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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Zerspanwerkzeug,
und im besonderen ein Zerspanwerkzeug, das einen Zerspankopf und eine
Haltevorrichtung beinhaltet, die lösbar zusammengefügt sind.
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Es
sind Zerspanwerkzeuge bekannt, die dazu verwendet werden, ein Werkstück in einem
Vorgang zu zerspanen, der durch eine Werkzeugmaschine, wie ein Bearbeitungszentrum,
durchgeführt wird.
In vergangenen Jahren wurden viele dieser Zerspanwerkzeuge aus Hartmetall
hergestellt, um die Bearbeitungseffizienz und die Werkzeuglebensdauer zu
erhöhen.
Da jedoch Hartmetall ein teures und schwer zu bearbeitendes Material
ist, ist problematisch, dass die Produktkosten des Zerspanwerkzeugs
in seiner Gesamtheit wegen Erhöhungen
der Material- und Bearbeitungskosten zwangsläufig erhöht sind. Dies gilt insbesondere
dort, wo das Zerspanwerkzeug von sogenannter massiver Art ist, in der
ein Hauptkörper
und ein Schaft (Haltevorrichtung) als ein Stück vorgesehen sind, dass aus
Hartmetall gebildet ist.
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Angesichts
dessen wird ein Zerspanwerkzeug vorgeschlagen, das einen Zerspankopf
als den Hauptkörper
und eine Haltevorrichtung, an der der Zerspankopf lösbar angebracht
ist, umfasst.
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In
dem vorgeschlagenen Zerspanwerkzeug ist der Zerspankopf aus Hartmetall
hergestellt, während
die Haltevorrichtung aus anderem Material hergestellt ist, so dass
die Erhöhung
der Produktkosten des Zerspanwerkzeugs in seiner Gesamtheit verhindert
wird. In so einem Zerspanwerkzeug ist der Zerspankopf an der Haltevorrichtung
wie im Folgenden beschrieben angebracht.
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JP-H07-171702A
(Offenlegungsschrift einer ungeprüften Japanischen Patentanmeldung,
offengelegt 1995) offenbart ein Zerspanwerkzeug, in dem ein Zerspaneinsatz
als der Zerspankopf an der Haltevorrichtung befestigt ist. Insbesondere
wird beschrieben, dass der Zerspaneinsatz an seinem gehaltenen Abschnitt
in eine Vertiefung eingepasst ist, die in einem distalen Endabschnitt
der Haltevorrichtung ausgebildet ist, und dass ein Schraubenbefestigungselement
vorgesehen ist, das durch ein Durchgangsloch geht, das durch den
Halteabschnitt des Zerspaneinsatzes ausgebildet ist, und wobei das
Schraubenbefestigungselement fest in ein Gewindeloch verschraubt
ist, das in einem Boden der Vertiefung des distalen Endabschnitts
der Haltevorrichtung ausgebildet ist. Das heißt, der Zerspaneinsatz kann
dank des Gewindeeingriffs, der durch das Schraubenbefestigungselement
hergestellt wird, fest an den distalen Erdabschnitt der Haltevorrichtung
befestigen werden. In dieser Anordnung, in der der Zerspaneinsatz nur
durch den Gewindeeingriff an der Haltevorrichtung lösbar angebracht
ist, kann der Zerspaneinsatz einfach durch einen neuen ersetzt werden,
beispielsweise, wenn der Zerspaneinsatz abgenutzt ist.
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JP-2002-103130A
(Offenlegungsschrift einer ungeprüften Japanischen Patentanmeldung,
offengelegt 2002) offenbart ein Zerspanwerkzeug, in dem der Zerspankopf
an der Haltevorrichtung durch einen Gewindeeingriff angebracht ist.
Insbesondere wird beschrieben, dass der Zerspankopf einen Vorsprung aufweist,
der in seinem axialen Endabschnitt ausgebildet ist, während die
Haltevorrichtung eine Vertiefung aufweist, die in ihrem axialen
Endabschnitt ausgebildet ist. Der Vorsprung des Zerspankopfs hat
ein Außengewinde
in seiner äußeren Oberfläche ausgebildet,
und die Vertiefung hat ein Innengewinde in ihrer inneren Oberfläche ausgebildet,
so dass der Zerspankopf fest in die Haltevorrichtung geschraubt
werden kann. Das heißt,
der Zerspankopf kann wegen des Gewindeeingriffs an seinem Vorsprung
in der Vertiefung der Haltevorrichtung fest befestigt werden. In
dieser Anordnung, in der der Zerspankopf durch Gewindeeingriff an
der Haltevorrichtung lösbar
angebracht ist, kann der Zerspankopf bei Bedarf einfach durch einen
neuen ersetzt werden, ohne die Haltevorrichtung auszutauschen.
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JP-2001-505136A
(Offenlegungsschrift einer ungeprüften Japanischen Patentanmeldung,
offengelegt 2001) offenbart ein Zerspanwerkzeug, in dem der Zerspankopf
und der Schaft als Haltevorrichtung durch einen zwischen ihnen angebrachten
Halter aneinander angebracht sind. Insbesondere wird beschrieben,
dass der Zerspankopf und der Halter jeweils hakenförmige Eingriffsabschnitte
aufweisen, so dass der Zerspankopf an seinem Eingriffsabschnitt mit
dem Eingriffsabschnitt des Halters in Eingriff gehalten wird, der
seinerseits in ein Loch des Schafts eingepasst ist. Daher ist der
Zerspankopf relativ zum Schaft fest befestigt. Auch in dieser Anordnung
kann der Zerspankopf bei Bedarf durch einen neuen ausgetauscht werden,
ohne den Schaft auszutauschen.
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JP-2000-176723A
(Offenlegungsschrift einer ungeprüften Japanischen Patentschrift,
offengelegt 2000) offenbart ein Zerspanwerkzeug, in dem der Zerspankopf
an einem Schaft als Haltevorrichtung durch einen Schrumpfsitz angebracht
ist. Insbesondere wird beschrieben, dass der Zerspankopf einen axialen
Vorsprung hat, während
der Schaft eine Vertiefung oder ein Loch hat, so dass der axiale
Vorsprung des Zerspankopfes in das Loch des Schaftes eingepasst
werden kann, während
der Schaft erwärmt
ist. Der Zerspankopf ist fest an dem Schaft befestigt, da sich der
Durchmesser des Lochs des Schafts reduziert, wenn die Temperatur
des Schafts wieder auf eine normale Temperatur abgesunken ist, die
das Schrumpfen des Schafts zur Folge hat. In dieser Anordnung kann
der Zerspankopf bei Bedarf durch einen neuen durch Erwärmen des
Schafts ersetzt werden.
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Jedoch
können
in allen Zerspanwerkzeugen, die in JP-H07-171702A und JP-2002-103130A offenbart
sind, in welchen der Zerspankopf an der Haltevorrichtung durch den
Gewindeeingriff angebracht ist, die Außen- und Innengewinde durch
den Zerspanwiderstand, dem die Gewinde ausgesetzt sind, beschädigt werden.
Daher ist wahrscheinlich, dass das Zerspanwerkzeug an einem Problem
leidet, dass die feste Befestigung des Zerspankopfes an der Haltevorrichtung
einfach verloren gehen kann.
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Ferner
ist in dem Zerspanwerkzeug, das in JP-2001-505136A offenbart ist,
in dem der Halter zwischen dem Zerspankopf und dem Schaft angebracht
sein muß,
die Anzahl der Komponenten des Zerspanwerkzeugs erhöht, womit
die Kosten, die für die
Komponenten aufgewendet werden müssen,
problematisch ansteigen.
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Ferner
erfordert in JP-2000-176723A das Zerspanwerkzeug eine Erwärmungsvorrichtung,
die dazu verwendet wird, den Schaft zu erwärmen, da der Schaft jedes Mal
erwärmt
werden muss, wenn der Zerspankopf am Schaft angebracht oder davon entfernt
wird, was zu der folgenden Erhöhung
der Installationskosten führt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben diskutierten
Hintergrundes des Standes der Technik gemacht. Es ist daher Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Zerspanwerkzeug bereitzustellen,
das einen Zerspankopf und eine Haltevorrichtung umfasst, die lösbar aneinander
angebracht sind, und dass eine Anordnung hat, die es ermöglicht,
den Zerspankopf fest an der Haltevorrichtung zu befestigen, und
auch zu einer Reduzierung der Kosten zu führen, die für die Fertigung des Zerspanwerkzeugs
erforderlich sind.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungen
sind Gegenstand der abhängigen
Unteransprüche.
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Diese
Aufgabe könnte
gemäß einem
der acht Aspekte der Erfindung gelöst werden, die im Folgenden
beschrieben sind.
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Der
erste Aspekt dieser Erfindung sieht ein Zerspanwerkzeug vor, das
relativ zu einem Werkstück
rotiert wird, um einen Zerspanvorgang durchzuführen, wobei das Zerspanwerkzeug
beinhaltet: einen Zerspankopf und eine Haltevorrichtung, die den Zerspankopf
hält, wobei
einer der beiden eine Vertiefung aufweist, die in einem axialen
Endabschnitt von ihm ausgebildet ist und die durch eine Umfangswand von
ihm definiert wird, wobei der andere der beiden einen Vorsprung
aufweist, der an einem axialen Endabschnitt von ihm ausgebildet
ist, so dass der Zerspankopf und die Haltevorrichtung lösbar aneinander angebracht
sind. Hierbei ist der Vorsprung in die Vertiefung um eine axiale
Distanz eingeführt.
Dabei weist der eine aus Zerspankopf und Haltevorrichtung ein Paar
koaxialer Löcher
in Form eines ersten und eines zweiten Stiftaufnahmelochs auf, die
in der Umfangswand ausgebildet und koaxial zueinander sind, wobei
der andere aus Zerspankopf und Haltevorrichtung eine Eingriffsoberfläche aufweist,
die von einer äußeren Umfangsoberfläche des
Vorsprungs durch Vertiefen erhalten wurde, und die mit einem Stift,
der in das erste und zweite Stiftaufnahmeloch aufgenommen wurde,
in Eingriff gehalten wird. Dabei weist jedes des ersten und zweiten
Stiftaufnahmelochs eine Achse auf, die bezogen auf eine Ebene, die
zu einer Achse von dem einem aus Zerspankopf und Haltevorrichtung
senkrecht steht, in eine Richtung geneigt ist, die verursacht, dass
die oben beschriebene axiale Distanz durch einen Zerspanwiderstand
erhöht wird,
der in dem Zerspanvorgang erzeugt wird.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung wird in dem Zerspanwerkzeug, das in dem ersten
Aspekt der Erfindung definiert ist, der eine aus Zerspankopf und
Haltevorrichtung durch die Haltevorrichtung gebildet, während der
andere der beiden durch den Zerspankopf gebildet wird.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung weist in dem Zerspanwerkzeug, das in dem ersten oder
zweiten Aspekt der Erfindung definiert wird, jedes des ersten und
zweiten Stiftaufnahmelochs einen Frontabschnitt und einen Rückabschnitt,
der in Blickrichtung in einer Rotationsrichtung, in der das Zerspan werkzeug
bei dem Zerspanvorgang rotiert wird, auf einer Rückseite des Frontabschnitts
angeordnet ist, auf, wobei der Rückabschnitt
bezüglich
einer Blickrichtung in axialer Richtung des Zerspanwerkzeugs weiter
von dem anderen aus Zerspankopf und Haltevorrichtung entfernt ist,
als der Frontabschnitt.
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Gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung ist in dem Zerspanwerkzeug, das in einem der
ersten drei Aspekte der Erfindung definiert wird, das erste Stiftaufnahmeloch,
bezüglich
einer Blickrichtung in einer Rotationsrichtung, in die das Zerspanwerkzeug bei
der Zerspanoperation rotiert wird, auf einer Rückseite des zweiten Stiftaufnahmelochs
angeordnet, wobei das erste Stiftaufnahmeloch von dem anderen aus
Zerspankopf und Haltevorrichtung bezüglich einer Blickrichtung in
einer axialen Richtung des Zerspanwerkzeugs weiter entfernt ist,
als das zweite Stiftaufnahmeloch.
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Gemäß dem fünften Aspekt
der Erfindung weist in dem Zerspanwerkzeug, das in einem der ersten
vier Aspekte der Erfindung definiert wird, der Vorsprung eine konische äußere Oberfläche auf,
die bezüglich
einer Achse des Vorsprungs geneigt ist, wobei die Vertiefung eine
konische innere Oberfläche aufweist,
deren Neigungswinkel dem der konischen äußeren Oberfläche entspricht,
so dass der Vorsprung und die Vertiefung an der jeweiligen konischen äußeren und
inneren Oberfläche
eingepasst werden.
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Gemäß dem sechsten
Aspekt der Erfindung sind in dem Zerspanwerkzeug, das in einem der
ersten fünf
Aspekte der Erfindung definiert wird, das erste und zweite Stiftaufnahmeloch
als das Paar der koaxialen Löcher
bezüglich
der Umfangswand so angeordnet, das der Stift, der in das erste und
zweite Stiftaufnahmeloch aufgenommen wird, einen axialen Mittelabschnitt
aufweist, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Stiftaufnahmeloch
befindet, und der mindestens teilweise in die Umfangswand eingebettet
ist.
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Gemäß dem siebten
Aspekt der Erfindung beinhaltet in dem Zerspanwerkzeug, das in einem der
ersten sechs Aspekte der Erfindung definiert wird, der Vorsprung
einen bogenförmigen
Flanschabschnitt, der in radialer Richtung von dem Vorsprung nach
außen
hervorsteht, wobei die Eingriffsoberfläche an dem bogenförmigen Flanschabschnitt
vorgesehen ist, und weist ein radiales äußeres Ende auf, das in radialer
Richtung von der Achse des Vorsprungs um einen Abstand entfernt
ist, der im wesentlichen der Hälfte
des Innendurchmessers der Vertiefung entspricht.
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Gemäß dem achten
Aspekt der Erfindung hat in dem Zerspanwerkzeug, das in einem der
ersten sieben Aspekte der Erfindung definiert wird, der eine aus
Zerspankopf und Haltevorrichtung zusätzlich zu dem Paar koaxialer
Löcher
mindestens ein Paar koaxialer Löcher,
so dass die Mehrzahl der Paare koaxialer Löcher in Umfangsrichtung des
einen aus Zerspankopf und Haltevorrichtung in gleichen Abständen verteilt
sind.
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In
dem Zerspanwerkzeug, das erfindungsgemäß aufgebaut ist, ist die Achse
von jedem des ersten und zweiten Stiftaufnahmelochs bezüglich einer Ebene,
die zu der Achse des oben beschriebenen einen aus Zerspankopf und
Haltevorrichtung senkrecht steht, in einer solchen Richtung geneigt,
die die axiale Distanz, um die der Vorsprung in die Vertiefung eingeführt wird,
durch einen Zerspanwiderstand, der bei dem Zerspanvorgang erzeugt
wird, vergrößert, und
zwar in einer solchen Richtung, die den Vorsprung dazu zwingt, tiefer
in die Vertiefung eingeführt zu
werden. Diese Anordnung ermöglicht
wirksam, den Zerspankopf und die Haltevorrichtung mit ausreichend
großer
Festigkeit, mit der die Eingriffsoberfläche mit dem Stift in Eingriff
gehalten wird, fest aneinander zu befestigen. Es sei darauf hingewiesen,
dass der in der vorliegenden Erfindung verwendete Ausdruck "Zerspanungswiderstand" bis zu einer anders lautenden
Definition vornehmlich eine Komponente des Zerspanwiderstandes oder
der Kraft bezeichnet, die durch das Werkstück (dass durch das Zerspanwerkzeug
spanend bearbeitet wird) ausgeübt
wird, die auf das Zerspanwerkzeug in eine Richtung wirkt, die entge gengesetzt
zu der Rotationsrichtung des Zerspanwerkzeugs bezüglich des
Werkstücks
ist.
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Ferner
kann der Zerspankopf gegen einen neuen ausgetauscht werden, ohne
die Haltevorrichtung auszutauschen, wenn der Zerspankopf beispielsweise
abgenutzt ist, da der Zerspankopf und die Haltevorrichtung lösbar aneinander
angebracht sind. Durch die so beseitigte Notwendigkeit, die Gesamtheit
des Zerspanwerkzeugs auszutauschen, ist es möglich, die Bearbeitungskosten
zu verringern.
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Ferner
ist es möglich,
nur den Zerspankopf aus Hartmetall zu fertigen, da der Zerspankopf
und die Haltevorrichtung jeweils aus verschiedenen Materialien gefertigt
werden können.
Daher ist es möglich,
die Materialkosten und die Bearbeitungskosten im Vergleich zu einem
Hartmetallwerkzeug massiver Art, in dem das Zerspanwerkzeug in seiner
Gesamtheit aus Hartmetall gefertigt ist, zu reduzieren.
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Der
Stift, der in das erste und zweite Stiftaufnahmeloch aufgenommen
oder eingepasst ist, wird während
dem Zerspanvorgang einer Last ausgesetzt und ist im Falle einer
Beschädigung
durch einen neuen austauschbar. Diese Anordnung beseitigt eine Notwendigkeit,
eine Gesamtheit von Zerspankopf und Haltevorrichtung durch eine
neue auszutauschen, was zu einer Verringerung der Materialkosten führt.
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Der
oben beschriebene eine aus Zerspankopf und Haltevorrichtung erfordert
als Anordnung zur Befestigung desselben an den oben beschriebenen anderen
aus Zerspankopf und Haltevorrichtung nur das erste und zweite Stiftaufnahmeloch
und die Aufnahme oder Einpassung des Stifts in die Stiftaufnahmelöcher. So
kann der oben beschriebene eine aus Zerspankopf und Haltevorrichtung
mit geringeren Kosten gefertigt werden.
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In
dem Zerspanwerkzeug gemäß dem fünften Aspekt
der Erfindung, in dem der Vorsprung und die Vertiefung an der jeweiligen
konischen äußeren und
inneren Oberfläche
eingepasst sind, können der Zerspankopf
und die Haltevorrichtung über
eine ausreichend große
Berührungsfläche miteinander
in Kontakt gehalten werden, um weiter fest aneinander befestigt
zu sein. Ferner erleichtert die konische Einpassungsanordnung den
Aufbau einer koaxialen Beziehung zwischen dem Zerspanwerkzeug und
der Haltevorrichtung.
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In
der Zerspanvorrichtung gemäß dem sechsten
Aspekt der Erfindung sind das erste und zweite Stiftaufnahmeloch
so bezüglich
der Umfangsseitenwand des oben beschriebenen einen aus Zerspankopf
und Haltevorrichtung angeordnet, dass der axial dazwischenliegende
Abschnitt des Stiftes mindestens teilweise in die Seitenumfangswand
eingebettet ist, und zwar so, dass mindestens ein Abschnitt einer äußeren Umfangsoberfläche des
Stiftes in die Umfangswand eingebettet ist. Diese Anordnung ermöglicht es
dem Stift, eine ausreichende Festigkeit zu haben, dabei zu unterdrücken, dass
der Stift von einem Zerspanwiderstand beschädigt wird, der auf das Zerspanwerkzeug
wirkt, und das Risiko eines Verlusts des Zerspankopfes von der Haltevorrichtung zu
minimieren.
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In
dem Zerspanwerkzeug gemäß dem siebten
Aspekt der Erfindung wird die Eingriffsoberfläche (die mit dem Stift in Eingriff
gehalten wird) durch den bogenförmigen
Flanschabschnitt bereitgestellt, der in radialer Richtung nach außen vorsteht,
und das radial äußere Ende
der Eingriffsoberfläche
von der Achse ist um den Abstand entfernt, der im wesentlichen der
Hälfte
des Innendurchmessers der Vertiefung entspricht. Diese Anordnung
ermöglicht
der Eingriffsoberfläche, über eine
ausreichend große
Fläche mit
dem Stift in Eingriff zu stehen, was es ermöglicht, den Zerspankopf und
die Haltevorrichtung ferner fest aneinander zu befestigen.
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Die
obige Aufgabe und weitere Ziele, Eigenschaften, Vorteile und technische
und industrielle Bedeutsamkeiten dieser Erfindung werden durch die folgende
detaillierte Beschreibung der vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leichter
verständlich.
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1 ist
eine Explosionsansicht eines Zerspanwerkzeuges, das gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufgebaut ist;
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2A ist
eine Ansicht eines Zerspankopfes des Zerspanwerkzeuges aus 1,
aus einer Richtung, die durch Pfeil 2A in 1 gezeigt
ist;
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2B ist
eine Ansicht des Zerspankopfes aus einer Richtung, die durch Pfeil
2B in 2A gezeigt ist;
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3A ist
eine Schnittansicht des Zerspankopfes entlang eines Schnittes 3A-3A
aus 2A;
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3B ist
eine Schnittansicht des Zerspankopfes entlang eines Schnittes 3B-3B
aus 2A;
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4A ist
eine Ansicht der Zerspankopf-Haltevorrichtung
des Zerspanwerkzeuges aus 1 aus einer
Richtung, die durch Pfeil 4A in 1 gezeigt
ist;
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4B ist
eine Schnittansicht der Zerspankopf-Haltevorrichtung entlang eines Schnittes
4B-4B aus 4A; und
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5 ist
eine Schnittansicht der Zerspankopf-Haltevorrichtung entlang eines Schnittes
5-5 aus 4A zusammen mit dem Zerspankopf,
der an der Zerspankopf-Haltevorrichtung angebracht ist.
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Es
wird nun ein Zerspanwerkzeug 1, das entsprechend einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufgebaut ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. 1 ist eine Explosionsansicht
des Zerspanwerkzeugs 1, das einen Zerspankopf 2 und
eine Zerspankopfhaltevorrichtung 3 umfasst. In 1 ist
einer der axial gegenüberliegenden
Endabschnitte der Zerspankopfhaltevorrichtung 3 (ein linker
Endabschnitt der Zerspankopfhalteeinrichtung 3 bezüglich 1)
im Schnitt gezeigt, und ein axial dazwischenliegender Abschnitt
der Zerspankopfhaltevorrichtung 3 ist nicht gezeigt. Das
Zerspanwerkzeug 1 ist an einer Spindel einer Werkzeugmaschine
(wie einer Fräs-
oder Bohrmaschine mit oder ohne CNC-System) durch eine geeignete
Werkzeughaltevorrichtung (nicht gezeigt), die an der Spindel angebracht
ist, angebracht, so dass eine Rotationsbewegung der Spindel über die
Werkzeughaltevorrichtung auf das Zerspanwerkzeug 1 übertragen wird,
wobei ein Zerspanvorgang durch das Zerspanwerkzeug 1 durchgeführt wird.
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In
dem vorliegenden Zerspanwerkzeug 1 sind der Zerspankopf 2 und
die Zerspankopfhaltevorrichtung 3 lösbar aneinander angebracht,
so dass die zwei Elemente 2, 3 aus jeweils verschiedenen
Materialien gefertigt werden können.
Zum Beispiel kann die Haltevorrichtung 3 aus einem Material,
wie Schnelldreh-Werkzeugstahl,
hergestellt werden, während
der Zerspankopf 2 aus Hartmetall gefertigt ist, was es
ermöglicht,
die Material- und
Fertigungskosten zu reduzieren. Ferner kann der Zerspankopf 2 gegen
einen neuen ausgetauscht werden, ohne die Haltevorrichtung 3 auszutauschen,
beispielsweise wenn der Zerspankopf 2 abgenutzt ist. Durch
die so beseitigte Notwendigkeit, ein Zerspanwerkzeug in seiner Gesamtheit
auszutauschen, ist es möglich,
die Bearbeitungskosten zu reduzieren, was zu einer effizienten Verwendung
von begrenzten Ressourcen führt.
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Der
Zerspankopf 2 beinhaltet einen Hauptabschnitt in der Form
eines Zerspanklingenabschnitts 23, der dazu gebracht wird,
ein Werkstück
in dem zerspanenden Vorgang spanend zu bearbeiten, und einen Anbringunsabschnitt
in der Form eines axialen Vorsprungs 22, der an einem axial
proximalen Endabschnitt des Zerspankopfes 2 ausgebildet
ist. Der Vorsprung 22 steht von einer hinteren Endoberfläche 21 des
Zerspanklingenabschnitts 23 (von der Oberfläche des
rechten Endes des Klingenabschnitts 23 bezüglich 1)
axial hervor, dessen Oberfläche zu
einer Achse des Zerspankopfes 2 senkrecht ist.
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Der
Zerspanklingenabschnitt 23 weist auf:
mindestens eine
Nut, die in seiner äußeren Umfangsoberfläche ausgebildet
ist und sich von seinem axial distalen Ende in Richtung seines axial
proximalen Endes erstreckt;
mindestens eine Schneidekante,
die jeweils durch eine Kante einer entsprechenden Spanabtransportnut
definiert wird; und mindestens eine Flankenoberfläche, die
jeweils an der Rückseite
einer entsprechenden Schnittkante aus einer Blickrichtung in einer Rotationsrichtung
des Zerspanwerkzeuges 1 angeordnet ist, obwohl die Nut,
die Schnittkante und die Flankenoberfläche nicht in den beigefügten Zeichnungen
gezeigt sind, in welchen der Zerspanklingenabschnitt 23 schematisch
dargestellt ist. Es sei angemerkt, dass der Zerspankopf 2 neben
der Bohrmaschine in anderen Zerspangeräten, wie Schaftfräsen, Stirnfräsen, Erweiterungsbohrern,
Bohrwellen, Gewindefräsen
und Gewindeschneidern vorgesehen sein kann.
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Der
Vorsprung 22 des Zerspankopfes 2 ist in ein axiales
Loch oder eine Vertiefung 32 einpassbar, das/die in einem
axial distalen Endabschnitt (vorderer Endabschnitt) der Zerspankopfhaltevorrichtung 3 ausgebildet
ist. Der Vorsprung 22 weist eine konische äußere Oberfläche 22a,
die axial an die hintere Endoberfläche 21 angrenzt, eine
gerade oder nicht-konische äußere Oberfläche 22b,
die axial an die konische äußere Oberfläche 22a angrenzt,
und eine Eingriffsoberfläche 22c,
die sich von der nicht-konischen äußeren Oberfläche 22b in
einer zu dem Vorsprung 22 radialen Richtung auswärts erstreckt
(in vertikaler Richtung bezüglich 1),
auf. Die konische äußere Oberfläche 22a wird
durch einen konischen Abschnitt des Vorsprungs 22 bereitgestellt,
der einen Außendurchmesser
hat, der sich in Richtung eines hinteren Endabschnitts des Vorsprungs 22 allmählich verringert
(nach rechts bezüglich 1).
Die nicht-konische Oberfläche 22b wird
von einem nicht-konischen Abschnitt des Vorsprungs 22 bereitgestellt,
der einen Außendurchmesser
aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Abschnittes,
der die konische äußere Oberfläche 22a aufweist.
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Die
konische äußere Oberfläche 22a hat
einen Neigungswinkel (Neigungsverhältnis), der dem der konischen
inneren Oberfläche 32b der
Vertiefung 32 der Zerspankopfhaltevorrichtung 3 entspricht.
Es sei angemerkt, dass der Neigungswinkel der konischen äußeren und
inneren Oberflächen 22a, 32b nicht
kleiner als 1/20 und nicht größer als
1/5 ist.
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Der
nicht-konische Abschnitt des Vorsprungs 22 grenzt axial
an den konischen Abschnitt des Vorsprungs 22 an, und der
Außendurchmesser
des nicht-konischen Abschnittes ist kleiner als der Innendurchmesser
L1 eines nicht-konischen Abschnittes der Vertiefung 32 der
Haltevorrichtung 3.
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Der
Vorsprung 22 beinhaltet ein Paar bogenförmige Flanschabschnitte, die
jeweils in dessen radialer Richtung auswärts zeigen (in vertikaler Richtung
bezüglich 1).
Die Eingriffsoberfläche 22c ist durch
eine der axial gegenüberliegenden
Endoberflächen
beider bogenförmiger
Flanschabschnitte bereitgestellt (das heißt die linke der axial gegenüberliegenden
Endoberflächen
jedes bogenförmigen
Flanschabschnittes bezüglich 1).
Das heißt,
die Eingriffsoberfläche 22c wird
durch Vertiefen von einer Außenumfangsoberfläche des
Vorsprungs 22 erhalten. Die Eingriffsoberfläche 22c hat
ein radial äußeres Ende,
das von der Achse des Vorsprungs 22 in radialer Richtung
um den Abstand R1 entfernt ist. Dieser Abstand R1 (das heißt ein Radius
R1 des bogenförmigen
Flanschabschnitts) entspricht dem halben Innendurchmesser L1 des
nicht-konischen Abschnitts der Vertiefung 32.
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Die
Zerspankopfhaltevorrichtung 3 hat eine axial distale Endoberfläche 31 und
eine äußere Umfangswand 33,
die sich in ihrem axial distalen Endabschnitten befinden. Die oben
beschrie bene Vertiefung 32 ist in der axial distalen Endoberfläche 31 ausgebildet,
so dass sie sich um eine vorbestimmte axiale Distanz erstreckt,
und wird durch die äußere Umfangswand 33 definiert
oder umgeben. Die Haltevorrichtung 3 weist zwei Paare koaxialer
Löcher
auf, die jeweils durch das erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36 gebildet
werden, die in der Außenumfangswand 33 ausgebildet
sind. Zwei Stifte 34 sind vorgesehen, um in die jeweiligen
zwei Paare koaxialer Löcher
presseingepasst zu werden (siehe 4A und 4B).
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Während die
Zerspankopfhaltevorrichtung 3 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
aus Schnelldreh-Werkzeugstahl gefertigt ist, kann sie auch aus anderen
Materialien gefertigt werden, wie Cermet, CBN (kubisches Bornitrit)
gesinterter Körper, Pulverschnelldrehstahl
(gesinterter Schnelldreh-Werkzeugstahl) und Legierungswerkzeugstahl. Jedenfalls
ist die Haltevorrichtung 3 vorzugsweise aus einem Material
gefertigt, das weicher ist, als das Material, aus dem der Zerspankopf 2 gebildet
ist. Beispielsweise ist dort, wo der Zerspankopf 2 aus
Hartmetall gebildet ist, die Haltevorrichtung 3 vorzugsweise
aus Schnelldreh-Werkzeugstahl gebildet. Dort, wo der Zerspankopf 2 aus
Schnelldreh-Werkzeugstahl gebildet ist, ist die Haltevorrichtung 3 vorzugsweise aus
Cermet gefertigt. Wegen dieser Materialauswahl hat die Haltevorrichtung 3 einen
höheren
Grad an Verformbarkeit, als der Zerspankopf 2. So ist die
Haltevorrichtung 3 beim Einpassen des Vorsprungs 22 in die
Vertiefung 32 verformbar, was die Notwendigkeit einer hochpräzisen Bearbeitung
der Haltevorrichtung 3 beseitigt und in der Folge zu einer
Reduktion der Herstellungskosten führt.
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Die
Vertiefung 32 der Haltevorrichtung 3 dient als
ein Anbringungsabschnitt, an dem die Haltevorrichtung 3 an
dem Zerspankopf 2 angebracht wird, und hat die oben beschriebene
konische innere Oberfläche 32b und
eine gerade oder nicht-konische Oberfläche 32a, die im wesentlichen
parallel zu einer Achse der Haltevorrichtung 3 ist (das
heißt
einer Achse O des Zerspanwerkzeugs 1). Die konische innere Oberfläche 32b,
die axial an die nicht-konische Oberfläche 32a angrenzt,
wird durch einen konischen Abschnitt der Vertiefung 32 bereitgestellt,
der einen Innendurchmesser hat, der sich in Richtung einer Öffnung der
Vertiefung 32 allmählich
vergrößert (nach links
bezüglich 1).
Eine axiale Tiefe L3 der Vertiefung 32 (das heißt ein axialer
Abstand L3 zwischen der Öffnung
und dem Boden der Vertiefung 32) ist größer als ein axialer Abstand
L2 zwischen den axial proximalen und distalen Enden des Vorsprungs 22.
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Der
Innendurchmesser L1 des nicht-konischen Abschnitts der Vertiefung 32,
der die nicht-konische Oberfläche 32a bereitstellt,
ist ungefähr
zweimal so groß wie
der oben beschriebene Abstand R1, um den das radial äußere Ende
der Eingriffsoberfläche 22c radial
von der Achse des Vorsprungs 22 entfernt ist. Der Neigungswinkel
(Neigungsverhältnis) der
konischen inneren Oberfläche 32b entspricht dem
der konischen äußeren Oberfläche 22a und
ist nicht kleiner als 1/20 und nicht größer als 1/5. Die äußere Umfangswand 33,
die den Rand der Vertiefung 32 definiert, weist zwei Paare
koaxialer Löcher
auf, die jeweils durch das erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36 gebildet
werden.
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Jeder
der Stifte 34 wird durch ein im allgemeinen zylindrisches
Bauteil (gerader Stift) gebildet, das einen Außendurchmesser hat, der im
wesentlichen gleich einem Innendurchmesser der koaxialen Löcher ist
(erstes und zweites Aufnahmeloch 35, 36), und
ist in ein entsprechendes der zwei Paare von koaxialen Löchern press-eingepasst.
Jeder der Stifte 34 hat einen axial dazwischen liegenden
Abschnitt, der sich zwischen dem ersten und zweiten Stiftaufnahmeloch 35, 36 als
korrespondierendem Paar von koaxialen Löchern befindet und der einen
Anteil umfasst, der von einer inneren Umfangsoberfläche der äußeren Umfangswand 33 nach
innen hervorsteht (siehe 4A), so
dass der nach innen zeigende Anteil des axial dazwischenliegenden
Abschnitts des Stiftes 34 mit der Eingriffsoberfläche 22c des
Vorsprungs 22 in Eingriff gehalten wird.
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Während die
Stifte 34 in der vorliegenden Erfindung aus Schnelldreh-Werkzeugstahl
gefertigt sind, könnten
sie auch aus anderem Material, wie Hartmetall, gefertigt sein. Wo
die Stifte 34 aus Schnelldreh-Werkzeugstahl gefertigt sind,
weisen die Stifte 34 einen höheren Grad an Verformbarkeit
auf, als dort, wo sie aus Hartmetall gefertigt sind, so dass die
Stifte 34 einfacher in die ersten und zweiten Stiftaufnahmelöcher 35, 36 press-eingepasst
werden können,
was den Vorgang der Anbringung des Zerspankopfes 2 an der
Haltevorrichtung 3 vereinfacht. Wo die Stifte 34 andererseits
aus Hartmetall gefertigt sind, weisen die Stifte 34 einen
höheren
Grad an Härte
auf, so dass die Stifte 34 durch ihren Eingriff mit der
jeweiligen Eingriffsoberfläche 22c nicht
beschädigt
werden, was zu einer verlängerten
Werkzeuglebensdauer des Zerspanwerkzeugs 1 in seiner Gesamtheit
führt.
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In
Anbetracht dessen ist es vorzuziehen, dass die Stifte 34 aus
einem geeigneten von verschiedenen Materialien gefertigt sind, das
in Abhängigkeit
von den Zerspanvorgangsbedingungen, insbesondere einem Härtegrad
des Werkstückes,
das in dem Zerspanvorgang zu bearbeiten ist, ausgewählt wird.
Beispielsweise sind dort, wo der Härtegrad des Werkstücks hoch
ist, die Stifte 34 vorzugsweise aus Hartmetall gefertigt,
um die Stifte 34 mit einer höheren Haltbarkeit, selbst gegen
einen höheren
Zerspanwiderstand, der beim Zerspanvorgang erzeugt wird, zu versehen.
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Unter
Bezugnahme auf die 2A, 2B, 3A und 3B,
wird der Zerspankopf 2 im Detail beschrieben. Der Vorsprung 22 weist
in seinem hinteren Endabschnitt einen teilzylindrischen Abschnitt
auf, der ein Paar im wesentlichen gebogene Oberflächen und
ein Paar im wesentlichen ebene Oberflächen aufweist, die im wesentlichen
parallel zueinander sind, wie in 2A gezeigt
ist. Das Paar gekrümmter
Oberflächen
liegt diametral einander gegenüber,
ebenso wie das Paar der ebenen Oberflächen, so dass die gekrümmten Oberflächen und
die ebenen Oberflächen
in Umfangsrichtung des Vorsprungs 22 abwechselnd angeordnet
sind. Ein Abstand zwischen dem Paar ebener Oberflächen ist
im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des nicht-konischen Abschnitts des Vorsprungs 22, der die
nicht-konische äußere O berfläche 22b aufweist (siehe 3B).
Jede der beiden gekrümmten
Oberflächen
wird von einem entsprechenden der oben beschriebenen beiden bogenförmigen Flanschabschnitte
aufgewiesen, die auch die Eingriffsoberfläche 22c aufweisen.
Wie in 3A gezeigt ist, grenzt die Eingriffsoberfläche 22c an
die nicht-konische äußere Oberfläche 22b an
und ist in jeder der Positionen angeordnet, die sich diametral gegenüberliegen. Jede
der zwei sich diametral gegenüberliegenden Oberflächen 22c ist
bezüglich
einer Ebene, die senkrecht zu der Achse O ist, um einen Winkel θ1 geneigt (siehe 2B).
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist
der Zerspankopf 2 einen Bohrkopf auf, der im Uhrzeigersinn
(entsprechend einer durch den Pfeil 2A in 1 angezeigten
Blickrichtung) als vorbestimmte Rotationsrichtung zu drehen ist.
So werden die Nut und die Führungskante
an dem Zerspanklingenabschnitt 23 des Zerspankopfes 2 durch
eine rechtsgängige
Nut und Führungskante
bereitgestellt, obwohl nicht in den begleitenden Zeichnungen dargestellt.
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Jede
der zwei diametral gegenüberliegenden
Eingriffsoberflächen 22c hat
einen vorderen Abschnitt (das heißt einen rechten Abschnitt
bezüglich 2B)
und einen hinteren Abschnitt (das heißt einen linken Abschnitt bezüglich 2B),
der sich an der hinteren Seite des vorderen Abschnittes in einer Blickrichtung
der oben beschriebenen Rotationsrichtung befindet, so dass der hintere
Abschnitt weiter von dem Zerspanklingenabschnitt 23 entfernt
ist, als der vordere Abschnitt, wenn in axiale Richtung geblickt
wird. Diese Anordnung der Neigung jeder Eingriffsoberfläche 22c bezüglich der
oben beschriebenen Ebene verursacht wirksam, dass die konischen äußeren und
inneren Oberflächen 22a, 32b von
jeweils dem Vorsprung 22 und der Vertiefung 32 durch den
Zerspanwiderstand, der beim Zerspanvorgang erzeugt wird, gegeneinander
gezwängt
werden, sie verursacht nämlich,
dass der Vorsprung 22 durch den Zerspanwiderstand gezwungen
wird weiter in die Vertiefung 32 eingeführt zu werden, ermöglicht dabei,
dass der Zerspankopf 2 und die Haltevorrichtung 3 weiter
fest aneinander befestigt werden, wobei sowohl die konische innere
und äußere Oberfläche 22a, 32b mit
ausreichend großer
Stärke
in Einpassungseingriff gehalten werden, als auch die Eingriffsoberflächen 22c und
die entsprechende Eingriffsoberfläche der Stifte 34 mit
ausreichend großer
Stärke
in Eingriff gehalten werden.
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Dort,
wo der Zerspankopf 2 einen Bohrkopf aufweist, der eine
linksgängige
Nut hat, um als Rotierrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
zu werden, ist auch jede der Eingriffsoberflächen 22c bezüglich der
oben beschriebenen Ebene so geneigt, dass der hintere Abschnitt
jeder Eingriffsoberfläche 22c weiter
von dem Zerspanklingenabschnitt 23 entfernt ist als der
vordere Abschnitt jeder Eingriffsoberfläche 22c, wenn in axialer
Richtung geblickt wird. Wie in dem Fall, in dem der Zerspankopf 2 einen Bohrkopf
mit rechtsgängiger
Nut aufweist, ermöglicht diese
Anordnung wirksam, dass der Zerspankopf 2 und die Haltevorrichtung 3 weiter
fest aneinander befestigt sind, wobei die konische äußere und
innere Oberfläche 22a, 32b mit
ausreichend großer
Stärke in
Einpassungseingriff gehalten werden. Es sei angemerkt, dass während der
vordere und der hintere Abschnitt jeder Eingriffsoberfläche 22c jeweils
an dem rechten und linken Abschnitt von jeder Eingriffsoberfläche 22c vorgesehen
sind, wie in 2B im Falle eines Bohrkopfs
mit einer rechtsgängigen
Nut gezeigt ist, sind der vordere und der hintere Abschnitt jeder
Eingriffsoberfläche 22c jeweils
an dem linken und rechten Abschnitt jeder Eingriffsoberfläche 22c vorgesehen,
wie in einer Figur entsprechend zu 2B im
Falle eines Bohrkopfes mit linksgängiger Nut gezeigt sein würde.
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Der
oben beschriebene Winkel θ1
der Neigung von jeder Eingriffsoberfläche 22c bezüglich einer
Ebene senkrecht zu der Achse O ist vorzugsweise nicht kleiner als
5° und nicht
größer als
45°. Wenn der
Neigungswinkel θ1
kleiner ist als 5°,
besteht die Gefahr, dass der Zerspanwiderstand den Zerspankopf 2 dazu
bringt, sich relativ zu der Haltevorrichtung 3 zu drehen.
Wenn andererseits der Neigungswinkel θ1 größer als 45° ist, könnte eine Komponente einer Kraft,
die durch den Stift 34 auf die Eingriffsoberfläche 22c ausgeübt wird,
die in axialer Richtung wirkt, zu klein sein, um den Vorsprung 22 des
Zerspankopfes 2 ausreichend dazu zu zwingen, weiter in
die Vertiefung 32 der Haltevorrichtung 3 eingeführt zu werden.
Daher ist es mit einem Neigungswinkel θ1, der einem Wert entspricht,
der nicht kleiner als 5° und nicht
größer als
45° ist,
möglich,
eine feste Anbringung des Zerspankopfs 2 an der Haltevorrichtung 3 sicherzustellen,
während
zuverlässig
eine Verdrehung des Zerspankopfes 2 relativ zu der Haltevorrichtung 3 verhindert
wird.
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Als
nächstes
wird bezugnehmend auf 4A, 4B die
Zerspankopfhaltevorrichtung 3 im Detail beschrieben. Jedes
des ersten und zweiten Stiftaufnahmelochs 35, 36 wird
durch ein im wesentlichen kreisförmiges
Loch gebildet, dass einen Innendurchmesser aufweist, der im wesentlichen
gleich dem Außendurchmesser
des Stifts 34 ist. Das erste Stiftaufnahmeloch 35 befindet
sich an der Rückseite des
zweiten Stiftaufnahmelochs 36, betrachtet in Rotationsrichtung
(gezeigt durch den Pfeil R in 4A). Die
ersten Stiftaufnahmelöcher 35 der
jeweiligen zwei Paare von koaxialen Löchern sind so angeordnet, dass
sie bezüglich
der Achse O zueinander symmetrisch sind, wie in 4A gezeigt
ist. Gleichermaßen
sind die zweiten Stiftaufnahmelöcher 36 der
jeweiligen zwei Paare von koaxialen Löchern so angeordnet, dass sie
bezüglich
der Achse O symmetrisch zueinander sind. Das heißt, dass die zwei Paare koaxialer
Löcher
bezüglich
der Achse O zueinander symmetrisch sind, sowie in Umfangsrichtung
der Haltevorrichtung 3 in gleichen Abständen angeordnet sind. Jeder
der zwei Stifte 34 ist in ein entsprechendes der Paare
koaxialer Löcher
(erste und zweite Stiftaufnahmelöcher 35, 36)
press-eingepasst. Der axial dazwischenliegende Bereich jedes Stifts 34,
der sich zwischen dem ersten und zweiten Stiftaufnahmeloch 35, 36 befindet,
umfasst den Teil, der von der inneren Umfangsoberfläche der äußeren Umfangswand 33 nach
innen hervorsteht (siehe 4A), so dass
der nach innen hervorstehende Teil des axial dazwischenliegenden
Abschnitts des Stifts 34 mit der Eingriffsoberfläche 22c des
Vorsprungs 22 in Eingriff gehalten wird.
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Jeder
Stift 34, der in das erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36 aufgenommen
wird, ist während
des Zerspanvorgangs einer Last ausgesetzt und ist durch einen neuen
ersetzbar, wenn er beschädigt
wird. Diese Anordnung beseitigt die Notwendigkeit des Austauschs
einer Haltevorrichtung 3 in ihrer Gesamtheit durch eine
neue, was zu einer Reduktion der Materialkosten führt.
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Das
erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36 von
jedem der Paare koaxialer Löcher
sind relativ zu der äußeren Umfangswand 33 so
angeordnet, dass ein Verbindungsloch, das das erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36 verbindet
und dazu koaxial ist, teilweise durch die äußere Umfangswand 33 definiert
wird, und zwar so, dass der axial dazwischenliegende Abschnitt des
Stiftes 34 (der in den Verbindungslöchern zwischen dem ersten und
zweiten Stiftaufnahmeloch 35, 36 angeordnet ist)
mindestens teilweise in die äußere Umfangswand 33 eingebettet
ist. Diese Anordnung ermöglicht
es dem Stift 34, den erwünschten Festigkeitsgrad aufzuweisen,
dabei vom Zerstört
werden durch einen Zerspanwiderstand, der auf das Zerspanwerkzeug 1 wirkt,
abgehalten zu werden, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer des
Stiftes 34 und einer Minimierung des Risikos einer Entfernung
des Zerspankopfes 2 von der Haltevorrichtung 3 führt.
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Ferner
ist das zweite Stiftaufnahmeloch 36 so angeordnet, dass
es bezüglich
einer axialen Richtung näher
an dem axial distalen Ende der Haltevorrichtung 3 (das
heißt
dem linken Ende der Haltevorrichtung 3 bezüglich 4B)
angeordnet ist als das erste Stiftaufnahmeloch 35, wie
in 4B gezeigt ist. So ist der Stift 34,
der in das erste und zweite Aufnahmeloch 35, 36 eingepasst
ist, so geneigt, dass ein vorderer Abschnitt des Stiftes 34 bezüglich einer
Betrachtung in axialer Richtung näher an dem axial distalen Ende
der Haltevorrichtung 3 ist als der hintere Abschnitt des
Stifts 34. Diese Anordnung der Neigung des Stiftes 34 verursacht
wirksam, dass der Vorsprung 22 durch den Zerspanwiderstand
gezwungen wird, weiter in die Vertiefung 32 eingeführt zu werden,
ermöglicht
dabei, dass der Zerspankopf 2 und die Haltevorrichtung 3 weiter
fest aneinander befestigt werden, wobei die konische äußere und
innere Oberfläche 22a, 32b mit
einer ausreichend hoher Stärke
in Einpassungseingriff gehalten werden, sowie die Stifte 34 und
die Eingriffsoberflächen 22c mit ausreichend
hoher Stärke
in Eingriff gehalten werden.
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Dort,
wo der Zerspankopf 2 mit einem Bohrkopf versehen ist, der
eine linksgängige
Nut hat, um als Rotationsrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
zu werden, befindet sich auch das zweite Stiftaufnahmeloch 36 bezüglich einer
axialen Blickrichtung näher
an dem axial distalen Ende der Haltevorrichtung 3 als das
erste Stiftaufnahmeloch 35 (das sich bezüglich der
Rotationsrichtung auf der Rückseite
des zweiten Stiftaufnahmelochs 36 befindet). Wie in dem
Fall, in dem der Zerspankopf 2 einen Bohrkopf mit rechtsgängiger Nut
aufweist, ermöglicht
diese Anordnung wirksam, dass der Zerspankopf 2 und die Haltevorrichtung 3 weiter
fest aneinander befestigt sind, wobei die konische innere und äußere Oberfläche 22a, 32b mit
ausreichend großer
Stärke
in Einpassungseingriff gehalten werden.
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Ein
Winkel θ2
der Neigung des Stifts 34 (das erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36)
bezüglich einer
zu der Achse O senkrechten Ebene ist vorzugsweise im wesentlichen
gleich dem oben beschriebenen Neigungswinkel θ1 (siehe 2B).
Diese bevorzugte Anordnung maximiert wirksam einen Bereich, über den
der Stift 34 und die Eingriffsoberfläche 22c in Eingriff
miteinander gehalten werden, und vereinfacht dabei, dass der Zerspankopf 2 fest
an der Haltevorrichtung 3 befestigt ist.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist, wie oben beschrieben, die Anzahl der Paare koaxialer Löcher (erste
und zweite Stiftaufnahmelöcher 35, 36)
zwei, so dass die zwei Stifte 34 in das jeweilige der zwei
Paare koaxialer Löcher
aufgenommen werden. Jedoch könnte
die Anzahl des Paares oder der Paare koaxialer Löcher eins, drei oder mehr als
drei sein. Dort, wo die Anzahl der Paare koaxialer Löcher zwei
oder mehr ist, ist die Mehrzahl von Paaren koaxialer Löcher in
Umfangsrichtung mit gleichen Abständen angeordnet.
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Als
nächstes
wird bezugnehmend auf 5 die Anbringung des Zerspankopfes 2 und
der Zerspankopfhaltevorrichtung 3 aneinander beschrieben. Es
sei angemerkt, dass von der Haltevorrichtung 3 nur ein
axial distaler Endabschnitt in 5 gezeigt ist.
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Wie
in 5 gezeigt, ist der Vorsprung 22 des Zerspankopfes 2 in
die Vertiefung 32 der Haltevorrichtung 3 eingepasst,
wobei die konische äußere Oberfläche 22a des
Zerspankopfes 2 in enger Berührung mit der konischen inneren
Oberfläche 32b der Haltevorrichtung 3 gehalten
wird. Wegen dieser Anordnung mit der konischen Einpassung können der Zerspankopf 2 und
die Vertiefung 32 über
eine größere Fläche in gegenseitigem
Kontakt gehalten werden, als in einer Anordnung, in der die konische äußere und
innere Oberfläche 22a, 32b ersetzt
werden durch nicht-konische Oberflächen, die im wesentlichen parallel
zu der Achse O sind. Das heißt,
dass die konische Einpassung dem Zerspankopf 2 und der
Haltevorrichtung 3 ermöglicht,
weiter fest aneinander befestigt zu sein.
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Der
Neigungswinkel (Neigungsverhältnisl) der
konischen äußeren und
inneren Oberfläche 22a, 32b ist
nicht kleiner als 1/20 und ist nicht größer als 1/5. Wenn der Neigungswinkel
kleiner ist als 1/20, wird eine in axialer Richtung wirkende Komponente der
Kraft, die von jeder der konischen äußeren und inneren Oberfläche 22a, 32b auf
die andere wirkt, klein, was es ermöglicht, ein Risiko eines Entfernens des
Vorsprungs 22 aus der Vertiefung 32 zu reduzieren.
Jedoch erfordert der sehr kleine Neigungswinkel eine Vergrößerung des
axialen Abstands L2 zwischen dem axial proximalen und dem distalen
Ende des Vorsprungs 22, was zu einer Erhöhung der
Materialkosten führt.
Wenn andererseits der Neigungswinkel größer ist als 1/5, kann der erforderliche
axiale Abstand L2 des Vorsprungs 22 klein ausgeführt werden,
was zu einer Reduzierung der Materialkosten führt. Jedoch kann ein sehr großer Neigungswinkel ein
Risiko des Entfernens des Vorsprungs 22 aus der Vertiefung 32 erhöhen.
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Aus
den obigen Gründen
ist es mit einem Neigungswinkel, der nicht kleiner als 1/20 und
nicht größer als
1/5 ist, möglich,
das Risiko des Entfernens des Vorsprungs 22 aus der Vertiefung 32 und
die erforderlichen Materialkosten zu reduzieren.
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Ferner
ist, wie oben beschrieben, der axiale Abstand L3 zwischen der Öffnung und
dem Boden der Vertiefung 32 größer als der axiale Abstand
L2 zwischen dem axial proximalen und distalen Enden des Vorsprungs 22.
Diese Anordnung sichert jeweils eine Abstandslücke zwischen den Oberflächen 21, 31 und
zwischen dem distalen Ende des Vorsprungs 22 und dem Boden
der Vertiefung 32. So werden selbst dann, wenn der Vorsprung 22 durch
den Zerspanwiderstand tatsächlich
dazu bewegt wird, weiter in die Vertiefung 32 eingeführt zu werden,
die Oberflächen 21, 31 nicht
miteinander in Kontakt gebracht, und das distale Ende des Vorsprungs 22 und
der Boden der Vertiefung 32 werden nicht in Kontakt miteinander
gebracht. Dabei wird ein Risiko einer Trennung der äußeren und
inneren Oberfläche 22a, 32b voneinander
beseitigt. Da das Risiko der Trennung der konischen äußeren und
inneren Oberfläche 22a, 32b so
beseitigt ist, ist es möglich,
eine feste Befestigung des Zerspankopfes 2 an der Zerspankopfhaltevorrichtung 3 aufrechtzuerhalten.
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Ferner
ist der Radius R1 des bogenförmigen Flanschabschnitts,
der jede Eingriffsoberfläche 22 aufweist,
darauf angepasst, wie oben beschrieben ungefähr der Hälfte des Innendurchmessers
L1 des nicht-konischen Abschnitts der Vertiefung 32 zu
entsprechen. Diese Anordnung erlaubt dem bogenförmigen Flanschabschnitt, an
seiner radialen äußeren Endoberfläche mit
der nicht-konischen inneren Oberfläche 32a (das heißt mit dem
nicht-konischen Abschnitt der Vertiefung 32) in Kontakt
gehalten zu werden, was der Eingriffsoberfläche 22c erlaubt, über ihre
ausreichend große
Fläche
mit dem Stift 34 in Eingriff zu gelangen und es entsprechend
möglich
zu machen, den Zerspan kopf 2 und die Haltevorrichtung 3 weiter
fest aneinander anzubringen.
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Wie
aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, können in dem Zerspanwerkzeug 1,
das entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut ist,
die Kosten, die für
die Komponenten erforderlich sind, durch die Beseitigung einer Vorrichtung
eines weiteren Bauteils zwischen dem Zerspankopf 2 und
der Haltevorrichtung 3, dass in einem herkömmlichen
Zerspanwerkzeug, wie es in der oben genannten Offenlegungsschrift
JP-2001-505136A beschrieben
wurde, verwendet wird, reduziert werden, da der Zerspankopf 2 an
der Zerspankopfhaltevorrichtung 3 durch den Eingriff der
Stifte 34 in die entsprechenden Eingriffsoberflächen 22c lösbar angebracht
ist.
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Ferner
erfordert das vorliegende Zerspanwerkzeug 1 keine Erwärmungsvorrichtung,
die in einem herkömmlichen
Zerspanwerkzeug, wie in der oben erwähnten Offenlegungsschrift JP-2000-176723A offenbart,
jedes Mal zur Erwärmung
der Haltevorrichtung (Schaft) erforderlich ist, wenn der Zerspankopf
an/von der Haltevorrichtung angebracht/entfernt wird. Die Beseitigung
der Notwendigkeit der Erwärmungsvorrichtung
führt zu
einer Reduktion der Installationskosten.
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Während das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung nur zur Illustration ausführlich beschrieben
wurde, ist zur Kenntnis zu nehmen, dass die Erfindung nicht auf
die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, sondern anderweitig ausgeführt
sein kann.
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Beispielsweise
ist in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel jeder der Stifte 34 zu
der nicht-konischen äußeren Oberfläche 22b des
Vorsprungs 22 radial auf Abstand gehalten, wie in 5 gezeigt.
Jedoch könnte
jeder der Stifte 34 einen Außendurchmesser haben, der so
bestimmt ist, dass der Stift 34 mit der nicht-konischen äußeren Oberfläche 22b in
Kontakt gehalten wird. In dieser abgewandelten Anordnung wird jeder
Stift 34 mit seinen zwei Oberflächen mit jeweils der Ein griffsoberfläche 22c und
der nicht-konischen äußeren Oberfläche 22b in Kontakt
gehalten, und macht es dabei möglich,
den Zerspankopf 2 an der Haltevorrichtung 3 fest
anzubringen.
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Während in
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
jeder Stift 34 durch einen geraden Stift gebildet wird,
könnte
er durch einen konischen Stift gebildet werden. Dort, wo jeder Stift 34 durch
einen konischen Stift gebildet wird, kann der Stift 34 weiter
einfach in das erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36 press-eingepasst
und daraus entfernt werden, was die Effizienz des Vorgangs erhöht.
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Ferner
könnte
jeder Stift 34 und das erste und zweite Stiftaufnahmeloch 35, 36 durch
einen Gewindeeingriff aneinander befestigt werden, beispielsweise
durch Ausbildung eines Außengewindes
in der äußeren Umfangsoberfläche des
Stifts 34 bei gleichzeitiger Ausbildung eines Innengewindes
in der inneren Umfangsoberfläche
jedes der Löcher 35, 36.
Diese Anordnung erleichtert die Anbringung des Stiftes 34 in
die Löcher 35, 36 was
die Effizienz des Vorgangs erhöht.
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Ferner
könnte
in eine axiale Endoberfläche jedes
Stiftes 34 ein Loch mit Innengewinde (Gewindeloch) ausgebildet
sein, so dass der Stift 34 unter Verwendung beispielsweise
eines Abziehwerkzeuges in Form eines mit einem Außengewinde
versehenen Bauteils, das in das mit einem Innengewinde versehene
Loch des Stiftes 34 eingeschraubt wird und dann mit dem
Stift 34 zusammen gezogen wird, einfach aus den Löchern 35, 36 entfernt
werden kann.
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Während in
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
jeder Stift 34 im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt
hat, könnte
der Stift ferner eine im wesentliche elliptische oder vieleckige
Querschnittsform aufweisen.
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Ferner
sind in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sowohl jede
Eingriffsoberfläche 22c als
auch jedes Paar koaxialer Löcher
(erste und zweite Stiftaufnahmelöcher 35, 36)
bezüglich
einer zu der Achse O senkrechten Ebene geneigt. Je bezüglich einer
zu der Achse O senkrechten Ebene geneigt. Jedoch könnte diese
Anordnung dahingehend abgewandelt werden, dass nur eine von allen
Eingriffsoberflächen 22c und
eines von allen Paaren koaxialer Löcher geneigt sind, während die
anderen nicht geneigt sind. Diese abgewandelte Anordnung führt zu einer
Reduktion der Herstellungskosten.
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Ferner
sind in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die zwei Paare
koaxialer Löcher (erste
und zweite Stiftaufnahmelöcher 35, 36)
dahingehend gleich, dass die koaxialen Löcher so geneigt sind, dass
der hintere Abschnitt jedes koaxialen Lochs von dem Zerspankopf 2 mit
Blickrichtung in der axialen Richtung weiter entfernt ist, als der
vordere Abschnitt von jedem koaxialen Loch (das auf der Vorderseite
des hinteren Abschnitts angeordnet ist, betrachtet in Richtung des
Uhrzeigersinns als vorbestimmte Rotationsrichtung). Jedoch können sich- die zwei Paare koaxialer
Löcher
so voneinander unterscheiden, dass der hintere Abschnitt von einem
der zwei Paare koaxialer Löcher
von dem Zerspankopf 2 weiter entfernt ist, als der vordere
Abschnitt, während der
hintere Abschnitt näher
an dem Zerspankopf 2 ist als der vordere Abschnitt des
anderen der zwei Paare von koaxialen Löchern. Diese abgewandelte Anordnung
ermöglicht
es dem Zerspanwerkzeug 2, fest an der Haltevorrichtung 3 angebracht
zu werden, unabhängig
davon, ob das Zerspanwerkzeug 1 im Uhrzeigersinn oder gegen
den Uhrzeigersinn gedreht wird. Das heißt, wo das Zerspanwerkzeug 2 dazu
bestimmt ist, bei dem Zerspanvorgang im Uhrzeigersinn gedreht zu
werden, wird der Vorsprung 22 des Zerspankopfes 2 als
Folge des Eingriffs einer entsprechenden Eingriffsoberfläche 22 in
einen entsprechenden Stift 34, der in eines der oben beschriebenen
Paare koaxialer Löcher
aufgenommen ist, durch den Zerspanwiderstand dazu gezwungen, weiter
in die Vertiefung 32 der Haltevorrichtung 3 eingeführt zu werden.
Wo der Zerspankopf 2 dazu bestimmt ist, bei dem Zerspanvorgang
gegen den Uhrzeigersinn gedreht zu werden, wird der Vorsprung 22 des
Zerspankopfes 2 als Folge des Eingriffs der anderen Eingriffsoberfläche 22 mit
dem anderen der Stifte 34, der in das andere der oben beschriebenen
zwei Paare koaxialer Löcher
aufgenommen ist, durch den Zerspanwiderstand dazu gezwungen, weiter
in die Vertiefung 32 der Haltevorrichtung 3 eingeführt zu werden.
Daher kann die Zerspankopfhaltevorrichtung mit dieser abgewandelten
Anordnung als Haltevorrichtung dienen, die den Zerspanköpfen wie
Bohren allgemein ist, die jeweils Nuten haben, die in unterschiedliche
Richtungen gedreht sind.
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Ein
Zerspanwerkzeug 1 umfasst einen Zerspankopf 2 und
eine Haltevorrichtung 3. Entweder der Zerspankopf 2 oder
die Haltevorrichtung 3 hat eine Vertiefung 32 in
seinem axialen Endabschnitt ausgebildet, die durch seine Umfangswand 33 definiert
wird. Der jeweils andere aus Zerspankopf 2 und Haltevorrichtung 3 hat
einen Vorsprung 22 an seinem axialen Endabschnitt ausgebildet,
so dass der Zerspankopf 2 und die Haltevorrichtung 3,
mit dem Vorsprung in die Vertiefung um einen axialen Abstand eingeführt, lösbar aneinander
angebracht sind. Der oben beschriebene eine aus Zerspankopf 2 und
Haltevorrichtung 3 hat koaxiale Löcher 35, 36 in
der Umfangswand 33 ausgebildet. Der oben beschriebene andere
aus Zerspankopf 2 und Haltevorrichtung 3 hat eine
Eingriffsoberfläche 22c,
die von einer äußeren Umfangsoberfläche des
Vorsprungs 22 durch Vertiefen erhalten wurde, und die mit
einem Stift 34 in Eingriff gehalten wird, der in die koaxialen
Löcher
aufgenommen ist. Jedes der koaxialen Löcher hat eine Achse, die bezüglich einer
Ebene, die senkrecht zu einer Achse des oben beschriebenen einen
aus Zerspankopf 2 und Haltevorrichtung 3 ist,
in einer Richtung geneigt ist, die verursacht, dass der oben beschriebene
axiale Abstand durch einen Zerspanwiderstand, der beim Zerspanvorgang
erzeugt wird, vergrößert wird.