DD219696A1

DD219696A1 - Zusammengesetztes zerspanungswerkzeug

Info

Publication number: DD219696A1
Application number: DD25759383A
Authority: DD
Inventors: Kurt Keller; Ralf Rothamel; Guenter Braband; Uwe Kretzschmann; Rudi Simon
Original assignee: Werkzeugindustrie Fz
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-03-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes Zerspanungswerkzeug, insbesondere fuer Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, das aus einem Werkzeughalter, einem mit dem Werkzeughalter koppelbaren Werkzeugkopf und einer die Spannung des Werkzeugkopfes bewirkenden Zugstange mit Verriegelungselementen besteht. Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein schnelleres Ver- und Entriegeln des Werkzeugkopfes zu gestatten und eine starre Verbindung zwischen Werkzeugkopf und Werkzeughalter zu ermoeglichen. Aufgabe der Erfindung ist es, die Zentriergenauigkeit des Werkzeugkopfes auf dem Schaftteil des Werkzeughalters zu erhoehen und die konstruktive Gestaltung der Verriegelungselemente zu vervollkommnen. Das wird dadurch erreicht, dass- der Schaftteil des Werkzeughalters zylindrische Fuehrungs- und Passflaechen unterschiedlicher Durchmesser aufweist,-die Aufnahmebohrung des Werkzeugkopfes entsprechend ausgefuehrte innere Fuehrungs- bzw. Passflaechen besitzt und-das Verriegelungselement als durch die Zugstange betaetigtes, mit bund bzw. hakenartigen Vorspruengen versehenes, den Werkzeughalter in einer nutartigen Ausdrehung hintergreifendes, achsmittig durch einen zentrisch im Werkzeughalter angeordneten Spreizdorn betaetigbares Spannglied ausgebildet ist.Die Erfindung ist bei Zerspanungswerkzeugen mit wechselbaren Werkzeugkoepfen anwendbar. Fig. 1

Description

Zusammengesetztes Zerspanungswerkzeug ' Anwendungsgebiet der Erfindung

DieErfindung betrifft ein zusammengesetztes Zerspanungswerkzeug, insbesondere für Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, das aus einem Werkzeughalter mit zylindrischem Schaftteil, einem auf dem Schaftteil des Werkzeughalters aufgenommenen, mit einer Aufnahmebohrung versehenen Werkzeugkopf und einer die Spannung des Werkzeugkopfes bewirkenden, den Werkzeughalter axial durchgreifenen Zugstange mit in die Aufnahmebohrung des Werkzeugkopfes einrastbarem Verriegelungselement besteht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .

Bei einem nach der EP-PA 0010074 bekannten Zerspannungswerkzeug dieser Art ist der Werkzeugkopf mit einem prismatischen Schaftteil versehen, der in einer entsprechend gestalteten Aufnahmenut des Werkzeughalters aufgenommen und durch eine Zugstange im Werkzeughalter befestigt bzw. eingekoppelt ist.

Die Zugstange weist zu diesem Zweck einen quer angeordneten zylindrischen Zugstangenkopf auf, der in einer im Schaftteil des Werkzeugkopfes angeordneten zylindrischen Querbohrung, die in Richtung des Schaftendes des Werkzeugkopfes in einen Schlitz übergeht, aufgenommen und in Zug-und Öffnungsrichtung mit dem Werkzeugkopf verriegelt ist. Beim Befestigen bzw. Verriegeln des Werkzeugkopfes im Werkzeughalter durch axiales Bewegen der Zugstange wird der Werkzeugkopf gegen eine stirnseitig am Werkzeughalter vorhandene Anlagefläche gedrückt und gleichzeitig das in der Aufnahmenut des Werkzeughalters aufgenommene geschlitzte Schaftende des Werkzeugkopfes gespreizt und in radialer Richtung gegen die Aufnahmenuten des Werkzeughalters geklemmt.

Die Herstellung der Wirkverbindung zwischen Zugstangenkopf und zylindrischer Querbohrung des Werkzeugkopfes kann bei einer Ausführung des Werkzeughalters durch seitliches Einschieben des Werkzeugkopfes oder bei einer anderen Ausführung durch eine Schwenkbewegung der Zugstange bewirkt werden. _v

Bei der letzten Ausführung hat der zylinderförmige Zugstangenkopf nur eine Höhe, die der Schlitzbreite im Schaftende des

^; Werkzeugkopfes entspricht, so daß der Werkzeugkopf von vorn eingesetzt werden kann. Abgesehen davon, daß die Herstellung der Wirkverbindung zwischen Zugstangenkopf und Werkzeugkopf durch die konstruktive Ausbildung des Zugstangenkopfes und des Schaftteiles des Werkzeugkopfes relativ umständlich ist, muß der Werkzeugkopf bei der Herstellug der Wirkverbindung mit dem Zugstangenkopf gegen einen die seitliche Lage des Werkzeugkopfes bestimmenden Anschlag geschoben werden. Da am Werkzeughalter keine die Anschlagslage gewährleistenden Anschlagelemente vorgesehen sind und die Vorkragung des Schneidenteiles des Werkzeugkopfes ein Abkippen des Werkzeugkopfes zur Folge hat, ist das Bewegungsspiel zwischen den ineinandergreifenden Verbindungsprofilen relativ groß, was sich nachteilig auf die notwendige Starrheit des Systems auswirkt.

' Beim automatischen Werkzeugwechsel ist die Positionierungsgenauigkeit in der Anlageebene von den Greiferelementen abhängig, die den Werkzeugwechsel bewirken. Deshalb erfordert dieser Werkzeughalter beim automatischen Werkzeugwechsel zusätzliche Positionierungsmittel, damit das Bewegungsspiel zwischen Werkzeughalter und Werkzeugkopf klein gehalten werden kann.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die konstruktive Ausbildung der Verriegelungselemente einen relativ hohen Fertigungsaufwand erfordert.

Bei einem nach der BRD-OS 3007440 bekannten Zerspanungswerkzeug weist der Werkzeughalter an seiner Vorderseite einen zylindrischen Aufnahmezapfen auf, auf dem de{ mit einer Aufnahmebohrung versehene zylindrische Werkzeugkopf aufgenommen und durch Nutensteine ge'gen Verdrehung gesichert ist.

Die Befestigung des Werkzeugkopfes auf dem Werkzeughalter wird durch eine den Werkzeughalter axial durchgreifende Zugstange bewirkt, die einen kegeligen Zugstangenkopf mit radialen Spannbolzen aufweist. Die radialen Spannbolzen greifen in eine ringförmige Innennut der Aufnahmebohrung des zylindrischen Werkzeugkopfes ein und spannen den Werkzeugkopf bei Einwirkung einer Federkraft auf die Zugstange gegen eine ringförmige Stirnfläche des Werkzeughalters. Der Nachteil dieses bekannten Zerspanungswerkzeuges, bei dem der Wechsel des Werkzeugkopfes sowohl manuell als auch automatisch erfolgen kann, besteht darin, daß die koaxiale Lage des Werkzeugkopfes von der radialen Stellung der Spannbolzen

abhängig ist, so daß die Zentriergenauigkeit des Werkzeugkopfes auf dem zylindrischen Aufnahmezapfen des Werkzeughalters relativ gering ist, was sich auf die notwendige Starrheit des Werkzeugsystems nachteilig auswirkt.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die konstruktive Ausbildung des Zugstangenkopfes und der mit dem Zugstangenkopf verbundenen Verriegelungselemente mit einem hohen Fertigungsaufwand verbunden ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Zerspanungswerkzeug mit wechselbarem Werkzeugkopf, insbesondere für Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel zu schaffen, das ein schnelles Ver- und Entriegeln des Werkzeugkopfes gestattet und gleichzeitig eine starre Verbindung zwischen Werkzeugkopf und Werkzeughalter ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an Zerspanungswerkzeugen mit wechselbaren Werkzeugköpfen, bei denen der mit einer Aufnahmebohrung versehene Werkzeugkopf auf einem zylindrischen Schaftteil des Werkzeughalters aufgenommen und durch eine den Werkzeughalter axial durchgreifende Zugstange mit Verriegelungselementen gespannt ist, die Zentriergenauigkeit des Werkzeugkopfes auf dem zylindrischen Schaftteil des Werkzeughalters zu erhöhen und die konstruktive Gestaltung der Verriegelungselemente zu vervollkommnen. ,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

— der zylindrische Schaftteil des Werkzeughalters zwei axial hintereinander liegende zylindrische Führungs- bzw. Paßflächen unterschiedlicher Durchmesser aufweist,

— die zugehörige Aufnahmebohrung des Werkzeugkopfes ebenfalls zwei entsprechend ausgeführte innere Führungs- bzw. Paßflächen besitzt und

— das Verriegelungselement als durch die Zugstange betätigtes, mit bund- bzw. hakenartigen Vorsprüngen versehenes, den Werkzeugkopf in einer nutartigen Ausdrehung hintergreifendes, achsmittig aufspreizbares Spannglied ausgebildet ist, das durch einen zentrisch liegenden, im Werkzeughalter axial festgelegten Spreizdorn betätigbar ist. I

Der Werkzeugkopf wird infolge der axialen Spannbewegung der Zugstange und dem mit der Zugstange verbundenen Spannglied sicher gegen eine ringförmige Stirnfläche des Werkzeughalters gespannt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das aufspreizbare Spannglied aus einer geschlitzten Spreizhülse oder aus zwei Spreizstäben gebildet, wobei das als Spreizhülse ausgebildete Spannglied an dem mit der Zugstange verbundenen Ende mit einer bundartigen Aufweitung versehen ist, die eine Kühlflüssigkeitsbohrung im gespannten Zustand des Werkzeughalters

freigibt. .

Der mit dem erfindungsgemäßen Zerspannungswerkzeug erreichte Vorteil besteht einerseits darin, daß der Werkzeugkopf durch die Gestaltung des zylindrischen Aufnahmeschaftes des Werkzeughalters und die entsprechende Gestaltung der Aufnahmebohrung des Werkzeugkopfes sicher auf dem Werkzeughalter zentriert wird und andererseits darin, daß durch die Verwendung eines einfachen Spanngliedes, da sich bei einer axialen Bewegung in Richtung des Werkzeughalters auf einem Spreizdorn aufspreizt und mit dem Werkzeugkopf verriegelbar ist, ein sicheres und schnelles Ver- und Entriegeln sowie Spannen und Entspannen des Werkzeugkopfes möglich ist.

Dadurch wird erreicht, daß in gespanntem Zustand des Werkzeugkopfes eine starre Verbindung zwischen Werkzeugkopf und Werkzeughalter hergestellt ist und daß nach dem Lösen des Werkzeugkopfes ein problemloses Wechseln mit Hilfe automatischer Werkzeugwechseleinrichtungen möglich ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die zugehörige Zeichnung zeigt:

Fig. 1: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges mit einem aus einer Spreizhülse gebildeten

Spreizelement, ;

Fig. 2: die Draufsicht zu Fig. 1 im Schnitt A-A, Fig.3: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges mit aus Spreizstäben gebildetem Spreizelement

und ·

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

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zerspanungswerkzeug weist einen Werkzeughalter 1 auf, der mit einem zylindrischen Schaftteil 2 und einer abgesetzten Längsbohrung 3 versehen ist.

Der zylindrische Schaftteill 2 des Werkzeughalters 1 besitzt zwei axial hintereinander liegende zylindrische Führungs- bzw. Paßfiächen unterschiedlicher Durchmesser, auf denen der mit einer entsprechend gestalteten Aufnahmebohrung versehene Werkzeugeinsatz 4 aufgenommen ist.

Der Werkzeugkopf 4 ist im Bereich seines hohlzylindrischen Schaftteiles mit Längsschlitzen 6 und 7 versehen, die beim Aufsetzen des Werkzeugkopfes 4 auf dem Werkzeughalter 1 mit einer am Werkzeughalter 1 befestigten Platte 8 in Wirkverbindung gebracht werden und den Werkzeugkopf 4 gegen Verdrehung sichern. Durch die Anordnung mehrerer Längsschlitze kann die Drehstellung des Werkzeugkopfes 4 zum Werkzeughalter 1 verändert werden.

Die Spannung des Werkzeugkopfes 4 erfolgt durch eine· in der abgesetzten Längsbohrung 3 des Werkzeughalters 1 aufgenommene Zugstange 10 mit Zugstangenkopf 11, der mit einem als Spreizhülse ausgebildeten Spannglied 12, das von der Platte 8 durchragt und durch diese gefuhrt wird, fest verbunden ist.

Bei der axialen Spannbewegung der Zugstange 10 in Richtung des Werkzeughalters 1 wird das Spannglied .12 durch einen in der Platte 8 angeordneten Spreizdom 14 aufgespreizt und mit seinen bund- bzw. hakenartigen Vorsprüngen 13 in einer nutartigen Ausdrehung 15 der Aufnahmebohrung 5 verriegelt. Nach der Herstellung der Wirkverbindung zwischen Spannglied 12 und dem Werkzeugkopf 4 wird der Werkzeugkopf 4 durch die axiale Spannbewegung der Zugstange 10 gegen eine ringförmige Anlagefläche 9 des Werkzeughalters 1 festgespannt. ,

Das Spannglied 12 ist an seinem mit der Zugstange 10 verbundenen Ende mit einer bundartigen Aufweitung 16 versehen, die eine Bohrung 19 im Werkzeughalter 1, durch die die Kühlflüssigkeit zugeführt wird, im gespannten Zustand des Werkzeugkopfes freigibt. ^:

Im gelösten Zustand des Werkzeugkopfes 4 ist die Bohrung 19 für die Kühlflüssigkeit verschlossen, so daß die Kühlflüssigkeit über zwei axial im Werkzeughalter 1 angeordnete Bohrungen 20 und 21 geleitet wird und den zylindrischen Schaftteil 2 des Werkzeughalters 1, die ringförmige Anlagefläche 9 sowie die Platte 8 von Verschmutzungen und Spänen reinigt.

Die Lagesicherung des Werkzeughalters 1 in der Werkzeugmaschine erfolgt über den Anschlag 17 und eine Bohrung An der Mantelfläche des Werkzeugkopfes 4 sind Nuten 22 und 23 für den automatischen Werkzeugwechsel mittels Greifer vorgesehen.

Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeuges ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Bei dieser Variantenlösung wird die Verdrehsicherung zwischen Werkzeughalter 1 und Werkzeugkopf 4 durch im Werkzeughalter angeordnete Nutensteine 24, die in axiale Ausnehmungen 6a und 7a des Werkzeugkopfes 4 eingreifen, bewirkt. ' . . '

Als Spannglied werden zwei mit dem Zugstangenkopf 1.1 a fest verbundene Spreizstäbe 12a verwendet. Die Spreizstäbe 12a werden in einem als Scheibe 8a ausgebildeten und axial gesicherten Führungselement geführt, bei axialer . Spannbewegung der Zugstange 10 in Richtung des Werkzeughalters 1 durch einen an der Scheibe 8a befestigten Spreizdorn 14a aufgespreizt und mit ihren bund- bzw. hakenartigen Vorsprüngen 13a in einer nutartigen Ausdrehung 15 der Aufnahmebohrung 5 verriegelt. ' ,

Die auf die Zugstange 10 wirkende axiale Spannkraft wird bei dieser Variantenlösung durch ein sicher in der Längsbohrung des Werkzeughalters 1 abstützendes Scheibenfederpaket 25 erzeugt.

Claims

Erfindungsansprüche:

1. Zusammengesetztes Zerspanungswerkzeug, insbesondere für Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, bestehend aus einem Werkzeughalter mit zylindrischem Schaftteil, einem auf dem Schaftteil des Werkzeughalters aufgenommenen, mit einer Aufnahmebohrung versehenen Werkzeugkopf und einer die Spannung des Werkzeugkopfes bewirkenden, den Werkzeughalter axial durchgreifenden Zugstange mit in die Aufnahmebohrung des Werkzeugkopfes einrastbaren Verriegelungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß . :

— der zylindrische Schaftteil (2) des Werkzeughalters (1) zwei axial hintereinander liegende zylindrische Führungs-bzw. Paßflächen unterschiedlicher Durchmesser aufweist,

— die zugehörige Aufnahmebohrung (5) des Werkzeugkopfes (4) ebenfalls zwei entsprechend ausgeführte innere Führungsbzw. Paßflächen besitzt und

— das Verriegelungselement als durch die Zugstange (10) betätigtes, mit bund-bzw. hakenartigen Vorsprüngen (13) versehenes, den Werkzeugkopf (4) in einer nutartigen Ausdrehung (15) hintergreifendes, achsmittig aufspreizbares ^Spannglied (12) ausgebildet ist, das durch einen zentrisch liegenden, im Werkzeughalter (1) axial festgelegten Spreizdorn (14) betätigbar ist.
2. Zerspanungswerkzeug nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufspreizbare Spannglied (12) aus einer geschlitzten Spreizhülse gebildet ist.
3. Zerspanungswerkzeug nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aufspreizbare Spannglied (12) aus zwei Spreizstäben gebildet ist.
4. Zerspanungswerkzeug nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufspreizbare Spannglied (12) an dem mit der Zugstange (10) verbundenen Ende eine bundartige Aufweitung (16) aufweist, die im gespannten Zustand des Werkzeugkopfes (4) eine Kühlflüssigkeitsbohrung (19) freigibt. ,

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen