DE102017102858A1

DE102017102858A1 - Tool for machining workpieces

Info

Publication number: DE102017102858A1
Application number: DE102017102858.7A
Authority: DE
Inventors: Pekec Zeljko; Bernhard Bauer
Original assignee: Leitz GmbH and Co KG
Current assignee: Leitz GmbH and Co KG
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: DE102017102858B4; DE202017007103U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken (40) mit über ihrem Querschnitt sich ändernden Festigkeitswerten, mit einer zum Aufsetzen auf einer Antriebsspindel (51) einer Werkzeugmaschine (50) ausgebildeten Tragkonstruktion (1) und einem auf die Tragkonstruktion (1) aufsetzbaren, drehfest mit ihr verbindbaren Fräswerkzeug (12), sodass das Fräswerkzeug (12) mittels der Antriebsspindel (51) um eine Werkzeugachse (W) rotierend antreibbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das rotierende Fräswerkzeug (12) in Richtung der Werkzeugachse (W) gegenüber der Antriebsspindel (51) oszillierend antreibbar ist.

The invention relates to a tool for machining workpieces (40) with strength values varying over their cross section, with a support structure (1) designed for placement on a drive spindle (51) of a machine tool (50) and a support structure (1) which can be placed on the support structure (1) rotatably with their connectable milling tool (12), so that the milling tool (12) by means of the drive spindle (51) about a tool axis (W) is driven to rotate. According to the invention, it is provided that the rotating milling tool (12) can be driven to oscillate in the direction of the tool axis (W) relative to the drive spindle (51).

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mit über ihrem Querschnitt sich ändernden Festigkeitswerten, mit einer zum Aufsetzen auf einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine ausgebildeten Tragkonstruktion und einem auf die Tragkonstruktion aufsetzbaren, drehfest mit ihr verbindbaren Fräswerkzeug, sodass das Fräswerkzeug mittels der Antriebsspindel um eine Werkzeugachse rotierend antreibbar ist.The invention relates to a tool for machining workpieces with over their cross-section changing strength values, with a mounted on a drive spindle of a machine tool support structure and attachable to the support structure, rotatably connected to her milling tool, so that the milling tool by means of the drive spindle to a Tool axis is driven in rotation.

Ein derartiges Werkzeug ist beispielsweise aus der EP 2 011 614 B1 oder der DE 23 15 719 C2 bekannt. Die Tragkonstruktion umfasst eine Spannbüchse, mit der das Fräswerkzeug auf die Antriebsspindel aufgespannt wird.Such a tool is for example from the EP 2 011 614 B1 or the DE 23 15 719 C2 known. The supporting structure comprises a clamping bushing with which the milling tool is mounted on the drive spindle.

Solche Werkzeuge werden beispielsweise in der Holzwerkstoffindustrie eingesetzt, um die Kanten von Werkstücken zu bearbeiten. Insbesondere, wenn ein solches Werkzeug dazu verwendet wird, die Seitenkanten von Laminatpaneelen zu profilieren, um die als Feder-Nut ausgebildeten Verbindungselemente anzubringen, entstehen an den Schneiden des Fräswerkzeuges aufgrund der meist Verschleiß verursachenden Werkstück-Beschichtungen Verschleißspuren. Verschleißspuren am Werkzeug beeinträchtigen die Kantenqualität am Werkstück negativ. Laminatpaneele bestehen in der Regel aus einem Kern aus MDF oder HDF und einer Papierbeschichtung. Wenn die Laminatpaneele als Fußbodenelemente verwendet werden, sind in der Deckschicht Korundpartikel als verschleißhemmende Partikel vorgesehen, die starken Verschleiß am Fräswerkzeug erzeugen. Nach Erreichen eines bestimmten Verschleißzustandes muss das Fräswerkzeug gewechselt oder in einen neuwertigen Schneidebereich verstellt werden. Dies muss teilweise alle zwei Stunden erfolgen. Such tools are used, for example, in the wood-based panel industry to machine the edges of workpieces. In particular, when such a tool is used to profile the side edges of laminate panels to attach the spring-groove formed fasteners, caused on the cutting edges of the milling tool due to the usually wear-causing workpiece coatings wear marks. Wear marks on the tool negatively affect the edge quality on the workpiece. Laminate panels usually consist of a core of MDF or HDF and a paper coating. When the laminate panels are used as floor elements, corundum particles are provided as wear-resistant particles in the cover layer, which produce heavy wear on the milling tool. After reaching a certain state of wear, the milling tool must be changed or adjusted to a new cutting area. This sometimes has to be done every two hours.

Um das notwendige schrittweise Verstellen des Fräswerkzeuges durch den Bediener zu vermeiden, den hochwertigen Schneidstoff wie Hartmetall oder Diamant, speziell bei geradschneidigen Werkzeugen, effizienter zu nutzen und die Bearbeitung-Standwege zu erhöhen werden axial kontinuierlich oszillierende Werkzeuge verwendet.In order to avoid the necessary stepwise adjustment of the milling tool by the operator to use the high-quality cutting material such as carbide or diamond, especially in straight-cutting tools, more efficient and to increase the machining life, axially continuous oscillating tools are used.

In der DE 10 2008 022 993 A1 wird ein Fräsverfahren zur allgemeinen Fertigung von Werkstücken vorgeschlagen, bei dem ein sich um eine erste Achse drehendes Werkzeug ein Werkstück bearbeitet und gleichzeitig eine relative Oszillationsbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück entlang der ersten Achse erfolgt. Zusätzlich zur zentrischen Rotation wird das Fräswerkzeug mit einer hochfrequenten axialen Oszillationsbewegung überlagert, die in der maximalen axialen Schwinggeschwindigkeit bis zum dreifachen der Rotationsgeschwindigkeit erreicht. Dadurch soll es während der Bearbeitung mit dem Fräswerkezug zu Be- und Entlastungsphasen zwischen Fräswerkzeug und Werkstück kommen, durch die die Oberflächengüte eines Schrubb- bzw. Schlichtprozesses erreicht wird, ohne dass entsprechende Werkzeuggeometrien angepasst werden müssen oder durch aufwendige Messungen die entsprechenden dynamisch zulässigen, das heißt schwingungsfreien bzw. schwingungsarmen Bearbeitungsparameter definiert werden müssen. Es wird vorgeschlagen, die oszillierende Bewegung des Fräswerkzeuges durch die Werkzeugmaschine zu erzeugen.In the DE 10 2008 022 993 A1 For example, a milling method is proposed for the general production of workpieces, in which a tool rotating about a first axis processes a workpiece and at the same time a relative oscillatory movement takes place between the tool and the workpiece along the first axis. In addition to the centric rotation, the milling tool is superimposed with a high-frequency axial oscillation movement that reaches up to three times the rotational speed in the maximum axial oscillation speed. As a result, during milling with the milling machine train, loading and unloading phases between the milling tool and the workpiece are achieved, through which the surface quality of a scrubbing or finishing process is achieved, without corresponding tool geometries having to be adapted or by appropriate measurements permitting the corresponding dynamically permissible, means vibration-free or low-vibration machining parameters must be defined. It is proposed to generate the oscillating movement of the milling tool by the machine tool.

Die DE 20 2015 003 445 U1 offenbart ein Werkzeugaggregat, das zwei axial hintereinander angeordnete Rotationswerkzeuge aufweist. Die Rotationswerkzeuge sind drehfest mit der Antriebsspindel verbunden und in der Axialrichtung der Antriebsspindel relativ zueinander beweglich. Zur Einstellung der axialen Relativposition der beiden Rotationswerkzeuge ist eine Verstellvorrichtung mit einem stufenlos betätigbaren Betätigungselement vorgesehen, das stufenlos positionierend auf das Übertragungselement einwirkt.The DE 20 2015 003 445 U1 discloses a tool unit having two axially successively arranged rotary tools. The rotary tools are rotatably connected to the drive spindle and in the axial direction of the drive spindle relative to each other movable. For adjusting the axial relative position of the two rotary tools an adjusting device is provided with a continuously actuable actuating element which acts continuously positioning on the transmission element.

Aus der EP 2 974 840 A1 ist ein Werkzeug mit zwei axial zueinander beabstandeten Schneidhaltern bekannt, deren Abstand zueinander über eine Zahnprofilierung einstellbar ist.From the EP 2 974 840 A1 is a tool with two axially spaced cutting holders known whose distance from one another via a tooth profiling is adjustable.

Auch aus der WO 2015/104 730 A1 ist eine mechanische Einrichtung zur Einstellung des Abstandes zweier axial zueinander angeordnete Werkzeuge bekannt, mit der der Abstand zwischen den beiden Werkzeugen automatisch und stufenlos einstellbar ist.Also from the WO 2015/104 730 A1 is a mechanical device for adjusting the distance between two axially arranged tools known, with the distance between the two tools is automatically and continuously adjustable.

Werkzeugmaschinen, die ein Fräswerkzeug rotatorisch und translatorisch antreiben können, sind in ihrer Konstruktion aufwendig und entsprechend teuer. Soll eine Produktionsanlage bei einem Laminathersteller umgerüstet werden, um die Standzeiten zu erhöhen, ist eine entsprechend hohe Investition mit einer entsprechenden Amortisationszeit notwendig. Kontinuierlich oszillierende Motoren bei CNC-Maschinen oder in Durchlaufanlagen, bei denen die Spindelmotoren über gesteuerte Achsen und so entsprechend die Werkzeuge axial bewegt werden, sind Stand der Technik, werden aber sehr selten verwendet. Dies resultiert aus dem erhöhten Programmieraufwand bei der CNC-Bearbeitung bzw. an er erhöhten Kollisionsgefahr. Durchgesetzt hat sich diese Arbeitsweise bisher nicht.Machine tools that can drive a milling tool rotationally and translationally, are complicated in their construction and correspondingly expensive. If a production plant is to be converted by a laminate manufacturer in order to increase the service life, a correspondingly high investment with a corresponding payback period is necessary. Continuously oscillating motors in CNC machines or in continuous-flow systems, in which the spindle motors are moved axially via controlled axes and thus the tools are state-of-the-art, are used very seldom. This results from the increased programming effort in the CNC machining or he increased risk of collision. Has enforced this way of working not yet.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Werkzeug so zu verbessern, dass die notwendigen Nachstellintervalle verlängert oder gar eliminiert werden und das Werkzeug auch zur Nachrüstung an bestehenden Werkzeugmaschinen ohne oszillierenden Antrieb für das Werkzeug eingesetzt werden kann.On this basis, the present invention seeks to improve the tool described above so that the necessary Nachstellintervalle be extended or even eliminated and the tool also for retrofitting existing machine tools without oscillating drive for the tool can be used.

Zur Lösung der Aufgabe zeichnet sich ein gattungsgemäßes Werkzeug dadurch aus, dass das rotierende Fräswerkzeug in Richtung der Werkzeugachse gegenüber der Antriebsspindel oszillierend antreibbar ist.To solve the problem, a generic tool is characterized in that the rotating milling tool in the direction of the tool axis relative to the drive spindle is driven to oscillate.

Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, das Werkzeug in Axialrichtung der rotierenden Spindel in einem eingestellten Hubbereich konstant oszillieren zu lassen. Die Stillstandszeit an den oberen und unteren Totpunkten (Wendepunkte) muss vorzugsweise gegen Null gehen, um hier keine signifikante Verschleißspur an der Schneide desFräswerkzeugs zu erhalten. Die Oszillationsgeschwindigkeit kann über eine geeignete Steuereinheit - insbesondere auf stufenlos - eingestellt werden. Diese Arbeitsweise führt zu einem gleichmäßigen Anstieg des Schneidenverschleißes über den gesamten Schneidenbreiten-Bereich. Die Betrachtung des Schneidenverschleißes über die Zeit führt zu einer konstant ansteigenden Kurve. Es entstehen keine Veschleißspuren, sondern über den gesamten Hub entsteht ein konstanter Verschleißbereich. Ein manuelles Nachstellen des Fräswerkzeuges ist nicht mehr notwendig. Ist die Verschleißgrenze der Schneiden erreicht, wird das Fräswerkzeug ausgetauscht. Stillstandszeiten in der Produktion werden dadurch minimiert und die Produktivität gesteigert. Dadurch, dass das Werkzeug selbst oszillierend betrieben wird, ist eine Nachrüstung auch an konventionellen Maschinen einfach möglich.With this configuration, it is possible to constantly oscillate the tool in the axial direction of the rotating spindle in a set stroke range. The idle time at the top and bottom dead centers (inflection points) must preferably approach zero in order to avoid a significant wear track on the cutting edge of the milling tool. The oscillation speed can be adjusted via a suitable control unit, in particular continuously. This operation leads to a uniform increase in cutting wear over the entire cutting width range. The consideration of the cutting wear over time leads to a constantly increasing curve. There are no traces of wear, but over the entire stroke creates a constant wear area. A manual readjustment of the milling tool is no longer necessary. Once the wear limit of the cutting edges has been reached, the milling tool is replaced. This minimizes downtimes in production and increases productivity. The fact that the tool itself is operated oscillating, retrofitting is also easily possible on conventional machines.

Neben dem konstanten Verschleiß und damit einem länger gleichbleibenden Qualitätsniveau, ergeben sich längere Standwege auch durch bessere Ausnutzung des Schneidstoffes. Bei der Aufarbeitung des Fräswerkzeuges im Service ist später weniger an Schneidstoff abzutragen, wodurch Ressourcen geschont werden. Durch den Oszillationshub ist es außerdem notwendig, das Fräswerkzeug genauer einzustellen, was zu einer besseren Nutzung der Schneiden führt.In addition to the constant wear and thus a longer consistent quality level, longer life spans also result from better utilization of the cutting material. When refurbishing the milling tool in service, less cutting material is later removed, which conserves resources. The oscillation stroke also makes it necessary to set the milling tool more accurately, which leads to a better utilization of the cutting edges.

Die Tragkonstruktion umfasst vorzugszweise eine Spannbuchse, die auf die Antriebsspindel aufspannbar ist. Das Fräswerkzeug oszilliert dann gegenüber der Spannbuchse. Der Austausch des Werkzeugs an der Werkzeugmaschine wird dadurch sehr einfach möglich.The support structure preferably comprises a clamping bush which can be clamped onto the drive spindle. The milling tool then oscillates relative to the clamping bush. The replacement of the tool on the machine tool is made very easy.

Die Tragkonstruktion kann aber auch eine Gleitbüchse umfassen, die zum Fräswerkzeug drehfest ist und dann auf der Antriebsspindel oszilliert. Die Gleitbüchse ist aus einem geeigneten Werkstoff mit Notlaufeigenschaften hergestellt, der auch bei dauerhaftem Trockenbetrieb für ausreichend Schmierung sorgt, vorzugsweise ist sie eine Graphitgleitbüchse.But the support structure may also include a slide bush, which is rotationally fixed to the milling tool and then oscillated on the drive spindle. The Gleitbüchse is made of a suitable material with emergency running properties, which ensures sufficient lubrication even in permanent dry operation, preferably it is a graphite sliding bush.

Vorzugsweise ist das Fräswerkzeug auf einer Traghülse befestigt, die gegenüber der Spannbuchse axial verschiebbar angeordnet ist.Preferably, the milling tool is mounted on a support sleeve, which is arranged axially displaceable relative to the clamping bush.

Wenn die Tragkonstruktion eine Gleitbüchse umfasst ist das Fräswerkzeug vorzugsweise auf einer Traghülse befestigt, die drehfest mit der Gleitbüchse verbunden ist. If the support structure comprises a slide bush, the milling tool is preferably mounted on a support sleeve which is rotatably connected to the slide bushing.

Insbesondere vorzugsweise kann die Traghülse mittels eines Kolbens verschoben werden. Der Kolben ist insbesondere druckbeaufschlagbar ausgestaltet und kann hydraulisch oder pneumatisch gesteuert werden. Denkbar ist jedoch aber auch eine mechanische Steuerung über Nocken oder dergleichen.In particular, preferably, the support sleeve can be moved by means of a piston. The piston is designed in particular druckbeaufschlagbar and can be controlled hydraulically or pneumatically. It is also conceivable, however, a mechanical control of cams or the like.

Der Kolben ist vorzugsweise ein konzentrisch zur Werkzeugachse angeordneter Ringkolben. Der Ringkolben verfährt in einem Ringzylinder, wobei diese Teile drehbar gelagert und so von der Werkzeugdrehung entkoppelt sind. Die Lagerungen stützen sich unten gegen die Spannbuchse und oben gegen die Traghülse ab, wodurch die Kraft für den Oszillationshub überlagert werden kann. Die Entkopplung von Ringzylinder und Kolben ermöglicht die Versorgung des Systems mit den Medien Druckluft oder Hydrauliköl. Die entkoppelten Teile sind gegen Verdrehen gesichert.The piston is preferably a concentric with the tool axis arranged annular piston. The annular piston moves in a ring cylinder, these parts are rotatably mounted and thus decoupled from the tool rotation. The bearings are supported at the bottom against the clamping bush and up against the support sleeve, whereby the force for the Oszillationshub can be superimposed. The decoupling of ring cylinder and piston enables the supply of the system with the media compressed air or hydraulic oil. The decoupled parts are secured against twisting.

Vorteilhaft ist es, wenn das Fräswerkzeug gegen die Kraft mindestens eines elastischen Elementes, das vorzugsweise eine Feder, insbesondere eine Druckfeder ist, verschoben wird. Dies hat den Vorteil, dass die Rückführbewegung des Kolbens vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt unterstützt wird, wodurch der bauliche Aufwand für den Antrieb des Kolbens reduziert wird.It is advantageous if the milling tool against the force of at least one elastic element, which is preferably a spring, in particular a compression spring, is moved. This has the advantage that the return movement of the piston is supported from top dead center to bottom dead center, whereby the structural complexity for the drive of the piston is reduced.

Die Oszillation des Fräswerkzeuges erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, um den Verschleiß am Fräswerkzeug zu vergleichmäßigen. In der Weg-Zeit-Betrachtung verläuft die Oszillationsbewegung vorzugsweise im Wesentlichen sinusförmig und mit einer Geschwindigkeit von 0,3 bis 3,0 mms^-1 ab. Im Wesentlichen sinusförmig soll eine Kurve, die annähernd bzw. ähnlich einer Sinuskurve verläuft, auch erfassen.The oscillation of the milling tool is preferably carried out continuously in order to even out the wear on the milling tool. In the path-time consideration, the oscillatory motion preferably proceeds substantially sinusoidally and at a rate of 0.3 to 3.0 mms ^-1 . Essentially sinusoidal, a curve that runs approximately or similar to a sinusoid should also detect.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:

1 - den Axialschnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Werkzeug;
2 - das Werkzeug nach 1 im oberen Totpunkt des Fräswerkzeuges;
3 - das Werkzeug nach 1 im unteren Totpunkt des Fräswerkzeuges;
4 - eine perspektivische Ansicht der Bearbeitungssituation in geneigter Stellung;
5 - einen Querschnitt der Bearbeitungssituation in geneigter Stellung;
6 - eine Ansicht des Werkzeugs mit dem Fräswerkzeug nach 1 im unteren Totpunkt;
7 - die Ansicht des Werkzeugs nach 6 mit dem Fräswerkzeug im oberen Totpunkt;
8 - das Werkzeug nach 1 mit Viertelschnitt in perspektivischer Ansicht von der Antriebsseite;
9 - eine Explosionsdarstellung mit Viertelschnitt des Werkzeugs von der Antriebsseite;
10 - eine Explosionsdarstellung des Werkzeugs von der Antriebsseite;
11 - eine Explosionsdarstellung des Werkzeugs von der Werkzeugseite;
12 - eine Ansicht des Werkzeugs mit Symbolen für Drehung, Hubbewegung und Fixierung;
13 den Axialschnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes Werkzeug;
14 einen Querschnitt der Bearbeitungssituation in geneigter Stellung mit dem Werkzeug nach 13;
15 eine Ansicht des Werkzeugs nach 13 im oberen Totpunkt
16 eine Ansicht des Werkzeugs nach 13 mit Symbolen für Drehung, Hubbewegung und Fixierung.

With the help of a drawing, embodiments of the invention will be explained in more detail below. Show it:

1 - The axial section through a first inventive tool;
2 - the tool after 1 at top dead center of the milling tool;
3 - the tool after 1 in the bottom dead center of the milling tool;
4 a perspective view of the machining situation in an inclined position;
5 - A cross section of the processing situation in an inclined position;
6 - A view of the tool with the milling tool after 1 at bottom dead center;
7 - the view of the tool after 6 with the milling tool at top dead center;
8th - the tool after 1 with quarter section in perspective view from the drive side;
9 - An exploded view with quarter-section of the tool from the drive side;
10 - An exploded view of the tool from the drive side;
11 an exploded view of the tool from the tool side;
12 a view of the tool with symbols for rotation, lifting movement and fixation;
13 the axial section through a second inventive tool;
14 a cross section of the machining situation in an inclined position with the tool after 13 ;
15 a view of the tool after 13 at top dead center
16 a view of the tool after 13 with symbols for rotation, lifting movement and fixation.

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

Das Werkzeug 10 weist eine als Hydrobuchse ausgebildete Spannbuchse 11 auf, mit dem es auf der drehend angetriebenen Spindel 51 einer Werkzeugmaschine 50 aufgespannt werden kann. Auf die Spannbuchse 11 aufgesetzt ist ein Lagersitz 31, auf dem ein erstes Wälzlager 32 angeordnet ist. Ferner ist auf der Spannbuchse 11 ein Gleitlager 33 mit einer darauf über eine Presspassung aufgesetzten Traghülse 13 angeordnet, auf die ein zweites Wälzlager 34 aufgesetzt ist. Auf der Traghülse 13 ist das Fräswerkzeug 12 angeordnet. Auf dem Außenring des ersten Wälzlagers 32 ist ein stillstehender Ringzylinder 17. Zwischen dem Ringzylinder 17 und der Traghülse 13 ist ein Ringkolben 14 vorgesehen, auf dem auch der Außenring des zweiten Wälzlagers sitzt. In den Ringzylinder 17 ist ein Fluidanschluss 20 eingeschraubt, der in einem zwischen dem Ring 17 und dem Ringkolben 14 vorgesehenen Arbeitsraum 21 mündet. An dem von der nicht gezeigten Werkzeugmaschine 50 abgewandten Ende der Spannbuchse 11 ist über Schrauben 35 ein Deckel 15 befestigt. Der Deckel 15 ist mit mehreren Bohrungen 18 versehen, in denen jeweils ein Bolzen 19 gleiten kann, der fest in der Traghülse 13 befestigt ist. Um jeden Bolzen 19 herum ist eine Druckfeder 16 angeordnet, die sich gegen die Unterseite des Deckels 15 und gegen die Traghülse 13 abstützt. Das Fluid kann Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit sein. Die Spannbuchse (11) ist Teil einer Tragkonstruktion 1, die sich des Weiteren aus der Traghülse 13 und einem in diese eingepressten Gleitlager 33 zusammensetzt.The tool 10 has a trained as a hydraulic bushing clamping bush 11 on with it on the rotating driven spindle 51 a machine tool 50 can be stretched. On the clamping bush 11 put on is a bearing seat 31 on which a first rolling bearing 32 is arranged. Further, on the clamping bush 11 a plain bearing 33 with a support sleeve attached thereto via a press fit 13 arranged on which a second rolling bearing 34 is attached. On the support sleeve 13 is the milling tool 12 arranged. On the outer ring of the first rolling bearing 32 is a stationary ring cylinder 17 , Between the ring cylinder 17 and the support sleeve 13 is an annular piston 14 provided on which also sits the outer ring of the second rolling bearing. In the ring cylinder 17 is a fluid connection 20 screwed in, in one between the ring 17 and the ring piston 14 provided working space 21 opens. On the machine tool, not shown 50 opposite end of the clamping bush 11 is about screws 35 a lid 15 attached. The lid 15 is with several holes 18 provided, in each of which a bolt 19 can slide firmly in the support sleeve 13 is attached. To every bolt 19 around is a compression spring 16 Arranged against the underside of the lid 15 and against the support sleeve 13 supported. The fluid may be compressed air or hydraulic fluid. The clamping bush ( 11 ) is part of a supporting structure 1 , further from the support sleeve 13 and a pressed-in in this slide bearing 33 composed.

Das Werkzeug 10 wird von der Antriebsspindel 51 um die Werkzeugachse W drehend angetrieben. 12 verdeutlicht wie sich die einzelnen Bauteile des Werkzeugs 10 zueinander bewegen. Die Spannbuchse 11 und der mit ihr verschraubte Deckel 5 rotieren um die Werkzeugachse W. Ebenso rotieren um die Werkzeugachse W die Traghülse 13 mit dem aufgesetzten Fräswerkzeug 12. Der Ring 17 samt Ringkolben 14 mit dem eingeschraubten Fluidanschluss 20 steht still. Zusätzlich zur Rotation (Pfeilrichtung P₂ ) werden die Traghülse 13 und das Fräswerkzeug 12 in Richtung der Werkzeugachse W kontinuierlich oszillierend in Pfeilrichtung P₁ bewegt, was nachfolgend näher beschrieben wird:The tool 10 is from the drive spindle 51 around the tool axis W driven in rotation. 12 illustrates how the individual components of the tool 10 move each other. The clamping bush 11 and the lid 5 bolted to it rotate about the tool axis W , Also rotate around the tool axis W the carrying sleeve 13 with the attached milling tool 12 , The ring 17 including ring piston 14 with the screwed fluid connection 20 stand still. In addition to the rotation (arrow direction P ₂ ) are the support sleeve 13 and the milling tool 12 in the direction of the tool axis W continuously oscillating in the direction of the arrow P ₁ moves, which is described in more detail below:

Über das Gleitlager 33 sind die Traghülse 13 und das Fräswerkzeug 12 in Richtung der Werkzeugachse W bewegbar. Die Bolzen 19 gleiten dabei in den Bohrungen 18. Wird über den Anschluss 20 Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum 21 gegeben, wird der Ringkolben 14 gegen die Kraft der Feder 16 (in der Zeichnung) nach oben geschoben und drückt die Traghülse 13 mit dem aufgesetzten Fräswerkzeug 12 in den oberen Totpunkt OT. Wird der Druck im Arbeitsraum entlastet, schieben die Druckfedern 16 die Traghülse 13 und das Fräswerkzeug 12 zurück in den unteren Totpunkt UT. Die oszillierende Bewegung des Fräswerkzeuges 12 erfolgt gleichmäßig mit einer Geschwindigkeit von 0,3 bis 3 mms^-1. Über die Regelung des Fluidflusses kann die Oszilationsgeschwindigkeit hier stufenlos von 0 bis 100 mms^-1 eingestellt werdenAbout the slide bearing 33 are the carrying sleeve 13 and the milling tool 12 in the direction of the tool axis W movable. Bolts 19 slide in the holes 18 , Will over the connection 20 Compressed air or hydraulic fluid in the working area 21 given, the ring piston 14 against the force of the spring 16 (in the drawing) pushed upwards and pushes the support sleeve 13 with the attached milling tool 12 in the top dead center OT , If the pressure in the working space relieved, push the springs 16 the carrying sleeve 13 and the milling tool 12 back to bottom dead center UT , The oscillating movement of the milling tool 12 occurs evenly at a rate of 0.3 to 3 mms ^-1 . Through the control of the fluid flow, the oscillation speed can be infinitely adjusted from 0 to 100 mms ^-1

In die Traghülse 13 können Scheiben/Ringe 38 unterschiedlicher Dicke eingeschraubt werden (vergleiche 1), die im oberen Totpunkt OT an der Unterseite des Deckels 15 oder eines zwischengelagerten elastomeren Dämpfungselementes 39 anschlagen, um den maximalen Hub zu begrenzen. Durch eine Variation der Dicke der eingeschraubten Scheiben 38 sind verschiedene Hubbegrenzungen für dasselbe Fräswerkzeug 12 möglich.In the support sleeve 13 can discs / rings 38 be screwed in different thicknesses (see 1 ), which at top dead center OT at the bottom of the lid 15 or an intermediate elastomeric damping element 39 to limit the maximum stroke. By varying the thickness of the screwed discs 38 are different stroke limits for the same milling tool 12 possible.

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

Die Tragkonstruktion 1 des in den 13 bis 16 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels eines Werkzeuges 10 weist keine Spannbüchse, sondern eine Gleitbüchse 11.1 auf, die auf der Antriebsspindel 51 gleitend gelagert ist. Die Gleitbüchse 11.1 ist drehfest verbunden mit der Traghülse 13.1, auf der das Fräswerkzeug 12 angeordnet ist. Über den Deckel 15.1 ist die Tragkonstruktion 1 drehfest mit der Antriebsspindel 51 verbunden. Hierzu weist der Deckel 15.1 einen Außensechskant 15.2 auf, der mit einem Innensechskant 51.1 in der Antriebsspindel 51 zusammenwirkt. Über eine Schraube 15.3 ist der Deckel 15.1 axial gesichert. Der untere Bund 23 des zylindrischen Gehäuses 22 wird direkt auf dem Motor der Werkzeugmaschine befestigt, beispielsweise mit Gewindestiften geklemmt (14). Das Gehäuse 22 steht still. Die Wälzlager 32.1, 34.1 entkoppeln den Ringkolben 14.1 und das Gehäuse 22 von der Drehung und übertragen die Oszillationsbewegung vom nicht rotierenden Ringkolben 14.1 auf die rotierende Tragkonstruktion 1, auf der das Fräswerkzeug 12 montiert ist. Zwischen der Traghülse 13.1 und dem Deckel 15.1 ist ein Ring 38.1 eingesetzt, der die Hubbewegung der Traghülse 13.1 begrenzt. Durch geeignete Auswahl der Dicke des Ringes 38.1 kann der Hub der Traghülse 13.1 und damit des Fräswerkzeuges 12 eingestellt werden.The supporting structure 1 in the 13 to 16 illustrated second embodiment of a tool 10 has no clamping bush, but a slide bush 11.1 on that on the drive spindle 51 is slidably mounted. The slide bushing 11.1 is rotatably connected to the support sleeve 13.1 on which the milling tool 12 is arranged. About the lid 15.1 is the supporting structure 1 non-rotatable with the drive spindle 51 connected. For this purpose, the lid 15.1 an external hexagon 15.2 on, with a hexagon socket 51.1 in the drive spindle 51 interacts. About a screw 15.3 is the lid 15.1 axially secured. The lower collar 23 of the cylindrical housing 22 is mounted directly on the motor of the machine tool, for example clamped with grub screws ( 14 ). The housing 22 stand still. The rolling bearings 32.1 . 34.1 decouple the ring piston 14.1 and the case 22 from the rotation and transmit the oscillatory motion of the non-rotating ring piston 14.1 on the rotating support structure 1 on which the milling tool 12 is mounted. Between the support sleeve 13.1 and the lid 15.1 is a ring 38.1 used, the lifting movement of the support sleeve 13.1 limited. By appropriate selection of the thickness of the ring 38.1 may be the stroke of the support sleeve 13.1 and thus the milling tool 12 be set.

Wie auch bei dem Werkzeug 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel sorgen die die Bolzen 19 umgebenden Federn 16 für ausreichend Gegendruck und bewirken den Rückhub des Systems. Die Gleitbüchse 11.1 ist in die Traghülse 13.1 eingepresst und bildet ein Gleitlager mit Notlaufeigenschaften, um eine ausreichende Schmierung bei dauerhaftem Trockenlauf zu gewährleisten. Hierbei handelt es sich um eine übliche Graphitgleitbüchse.As with the tool 10 according to the first embodiment provide the bolts 19 surrounding feathers 16 for sufficient back pressure and cause the return stroke of the system. The slide bush 11.1 is in the support sleeve 13.1 pressed and forms a plain bearing with emergency running properties to ensure adequate lubrication in permanent dry running. This is a common graphite sliding bushing.

16 verdeutlicht, welche Bauteile sich drehen (Pfeile P₁ ) und welche Bauteile sich in Axialrichtung bewegen (Pfeile P₂ ). 16 clarifies which components are rotating (arrows P ₁ ) and which components move in the axial direction (arrows P ₂ ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Tragkonstruktionsupporting structure
1010: WerkzeugTool
1111: Spannbuchseclamping bush
11.111.1: Gleitbüchse/ GraphitleitbüchseSlide bush / Graphitleitbüchse
1212: Fräswerkzeug milling tool
1313: Traghülsecarrying sleeve
13.113.1: Traghülsecarrying sleeve
1414: Kolben / RingkolbenPiston / ring piston
14.114.1: Kolben / RingkolbenPiston / ring piston
1515: Deckel cover
15.115.1: Deckelcover
15.215.2: AußensechskantExternal hexagon
15.315.3: Schraubescrew
1616: elastisches Element / Druckfeder / Federelastic element / compression spring / spring
1717: Ring/ Ringzylinder Ring / ring cylinder
1818: Bohrungdrilling
1919: Bolzenbolt
2020: Fluidanschluss / Pneumatikanschluss / HydraulikanschlussFluid connection / Pneumatic connection / Hydraulic connection
2121: Arbeitsraumworking space
2222: Gehäuse casing
2323: unterer Bundlower fret
3131: Lagersitzbearing seat
3232: Wälzlagerroller bearing
32.132.1: Wälzlagerroller bearing
3333: Gleitlager bearings
3434: Wälzlagerroller bearing
34.134.1: Wälzlagerroller bearing
3535: Schraubescrew
3838: Scheibe / RingDisc / ring
38.138.1: Scheibe / Ring Disc / ring
3939: Dämpfungselementdamping element
4040: Werkstückworkpiece
5050: Werkzeugmaschinemachine tool
5151: Spindel / AntriebsspindelSpindle / drive spindle
51.151.1: Innensechskant Allen
OTOT: oberer TotpunktTop Dead Center
P₁ P ₁: Rotationsrichtungdirection of rotation
P₂ P ₂: Oszillationsrichtungoscillation
UTUT: unterer Totpunktbottom dead center
WW: Werkzeugachsetool axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2011614 B1 [0002]
DE 2315719 C2 [0002]
DE 102008022993 A1 [0005]
DE 202015003445 U1 [0006]
EP 2974840 A1 [0007]
WO 2015/104730 A1 [0008]

Claims

Tool for machining workpieces (40) with strength values varying over their cross-section, with a support structure (1) designed for placement on a drive spindle (51) of a machine tool (50) and a support structure (1) which can be attached to it without rotation connectable milling tool (12), so that the milling tool (12) by means of the drive spindle (51) about a tool axis (W) is rotatably driven, characterized in that the rotating milling tool (12) in the direction of the tool axis (W) relative to the drive spindle (51 ) is oscillatory drivable.

Tool after Claim 1 , characterized in that the supporting structure (1) comprises a clamping bush (11) which is clamped on the drive spindle (51) and the milling tool (12) relative to the clamping bush (11) oscillates.

Tool after Claim 1 , characterized in that the supporting structure (1) comprises a sliding bushing (11.1), which is rotationally fixed to the milling tool (12) and oscillates on the drive spindle (51).

Tool after Claim 2 , characterized in that the milling tool (12) on a support sleeve (13) is fixed, which is arranged axially displaceable relative to the clamping bush (11).

Tool after Claim 3 , characterized in that the milling tool (12) is mounted on a support sleeve (13) which is non-rotatably connected to the sliding bush (11.1).

Tool after Claim 4 or 5 , characterized in that the support sleeve (13) by means of a piston (14) is displaceable.

Tool after Claim 6 , characterized in that the piston (14) is pressurizable.

Tool after Claim 6 or 7 , characterized in that the piston (14) is a concentric with the tool axis (W) arranged annular piston.

Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the milling tool (12) against the force of at least one elastic element (16) is displaceable.

Tool after Claim 6 , characterized in that the elastic element (16) is a spring.

Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the oscillation of the milling tool (12) takes place continuously.

Tool after Claim 11 , characterized in that the oscillatory movement in the path-time consideration is substantially sinusoidal.

Tool after one of Claims 2 . 4 or 6 to 12 , characterized in that the clamping bush (11) is a hydraulic bushing.

Tool after one of Claims 3 or 5 to 12 , characterized in that the sliding bush (11.1) is a graphite sliding bushing.

Tool according to one of the preceding claims, characterized in that an oscillation stroke of the milling tool (12) from a bottom dead center (UT) to a top dead center (TDC) and vice versa at a speed of 0.3 to 3 mms ^-1 traced.