DE102004017714B4

DE102004017714B4 - Einstell- und Verstellsystem für leistenförmige Schneidenträger an spanend arbeitenden Werkzeugen

Info

Publication number: DE102004017714B4
Application number: DE102004017714.7A
Authority: DE
Inventors: Jens Neumann; Torsten Maul; Hans-Jörg Dittmar; Dieter Grimm
Original assignee: GFE GES fur FERTIGUNGSTECHNIK und ENTWICKLUNG SCHMALKALDEN CHEMNITZ MBH; Gfe-Gesellschaft fur Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden/chemnitz Mbh
Current assignee: GFE GES fur FERTIGUNGSTECHNIK und ENTWICKLUNG SCHMALKALDEN CHEMNITZ MBH; Gfe-Gesellschaft fur Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden/chemnitz Mbh
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2004-04-10
Publication date: 2015-10-15
Anticipated expiration: 2024-04-11
Also published as: DE102004017714A1

Abstract

Ein- und Versteilsystem für leistenförmige Schneidenträger (5) an spanend arbeitenden Werkzeugen, bei dem die durch Befestigungsmittel festzuspannenden Schneidenträger (5) durch radial wirkende Stellglieder (10, 11) auf hohe Rundlaufgenauigkeit ein- und verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- und Verstellen der leistenförmigen Schneidenträger (5) durch hydraulisch betätigte, im Schneidkörper (2) aufgenommene Stellglieder (10, 11) vorgenommen ist, wobei jedem der leistenförmigen Schneidenträger (5) jeweils an deren endseitigen Abschnitten in radialer Richtung wirkende und jeweils getrennt beaufschlagbare Stellglieder (10, 11) zugeordnet sind, wobei die Stellglieder (10, 11) als hydraulisch arbeitende Druckstößel (24) ausgeführt sind und wobei die beiden Druckstößel (24) jeweils durch einen gemeinsamen, durch ein Trennstück (15) in getrennten Kammern beaufschlagbaren Hydrokanal (14) miteinander funktionell zu kommunizieren vermögen, wozu die beiden Kanalabschnitte (16, 17) des Hydrokanals (14) jeweils getrennt voneinander beaufschlagbar sind.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Einstell- und Versteilsystem für leistenförmige Schneidenträger an spanend arbeitenden Werkzeugen, wie beispielsweise Walzenfräsern, bei dem die durch Befestigungsmittel festzuspannenden Schneidenträger durch radial wirkende Stellglieder auf hohe Rundlaufgenauigkeit ein- und verstellbar sind. Für das Ein- und Verstellen von austauschbaren Werkzeugschneiden in der Art von WSP, aber auch in der Art kassettenförmiger Schneidenträger im Werkzeuggrundkörper, sieht der Stand der Technik eine Vielzahl praktisch geeigneter technischer Lösungen vor, wobei besonders der Keil und die entsprechend zugeordnete Verstell- und Stützschraube eine vielgestaltige Anwendung gefunden haben.
So sieht beispielsweise die DE 198 51 500 A1 ein Fräswerkzeug mit einstellbaren Schneidenträgern vor, bei dem jeder Schneidenträger über im Fräskopfgrundkörper eingearbeitete Nuten mit entsprechenden Führungsflächen radial einstellbar und davon unabhängig axial festlegbar ist. Eine jeweilige Einstellung der einzelnen Schneidenträger erfolgt durch radial und axial wirkende Einstellschrauben, die jeweils unabhängig voneinander betätigbar sind. Dieses Konstruktionsprinzip findet in vielerlei Ausführungsvarianten praktische Anwendung und hat sich durchweg bewährt. Bei Fräswerkzeugen mit axial und radial einstellbaren Schneidenträgern, deren Mechanismus auf der Betätigung von Gewindeschrauben beruht, möge diese Konstruktion durchaus annehmbar sein, für Schneidenträger jedoch, die lediglich auch wegen einem Formfräsen in einer, nämlich in radialer Richtung, verstellbar sein sollen, gestaltet sich die Anordnung und der Gebrauch der Stellmittel schwierig und umständlich.
Bei diesen Anordnungen sind die exakte Einstellung und ebenso eine präzise Verstellung der Schneidenträger mit einem erheblichen Aufwand verbunden, zumal für eine axiale und zugleich radiale Verstellung verschiedene bzw. mehrere Ein- bzw. Verstellelemente betätigt werden müssen. Für Schneidenträger, die neben der Bearbeitung ebener Flächen auch zur Erzeugung bestimmter, z. B. konkav oder konvex gewölbter Oberflächen bestimmt sind, gestaltet sich die Verstellung derselben besonders schwierig. Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Einstell- und Versteilsystem für in Fräswerkzeugen eingesetzte, in radialer Richtung einstellbare, Schneidenträger zu schaffen, welches geeignet ist, bei einfachem Aufbau die Schneidenträger in jeweils radialer Richtung ein- und verstellbar zu machen, um einerseits exakt ebene, gleichwohl aber auch gewölbte, d. h. konkave oder konvexe Oberflächen herstellen zu können. Diese Aufgabe wird mit einem Einstell- und Verstellsystem für leistenförmige Schneidenträger an spanend arbeitenden Werkzeugen mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hiernach ist es also vorgesehen, das erfindungsgemäße Einstell- und Verstellsystem an einem spanend arbeitenden Werkzeug, insbesondere an einem Fräswerkzeug, zur Anwendung zu bringen, bei dem die Werkzeugschneiden auf einem plattenförmigen Körper, dem sog. Schneidenträger, z. B. durch Lötung oder durch Kleben, angeordnet bzw. befestigt sind und dieser Schneidenträger in einer gerade verlaufendenden Axialnut des Werkzeuggrundkörpers lagebestimmend aufgenommen und seitlich vorzugsweise über ein oder mehrere Keilstücke direkt geklemmt ist. Zur Einstellung und auch zum Verstellen des Schneidenträgers in die gewünschte Position dienen Stellelemente, die radial nach außen wirkend, an der Schmalseite des plattenförmigen Schneidenträgers anliegen und bei entsprechender Beaufschlagung denselben, gegen die Wirkung seiner Klemmung zu verstellen vermögen. Zu diesem Zweck sind natürlich die Klemmkräfte für die sichere Halterung und Klemmung des Schneidenträgers entsprechend angemessen.
Die Justage des Schneidenträgers mit Hilfe der besagten Stellelemente erfolgt vorteilhafter Weise auf hydraulischem Wege, wodurch beim Einstellvorgang ein gleichmäßig präziser Stellweg im jeweiligen Stellbereich erreicht wird. Das zeigt sich besonders dort, wo es darauf ankommt, den Schneidenträger in seiner Längserstreckung, also an seinem vorderen oder hinterem Schneidenbereich in die z. B. Formfräsen erforderliche radiale Lage bzw. Position zu verbringen, um konkave oder konvexe Oberflächen erzeugen zu können. Zu diesem Zweck und demgemäß sind die Stellelemente jeweils in einem gesonderten vorderen und hinteren Abschnitt eines Hydraulikkanals angeordnet und durch jeweils gesondert zugeordnete Stellkolben auch gesondert und getrennt zu betätigen. Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt:
1 eine schaubildliche Seitenansicht auf ein Fräswerkzeug gemäß der Erfindung mit im Teilschnitt dargestellten Ein- und Verstellsystem für den Schneidenträger und
2 einem im vergrößertem Maßstab dargestellten hinteren Abschnitt des Einstell- und Verstellsystems mit den Stellgliedern aus 1;
3 einen als gewunden ausgebildeten Schneidenträger von der Art, wie sie im Fräswerkzeug nach der Erfindung eingesetzt werden.
In den Zeichnungen – 1 und 2 – ist ein zur spanabhebenden Bearbeitung bestimmtes Fräswerkzeug 1 in teilweise im Bereich des Schneidkörpers 2 weggebrochener Form dargestellt, wobei insbesondere die Ausführung des Ein- und Verstellsystems gezeigt ist.
Das Fräswerkzeug 1 besteht in durchaus üblicher Bauausführung aus dem zylindrisch gestalteten Schneidkörper 2 und dem der maschinenseitigen Aufnahme und Befestigung dienenden Werkzeugschaft 3.
Der Schneidkörper 2 ist längsseitig mit mehreren schräg zur Längsmittenachse geneigt eingearbeiteten, zweckmäßig keilförmigen Nuten 4 durchsetzt, die der Aufnahme und lagebestimmenden Halterung der Schneidenträger 5 sowie der diesen zugehörigen Spannelemente in Form von Spannkeilen 6 dienen. Die Spannkeile 6 können hierbei nach innen oder nach außen wirkend ausgeführt sein und werden auch in prinzipiell bekannter Art und Weise durch radial in den Schneidkörper 2 eingefügte Spannschrauben 7 betätigt. Mit Hilfe von gleichermaßen wie diese angeordneten Abdrückschrauben 8 sind die unter Selbsthemmung stehenden Spannkeile 6 aus ihrer Klemmstellung zu lösen oder beispielsweise zum radialen Einstellen und Verstellen der Schneidenträger 5, etwa bis zum Reibungsschluss, zu lockern.
Zum Zwecke der in radialer Richtung vorzunehmenden Ein- und Verstellung der im vorliegenden Arbeitsbeispiel mit hochleistungsfähigen Schneidwerkstoffen, z. B. PKD-bestückten Schneidenträgern 5, ist im Schneidkörper 2 ein Einstell- und Versteilsystem installiert, welches jeweils an den inneren Schmalseiten 9 der Schneidenträger 5 anliegend zur Wirkung gebracht wird und mit hydraulisch zu betätigenden Stellgliedern arbeitet. Die Stellglieder 10 und 11 sind von der Grundfläche der Nuten 4 her etwa radial nach dem Schneidkörperinneren 2 hin eingesetzt und münden jeweils in einen mit einem hydraulischen Medium gefüllten, den Schneidkörper 2 durchgreifenden, endseitig durch Verschlussbolzen 12 und 13 verschlossenen Hydrokanal 14. Dieser ist längsmittig durch ein dort angeordnetes Trennstück 15 in ein vorderes Kanalstück 16 und ein hinteres Kanalstück 17 getrennt, wodurch zwei Wirkungsbereiche gebildet sind, die, wie noch gezeigt wird, im Bedarfsfall jeweils einzeln beaufschlagt werden können. Das Trennstück 15 ist in einer Rundkerbe 18 durch einen dort form- und kraftschlüssig eingreifenden Schraubbolzen 19 axial gesichert und damit gegen etwaige axial wirkende Drücke festgelegt. Am rückwärtigen Ende des Schraubbolzens 19 ist ein als Justierelement für den Schneidenträger 5 dienender Zentrierbolzen 20 mit Kugelkopf 21 angeordnet, der dazu bestimmt ist, den Schneidenträger 5 in seiner Freimachung 22 längsseitig zu justieren und ihn am Kugelkopf 21 beim ein- und verstellen desselben ohne jegliches Spiel schwenkbar bzw. pendelnd aufzunehmen. Die Ein- und Verstellung des Schneidenträgers 5 erfolgt durch die Stellglieder 10 bzw. 11, in dem mit Hilfe der Verschlussbolzen 12 bzw. 13 das in den Kanalabschnitten 16 bzw. 17 bereit gehaltene Druckmedium, z. B. in Form von Mypolam oder Drucköl, beaufschlagt wird, um die unter der Wirkung von Federn 23 stehenden Stellglieder 10 bzw. 11 mit ihren Druckstößeln 24 gegen die Schneidenträger 5 hin zur Ausführung einer Ein- oder Verstellbewegung zu bewegen. Nachdem die Ein- bzw. Verstellung der Schneidenträger 5 vollzogen worden ist, wird durch die Spannschrauben 7 die sichere, auch unter Wirkung der Zerspanungskräfte, unverrückbare Befestigung der Schneidenträger 5 wieder hergestellt.
Bezugszeichenliste

1: Fräswerkzeug
2: Schneidkörper
3: Werkzeugschaft
4: Nuten
5: Schneidenträger
6: Spannkeile
7: Spannschrauben
8: Abdrückschrauben
9: Schmalseiten
10: Stellglied
11: Stellglied
12: Verschlussbolzen
13: Verschlussbolzen
14: Hydrokanal
15: Trennstück
16: vorderer Kanalabschnitt
17: hinterer Kanalabschnitt
18: Rundkerbe
19: Schraubbolzen
20: Zentrierbolzen
21: Kugelkopf
22: Freimachung
23: Feder
24: Druckstößel

Claims

Ein- und Versteilsystem für leistenförmige Schneidenträger (5) an spanend arbeitenden Werkzeugen, bei dem die durch Befestigungsmittel festzuspannenden Schneidenträger (5) durch radial wirkende Stellglieder (10, 11) auf hohe Rundlaufgenauigkeit ein- und verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- und Verstellen der leistenförmigen Schneidenträger (5) durch hydraulisch betätigte, im Schneidkörper (2) aufgenommene Stellglieder (10, 11) vorgenommen ist, wobei jedem der leistenförmigen Schneidenträger (5) jeweils an deren endseitigen Abschnitten in radialer Richtung wirkende und jeweils getrennt beaufschlagbare Stellglieder (10, 11) zugeordnet sind, wobei die Stellglieder (10, 11) als hydraulisch arbeitende Druckstößel (24) ausgeführt sind und wobei die beiden Druckstößel (24) jeweils durch einen gemeinsamen, durch ein Trennstück (15) in getrennten Kammern beaufschlagbaren Hydrokanal (14) miteinander funktionell zu kommunizieren vermögen, wozu die beiden Kanalabschnitte (16, 17) des Hydrokanals (14) jeweils getrennt voneinander beaufschlagbar sind.
Ein- und Versteilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstößel (24) neben ihrer Stellbewegung zugleich als Rückstellelement für den Systeminnendruck ausgelegt sind, wozu das radial bewegliche Stellglied (10, 11) gegen die Wirkung einer Feder (23) abgestützt ist.
Ein- und Verstellsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennstück (15) durch einen Schraubbolzen (19) lagebestimmend festgelegt ist.