[0001] Die Erfindung betrifft ein Spannsystem mit einem Spannfutter, das mit einer Aufnahmebohrung versehen ist, und einer in die Aufnahmebohrung einsetzbaren Spannhülse mit einer kraftschlüssigen Verbindung mit einem eingesetzten Werkzeug.
[0002] Spannmittel für das Einspannen von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen werden in zwei Gruppen eingeteilt: Formschlüssige Spannmittel sind beispielsweise die bekannten sog. Weldon-und Whistle Notch-Aufnahmen; kraftschlüssige Spannmittel sind beispielsweise Schrumpffutter, Hydrodehnfutter und konische Spannzangen aller Art, die meist mit Muttern gespannt bzw. gesichert werden. Kraftschlüssige Spannmittel werden für den Zweck dieser Beschreibung unter dem Begriff Spannhülsen zusammengefasst.
[0003] Durch die hohen Drehzahlen oder den grossen Vorschub in der modernen Zerspanungstechnologie, häufig als High Performance Cutting (HPC) oder High Performance Milling (HPM) bezeichnet, entstehen vermehrt grosse Kräfte auf das Werkzeug, was bei Extrembearbeitungen dazu führen kann, dass das Schneidwerkzeug während des Zerspanungsvorganges aus der Spannhülse herausgezogen wird. Dies würde, vor allem bei teuren Werkstücken, zu enormen Kosten durch Beschädigungen oder gar Ausschuss führen.
[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, wie dieses Problem behoben werden kann.
[0005] Erfindungsgemäss wird dies gelöst durch eine in der Spannhülse angeordnete radiale Bohrung und einen in der Bohrung angeordneten, radial beweglichen Stift, welcher beim Einsetzen eines Werkzeugs in eine am Werkzeugschaft angeordnete Vertiefung eingreift und derart eine formschlüssige Verbindung herstellt.
[0006] Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass die Vertiefungen aus Ringnuten, tangential verlaufenden Nuten oder über den Umfang des Werkzeugschafts verteilten bohrungsähnlichen punktuellen Ausnehmungen bestehen.
[0007] Vorzugsweise ist ein Spannfutter mit zwei oder mehr Bohrungen mit Stiften in gleichen Winkelabständen versehen.
[0008] Im Folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen
<tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Darstellung eines mittels eines Spannfutters in einer Maschinenspindel gehaltenen Werkzeugs, teilweise geschnitten
<tb>Fig. 2<sep>einen senkrecht zur Spindelachse gelegten Schnitt in der durch die Linie A definierte Ebene
<tb>Fig. 3<sep>eine vergrösserte Darstellung des in Fig. 1mit B bezeichneten Bereichs
<tb>Fig. 4<sep>a-c unterschiedliche am Werkzeugschaft anbringbare Formen von Vertiefungen.
[0009] In einem Spannfutter 1 ist ein mittels einer Spannhülse 2 ein Werkzeug, im vorliegenden Fall ein Fingerfräser 3 gehalten. Bei der Spannhülse 2 handelt es sich um eine flachkonische Spannzange, die in eine entsprechend geformte
[0010] Aufnahmebohrung des Spannfutters 1 eingepresst ist und mittels einer Spannmutter 4 gesichert ist. Anstelle der gezeigten flachkonischen Spannzange sind im Zusammenhang mit der Erfindung auch andere Spannzangen oder Spannhülsen, wie beispielsweise Schrumpffutter, Hydrodehnfutter und andere konische Spannzangen geeignet.
[0011] In der Nähe ihres maschinenseitigen Endes weist die Spannzange drei radiale Bohrungen 5 auf, die um 120[deg.] zueinander winkelversetzt sind. In den Bohrungen sind Stifte 6 angeordnet, die geringfügig länger sind als die Länge der Bohrungen bzw. die Wanddicke der Spannzange an dieser Stelle. Die Stifte sind in Längsrichtung der Bohrungen in dem Masse beweglich, dass sie in ihren beiden jeweiligen Endlagen mit der Innenwand bzw. der Aussenwand der Spannzange flächenbündig sind. Die Bohrungen können auch näher beim werkzeugseitigen Ende der Spannzange angeordnet sein.
[0012] Gegen das Herausfallen sind die Stifte dadurch gesichert, dass die Bohrungen an der Innenseite der Spannhülse einen geringeren Durchmesser bzw. eine Stufe besitzen und an der Aussenseite mit einer Verprägung verengt sind. Anstelle der Verprägung ist auch eine andere Sicherung, z. B. ein Sprengring etc. möglich. Damit die Stifte trotz dieser Sicherungen die Innen- bzw. Aussenflachen überragen können, sind ihre Enden halbkugelförmig ausgebildet. Anstelle dieser Form können die Stifte auch mit Stufen ausgebildet sein.
[0013] Für die beabsichtigte Sicherung ist der Werkzeugschaft mit einer entsprechend angeordneten Ringnut versehen. Diese kann beispielsweise ohne weiteres vom Anwender in einen Werkzeugschaft geschliffen werden.
[0014] Beim Einsetzen des Werkzeugs können sich in der richtigen Position die Stifte in die Nut im Werkzeugschaft bewegen. Beim Einpressen der Spannzange in die Ausnehmung des Spannfutters werden die Stifte in die Nut gedrückt und können sich nicht mehr radial nach aussen bewegen. Dadurch entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Werkzeugschaft und der Spannzange.
[0015] Ausser der in Fig. 4agezeigten Ringnut können die Vertiefungen auch tangential ausgerichtete Nuten oder Flächen 8 wie in Fig. 4b, oder um den Umfang verteilte punktuelle, bohrungsförmige Vertiefungen 9, wie in Fig. 4c gezeigt, sein.
[0016] Die erfindungsgemässe Lösung besitzt eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bekannten formschlüssigen und kraftschlüssigen Systemen. Vor allem wird verhindert, dass das Werkzeug aus der Spannhülse herausgezogen werden kann. Durch die Kombination der kraftschlüssigen und der formschlüssigen Verbindung in einem System wird höchste Zerspannleistung und bester Rundlauf erreicht. Das schlanke System besitzt eine geringe Störkontur. Durch das zentrische Spannen und die symmetrisch angeordneten Stifte entstehen keine Unwucht und keine Vibrationen. Es werden höhere Standzeiten und höchste Oberflächengüte erreicht. Die beiden Ausführungsformen gemäss den Fig. 4b und 4c besitzen ausserdem den Vorteil, dass zusätzlich eine Sicherung gegen das Verdrehen des Werkzeugs erreicht wird.
The invention relates to a clamping system with a chuck, which is provided with a receiving bore, and an insertable into the receiving bore clamping sleeve with a frictional connection with an inserted tool.
Clamping means for clamping tools in machine tools are divided into two groups: positive clamping means are, for example, the well-known. Weldon and Whistle Notch recordings; non-positive clamping means are, for example, shrink chuck, hydraulic chucks and conical collets of all kinds, which are usually clamped or secured with nuts. Non-positive clamping means are summarized for the purpose of this description under the term clamping sleeves.
Due to the high speeds or the large feed rate in modern machining technology, often referred to as High Performance Cutting (HPC) or High Performance Milling (HPM) arise increasingly large forces on the tool, which can lead to extreme work that the Cutting tool is pulled out of the clamping sleeve during the cutting process. This would lead to enormous costs due to damage or even rejects, especially with expensive workpieces.
The invention is therefore an object of the invention to find a way, as this problem can be solved.
This is achieved by a arranged in the clamping sleeve radial bore and arranged in the bore, radially movable pin which engages when inserting a tool in a recess arranged on the tool shank and thus produces a positive connection.
Particularly preferred embodiments of the invention are characterized in that the recesses of annular grooves, tangential grooves or distributed over the circumference of the tool shank hole-like punctiform recesses exist.
Preferably, a chuck is provided with two or more holes with pins at equal angular intervals.
In the following, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. Show it
<Tb> FIG. 1 <sep> is a perspective view of a tool held by means of a chuck in a machine spindle, partially cut away
<Tb> FIG. 2 <sep> a section perpendicular to the spindle axis in the plane defined by the line A.
<Tb> FIG. Fig. 3 is an enlarged view of the area indicated by B in Fig. 1
<Tb> FIG. 4 <sep> a-c different forms of recesses attachable to the tool shank.
In a chuck 1 is a tool by means of a clamping sleeve 2, held in the present case, a milling cutter 3. When the clamping sleeve 2 is a flat conical collet, which in a correspondingly shaped
Receiving bore of the chuck 1 is pressed and secured by a clamping nut 4. Instead of the shallow conical collet shown, other collets or collets, such as shrink chucks, hydraulic chucks and other conical collets are suitable in connection with the invention.
In the vicinity of its machine-side end, the collet has three radial bores 5, which are angularly offset from each other by 120 [deg.]. In the holes pins 6 are arranged, which are slightly longer than the length of the holes or the wall thickness of the collet at this point. The pins are movable in the longitudinal direction of the holes in the mass that they are flush in its two respective end positions with the inner wall and the outer wall of the collet. The holes can also be arranged closer to the tool-side end of the collet.
Against falling out the pins are secured by the fact that the holes have a smaller diameter or a step on the inside of the clamping sleeve and are narrowed on the outside with a stamping. Instead of embossing is also another backup, z. B. a snap ring etc. possible. So that the pins can protrude beyond the inner and outer surfaces despite these fuses, their ends are hemispherical in shape. Instead of this form, the pins may also be formed with steps.
For the intended backup of the tool shank is provided with a correspondingly arranged annular groove. This can for example be easily ground by the user in a tool shank.
When inserting the tool, the pins can move into the groove in the tool shank in the correct position. When pressing the collet into the recess of the chuck, the pins are pressed into the groove and can not move radially outward. This creates a positive connection between the tool shank and the collet.
Except as shown in Fig. 4age ring groove, the wells and tangentially aligned grooves or surfaces 8 as in Fig. 4b, or distributed around the circumference punctiform, bore-shaped depressions 9, as shown in Fig. 4c, be.
The inventive solution has a number of advantages over the known positive and non-positive systems. Above all, it is prevented that the tool can be pulled out of the clamping sleeve. The combination of positive and positive connection in one system achieves maximum cutting performance and best concentricity. The slim system has a low interference contour. Due to the centric clamping and the symmetrically arranged pins no imbalance and no vibrations. Higher service life and highest surface quality are achieved. The two embodiments according to FIGS. 4b and 4c also have the advantage that in addition a safeguard against the rotation of the tool is achieved.