DE102018128849A1

DE102018128849A1 - Kombinierte Fräswerkzeugaufnahme

Info

Publication number: DE102018128849A1
Application number: DE102018128849.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Chen
Original assignee: Xpole Precision Tools Inc
Current assignee: Xpole Precision Tools Inc
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-05-20

Abstract

Die erfindungsgemäße kombinierte Fräswerkzeugaufnahme umfasst einen Hohlschaftkegel (10), der mit einer Hauptspindel (40) einer Fräsmaschine verbunden wird, eine elastische Spannzange (20), die zum Spannen eines Schneidwerkzeuges (50) dient, und ein Spannelement (30), wobei die elastische Spannzange (20) einen Befestigungsabschnitt (21) und einen Spannabschnitt (22) aufweist. Der Befestigungsabschnitt (21) wird in einem Stützabschnitt (12) des Hohlschaftkegels (10) angebracht, während der Spannabschnitt (22) aus dem Stützabschnitt (12) herausragt. An dem Spannabschnitt (22) wird eine Mehrzahl von axial verlaufenden Rillen (24) angebracht, die parallel zueinander angeordnet sind und an einem gleichen Ende jeweils eine Öffnung aufweisen. Zwischen den einzelnen Rillen (24) ist eine Mehrzahl von Federklauen (25) ausgebildet. Das Spannelement (30) wird außerhalb des Stützabschnittes (12) angebracht, wobei das Spannelement (30) so festgezogen wird, dass die einzelnen Federklauen (25) elastisch verformt und nach innen gepresst werden, um das Schneidwerkzeug fest zu spannen, was nicht nur ein Spanndrehmoment und eine Spanngenauigkeit des Schneidwerkzeuges erhöht, sondern auch die Bearbeitungseffizienz verbessert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet des Fräsens, insbesondere auf eine kombinierte Fräswerkzeugaufnahme.
Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem ein Schneidwerkzeug meist mit einer elastischen Spannzange gespannt bzw. durch eine in einem Innenloch eines Werkzeugspanners erzeugte, elastische Verformung fixiert wird, wobei die elastische Spannzange in einem mit der Hauptspindel einer Fräsmaschine verbundenen Hohlschaftkegel eingebaut wird. Weil das Schneidwerkzeug bei der Verwendung indirekt durch eine elastische Spannzange herkömmlicher Art gespannt wird, kann es häufig passieren, dass das Schneidwerkzeug aufgrund eines unzureichenden Spanndrehmomentes rutscht, sodass die Bearbeitungseffizienz nicht erhöht wird, wobei die elastische Spannzange während eines Fräsprozesses leicht rutschen bzw. verformen lässt, während das Schneidwerkzeug aus manchen Gründen wie Vibration usw. leicht platzt bzw. beschädigt wird, was die Fräsqualität negativ beeinflusst.
Im Gegensatz dazu wird das Schneidwerkzeug, wenn dieses durch die elastische Verformung eines Werkzeugspanner-Grundkörpers fixiert wird, in der Regel mit einem mächtigen Präzisionsmechanismus gespannt, weil der Werkzeugspanner-Grundkörper selbst kein echtelastisches Material ist, wobei das Schneidwerkzeug während des Fräsprozesses oft aufgrund eines störenden Faktors wie einer Vibration, Wärmeenergie usw. leicht gelockert wird bzw. herausrutscht, was entweder die Bearbeitungsqualität beeinträchtigt oder ein Werkstück beschädigen kann.
Darüber hinaus wird die elastische Spannzange in der Regel integral mit einem Hohlschaftkegel gefertigt, sodass die elastische Spannzange lediglich eine beschränkte, elastische Verzerrungsenergie erzeugt, was dazu führt, dass die elastische Spannzange das Schneidwerkzeug nur mit einer unzureichenden Spannkraft festhält, sodass das Schneidwerkzeug während einer Fräsbearbeitung allmählich aus der elastischen Spannzange herausspringt, was dazu führen kann, dass das Werkstück verschrottet werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Fräswerkzeugaufnahme zu schaffen, die durch einfache Maßnahmen die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine kombinierte Fräswerkzeugaufnahme, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße kombinierte Fräswerkzeugaufnahme umfasst eine kombinierte, elastische Spannzange. Weil die elastische Spannzange und der Hohlschaftkegel nicht integral gefertigt werden, lassen sich die einzelnen Federklauen der elastischen Spannzange relativ leicht bearbeiten, wodurch die elastische Verzerrungsenergie, welche die einzelnen Federklauen erzeugen, erhöht wird, was wiederum die Spannkraft der elastischen Spannzange gegenüber dem Schneidwerkzeug erhöht. Die erfindungsgemäße kombinierte Werkzeugaufnahme kann die Verformungsbeständigkeit der elastischen Spannzange effektiv erhöhen, was wiederum die Bearbeitungseffizienz und Genauigkeit beim Fräsen erhöht, wobei die kombinierte, elastische Spannzange das Schneidwerkzeug direkt spannt, wodurch das Spanndrehmoment und die Spanngenauigkeit des Schneidwerkzeugs erhöht wird, was nicht nur vermeidet, dass das Schneidwerkzeug während des Fräsens herausrutscht, sondern auch die Bearbeitungseffizienz effektiv erhöht.
Gemäß der Erfindung wird eine kombinierte Werkzeugaufnahme für Fräsen bereitgestellt, die Folgendes aufweist:

einen Hohlschaftkegel, der aus einem Verbindungsabschnitt und einem Stützabschnitt besteht, die beide integral gefertigt sind, wobei sich der Verbindungsabschnitt an einem weit von dem Stützabschnitt entfernten Ende befindet und mit einer Hauptspindel der Fräsmaschine verbunden ist;
eine elastische Spannzange, die innen mit einem Werkzeugmontageloch versehen ist, das zur Montage eines Schneidwerkzeuges dient, wobei die elastische Spannzange in dem Stützabschnitt befestigt ist, wobei die elastische Spannzange teilweise aus dem Stützabschnitt herausragt, und wobei an der elastischen Spannzange eine Mehrzahl von axial verlaufenden Rillen ausgebildet ist, die parallel zueinander angeordnet sind und an einem Ende jeweils eine Öffnung aufweisen, wobei eine Mehrzahl von Federklauen zwischen einzelnen Rillen angeordnet ist; und
ein Spannelement, das außerhalb des Stützabschnittes montiert ist, wobei, wenn das Spannelement festgespannt wird, eine Kraft auf die einzelnen Federklauen ausgeübt wird, sodass diese elastisch verformt werden und das in dem Werkzeugmontageloch befestigte Schneidwerkzeug direkt nach innen spannen.

Gemäß der Erfindung kann das Spannelement als Überwurfmutter ausgeführt sein, wobei außenseitig an dem Stützabschnitt ein Außengewinde ausgebildet ist, das einem in der Überwurfmutter ausgebildeten Innengewinde entspricht.
Gemäß der Erfindung kann die elastische Spannzange einen Befestigungsabschnitt und einen Spannabschnitt aufweisen, wobei der Befestigungsabschnitt in dem Stützabschnitt befestigt ist, während der Spannabschnitt aus dem Stützabschnitt herausragt, und wobei eine Mehrzahl von Federklauen an dem Spannabschnitt ausgebildet ist.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße kombinierte Fräswerkzeugaufnahme,
2 eine auseinandergezogene Schnittansicht der erfindungsgemäßen kombinierten Fräswerkzeugaufnahme und
3 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße kombinierte Werkzeugaufnahme, in die ein Schneidwerkzeug eingedrückt ist.

Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße kombinierte Fräswerkzeugaufnahme u. a. einen Hohlschaftkegel 10, eine elastische Spannzange 20 und ein Spannelement 30, wobei der Hohlschaftkegel 10 mit einer Hauptspindel 40 einer Fräsmaschine verbunden ist.
Der Hohlschaftkegel 10 besteht aus einem Verbindungsabschnitt 11 und einem Stützabschnitt 12, die integral gefertigt werden, wobei sich der Verbindungsabschnitt 11 an einem weit von dem Stützabschnitt 12 entfernten Ende befindet und auf bekannte Art und Weise mit der Hauptspindel 40 der Fräsmaschine verbunden wird. Der Stützabschnitt 12 ist innen hohl und bildet dadurch einen Aufnahmeraum 13 aus, in dem die elastische Spannzange 20 aufgenommen wird.
Die elastische Spannzange 20 weist einen Befestigungsabschnitt 21 und einen Spannabschnitt 22 auf.
Im Inneren des Befestigungsabschnittes 21 und des Spannabschnittes 22 ist ein Werkzeugmontageloch 23 ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 21 wird in dem Aufnahmeraum 13 des Hohlschaftkegels 10 eingebaut und fest in dem Stützabschnitt 12 befestigt, während der Stützabschnitt 22 dabei aus dem Stützabschnitt 12 herausragt. An dem Spannabschnitt 22 wird eine Mehrzahl von axial verlaufenden Rillen 24 angebracht, die parallel zueinander angeordnet sind und an einem Ende je eine Öffnung aufweisen, wobei eine Mehrzahl von Federklauen 25 zwischen einzelnen Rillen 24 ausgebildet ist.
Das Spannelement 30 wird außerhalb des Stützabschnittes 12 montiert und umhüllt den Spannabschnitt 22 der elastischen Spannzange 20. Wenn das Spannelement 30 fest gespannt wird, wird eine Kraft auf die einzelnen Federklauen 25 ausgeübt, sodass diese elastisch verformt werden, um eine nach innen wirkende Spannkraft bereitzustellen.
Das Spannelement 30 ist dabei eine Überwurfmutter. Außenseitig an dem Stützabschnitt 12 ist ein Außengewinde 14 ausgebildet, das einem in der Überwurfmutter ausgebildeten Innengewinde 31 entspricht, was ermöglicht, dass die einzelnen Federklauen 25 elastisch nach innen gepresst werden, wenn das Spannelement 30 festgezogen wird.
Es wird auf 3 Bezug genommen. Die vorliegende Erfindung wird so verwendet, dass der Befestigungsabschnitt 21 der elastischen Spannzange 20 zuerst in den Aufnahmeraum 13 des Hohlschaftkegels 10 eingesteckt und mit dem Stützabschnitt 12 des Hohlschaftkegels 10 verbunden wird. Dann wird der Hohlschaftkegel 10 an der Hauptspindel 40 der Fräsmaschine befestigt. Danach wird ein Schneidwerkzeug 50, beispielsweise ein Fräswerkzeug, durch ein Durchgangsloch 32 des Spannelementes 30 in das Werkzeugmontageloch 23 eingesteckt, wodurch das Schneidwerkzeug 50 an der elastischen Spannzange 20 befestigt wird. Schließlich wird die Überwurfmutter so eingestellt, dass das Spannelement 30 die einzelnen Federklauen 25 der elastischen Spannzange 20 nach innen presst, um das Schneidwerkzeug 50 stabil zu spannen, wodurch die Werkzeugmontage fertiggestellt wird.
Die kombinierte Fräswerkzeugaufnahme gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine kombinierte, elastische Spannzange. Weil die elastische Spannzange und der Hohlschaftkegel nicht integral gefertigt werden, lassen sich die einzelnen Federklauen der elastischen Spannzange relativ leicht bearbeiten, wodurch die elastische Verzerrungsenergie, welche die einzelnen Federklauen erzeugen, erhöht wird, was wiederum die Spannkraft der elastischen Spannzange gegenüber dem Schneidwerkzeug erhöht. Die kombinierte Werkzeugaufnahme der vorliegenden Erfindung kann die Verformungsbeständigkeit der elastischen Spannzange effektiv erhöhen, was wiederum die Bearbeitungseffizienz und Genauigkeit beim Fräsen erhöht, wobei die kombinierte, elastische Spannzange das Schneidwerkzeug direkt spannt, wodurch das Spanndrehmoment und die Spanngenauigkeit des Schneidwerkzeugs erhöht werden, was nicht nur vermeidet, dass das Schneidwerkzeug während des Fräsens ausrutscht, sondern auch die Bearbeitungseffizienz effektiv erhöht.

Claims

Kombinierte Fräswerkzeugaufnahme, aufweisend einen Hohlschaftkegel (10), der einen Verbindungsabschnitt (11) und einen Stützabschnitt (12) aufweist, die beide integral gefertigt sind, wobei sich der Verbindungsabschnitt (11) an einem weit von dem Stützabschnitt (12) entfernten Ende befindet und mit einer Hauptspindel (40) der Fräsmaschine verbunden ist; eine elastische Spannzange (20), die innen mit einem Werkzeugmontageloch (23) versehen ist, das zur Montage eines Schneidwerkzeuges (50) dient, wobei die elastische Spannzange (20) in dem Stützabschnitt (12) befestigt ist, wobei die elastische Spannzange (20) teilweise aus dem Stützabschnitt (12) herausragt, und wobei an der elastischen Spannzange (20) eine Mehrzahl von axial verlaufenden Rillen (24) ausgebildet ist, die parallel zueinander angeordnet sind und an einem Ende jeweils eine Öffnung aufweisen, wobei eine Mehrzahl von Federklauen (25) zwischen einzelnen Rillen (24) angeordnet ist; und ein Spannelement (30), das außerhalb des Stützabschnittes (12) montiert ist, wobei, wenn das Spannelement (30) festgespannt wird, eine Kraft auf die einzelnen Federklauen (25) einwirkt, sodass diese elastisch verformt werden und das in dem Werkzeugmontageloch (23) befestigte Schneidwerkzeug (50) direkt nach innen spannen.
Kombinierte Fräswerkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (30) als Überwurfmutter ausgeführt ist, wobei außenseitig an dem Stützabschnitt (12) ein Außengewinde (14) ausgebildet ist, das einem in der Überwurfmutter ausgebildeten Innengewinde (31) entspricht.
Kombinierte Fräswerkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Spannzange (20) einen Befestigungsabschnitt (21) und einen Spannabschnitt (22) aufweist, wobei der Befestigungsabschnitt (21) in dem Stützabschnitt (12) befestigt ist, während der Spannabschnitt (22) aus dem Stützabschnitt (12) herausragt, und wobei eine Mehrzahl von Federklauen (15) an dem Spannabschnitt (22) ausgebildet ist.