält, die seitens des Schneidelementes (6) auf einem ersten Lager (2) gelagert ist, das sich auf einer ersten äusseren Absetzung (la) der Büchse (1) befindet, die eine Innenbohrung (lc) aufweist, in der ein zweites Lager (3) sitzt, in dem das freie Ende der Hohlwelle (7) gelagert ist.

2. Rotationsmeissel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei äussere Absetzungen (la, lb) der Büchse ( 1) exzentrisch zueinander liegen.