DE102021006079A1

DE102021006079A1 - Sich Selbständig steuernde mechanische Einheit, bestehend aus Werkzeugaufnahme und Zerspanungswerkzeug mit geometrisch bestimmter oder unbestimmter Schneide.

Info

Publication number: DE102021006079A1
Application number: DE102021006079.2A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Fas- EntgratfräsersDadurch gekennzeichnet,das die Aufnahme des Zerspanungswerkzeugs als ein beweglicher Zylinder ausgeführt ist, welcher axial und radial in der Werkzeugaufnahme gelagert ist. Zur Lagerung kommen sowohl Radial- als auch Axiallager zum Einsatz. Eine Feder oder jedes dafür geeignete Element drückt den Zylinder in die vordere Ausgangslage. Zur Erhöhung des Andrucks, befindet sich im hinteren Teil der Aufnahme eine Verstellmöglichkeit, mit der der Druck auf den Kolben erhöht werden kann.Zum Schutz gegen eindringende Verunreinigungen, sowie zur Absicherung gene die auftretenden Fliehkräfte, befindet sich ein Schutzring im Bereich der Radiallagerung.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Wirtschaftliches Fasen und Entgraten von Werkstücken mit schwankender, ungleichmäßiger Rohteilkontur, in der laufenden Produktion.
Relevanter Stand der Technik
Werkzeugaufnahme mit Radial und Axial schwingender Aufnahme des Fas- Entgratfräsers.
Werkzeugaufnahme Pneumatisch / Elektronisch gesteuerter Einheit des Fas-Entgratfräsers.
Kritik am Stand der Technik
Durch die Radial/Axial bewegliche Aufnahme des Fas- Entgratfräsers, kommt dieser während der Bearbeitung des Werkstückes in Schwingen, was zu einer schlechten Oberfläche des bearbeiteten Werkstückes führt. Eine Bearbeitung kann nur sehr langsam erfolgen, damit der Tendenz zum Aufschwingen entgegengewirkt werden kann. Bei erfolgtem Aufschwingen muß der Bearbeitungsprozess durch ein Freifahren abgebrochen werden. Nach eine Beruhigung des Werkzeuges, kann dann neu angefahren werden. Diese Art der Bearbeitung, ist sehr Ineffektiv und erzeugt darüber hinaus, auch eine sehr unsaubere Oberfläche am Werkstück.
Bei der Pneumatisch / Elektronisch gesteuerten Werkzeugaufnahme, wird die Verstellung des Fas-Entgratfräsers, über den Entstehenden Bearbeitungsdruck beim Bearbeiten des Werkstückes, durch Sensoren ermittelt und dann durch Druckaufbau oder Druckverringerung, angeglichen. Dadurch sind nur begrenzte Vorschübe möglich. Dadurch in der Serienfertigung, nur bedingt einsetzbar. Außerdem sehr Anfällig und teuer.
Problemstellung, rationelle Bearbeitung von Werkstücken mit schwankender, ungleichmäßiger Roteilkontur.
Die Erfindung besteht aus einer Werkzeugaufnahme, zur Aufnahme in der zur Anwendung kommenden Maschine. Die Maschninenseitige Aufnahme kann jede bekannte Schnittstelle wie :

Zylinderschaft, SK-, HSK-, BT-Aufnahme, oder jede zukünftig entwickelte Schnittstelle sein.

Die Aufnahme des Bearbeitungswerkzeuges (Fas-Entgratfräser), erfolgt durch einen, in der Werkzeugaufnahme, gelagerten Zylinder. Dieser ist, um eine absolute Leichtgängigkeit zu gewährleisten, in einem Linearkugellager geführt. Alternativ, könnte auch jede andere Lagerung zum Einsatz kommen, welche eine spielfreie un leichtgängige Lagerung garantiert.
Zum Ausgleich der durch die Bearbeitung auftretenden Radialkräfte, welche der leichtgängigen axialen Bewegung des Zylinders verhindern könnten, kommen 2- oder mehr Radiallager zum Einsatz. Diese sind links und rechts einer Welle angebracht, welche durch den Zylinder verläuft und mittig mittels einer Schraube gesichert wird. Alternativ könnte auch jede andere Lagerung zumEinsatz kommen, welche die spielfreie und leichgänige Lagerung des auftretenden Drehmoments garantiert. Die Führung der Radiallager erfolgt im Gehäuse der Werkzeugaufnahme. Zum Schutz gegen die Auftretenden Radialkräfte, wird im Bereich der Radiallagerung, ein Schutzring angebracht, welche Einerseites die Aufgabe hat, das Eindringen von Schmutz zu verhinder, aber Andererseit auch die Aufgabe hat, den Schutz beim Versagen, der Radiallagerung, sicher zu stellen.
Die Länge der Lagerung gibt auch die Grenze für den Hub-bzw. Bewegungsbereich des Zylinder vor. Die Länge wird der Bearbeitungsaufgabe angepasst.
Als Gegendruck des Zylinders, befindet sich im inneren der Werkzeugaufnahme eine Feder. Diese hat einerseits die Aufgabe, den Zylinder im Ruhezustand an die vordere Ausgangsposition zu Bringen, und andrerseits ist sie die Gegenkraft für den , während der Bearbeitung, sich axial bewegenden Zylinders. Als Gegenkraft könnte ebenfalls eine in sich abgeschlossenes pneumatisches Element dienen, oder jedes andere dafür geeignete Mittel.
Zum erhöhen des Federdrucks, befindet sich am Ende der Feder ein Druckstück, welches mittels einer Schraube verstellt werden kann, um den Druck auf die Feder zu erhöhen. Die gilt ebenfalls für jede andere Form des Druckaufbaus, welche dafür geeignet ist.
Im Zylinder der Werkzeugaufnahme befindet sich der Fas-Entgratfräser, welcher eine geometrisch bestimmte Schneide besitzt.
Der Fas-Entgratfräser kann aus HSS / VHM / PKD / Keramik bestehen oder jedem andere Schneidstoff, welcher sich für die Bearbeitungsaufgabe eignet.
Der Durchmesser des Werkzeugs kann von Ø1 - Ø32 oder Größer getragen. Die maximal mögliche Zähnezahl wird durch die notwendige Ausgestaltung der Schneide begrenzt.
Der wichtigste Bereich bei der mechanischen Selbststeuerung liegt in der Ausgestaltung der Schneidengeometrie. Durch diese Ausgestaltungwird sowohl die Fasenbreite am zu bearbeiteten Werkstück, als auch die zu erwartende Oberfläche, bestimmt.
Der Sinnvolle einsetzbare Winkel am Fas-Entgratfräser liegt zwischen 10° bis 170°.
Zur Steuerung der erzeugten Fasenbreite am zu bearbeitenden Werkstück, ist ausschließlich der erste Freiwinkel am Fas-Entgratfräser verantwortlich.
Entgegen der geltenden Annahme, dass eine geometrisch bestimmte Schneide, einen Freiwinkel für ihre Funktion benötigt, wird bei der Erfindung kein konventioneller Freiwinkel angebracht.
Vielmehr ist es für die Funktion der mechanischen Selbststeuerung unabdingbar, das der erste Freiwinkel der Schneide, als Rundschliff ausgeführt wird. Die Breite des Rundschliffs liegt hierbei zwischen 0,05 und 1,5 mm.
Die Breite des Rundschliffs richtet sich nach dem zu bearbeitenden Werkstoff, sowie dem zur Anwendung kommenden Spanwinkel des Fas-Entgratfräsers, in axialer Richtung.
Aus dem Zusammenspiel dieser Parameter, steurt sich die mechanische Einheit selbst, und es wird eine konstante Fasenbreite bzw. Entgratung am Werkstück, mit sehr guter Oberfläche, erzeugt.
Rohteilschwankungen werden somit berücksichtigt und ausgeglichen.
Ausgleichsfutter Ø 8

9: Axiallager
8: VHM Fasfräser Ø 14×Ø8×50
7: Deckel
8: Schaftaufnahme
5: Druckstück
4: Radiallager
3: Schutzring
2: Druckfeder
1: Grundkörper Stahl

Claims

Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Fas- Entgratfräsers Dadurch gekennzeichnet, das die Aufnahme des Zerspanungswerkzeugs als ein beweglicher Zylinder ausgeführt ist, welcher axial und radial in der Werkzeugaufnahme gelagert ist. Zur Lagerung kommen sowohl Radial- als auch Axiallager zum Einsatz. Eine Feder oder jedes dafür geeignete Element drückt den Zylinder in die vordere Ausgangslage. Zur Erhöhung des Andrucks, befindet sich im hinteren Teil der Aufnahme eine Verstellmöglichkeit, mit der der Druck auf den Kolben erhöht werden kann. Zum Schutz gegen eindringende Verunreinigungen, sowie zur Absicherung gene die auftretenden Fliehkräfte, befindet sich ein Schutzring im Bereich der Radiallagerung.
Fas- Entgratfräser aus HSS, VHM, PKD, Keramik Dadurch gekennzeichnet, das der Fas- Entgratfräser, keinen ersten Freiwinkel besitzt, sondern in dem Bereich einen Rundschliff mit einer Breite von 0,05 mm bis 1,5 mm Breite aufweist. Dies gilt sowohl für den Radial- als auch den Axialen Freiwinkel des Fas-Entgratfräsers. Das Werkzeug kann sowohl beschichtet als auch unbeschichtet zum Einsatz kommen.