DD285480A7

DD285480A7 - TOOL CLUTCH, ESPECIALLY FOR CUTTING TOOLS

Info

Publication number: DD285480A7
Application number: DD32653089A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Ender; Eberhard Dressel; Erhard Gratz; Rudi Holland-Moritz; Kurt Keller; Dietmar Kuerschner; Detlef Luetzkendorf; Gerd-Werner Oechsner; Hermann Reinhardt
Original assignee: Fz Der Werkzeugindustrie,Dd
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-12-19
Also published as: DE4003485A1; HUT55660A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugkupplung, insbesondere fuer Zerspanungswerkzeuge, die aus einem mit einer ringfoermigen axialen Anlageflaeche und einer kegeligen Aufnahmebohrung versehenen Aufnahmekoerper, einem mit einer ringfoermigen axialen Anlageflaeche und einem koaxial aufgebohrten kegeligen Aufnahmezapfen versehenen Werkzeughalter oder Zerspanungswerkzeug sowie einer den Aufnahmekoerper und das Zerspanungswerkzeug oder den Werkzeughalter axial verspannenden loesbaren Spanneinrichtung gebildet ist. Bei der erfindungsgemaeszen Werkzeugkupplung sind in den kegeligen Aufnahmezapfen (5; 16) mehrere zur koaxialen Bohrung (7) und zur hinteren Stirnseite (9) des kegeligen Aufnahmezapfens (5; 16) offene, sich axial ueber einen Teil der Laenge des kegeligen Aufnahmezapfens (5; 16) erstreckende und mit einem Radius (10) in die koaxiale Bohrung (7) auslaufende Nuten (8; 15) gleicher Breite in gleichem Abstand zueinander eingearbeitet. Fig. 1{Werkzeugkupplung; Zerspanungswerkzeuge; Werkzeughalter; Aufnahmezapfen, kegelig; Aufnahmebohrung, kegelig; Verformungszonen; Spanneinrichtung, loesbar}The invention relates to a tool coupling, in particular for cutting tools, consisting of a provided with a ringfoermigen axial Anlageflaeche and a tapered receiving bore receiving body, provided with a ringfoermigen axial Anlageflaeche and a coaxially bored conical spigot tool holder or cutting tool and a receiving body and the cutting tool or Tool holder axially clamping releasable clamping device is formed. In the case of the tool coupling according to the invention, a plurality of the coaxial bore (7) and the rear end face (9) of the conical receiving pin (5; 16) are open in the conical receiving pin (5; 16), extending axially over part of the length of the conical receiving pin (5; 16) extending and with a radius (10) in the coaxial bore (7) expiring grooves (8; 15) of equal width at the same distance from each other incorporated. Fig. 1 {Tool coupling; Cutting tools; Tool holder; Spigot, tapered; Locating hole, tapered; Deformation zones; Clamping device, can be loosened}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugkupplung, insbesondere für Zerspanung? werkzeuge, die aus einem mit einer ringförmigen axialen Anlagefläche und einer kegeligen Aufnahmebohrung versehenen Aufnahmekörper, einem mit einer ringförmigen axialen Anlagefläche und einem koaxial aufgebohrt6n kegeligen Aufnahmezapfen versehenen Werkzeughalter oder Zerspanungswerkzeug sowie einer den Aufnahmekörper und das Zerspanungswerkzeug oder den Werkzeughalter axial verspannenden lösbaren Spanneinrichtung gebildet ist.The invention relates to a tool coupling, in particular for cutting? tools, which is formed of a provided with an annular axial bearing surface and a tapered receiving bore receiving body, provided with an annular axial bearing surface and a coaxially aufgeohrt6n conical spigot tool holder or cutting tool and a receiving body and the cutting tool or the tool holder axially bracing releasable clamping device.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

In der DE-PS 3642132 (B23 B31/04) und der DE-PS 3314591 (B23B31/04) werden Werkzeugkupplungen beschrieben, die auf dem gleichen Konstruktionsprinzip beruhen.In DE-PS 3642132 (B23 B31 / 04) and DE-PS 3314591 (B23B31 / 04) tool couplings are described, which are based on the same design principle.

Der Werkzeughalter oder das Zerspanungswerkzeug selbst ist mit einer ringförmigen axialen Anlagefläche und einem kurzen kegeligen Aufnahmezapfen versehen, der koaxial aufgebohrt ist.The tool holder or the cutting tool itself is provided with an annular axial abutment surface and a short tapered spigot, which is drilled coaxially.

Der Aufnahmekörpei, beispielsweise ein Basishalter, ist mit einer axialen ringförmigen Anlagefläche und einer kegeligen Aufnahmebohrung versehen. Die koaxiale Bohrung im kegeligen Aufnahmezapfen ist so bemessen, daß sich der kegelige Aufnahmezapfen beim axialen Verspannen von Aufnahmeteil und Werkzeughalter radial soweit elastisch verformen kann, daß die axialen Anlageflächen zur gegenseitigen Anlage kommen.The Aufnahmekörpei, for example, a base holder, is provided with an axial annular contact surface and a tapered receiving bore. The coaxial bore in the tapered spigot is dimensioned so that the conical spigot can deform radially as far elastically during axial distortion of the receiving part and tool holder that the axial contact surfaces come into contact with each other.

In der DE-PS 3642132 wird die Form der koaxialen Bohrung näher beschrieben. Danach kann diese stufenförmig, zylindrisch oder kegelig sein. Eine Werkzeugkupplung für rotierende Zerspanungswerkzeuge muß außer axialen auch große radiale Kräfte aufnehmen können, ohne daß es zu Lageabweichungen kommt.In DE-PS 3642132 the shape of the coaxial bore is described in detail. Thereafter, this may be stepped, cylindrical or conical. A tool coupling for rotary cutting tools must be able to absorb not only axial but also large radial forces, without resulting in position deviations.

Deshalb kann die Wandstärke des kegeligen Aufnahmezapfens durch die koaxiale Bohrung nicht beliebig reduziert werden. Die notwendige Wandstärke erfordert damit große Einzugskräfte, um die axialen Anlageflächen zur gegenseitigen Anlage zu bringen. Der Werkstoff des kegeligen Aufnahmezapfens kann bei gleichmäßiger radialer Verformung nur in axialer Richtung ausweichen. Die Wandung der kegeligen Aufnahmebohrung im Aufnahmeteil wird dadurch hoch beansprucht und unterliegt einem hohen Verschleiß.Therefore, the wall thickness of the tapered receiving pin can not be arbitrarily reduced by the coaxial bore. The necessary wall thickness thus requires large pull-in forces to bring the axial contact surfaces for mutual contact. The material of the tapered receiving pin can escape with uniform radial deformation only in the axial direction. The wall of the tapered receiving bore in the receiving part is thereby highly stressed and subject to high wear.

Die durch die radiale Verformung des Aufnahmezapfens bedingte große Flächenpressung führt bei häufigem Werkzeugwechsel dazu, daß in der kegeligen Aufnahmebohrung in dem Bereich, in dem der Aufnahmezapfen endet, ein Absatz entsteht.The conditional by the radial deformation of the receiving pin large surface pressure leads to frequent tool change that in the tapered receiving bore in the region in which the spigot ends, a paragraph arises.

In der DE-OS 3541236 (B23B31/4) wird eine Werkzeugkupplung beschrieben, bei der der kegelige Aufnahmezapfen mit mehreren, sich über einen Teil seiner Länge erstreckenden und radial zu einer koaxialen Bohrung durchgehenden Schlitzen versehen ist. Eine Funktion dieser Schlitze besteht darin, die radiale elastische Verformung des kegeligen Aufnahmezapfens zu ermöglichen, um so eine vollflächige Anlage des Aufnahmezapfens in der Aufnahmebohrung und der axialen Anlageflächen des Aufnahmeteües und des Werkzeughclters zu erreichen.In DE-OS 3541236 (B23B31 / 4), a tool coupling is described in which the tapered spigot is provided with a plurality of extending over part of its length and extending radially to a coaxial bore slots. A function of these slots is to allow the radial elastic deformation of the tapered receiving pin, so as to achieve a full-surface contact of the receiving pin in the receiving bore and the axial bearing surfaces of the Aufnahmeteües and the Werkzeughclters.

Diese Schlitze können jedoch zu bleibenden Verformungen in der Wandung der kegeligen Aufnahmebohrung und damit zu einer verminderten Zentriergenauigkeit führen. Durch die Schlitze werden keine großen Einzugskräfte benötigt, da die einzelnen Segmente des Aufnahmezapfens beim Spannen in radialer Richtung ausweichen können. Das hat jedoch den Nachteil, daß der Werkzeughalter bei großen radialen Kräften seitlich ausweichen kann und damit die Bearbeitungsgenauigkeit kleiner wird.However, these slots can lead to permanent deformation in the wall of the tapered receiving bore and thus to a reduced centering accuracy. Due to the slots, no large pull-in forces are required, since the individual segments of the receiving pin can yield during clamping in the radial direction. However, this has the disadvantage that the tool holder can escape laterally at large radial forces and thus the machining accuracy is smaller.

Für modulare Werkzeugsysteme ist diese Werkzeugkupplung nur bedingt geeignet, da der Aufnahmekegel aus Stabilitätsgründen lang sein muß. Hinzu kommt der sehr große Bearbeitungsaufwand zur Herstellung der Schlitze im Aufnahmezapfen.For modular tool systems, this tool coupling is only suitable to a limited extent because the receiving cone must be long for reasons of stability. In addition, the very large processing costs for the production of the slots in the spigot.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht In der Entwicklung einer Werkzeugkupplung, insbesondere für rotierende Zerspanungswerkzeuge, die einen niedrigen Herstellungsaufwand erfordert und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit bei einer langen Lebensdauer ermöglicht.The object of the invention is the development of a tool coupling, in particular for rotary cutting tools, which requires a low production cost and allows high machining accuracy with a long service life.

Darlegung 4es Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugkupplung, insbesondere für rotierende Zerspanungswerkzeuge zu entwickeln, die bei einer großen Lage· und Zentriergenauigkeit sowie Starrheit dsr Verbindung zwischen Aufnahmeteil und Werkzeughalter nur eine kleine Einzugskraft erfordert und die unempfindlich gegen große radial wirkende Kräfte ist.The invention has for its object to develop a tool coupling, especially for rotary cutting tools, which requires only a small pull-in force at a large position and centering accuracy and rigidity dsr connection between receiving part and tool holder and which is insensitive to large radial forces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den kegeligen Aufnahmezapfen mehrere zur koaxialen Bohrung und zur hinteren Stirnseite des kegeligen Aufnahmezapfens offene, sich axial über einen Teil der Länge des kegeligen Aufnahmezapfens erstreckende und mit einem Radius in die koaxiale Bohrung auslaufende Nuten gleicher Breite in gleichem Abstand zueinander eingearbeitet sind.This object is achieved in that in the tapered spigot several for coaxial bore and the rear end of the tapered receiving pin open axially over a portion of the length of the tapered receiving pin extending and with a radius in the coaxial bore expiring grooves of equal width in the same Distance between each other are incorporated.

Die Nuten erstrecken sich vorzugsweise axial über zwei Drittel der Länge des kegeligen Aufnahmezapfens.The grooves preferably extend axially over two thirds of the length of the tapered receiving pin.

Es sind Werkzeughalter bekannt, bei denen in der koaxialen Bohrung des Aufnahmezapfens ein Spannzapfen für einen Zangengreifer angeordnet ist, der aus der koaxialen Bohrung nicht herausragt. In diesem Fall ist es von Vorteil, eine der Anzahl der Greiferschenkel entsprechende Anzahl von Nuten in den kegeligen Aufnahmezapfen einzubringen, die in ihrer radialen Tiefe und der Breite so bemessen sind, daß die Schenkel des Zangengreifers mit genügend Spiel darin bewegt werden können.There are tool holders are known in which in the coaxial bore of the receiving pin a clamping pin for a pliers gripper is arranged, which does not protrude from the coaxial bore. In this case, it is advantageous to introduce a number of grooves corresponding to the number of gripper legs in the tapered spigot, which are dimensioned in their radial depth and width so that the legs of the gripper gripper can be moved with enough play therein.

Durch die Nuten r.'ird der Querschnitt des kegeligen Aufnahmezapfens in gleichmäßigen Abständen geschwächt.By the grooves r.'ird the cross-section of the tapered receiving pin weakened at regular intervals.

Der zwischen jeder Nut und der Kegelmantelfläche verbleibende Querschnitt des kegeligen Aufnahmezapfen? wirkt beim Spannvorgang als Verformungszone. Der Werkstoff kann bei dsr durch den Spannvorgang bewirkten elastischen Verformung in radialer Richtung in die Verformungszonen ausweichen. Das führt gegenüber den üblichen Werkzeugkupplungen, deren Aufnahmezapfen nur mit einer koaxialen Bohrung versehen ist, zu einer Reduzierung der Einzugskraft beim Spannen. Gegenüber der bekannten Kupplungseinrichtung mit durchgehenden Schlitzen in Aufnahmezapfen wird eine größere Starrheit gegen radial wirkende Kräfte erreicht, da die Kegelmantelfläche des Aufnahmezapfens geschlossen ist und dadurch die radialen Kräfte über den gesamten Aufnahmezapfen auf das Aufnahmeteil übertragen werden.The remaining between each groove and the conical surface area cross section of the tapered spigot? acts as a deformation zone during the clamping process. The material can escape in the radial direction in the deformation zones at dsr caused by the tensioning elastic deformation. This leads compared to the usual tool couplings, the spigot is provided only with a coaxial bore, to reduce the pull-in force during clamping. Compared to the known coupling device with through slots in the receiving pin a greater rigidity against radially acting forces is achieved because the conical surface of the receiving pin is closed and thereby the radial forces are transmitted over the entire spigot on the receiving part.

Die geschlossene Kegelmantelfläche und leichtere Verformbarkeit des Aufnahmezapfens hat einen geringeren Verschleiß der kegeligen Aufnahmebohrung des Aufnahmeteiles und damit während der gesamter·. Lebensdauer eine höhere Lage- und Zentriergenauigkeit zur Folge.The closed conical surface and easier deformability of the receiving pin has a lower wear of the tapered receiving bore of the receiving part and thus during the entire ·. Lifetime a higher positioning and centering result.

AueführungsbeispielAueführungsbeispiel

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show

Fig. 1: die teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugkupplung ohne Spannmittel im SchnittFig. 1: the partial side view of a tool coupling according to the invention without clamping means in section

Fig. 2: die teilweise Draufsicht auf die Werkzeugkupplung im Schnitt A-A gemäß Fig. 12: the partial plan view of the tool coupling in section A-A according to FIG. 1

Fig. 3: die teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugkupplung mit Spannmitteln im Schnitt B-B gemäß Fig.43 shows the partial side view of a tool coupling according to the invention with clamping means in section B-B according to FIG

Fig.4: die teilweica Draufsicht auf die Werkzeugkupplung im Schnitt C-C gemäß Fig.34 shows the teilweica top view of the tool coupling in section C-C of Figure 3

Die in den Fig. 1 und 2 ohne Spannmittel dargestellte Werkzeugkupplung besteht aus einem Aufnahmeteil 1, das mit einer kegeligen Aufnahmebohrung 2 und einer ringförmigen axialen kegeligen Anlagefläche 3 versehen ist und einem Werkzeughalter 4, der mit einem kegeligen Aufnahmezapfen 5 und einer ringförmigen axialen kegeligen Anlagefläche 6 versehen ist.The tool coupling shown in Figs. 1 and 2 without clamping means consists of a receiving part 1, which is provided with a tapered receiving bore 2 and an annular axial tapered contact surface 3 and a tool holder 4, with a tapered receiving pin 5 and an annular axial conical bearing surface 6 is provided.

Der kegelige Aufnahmezapfen 5 ist mit einer koaxialen Bohrung 7 versehen, die sich bis in den Werkzeughalter 4 erstreckt und eine radiale Verformung des kegeligen Aufnahmezapfens 5 beim Spannvorgang ermöglicht.The conical receiving pin 5 is provided with a coaxial bore 7, which extends into the tool holder 4 and allows radial deformation of the tapered receiving pin 5 during the clamping operation.

In den kegeligen Aufnahmezapfen 5 sind acht Nuten 8 einp" "«ibeitet, die zur koaxialen Bohrung 7 und zur hinteren Stirnseite 9 des kegeligen Aufnahmezapfens 5 offen sind und mit einem Radius 10 in die koaxiale Bohrung 7 auslaufen. Die Nuten 8 sind gleich breit und in gleichem Abstand zueinander und erstrecken sich über zwei Drittel der Länge des kegeligen Aufnahmezapfens 5.In the tapered receiving pin 5 eight grooves 8 are einp "" "ibited, which are open to the coaxial bore 7 and the rear end face 9 of the tapered receiving pin 5 and terminate with a radius 10 in the coaxial bore 7. The grooves 8 are the same width and at the same distance from each other and extend over two thirds of the length of the tapered receiving pin. 5

Durch diese Nuten 8 wird der Querschnitt des kegeligen Aufnahmezapfens 5 zwischen dessen Kegelmantelfläche 11 und der koaxialen Bohrung 7 unter Bildung von Verformungszonen 12 geschwächt. Diese Verformuigszonen 12 bewirken eine Verkleinerung der Einzugskraft beim axialen Verspannen von Aufnahmeteil 1 und Werkzeughalter 4. Zu Beginn des Spannvorganges wird der kegelige Aufnahmezapfen 1 am kleinsten Kegeldurchmesser in der kegeligen Aufnahmebohrung 2 zentriert.Through these grooves 8, the cross section of the tapered receiving pin 5 between the conical surface 11 and the coaxial bore 7 is weakened to form deformation zones 12. This Verformuigszonen 12 cause a reduction of the pull-in force during axial clamping of receiving part 1 and tool holder 4. At the beginning of the clamping operation of the tapered spigot 1 is centered on the smallest cone diameter in the tapered receiving bore 2.

Während des weiteren Spannvorganges wird der kegelige Aufnahmezapfnn 5 im Bereich des kleinsten Kegeldurchmessers radial elastisch verformt. Bei diesem Verformungsvorgang kann der Werkstoff des kegeligen Aufnahmezapfens 5 radial in die Verformungszonen 12 ausweichen, was eine Verringerung der Einzugskraft zur Folge hat.During the further clamping operation of the tapered Aufnahmzapfnn 5 is radially elastically deformed in the region of the smallest cone diameter. In this deformation process, the material of the tapered receiving pin 5 can dodge radially into the deformation zones 12, resulting in a reduction of the pull-in force.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Werkzeugkupplung dargestellt, bei der in der koaxialen Bohrung 7 ein Spannzapfen 13 befestigt ist, der die hintere Stirnfläche 9 des kegeligen Aufnahmezapfens 16 nicht überragt. Der Werkzeughalter 4 ist mit dem Aufnahmeteil 1 durch einen Zangengreifer axial verspannt, von dem in don Fig.3 und 4 nur die Greiferschenkel 14 dargestellt sind. Entsprechend der Anzahl der Greiferschenkel 14sind in den kegeligen Aufnahmezapfen 16 vier Nuten 15 eingearbeitet, die in der Breite und der radialen Tiefe so bernessen sind, daß die Greiferschenkel 14 mit Spiel darin bewegt werden können. Entsprechend der Anzahl der Nuten 15 sind am kegeligen Aufnahmezapfen 16 Verformungszonen 17 gebildet.3 and 4, a tool coupling is shown, in which in the coaxial bore 7, a clamping pin 13 is attached, which does not exceed the rear end face 9 of the tapered receiving pin 16. The tool holder 4 is axially clamped to the receiving part 1 by a pliers gripper, of which only the gripper arms 14 are shown in Figures 3 and 4. According to the number of gripper legs 14, four grooves 15 are incorporated in the tapered spigot 16, which are so great in width and radial depth that the gripper legs 14 can be moved with play therein. According to the number of grooves 15 16 deformation zones 17 are formed on the tapered receiving pin.

Claims

1. Tool coupling, in particular for cutting tools, formed from a provided with an annular axial bearing surface and a tapered receiving bore receiving body, provided with an annular axial contact surface and a coaxially bored conical spigot tool holder or cutting tool and a receiving body and the cutting tool or the tool holder axially A clamping releasable clamping device, characterized in that in the tapered receiving pin (5; 16) a plurality of the coaxial bore (7) and the rear end face (9) of the tapered receiving pin (5; 16) open axially over part of the length of the conical Grooves (5; 16) extending and with a radius (10) in the coaxial bore (7) expiring grooves (8; 15) of equal width are incorporated at the same distance from each other.

2. Tool coupling according to claim 1, characterized in that the grooves (8; 15) axially over two-thirds of the length of the tapered receiving pin (5; 16) are incorporated.

3. Tool coupling according to claims 1 and 2, characterized in that the number of grooves (15) corresponds to the number of gripper limbs (14) of a gripper gripper for a conical receiving pin (16) arranged clamping pin (13) and that the grooves (15) are dimensioned in their width and radial depth so that the gripper arms (14) with play in the grooves (15) are movable.