CH642578A5

CH642578A5 - Schneidwerkzeug mit wendeplattenbestueckung.

Info

Publication number: CH642578A5
Application number: CH53080A
Authority: CH
Inventors: Werner Graefe; Willy Schlotterer
Original assignee: Walter Gmbh Montanwerke
Priority date: 1979-02-17
Filing date: 1980-01-23
Publication date: 1984-04-30
Also published as: ATA11480A; SE447879B; US4283163A; IT1127980B; NL8000167A; GB2041797A; FR2448955A1; IT8067104A0; DE2906148A1; AT373803B; GB2041797B; DE2906148C2; SE8001186L; FR2448955B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug mit Wendeplattenbestückung, bei dem wenigstens eine eine durchgehende, angesenkte Öffnung aufweisende Wendeschneidplatte auf einer Auflagefläche eines Werkzeugkörpers aufliegend und seitlich an zwei Seiten gegen massgenaue Anlageflächen abgestützt, mittels eines mit einem Gewindeteil in eine entsprechende Gewindebohrung des Werkzeugkörpers eingeschraubten Spannbolzens lösbar gespannt ist, der einen mit der Innenwandung des angesenkten Teiles der Öffnung der Wendeschneidplatte zusammenwirkenden und durch die Öffnung durchschiebbaren Spannkopf, mit zu seiner freien Stirnseite hin zunehmendem Durchmesser aufweist und in dem Bereiche zwischen dem Spannkopf und dem Gewindeteil einen radial vorstehenden, konischen Teil trägt, welcher unter seitlicher elastischer Verformung des Spannbolzens gegen die Innenwand einer konisch nach unten zu sich verjüngenden Ausnehmung des Werkzeugkörpers anliegt, die in der Fortsetzung der Gewindebohrung angeordnet ist.

Bei einem der aus der DE-PS 1 552 296 bekannten Schneidwerkzeug dieser Art ist die Anordnung derart getroffen, dass die Ausnehmung kreis-kegelstumpfförmig ausgebildet ist und mit ihrer Achse gegen die Achse der Gewindebohrung seitlich versetzt ist. Dadurch wird erreicht, dass beim Einschrauben des Spannbolzens in die Gewindebohrung der konische Teil des Spannbolzens auf die Innenwand der konisch sich verjüngenden Ausnehmung aufläuft und dadurch seitlich elastisch gegenüber der Achse der Gewindebohrung abgebogen wird. Die auf diese Weise hervorgerufene seitliche Bewegung des Spannkopfes soll die Wendeschneidplatte seitlich fest gegen die Anlageflächen andrük-ken. Da die kreis-kegelstumpfförmige Ausnehmung das seitliche Ausweichen des konischen Teiles des Spannbolzens erlauben muss, ist ihr Durchmesser in allen Schnittebenen grösser als der Durchmesser des konischen Teiles des Spannbolzens in den entsprechenden Schnittebenen. Dies hat zur Folge, dass der konische Teil des Spannbolzens an der Innenwand der konischen Ausnehmung lediglich längs einer einzigen Mantellinie anliegt. Anderseits muss der maximale Durchmesser des Spannkopfes kleiner sein als der kleinste Durchmesser der angesenkten Bohrung der Wendeschneidplatte, weil andernfalls die Wendeschneidplatte nicht auf den eingeschraubten Spannbolzen vor dem Festziehen aufgeschoben werden könnte. Damit liegt aber der Spannkopf an dem angesenkten Teil der durchgehenden Öffnung der Wendeschneidplatte ebenfalls lediglich längs einer Mantellinie an.

Der Spannbolzen ist somit bezüglich des Werkzeugkörpers nicht geführt; infolge des Gewindespiels ist die Lage der die Berührungsstelle zwischen dem konischen Teil des Spannbolzens und der Innenwand der konischen Ausnehmung des Werkzeugkörpers bildenden Mantellinie längs des Umfanges der konischen Ausnehmung innerhalb eines gewissen Bereiches unbestimmt. Anderseits ist es aber für eine einwandfreie Spannung der Wendeschneidplatte, insbesondere bei hochbeanspruchten Werkzeugen, notwendig, zu gewährleisten, dass die die Berührungsstelle zwischen dem Spannkopf und der Innenwand des angesenkten Teils der Öffnung der Wendeschneidplatte bildende Mantellinie eine ganz bestimmte, definierte Lage bezüglich der seitlichen Anlageflächen aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art in dem Sinne zu verbessern, dass die Richtung der von dem Spannbolzen auf die Wendeschneidplatte ausgeübten Spannkraft exakt definiert ist und sich damit eine einwandfreie, von den Zufälligkeiten des Festspannvorgangs des Spannbolzens unabhängige Spannung der Wendeschneidplatte erzielen lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Schneidwerkzeug ge2

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mäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung des Werkzeugkörpers in Gestalt eines Langloches ausgebildet ist, dessen Länge grösser als der jeweilige Durchmesser des konischen Teiles des Spannbolzens ist und das an einem Ende einen sich lediglich über einen Teil des Umfanges erstreckenden, den Spannbolzen seitlich führenden konischen Bereich teilkreisförmiger Querschnittsgestalt aufweist, dessen Achse mit der Achse der Gewindebohrung zusammenfällt und an dem der konische Teil des Spannbolzens in Umfangsrichtung kreisbogenförmig anliegt und dass die rechtwinklig zu der Achse der Gewindebohrung verlaufende Längsachse des Langloches auf wenigstens eine der seitlichen Anlageflächen zu gerichtet ist.

Der konische Bereich des Langloches entspricht in seiner Querschnittsgestaltung somit dem konischen Teil des Spannbolzens und gibt diesem eine exakte seitliche Führung, weil die Achse des konischen Bereiches koaxial zu der Gewindebohrung verläuft. Gleichzeitig gestattet aber das Langloch das elastische seitliche Ausweichen des Spannbolzens, wie es zur Spannung der Wendeschneidplatte notwendig ist.

Dabei kann der konische Bereich des Langloches sich über ca. 180° des Umfanges erstrecken. Ausserhalb des konischen Bereiches kann das Langloch grundsätzlich jede beliebige Profilgestalt aufweisen; es muss lediglich gewährleistet sein, dass der Spannbolzen bei der Spannung elastisch ausweichen kann. Sehr günstige Platzverhältnisse für den Spannbolzen ergeben sich, wenn das Langloch auch im Bereiche seines anderen Endes konusförmig ausgebildet ist.

Die Längsachse des Langloches ist derart gerichtet, dass sich die für die Spannung zweckmässige Richtung der auf die Wendeschneidplatte einwirkenden Spannkraft ergibt. Dabei kann die Längsachse des Langloches auch rechtwinklig zu einer seitlichen Anlagefläche verlaufen.

In der Regel ist es zweckmässig, dass der konische Bereich der Innenwand des Langloches Teil eines Kegelmantels mit geraden Erzeugenden ist, während der konische Teil des Spannbolzens dann ebenfalls in Gestalt eines solchen Kegelstumpfes ausgebildet ist, dessen Kegelwinkel jenem des konischen Bereiches des Langloches entspricht. Damit ergibt sich eine Berührungsfläche zwischen der Innenwand des Langloches und dem konischen Teil des Spannbolzens, die sich über die gesamte Umfangslänge des konischen Bereiches und über dessen gesamte Höhe erstreckt. Beispielsweise um die beim Anziehen des Spannbolzens auftretende Reibung im Bereiche dieser Berührungsfläche zu verringern, kann die Anordnung auch derart getroffen sein, dass der konische Teil des Spannbolzens und/oder der konische Bereich des Langloches ballig ausgebildet sind, so dass eine Berührung zwischen dem konischen Teil des Spannbolzens und der Innenwand des Langloches lediglich längs eines Ausschnittes einer Kreislinie erfolgt. Aus ähnlichen Gründen kann der konische Bereich des Langloches auch wenigstens zwei, auf einer gemeinsamen Rotationsfläche liegende, erhabene, leistenartige Oberflächenbereiche aufweisen, auf denen der konische Teil des Spannbolzens abgestützt ist.

Um zu gewährleisten, dass die Wendeschneidplatte bei festgezogenem Spannbolzen auch formschlüssig an dem Werkzeugkörper gehaltert ist, ist es vorteilhaft, wenn der halbe Kegelwinkel des konischen Teiles des Spannbolzens kleiner ist als der Freiwinkel der Schnittkante zweier benachbarter, einander schneidender Freiflächen der positiven Wendeschneidplatte. Daneben wird die Anpressung einer solchen positiven Wendeschneidplatte gegen die Auflageflä-che dadurch verbessert, wenn der oberste der freien Stirnseite am nächsten liegenden Anlagepunkt des Spannkopfes an der Innenwand der Öffnung der Wendeschneidplatte tiefer oder auf gleicher Höhe, wie eine durch den obersten Anlagepunkt der Wendeschneidplatte an einer seitlichen An642 578

lagefläche gehende und parallel zu den breitseitigen Stirnflächen der Wendeschneidplatte verlaufende Ebene liegt.

Das neue Schneidwerkzeug ist vorzugsweise für eine Bestückung mit positiven Wendeschneidplatten (Keilwinkel kleiner 90°) bestimmt, doch kann es auch ohne weiteres für sog. negative Wendeschneidplatten (Keilwinkel 90°) eingesetzt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Schneidwerkzeuges gemäss der Erfindung, geschnitten längs der Linie I-I der Fig. 2, in einer Seitenansicht;

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1, in einer Draufsicht;

Fig. 3 den Werkzeugkörper des Schneidwerkzeuges nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 4, in einer Seitenansicht und

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3, in einer Draufsicht.

In Fig. 1 ist bei 1 ein Ausschnitt aus dem Werkzeugkörper eines nicht weiter veranschaulichten Schneidwerkzeuges dargestellt, bei dem es sich um ein rundlaufendes Schneidwerkzeug, beispielsweise in Gestalt eines Messerkopfes, eines Fräsers, eines Bohrers usw. oder um ein feststehend einspannbares Schneidwerkzeug, etwa einen Stahlhalter, handeln kann. Die grundsätzliche Anordnung von Wendeschneidplatten an solchen Schneidwerkzeugen ist bekannt und braucht deshalb nicht weiter erläutert zu werden.

Der Werkzeugkörper 1 weist eine taschenartige Ausnehmung 2 (Fig. 3,4) auf, die durch eine ebene Auflagefläche 3 und seitliche Anlageflächen 4, 5 begrenzt ist. Die beiden seitlichen Anlageflächen 4 liegen in einer gemeinsamen Ebene, die rechtwinklig zu der die andere Anlagefläche 5 enthaltenden Ebene verläuft. Wie in den Fig. 1,3 anhand einer Anlagefläche 4 veranschaulicht, sind die Anlageflächen 4, 5 mit einem nach aussen zu schräg geneigten Teil ausgebildet.

In die taschenartige Ausnehmung 2 ist eine aus Hartmetall bestehende positive Wendeschneidplatte 6 mit einem Keilwinkel a kleiner 90° derart eingesetzt, dass sie mit ihrer einen breitseitigen Stirnfläche auf der Auflagefläche 3 und mit zwei benachbarten seitlichen Freiflächen 7 an den Anlageflächen 4, 5 anliegt. Die Wendeschneidplatte 6 ist mit einer durchgehenden Öffnung 8 in Gestalt einer zylindrischen Bohrung ausgebildet, die nach aussen zu in eine koaxiale Ansenkungg 9 übergeht.

Rechtwinklig zu der Auflagefläche 3 ist in dem Werkzeugkörper 1 eine Gewindebohrung 10 vorgesehen, in die der Gewindeteil 11 eines Spannbolzens 12 eingeschraubt ist. Der Spannbolzen 12 trägt an seinem dem Gewindeteil 11 gegenüberliegenden Ende einen Spannkopf 13, welcher einen zu der freien Stirnseite 14 hin grösser werdenden Durchmesser aufweist, derart, dass der Spannkopf 13 eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt aufweist, deren Kegelwinkel zumindest näherungsweise dem der Ansenkung 9 der Wendeschneidplatte 6 entspricht. Von der Stirnfläche bei 14 ausgehend ist in dem Spannbolzen eine den Ansatz eines entsprechenden Werkzeuges gestattende sternförmige Ausnehmung oder Innensechskant 15 vorhanden.

Um eine sichere Anlage der Wendeschneidplatte 6 gegen die Anlagefläche 5 zu erreichen, ist die Achse des Gewin- .. deteils der Gewindebohrung 10 zur Achse der Wendeschneidplatte 6 in Richtung auf die Anlagefläche 5 zu versetzt, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.

Der grösste Durchmesser des Spannkopfes 13 ist kleiner als der Durchmesser der durchgehenden Öffnung 8 der Wendeschneidplatte 6g, so dass die Wendeschneidplatte 6 auf den gelösten Spannbolzen einfach aufgeschoben werden kann.

Die Achse 16 des zylindrischen Teiles der durchgehenden Öffnung 8 der Wendeschneidplatte 6 ist gegenüber der Achse

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17 der Gewindebohrung 10 um den Betrag 18 in Richtung auf die seitlichen Anlageflächen 4 zu versetzt.

Grundsätzlich sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Achse 17 der Gewindebohrung 10 unter einem Winkel zu der Auflagefläche 3 verläuft oder der Versatz 18 zwischen der Achse 17 und der Achse 16 längs einer Geraden vorgenommen ist, die nicht rechtwinklig zu den Anlageflächen 4 verläuft. Beispielsweise könnte diese Gerade auch auf die andere Anlagefläche 5 zu oder in Richtung des Bereiches zwischen den Anlageflächen 4, 5 zuweisen.

Anschliessend an die Gewindebohrung 10 ist in dem Werkzeugkörper 1 eine in Gestalt eines Langloches ausgebildete Ausnehmung 19 vorgesehen. Das Langloch 19 weist im Bereiche eines Endes einen sich über einen Teil seines Umfanges erstreckenden, konischen Bereich 20 auf, dessen Innenwand auf dem Mantel eines Kegels liegt, welcher koaxial zu der Gewindebohrung 10 zu denken ist. In parallelen Querschnittsebenen ist der konische Bereich 20 somit von jeweils teilkreisförmiger Querschnittsgestalt.

Anschliessend an den sich etwa über 180°, d.h. einen Halbkreis, erstreckenden konischen Bereich 20, der sich zu der Gewindebohrung 10 hin verjüngt, ist das Langloch 19 mit zwei keilförmig angeordneten geraden Flächenbereichen 21 ausgebildet, an die sich an dem anderen Ende des Langloches 19 wiederum ein konischer Bereich 22 anschliesst, welcher sich ebenfalls über einen Bogen von ca. 180° erstreckt und zu der Gewindebohrung 10 hin verjüngt.

Die Querachse 23 des Langloches 19 ist gegenüber der Achse 17 der Gewindebohrung 10 in Richtung auf die seitlichen Anlageflächen 4 zu versetzt, wobei die Längsachse 24 des Langloches in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise etwa rechtwinklig zu den Anlageflächen 4 verläuft.

Der Spannbolzen 12 ist in dem Bereiche zwischen seinem Gewindeteil 11 und dem Spannkopf 13 mit einem radial vorstehenden, kegelstumpfförmigen, konischen Teil 25 ausgebildet, dessen Kegelwinkel gleich jenem des konischen Bereiches 20 des Langloches 19 ist und dessen Durchmesser derart gewählt ist, dass er sich satt an die Innenwandung des Langloches 19 in dem gesamten konischen Bereich 20 anlegt.

Bei aus der Gewindebohrung 10 teilweise herausgeschraubtem Spannbolzen 12 wird die Wendeschneidplatte 6 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise auf die Auflagefläche 3 aufgesetzt. Beim Anziehen des Spannbolzens 12 läuft dessen konischer Teil 25 auf den konischen Bereich 20 der Innenwand des Langloches 19 auf, wobei er sich, wie erwähnt, satt an die Innenwand des Langloches 19 in diesem Bereiche anlegt. Dadurch ist eine seitliche Führung des Spannbolzens 12 (rechtwinklig zu der Längsachse 24) gegeben. Im weiteren

Verlauf der Festzieh-Drehbewegung wird der Spannbolzen 12 etwa um die Wurzel des Gewindeteils 11 in Richtung der Längsachse 24 auf die Anlageflächen 4 zu elastisch abgebogen. Dadurch und durch die Anlage des konischen Teiles des Spannkopfes 13 an dem angesenkten Teil 9 der durchgehenden Öffnung 8 der Wendeschneidplatte 6 wird diese satt gegen die Auflageflächen 3 und die Anlageflächen 4, 5 ange-presst. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist der halbe Kegelwinkel des angesenkten Teiles 9 der Öffnung 8 der Wendeschneidplatte 6 grösser als der Freiwinkel der positiven Wendeschneidplatte — und zwar auch grösser als der Freiwinkel der Schnittkante zweier benachbarter, einander schneidender Freiflächen 7 der Wendeschneidplatte 6 -, womit eine formschlüssige Halterung der Wendeschneidplatte 6 an dem Werkzeugkörper 1 bei festgezogenem Spannbolzen 12 gewährleistet ist.

Um ein Kippen der Wendeschneidplatte 6 beim Spannen des Spannbolzens 12 und damit eine ungenaue Auflage auf der Auflagefläche 3 zu verhüten, ist die Anordnung derart getroffen (vgl. Fig. 1), dass der oberste der Stirnfläche 14 am nächsten liegende Anlagepunkt 26 des Spannkopfes 13 an der Innenwand des angesenkten Teiles 9 der Öffnung 8 der Wendeschneidplatte 6 tiefer liegt als eine durch den obersten Anlagepunkt 27 der Wendeschneidplatte 6 an einer seitlichen Anlagefläche 4 oder 5 gehende, parallel zu den breitseitigen Stirnflächen der Wendeschneidplatte 6 verlaufende Ebene. Allenfalls könnten die beiden Anlagepunkte 26,27 noch auf gleicher Höhe liegen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der konische Teil, wie bereits vermerkt, als Teil eines geraden Kegels ausgebildet, der koaxial zu der Achse des Spannbolzens 12 liegt. Es wäre aber auch denkbar, den konischen Teil 25 und/ oder den konischen Bereich 20 des Langloches 19 ballig auszubilden, so dass sich an Stelle der in den Fig. 1,3 dargestellten geraden Profillinie eine entsprechend gekrümmt ergäben. Damit wird erreicht, dass die Berührungsstelle zwischen dem konischen Teil 25 und dem konischen Bereich 20 lediglich längs eines Ausschnittes einer Kreisbogenlinie erfolgt, deren Länge durch den Umfang des konischen Bereiches 20 gegeben ist.

Auch kann zur Verringerung der zwischen dem konischen Teil 25 und der konischen Ausnehmung 20 auftretenden Reibung die Anordnung derart getroffen sein, dass der konische Bereich 20 des Langloches 19 wenigstens zwei, auf einer gemeinsamen Rotationsfläche liegende, erhabene, leistenartige Führungsflächenbereiche aufweist, auf denen sich dann der konische Teil 25 des Spannbolzens 12 abstützt.

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1 Blatt Zeichnungen

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642 578 PATENTANSPRÜCHE

1. Schneidwerkzeug mit Wendeplattenbestückung, bei dem wenigstens eine eine durchgehende angesenkte Öffnung aufweisende Wendeschneidplatte auf einer Auflagefläche eines Werkzeugkörpers aufliegend und seitlich an zwei Seiten gegen massgenaue Anlageflächen abgestützt, mittels eines mit einem Gewindeteil in eine entsprechende Gewindebohrung des Werkzeugkörpers eingeschraubten Spannbolzens lösbar gespannt ist, der einen mit der Innenwandung des angesenkten Teiles der Öffnung der Wendeschneidplatte zusammenwirkenden, durch die Öffnung durchschiebbaren Spannkopf mit zu seiner freien Stirnseite hin zunehmendem Durchmesser aufweist und in dem Bereich zwischen dem Spannkopf und dem Gewindeteil einen radial vorstehenden, konischen Teil trägt, welcher unter seitlicher elastischer Verformung des Spannbolzens gegen die Innenwand einer konisch nach unten zu sich verjüngenden Ausnehmung des Werkzeugkörpers anliegt, die in der Fortsetzung der Gewindebohrung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung des Werkzeugkörpers (1) in Gestalt eines Langloches (19) ausgebildet ist, dessen Länge grösser als der jeweilige Durchmesser des konischen Teiles (25) des Spannbolzens (12) ist und das an einem Ende einen sich lediglich über einen Teil des Umfanges erstreckenden, den Spannbolzen (12) seitlich führenden konischen Bereich (20) teilkreisförmiger Querschnittsgestalt aufweist, dessen Achse mit der Achse (17) der Gewindebohrung (10) zusammenfällt und an dem der konische Teil (25) des Spannbolzens (12) in Um-fangsrichtung kreisbogenförmig anliegt und dass die rechtwinklig zu der Achse (17) der Gewindebohrung (10) verlaufende Längsachse (24) des Langloches (19) auf wenigstens eine der seitlichen Anlageflächen (4, 5) zu gerichtet ist.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Bereich (20) des Langloches (19) sich über ca. 180° des Umfanges erstreckt.

3. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Langloch (19) auch im Bereiche seines anderen Endes konusförmig ausgebildet ist.

4. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (24) des Langloches (19) rechtwinklig zu einer der seitlichen Anlageflächen (4, 5) verläuft.

5. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Teil (25) des Spannbolzens (12) und/oder der konische Bereich (20) des Langloches (19) ballig ausgebildet ist.

6. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der halbe Kegelwinkel des angesenkten Teiles (9) der Öffnung (8) der Wendeschneidplatte (6) grösser ist als der Freiwinkel der Schnittkante zweier benachbarter, einander schneidender Freiflächen (7) der positiven Wendeschneidplatte (6).

7. Schneidwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste, der freien Stirnseite (14) am nächsten liegende Anlagepunkt (26) des Spannkopfes (13) an der Innenwand der Öffnung (8) der Wendeschneidplatte (6) tiefer oder auf gleicher Höhe liegt, wie eine durch den obersten Anlagepunkt (27) der Wendeschneidplatte (6) an einer seitlichen Anlagefläche (4, 5) gehende und parallel zu den breit-seitigen Stirnflächen der Wendeschneidplatte (6) verlaufende Ebene.

8. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Bereich (20) des Langloches (19) wenigstens zwei auf einer gemeinsamen Rotationsfläche liegende, erhabene leistenartige Füh-rungsflächenbereiche aufweist.