DD280061A1

DD280061A1 - Spannsystem fuer wechselbare ansatzwerkzeuge

Info

Publication number: DD280061A1
Application number: DD32601989A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Schumann
Original assignee: Werkzeugmaschfab Vogtland Veb
Priority date: 1989-02-24
Filing date: 1989-02-24
Publication date: 1990-06-27

Abstract

Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind Bearbeitungsmaschinen mit Werkzeugspindeln, vorzugsweise Werkzeugmaschinen. Die Erfindung betrifft ein Spannsystem für an Werkzeugmaschinenspindeln wechselbare relative kleinere Ansatzwerkzeuge, bei der das Auswechseln durch eine axiale Zu- und Abführung der in der Umfangslage axial gerichteten Ansatzwerkzeuge von Hand oder automatisch mittels Greifer erfolgt. Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Wechsel und die Wiederholgenauigkeit beim Wechsel von Ansatzwerkzeugen an der Spindel von Werkzeugmaschinen, an Werkzeugaufnahmen oder an Radialschlitten von Grundwerkzeugen zu vervollkommnen und Spannsysteme zu schaffen, die für den automatischen Werkzeugwechsel bestimmt sind und axial einen geringen Bauraum beanspruchen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass innerhalb jenes Ansatzwerkzeuges eine Spannfläche angeordnet ist und das Ansatzwerkzeug einen Pendelbolzen aufweist, dass sich im Aufnahmekörper radial angeordnete gegenüberliegende Spannschrauben befinden, dass am Pendelbolzen eine kugelförmige Auflagefläche sowie gegenüberliegende gewölbte Keilformflächen angeordnet sind und dass die Spannschrauben kugelförmige Ansätze aufweisen. Weiterhin sind innerhalb des Ansatzwerkzeuges eine Fügeöffnung und eine Verdrehsicherung angeordnet sowie am Pendelbolzen Abflachungen und eine Pendelkante vorgesehen. Der Aufnahmekörper enthält Freiräume und am Pendelbolzen ist ein Einführkegel und Begrenzungsflächen angeordnet. Das Ansatzwerkzeug weist eine Zentrumsbohrung zur Aufnahme einer Druckfeder und eines Druckelementes und der Pendelbolzen eine Aussparung zur Anlage des Druckelementes auf.{Spannsystem, wechselbares Ansatzwerkzeug, Werkzeugschaft, Werkzeugspindel, Werkzeugmaschine, Werkzeugaufnahme, Aufnahmekörper, Pendelbolzen, Spannschrauben, Spannflächen}

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb eines Ansatzwerkzeuges eine Spannfläche angeordnet ist und das Ansatzwerkzeug einen Pendelbolzen aufweist, daß sich im Aufnahmekörper radial angeordnete gegenüberliegende Spannschrauben befinden, daß am Pendelbolzen eine kugelförmige Auflagefläche sowie gegenüberliegende gewölbte Keilformflächen angeordnet sind und daß die Spannschrauben kugelförmige Ansätze aufweisen.

Weiterhin sind innerhalb des Ansatzwerkzeuges eine Fügeöffnung und eine Verdrehsicherung angeordnet sowie am Pendelbolzen Abflachungen und eine Pendelkarte vorgesehen.

Der Aufnahmekörper enthält Freiräume, und am Pendelbolzen ist ein Einführkegel und Begrenzungsflächen angeordnet. Das Ansatzwerkzeug weist eine Zentrumsbohrung zur Aufnahme einer Druckfeder und eines Druckelementes und der Pendelbolzen eine Aussparung zur Anlage des Druckelementes auf.

Ausführungsbaispiel

Anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Aufnahmekörper mit Ansatzwerkzeug; Fig.2: einen Schnitt A-A durch Fig. 1; Fig.3: einen Schnitt B-B durch Fig. 1.

Das erfindunqsgemäße Spannsystem für wechselbare Ansatzwerkzeuge ist im Beispiel als Aufnahmekörper mit angesetztem Alisatzwerkzeug dargestellt.

DasAnsatzwerkzeug 1 ist mit dem Aufnahmekörper 2 über einen Kurzkegel mit Plananlage verbunden. Im Ansatzwerkzeug 1,das durch den Mitnehmer 3 in seiner Umfangslage gesichert ist, wird der Pendelbolzen 4 aufgenommen. Mit dem Pendelbolzen 4 in Verbindung stehen die Spannschrauben 5 und 6, die je einen kugelförmigen Ansatz 7 und 8 aufweisen und in die zwei gegenüberliegenden gewölbten Keilformflächen 9 und 10 des Pendelbolzens 4 eingreifen. DasAnsatzwerkzeug 1 weist innerhalb des Werkzeugflansches 11 eine umlaufende Spannfläche 12 auf, die in Kontakt mit der kugelförmigen Auflagefläche 13 des Pendelbolzens 4 steht, der in die Fügeöffnung 14 eingesetzt wird und in Funktionslage durch die Verdrehsicherung 15 gehalten wird. Im Nutgrund 16 der Ringnut 17 des Ansatzwerkzeuges 1 erhält der Pendelbolzen 4 über die Pendelkante 18, die durch die Überschneidung der geneigten Begrenzungsflächen 19,20 entsteht und sich im Zentrum des Kugeldurchmessers der kugelförmigen Auflagefläche 13 befindet, die Abstützung. Die Begrenzungsflächen 19, 20 besitzen unterschiedliche Neigungen.

Die Neigung der Begrenzungsflächen 19 ist so gewählt, daß ein Pendelweg des Pendelbolzens 4 ermöglicht wird, um die gewölbte Keilformfläche 9 von der Spannschraube 5 außer Kontakt zu bringen und der Pendelbolzen 4 sich nicht in Berührung mit dem Freiraum 21 des Aufnahmekörpers 2 befindet. Die Begrenzungsfläche 20 hat die Neigung, um den Kontakt der gewölbten Keilformfläche 9 mit der Spannschraube 5 herzustellen, wobei der Freiraum 22 ohne Berührung mit dem Pendelbolzen 4 ist, auch wenn im System mit mehreren wechselbaren Ansatzwerkzeugen fertigungsbedingte Abweichungen an den gewölbten Keilformflächen 9,10 bestehen. InderZentrumsbohrung 23 des Ansatzwerkzeuges 1 i:; eine Druckfeder 24 und ein sich in der Aussparung 25 des Pendelbolzens 4 angelegtes Druckelement 26 in Form einer Kugel untergebracht.

Der Freiraum 21,22 des Aufnahmekörpers 2 ist so gestaltet, daß bei achsgerechter Zu- bzw. Abführung des Ansatzwerkzeuges 1, wie sie z. B. beim automatischen Werkzeugwechsel mittels Greifer erfolgt, eine Berührung des Pendelbolzens 4 mit dem Freiraum 21, 22 nicht eintritt.

Vor der Zu- und Abführung des Ansatzwerkzeuges 1 muß sich der kugelförmige Ansatz 8 der beweglichen Spannschraube 6 außerhalb des Freiraumes 21 des Aufnahmekörpers 2 befinden. Bei der axialen Bewegung des Ansatzwerkzeuges 1 aus dem Aufnahmekörper 2 gleitet die gewölbte Keilformfläche 9 des Pendelbolzens 4 über den kugelförmigen AnsaU 7 der fest eingespannten Spannschrauba 5, so daß am Pendelbolzen 4 eine kreisförmige Pendelbewegung um die im Zentrum der kugelförmigen Auflagefläche 13 angeordnete Pendelkanf» 18 stattfindet.

Die Druckfeder 24 erzeugt die Kraft, die die kugelförmige Auflagefläche 13 auf die Spannfläche 12 des Ansatzwerkzeuges 1 drückt und so die Stellung des Pendelbolzens 4, die durch das Herausnehmen aus dem Aufnahmekörper 2 entsteht, mit definierter Kraft abklemmt.

Der Pendelbolzen 4 ist mit einem Einführkegel 27 versehen, so daß auch bei nicht ganz achsgerechter Zuführung in jeder Pendelstellung ein Einsetzen in den Aufnahmekörper 2, der mit einer Einführfase 28 versehen ist, möglich ist.

Zum Befestigen des eingesetzten Ansatzwerkzeuges 1 wird die Spannschraube 6 durch einige wenige Umdrehungen betätigt, deren kugelförmiger Ansatz 8 sich in die gewölbte Keilformfläche 10 des Pendelbolzens 4 bewegt und bewirkt, daß die gewölbte Keilformfläche 9 durch die eingeleitete Pendelbewegung des Pendelbolzens 4 auf den kugelförmigen Ansatz 7 der Spannschraube 5 so lange abgeleitet wird, bis die erforderliche Spannung erreicht ist.

Nach abgeschlossenem Spannvorgang befindet sich die der Pendelbolzen 4 in achsgerechter Lage wie die Spindelachse, so daß sich abgeleitete Spannkraft gleichmäßig auf die Planflächen 29 und 30 zwischen Aufnahmekörper 2 und Ansatzwerkzeug 1 verteilt und dadurch ein einseitiger, auf die Wechselgenauigkeit ungünstig wirkender Kraftverlauf vermieden wird.

Durch die Freiräume 21, 22 des Aufnahi-iekörpers 2, die Fügeöffnung 14, die Ringnut 17 und die Zentrumsbohrung 23 des Ansatzwerkzeuges 1 ist es möglich, in Verbindung mit den eingebrachten Bohrungen 31, 32 das erfindungsgemäße Spannsystem über die Maschinenspindel mit Kühlmittel oder Ausblasluft zu versorgen.

Beim automatischen Werkzeugwechsel erfolgt die Betätigung der Spannschraube 6 über eine hier nicht dargestellte Betätigungsverrichtung, die beim Wechselvorgang in den Bereich des Aufnahmekörpers 2 gebracht wird. Außerdem kann auch

z. B. mit der Betätigungseinrichtung herangeführte Ausblasluft, über entsprechende Anschlußstutzen und Verbindungsbohrungen des Aufnahmekörpers 2, zur Staudruckkontrollmessung des sicher gespannten Ansatzwerkzeuges 1 verwendet werden.

Die Pendelbewegung des Pendelbolzens 4 kann auch genutzt werden, um das Ansatzwerkzeug 1 in entsprechende Speicherplätze von Werkzeugmagazinen aufzunehmen. Aufgrund des geringen Bauraumes der Ansatzwerkzeuge 1 im Vergleich zu Werkzeugen mit Steilkegelschaft ergeben sich in einem Werkzeugwechselsystem Vorteile bezüglich der kleineren Werkzeugmassen und Abmessungen sowie der kürzeren Werkzeugwechselwege.

Claims

1. Spannsystem für wechselbare Ansatzwerkzeuge, bestehend aus einem in einen Aufnahmekörper einsetzbaren Ansatzwerkzeug mit radialer und axialer Lagebestimmung sowie radialen Spannelementen, die über einen Pendelbolzen die Verbindung von Aufnahmekörper und Ansatzwerkzeug herstellen, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb des Ansatzwerkzeuges (1 leine Spannfläche (12) angeordnet ist und das Ansatzwerkzeug (1) einen Pendelbolzen (4) aufweist, daß sich im Aufnahmekörper (2) radial angeordnete gegenüberliegende Spannschrauben (5, 6) befinden, daß am Pendelbolzen (4) eine kugelförmige Auflagefläche (13) sowie gegenüberliegende gewölbte Keilformflächen (9,10) angeordnet sind und daß die Spannschrauben (5, 6) kugelförmige Ansätze (7, 8) aufweisen.

2. Spannsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb des Ansatzwerkzeuges (1) eine Fügeöffnung (14) und eine Verdrehsicherung (15) angeordnet sind und daß der Pendelbolzen (4) eine Pendelkante (18), sowie Abflachungen (33) aufweist.

3. Spannsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Aufnahmekörper (2) Freiräume (21, 22) enthält und am Pendelbolzen (4) ein Einführkegel (27) und Begrenzungsflächen (19, 20) angeordnet sind.

4. Spannsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Ansatzwerkzeug (1) eine Zentrumsbohrung (23) zur Aufnahme einer Druckfeder (24) und eines Druckelementes (26) aufweist und daß der Pendelbolzen (4) eine Aussparung (25) zur Anlage des Druckelementes (26) enthält.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind Bearbeitungsmaschine!· initWerkzeugspiiuMn, vorzugsweise Werkzeugmaschinen. Die Erfindung betrifft ein Spannsystem für an Werkzeugmaschinenspindeln wechsel bare relativ kleine Ansatzwerkzeuge, bei der das Auswechseln durch eine axiale Zu- und Abführung der in der Umfangslage axial gerichteten Ansatzwerkzeuge von Hand oder automatisch mittels Greifer erfolgt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Spannsysteme bekannt, bei denen die Verbindung von Spindel oder auch Werkzeugaufnahme mit dem Schneidenträger über radial oder axial betätigte Spanneiemente hergestellt wird und es dabei zu einer axialen Anpressung der Stirnflächen zwischen Aufnahme und angesetztem Werkzeug kommt.

Charakteristisch ist, daß bei dieser Art von Verbindung der Werkzeugkopf mit einem zy'indrischen Aufnahmeteil versehen ist, der von einer Stirnfläche umgeben wird. Im zylindrischen Aufnahm^teil angeordnete radial um einen definierten Betrag bewegliche und die formschlüssige Verbindung herstellende Andrückelemente führen im System unmittelbar über den Berührungsstellen zu Verspannungen und damit zu Formabweichungen, was die Genauigkeit des wiederholten Werkzeugwechsels ungünstig beeinflußt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Wechsel und die Wiedei holgenauigkeit beim Wechsel von Ansatzwerkzeugen an der Spindel von Werkzeugmaschinen, an Werkzeugaufnahmen oder an Radialschlitten von Grundwerkzeugen zu vervollkommnen und Spannsysteme zu schaffen, die für den automatischen Werkzeugwechsel bestimmt sind und axial einen geringen Bauraum beanspruchen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung eines Sp-3nnsystems für eine sichere Spannung eines wechselbaren, relativ kleinen Ansatzwerkzeuges an einer Werkzeugspindel oder an einem an einer Werkzeugspindel befestigten, ?.B. mit Radialschieber ausgerüsteten Grundwerk?eug, das bei einem relativ geringen axialen Platzbedarf eine hohe Wiederholgenauigkeit beim Werkzeugwechsel ermöglicht.