DD218851A1 - Werkzeughalter mit wechselbaren werkzeugeinsaetzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit wechselbaren Werkzeugeinsaetzen, insbesondere fuer programmgesteuerte Drehmaschinen mit automatischen Werkzeugwechsel. Es ist das Ziel der Erfindung, einen Werkzeughalter zu entwickeln, der eine starre Koppelung von wechselbaren Werkzeugeinsaetzen ermoeglicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde an Werkzeughaltern fuer wechselbare Werkzeugeinsaetze, die Verriegel- bzw. Koppelungselemente sowie die Uebertragung der Spannkraft zu verbessern. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass die Zugstange 9 mit einem Gewindeteil 8 in einer Gewindebohrung 6 im Werkzeughalter 1 drehbar sowie entsprechend der Gewindesteigung in axialer Spannrichtung bewegbar gelagert ist und auf der Seite der Koppelstelle mit dem Werkzeugeinsatz 5, 5 a einen Querstift 11 oder einen beidseitig abgesetzten Bund 11 a aufweist, die ueber radiale Ausnehmungen 13, 13 a der Koppelbohrung 14 im Schaftteil 4, 4 a des Werkzeugeinsatzes 5, 5 a in eine Innenringnut 15 einfuehrbar und durch eine Teildrehung der Zugstange 9 bei gleichzeitiger Uebertragung einer axialen Spannkraft auf den Werkzeugeinsatz 5, 5 a in diese Innenringnut 15 fest einkoppelbar sind. Fig. 1

Description

Werkzeughalter mit wechselbaren Werkzeugeinsätzen

Anwendungsgebiet der Erfindung <

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit wechselbaren Werkzeugeinsätzen, insbesondere für programmgesteuerte Drehmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, bei dem die Aufnahme des Werkzeugeinsatzes mit einem zylindrischen Schaftteil in einer zylindrischen Aufnahme des Werkzeughalters und die Spannung des Werkzeugeinsatzes durch eine Zugstange mit einem in den Schaftteil des Werkzeugeinsatzes einkoppelbaren Zugstangenkopf erfolgt.

Charakteristik der Erfindung . '

Nach der EP-PA 0010074 ist ein Werkzeughalter mit wechselbaren Werkzeugeinsätzen bekannt, die einen prismatischen Schaftteil haben mit dem sie in eine nutförmige Aufnahmeausnehmung stirnseitig im Werkzeughalter eingeschoben und mittels einer Zugstange befestigt bzw. angekoppelt werden. Die Zugstange hat für diesen Zweck einen quer zur Zugstange liegenden zylinderförmigen Zugstangenkopf, der in eine zylindrische, nach hinten geschlitzte Querbohrung im Schaftteil des Werkzeugeinsatzes eingreift, so daß die Zugstange mit ihrem Zugstangenkopf in den Schaftteil des Werkzeugeinsatzes : hineinragt und in Zug- und Öffnungsrichtung, also in ihren beiden axialen Bewegungsrichtungen, mit dem Werkzeugeinsatz verriegelt ist. Diese Verriegelung des Zugstangenkopfes kann bei einer Ausführung des Werkzeughalters durch seitliches Einschieben des Werkzeugeinsatzes oder bei einer anderen Ausführung durch eine Schwenkbewegung der Zugstange um die eigene Achse bewirkt werden.

Bei der letzten Ausführung hat der zylinderförmige Zugstangenkopf nur eine Höhe, die der Schlitzbreite der Querbohrung im Schaftteil des Werkzeugeinsatzes entspricht, so daß dieser auch von vorn eingesetzt werden kann. Für die Spannung der Zugstange an der Endseite des Werkzeughalters ist eine Spannmutter vorgesehen, mit der die Spannkraft erzeugt wird, die über den Zugstangenkopf auf die Anlageseite der Querbohrung des Werkzeugeinsatzes einwirkt und dessen geschlitztes Schaftende in der Aufnahmeausnehmung etwas aufspreizt, was neben der axialen Anlagespannung eine zusätzliche Spreizklemmung bringt.

Nachteilig an diesem Werkzeughalter ist, daß der Werkzeugeinsatz beim Einkoppeln mit dem Zugstangenkopf gegen einen Anschlag geschoben werden muß, der die seitliche Lage des Werkzeugeinsatzes bestimmt.

Es sind aber keine Bewegungselemente am Werkzeughalter vorgesehen, die das Erreichen der bestimmten Anschlagslage gewährleisten. Da das Bewegungsspiel in den ineinandergreifenden Verbindungsprofilen der Koppelstelle wegen der notwendigen Starrheit klein gehalten werden muß und die Vorkragung des Schneidenteiles am Werkzeugeinsatz ein Abkippen von der Koppelstelle zur Folge hat, ist dessen Positionierungsgenauigkeit in der Anlagenebene von den Greiferelementen abhängig, die den Werkzeugwechsel bewirken. Deshalb erfordert dieser Werkzeughalter zusätzliche Positionierungshilfen, wenn der Werkzeugwechsel mit automatischen Greifern vorgenommen wird. ^

Ein weiterer Nachteil besteht darin; daß die Formen der Aufnahme- und Koppelelemente einen verhältnismäßig hohen : Fertigungsaufwand erfordern.

An dem nach der DE-OS 3007440 bekannten Werkzeughalter ist als Aufnahmeelement ein zylindrischer. Aufnahmezapfen vorhanden, auf den der Werkzeugeinsatz mit seinem hohlzylindrischen Schaftteil aufgesteckt und durch Nutsteine gegen Verdrehung gesichert wird. Die axiale Koppelung sowie Spannung erfolgt ebenfalls durch eine Zugstange, jedoch mit kegeligem Zugstangenkopf, der unter Einwirkung eines Scheibenfederpaketes radiale Spreizbolzen bewegt, die an einer Innenringnut in der Bohrung des hohlzylindrischen Werkzeugeinsatzes angreifen und diesen axial festspannen, wobei gleichzeitig auch entsprechend der radialen Stellung der Spreizbolzen die koaxiale Lage des Werkzeugeinsatzes beeinflußt wird, was zu einer Verschlechterung der Zentriergenauigkeit des auf dem Aufnahmezapfen befestigten Werkzeugeinsatzes führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die zur Lösung der Koppelung auf die Zugstange und gegen das Scheibenfederpaket aufzubringende Kraft sehr groß sein muß, wodurch Schwierigkeiten beim automatischen Werkzeugwechsel auftreten.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, einen Werkzeughalter zu entwickeln, der bei einfacher Bauweise der Aufnahme- und .Spannelemente eine starre Koppelung von wechselbaren Werkzeugeinsätzen unter Aufbringung verhältnismäßig kleiner den Spannvorgang von außen einleitenden oder aufhebenden Spann- bzw. Entspannkräften ermöglicht. ,

Darlegung des Wesens der Erfindung

' Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde an Werkzeughaltern für wechselbare Werkzeugeinsätze, bei denen die Aufnahme

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Koppelelemente zwischen dem Schaftteil des Werkzeugeinsatzes und dem Zugstangenkopf sowie die Übertragung der Spannkraft zu verbessern. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zugstange mit einem Gewindeteil in einer Gewindebohrung im Werkzeughalter drehbar sowie entsprechend der Gewindesteigung in axialer Spannrichtung bewegbar gelagert ist und auf der Seite der Koppelstelle mit dem Werkzeugeinsatz einen Querstift oder einen beidseitig abgesetzten Bund aufweist, die über radiale Ausnehmungen der Koppelbohrung im Schaftteil des Werkzeugeinsatzes in eine Innenringnut einführbar und durch eine Teildrehung der Zugstange bei gleichzeitiger Übertragung einer axialen Spannkraft auf den Werkzeugeinsatz in diese Innenringnut fest einkoppelbar sind. Die zentrische Lagegenauigkeit des Werkzeugeinsatzes kann zusätzlich noch dadurch gesichert werden, daß die Anlageflächen zwischen dem Werkzeughalter und dem Werkzeugeinsatz kegelig ausgebildet sind. ' . .

Eine besonders einfache bauliche Ausführung des Werkzeughalters und der wechselbaren Werkzeugeinsätze wird dadurch erreicht, daß der Werkzeugeinsatz einen hohlzylindrischen Schaftteil hat, mit dem er in eine Aufnahmebohrung des Werkzeughalters eingesetzt ist. ' -

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Werkzeughalters mit wechselbaren Werkzeugeinsätzen ist folgende. Die axiale Lage der Zugstange und deren Drehstellung ist im Werkzeughalter so eingestellt, daß der den Zugstangenkopf bildende Querstift bzw. der beidseitig abgesetzte Bund mit der radialen Stellung des auf die Aufnahmehülse und die Nutsteine des Werkzeughalters aufgesteckten Werkzeugeinsatzes übereinstimmt, so daß der Zugstangenkopf in die Aufnahmebohrung des Werkzeugeinsätzes bis zur Innenringnut eingeführt werden kann. In dieser radialen Stellung des Querstiftes oder des beidseitig abgesetzten Bundes muß dessen Abstand zu der Spannfläche der Innenringnut bei anliegenden Anlageflächen zwischen Werkzeughalter und Werkzeugeinsatz kleiner sein als die halbe Steigungsgröße des Gewindeteiles an der Zugstange. Bei einer derartig voreingestellten Zugstange wird der Werkzeugeinsatz in der entsprechenden Drehstellung auf die Aufnahmehülse des Werkzeughalters bis zum Anschlag der Anlageflächen aufgeschoben.

Anschließend wird durch eine Teildrehung der Zugstange der Querstift oder der beidseitig abgesetzte Bund am Zugstangenkopf in die Innenringnut eingeschwenkt und gleichzeitig infolge der axialen Spannbewegung der Zugstange mit der Innenringnut verspannt, wodurch der Werkzeugeinsatz in seiner Arbeitsstellung festgelegt ist. Die gekeligen Anlageflächen zwischen Werkzeughalter und Werkzeugeinsatz bewirken dabei eine zusätzliche Sicherung der zentrischen Lage des Werkzeugeinsatzes. Die dadurch sehr hohe Wechselgenauigkeit des Werkzeugeinsatz verbunden mit der einfachen Bedienungsmechanik ermöglichen einen problemlosen Einsatz automatischer Werkzeugwechsler. ~

Ausführungsbeispiel ^x ~ '

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt:

Fig. 1: eine Seitenansicht des Werkzeughalters mit eingespanntem Werkzeugeinsatz im Axialschnitt, Fig. 2: die Draufsicht zu Fig. 1 im Schnitt A-A,

Fig.3: eine teilweise Seitenansicht eines Werkzeughalters mit eingespanntem Werkzeugeinsatz entsprechend Fig. 1 jedoch mit beidseitig abgesetztem Bund an der Koppelstelle der Zugstange und

Fig.4: die Draufsicht zu Fig.3 im Schnitt B-B.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Werkzeughalter 1 hat eine zylindrische Aufnahmehülse 2 mit einer Aufnahmebohrung 3 für die Aufnahme des hohlzylindrischen Schaftteiles 4 des Werkzeugeinsatzes 5. *

An die Aufnahmebohrung 3 schließt sich mit kleinerem Durchmesser in derselben Achslage eine Gewindebohrung 6 mit Linksgewinde an, die in eine Durchgangsbohrung 7 mündet. In der Gewindebohrung 6 des Werkzeughalters 1 ist der Gewindeteil 8 der Zugstange 9 gelagert, deren Zugstangenkopf 10 in die Aufnahmebohrung 3 der Aufnahmehülse 2 hineinragt. ._ .

Der Zugstangenkopf 10 ist mit einem Querstift 11 versehen, dessen axiale Stellung durch Drehen der Zugstange 9 für die Ankoppelung und Spannung des Werkzeugeinsatzes 5 voreingestellt werden muß.

Der Werkzeugeinsatz 5 ist mit seinem hohlzylindrischen Schaftteil 4 in die Aufnahmebohrung 3 in der Aufnahmehülse 2 des Werkzeughalters 1 eingeschoben und durch Nutsteine 12 gegen Verdrehung gesichert. Hierbei muß die voreingestellte Lage des Querstiftes 11 an der Zugstange 9 mit der Stellung der radialen Ausnehmungen 13 in der Koppelbohrung 14 des Werkzeugeinsatzes 5 übereinstimmen, damit der Querstift 11 des Zugstangenkopfes 10 bis zu der Innenringnut 15 eingeführt werden kann und sich durch eine Teildrehung der Zugstange 9 in die Innenringnut 15 einkoppelt. Dabei legt sich der Querstift 11 infolge der durch das Gewindeteil 8 bewirkten Axialbewegung der Zugstange 9 an die Spannfläche 16 der Innenringnut mit einer aufgebrachten Spannkraft an und spannt den Werkzeugeinsatz 5 an dem Werkzeughalter 1 über die kegeligen Anlageflächen 18 fest. Damit ist der Werkzeugeinsatz 5 mit der Schneidplatte 17 für den entsprechenden Zerspannungsvorgang einsatzbereit. Bei Einsatz des Werkzeughalters 1 für die Schwerzerspanung soll ä\0 in den Fig.3 und 4 dargestellte Ausführung mit stabilem Zugstangenkopf 10a verwendet werden, der an der Koppelstelle einen beidseitig abgesetzten Bund 11a aufweist. - . · .

Durch entsprechende Dimensionierung dieses beidseitig abgesetzten Bundes 11a kann eine größere Spannkraft auf den Schaftteil 4a des Werkzeugeinsatzes 5a aufgebracht werden. Die radialen Ausnehmungen 13a in der Koppelbohrung 14a sind an die Form des beidseitig abgesetzten Bundes 11a anzupassen.

Claims (3)

1. Werkzeughalter mit wechselbaren Werkzeugeinsätzen, insbesondere für programmgesteuerte Drehmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, bei dem die Aufnahme des Werkzeugeinsatzes mit einem zylindrischen Schaftteil in einer zylindrischen Aufnahmehülse des Werkzeughalters und die Spannung des Werkzeugeinsatzes durch eine Zugstange mit einem in den Schaftteil des Werkzeugeinsatzes einkoppelbaren Zugstangenkopf erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (9) mit einem Gewindeteil (8) in einer Gewindebohrung (6) im Werkzeughalter (1) drehbar sowie entsprechend der Gewindesteigung in axialer Spannrichtung bewegbar gelagert ist und auf der Seite der Koppelstelle mit dem Werkzeugeinsatz (5,5a) einen Querstift(11) oder einen beidseitig abgesetzten Bund (11 a) aufweist, die über radiale Ausnehmungen (13,13a) der Koppelbohrung (14) im Schaftteil (4,4a) des Werkzeugeinsatzes (5,5a) in eine Innenringnut (15) einführbar und durch eine Teildrehung der Zugstange (9) bei gleichzeitiger Übertragung einer axialen Spannkraft auf den Werkzeugeinsatz (5,5a) in diese Innenringnut (15) fest einkoppelbar sind.

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Erfindungsansprüche

2. Werkzeughalter mit wechselbaren Werkzeugeinsätzen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (18) •zwischen dem Werkzeughalter (1) und dem Werkzeugeinsatz (4,4a) kegelig ausgebildet sind.

3. Werkzeughalter mit wechselbaren Werkzeugeinsätzen nach Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugeinsatz (5,5a) einen hohlzylindrischen Schaftteil (4,4a) hat, mit dem er in eine Aufnahmebohrung (3) des Werkzeughalters (1) eingesetzt ist. '

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen