DE10250040B4

DE10250040B4 - Reibahlen-Schneidwerkzeug, Reibahle und Verfahren zum Befestigen eines Schneidwerkzeugs

Info

Publication number: DE10250040B4
Application number: DE10250040.1A
Authority: DE
Inventors: Gerald Minshall
Original assignee: Kennametal UK Ltd
Current assignee: Kennametal UK Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2022-10-26
Also published as: GB0125690D0; GB0224472D0; DE10250040A1; US6884008B2; US20030082021A1; GB2381767B; GB2381767A

Abstract

Ebenes Reibahlen-Schneidwerkzeug (16), wobei das Schneidwerkzeug (16) im Wesentlichen quadratisch ist und eine Vorderfläche (33), an welcher vier Schneidkanten (39) gebildet sind, die sich entlang der Seiten der Vorderfläche (33) erstrecken, und eine Rückseite (37) hat, an welcher eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (35) gebildet sind, die zwei Sätze von sich schneidenden Kerbverzahnungen (35A, 35B) umfasst, wobei jeder Satz von Kerbverzahnungen sich im Wesentlichen parallel zu zwei der Schneidkanten (39), senkrecht zu den anderen beiden Schneidkanten (39) und über die volle Länge der Rückseite (37) des Schneidwerkzeugs (16) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibahlen-Schneidwerkzeug, Reibahlen und ein Verfahren zum genauen Positionieren der Schneidkante von Schneidwerkzeugen bei einer Reibahle oder einem Bohrwerkzeug.
Reibahlen haben typischerweise längliche Schneidwerkzeuge, die in einem axialen Schlitz oder einer Ausnehmung in einem Reibahlen-Grundkörper festgeklemmt sind, und die axiale Position des Schneidwerkzeugs relativ zu dem Reibahlen-Grundkörper wird justiert mittels eines Paares von Justierschrauben, die direkt auf das Schneidwerkzeug wirken und das Schneidwerkzeug im wesentlichen radial bewegen. Eine solche Anordnung ist in der US 4 547 102 A offenbart.
Die vorerwähnte Anordnung hat den Nachteil, dass, wenn das Schneidwerkzeug durch Einstellen einer oder beider Justierschrauben bewegt wird, das Schneidwerkzeug um kleine Beträge kippen kann, so dass die Schneidkante nicht innerhalb akzeptierter Toleranzen über ihre gesamte Länge hinweg liegt und das Schneidwerkzeug sich auch bei seiner Radialbewegung axial relativ zu dem Reibahlen-Grundkörper bewegen kann. Diese sehr kleine Bewegung des Schneidwerkzeugs ist inakzeptabel, wenn eine Bearbeitung mit sehr geringen Toleranzen von bis zu 50 μ erfolgt. Das bedeutet, dass die genaue Justage des Schneidwerkzeugs ein zeitraubender Vorgang ist, der durch Versuch und Irrtum erzielt wird.
Durch die US 5 211 516 A ist es auch bekannt, ein Schneidwerkzeug an einem Bohrwerkzeug zu haltern unter Verwendung eines Klemmschuhs, der in parallele Nuten auf der Vorderseite des Schneidwerkzeugs eingreift.
In der DE 10 2006 043 616 A1 ist eine Reibahle gezeigt, die an einer Stirnseite Ausnehmungen bzw. Nuten für Messerplatten aufweist. Die Befestigung der Messerplatten innerhalb der Nuten ist dadurch gewährleistet, dass sich die Messerplatten in axialer Richtung weit in die Reibahle hinein erstrecken. Die Messerplatten sind in den Nuten eingeklebt, geklemmt, geschraubt oder eingelötet.
Die DE 198 21 204 A1 beschreibt ein Schneidwerkzeug 1 für eine Zerkleinerungsmaschine. Das Schneidwerkzeug weist mehrere Schneidkanten auf, wobei die oberen Kanten mit vorspringenden Zähnen ausgebildet sind. Die Zähne stehen jedoch über das Schneidwerkzeug hinaus. In dem Schneidwerkzeug ist ferner eine Bohrung vorgesehen, die mit einer Bohrung in einem Träger des Schneidwerkzeugs derart fluchtet, dass das Schneidwerkzeug in dem Träger durch ein Befestigungsmittel gehalten werden kann.
In der US 1,938,717 A ist eine Reibahle gezeigt, die eine Ausnehmung für ein Schneidwerkzeug aufweist. Das Schneidwerkzeug weist Vertiefungen bzw. Einbuchtungen auf, die mit pyramidenförmigen Vorsprüngen in der Ausnehmung zusammenwirken. Ein Keil klemmt das Schneidwerkzeug am Grundkörper.
Die vorliegende Erfindung schafft ein ebenes Reibahlen-Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, welches vier Schneidkanten aufweist und wobei eine Rückseite des Schneidwerkzeugs mit zwei Sätzen von sich scheidenden Kerbverzahnungen versehen ist.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Reibahle nach Anspruch 3, bei der das Schneidwerkzeug mittels einer einzigen Justierschraube radial genau justiert werden kann, wodurch ein Wechsel der Schneidkanten oder Schneidwerkzeuge von Reibahlen mit einem Minimum an Ausfallzeit ermöglicht wird.
Das Reibahlen-Schneidwerkzeug hat eine Vorderfläche, an welcher eine Mehrzahl von Schneidkanten gebildet sind, und eine Rückseite, an welcher eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen gebildet sind, enthaltend Kerbverzahnungen senkrecht zu jeder Schneidkante.
Bei der Erfindung soll der Ausdruck ”Reibahle” auch Feinbohrwerkzeuge umfassen.
Das Schneidwerkzeug ist mit einem Loch oder einer Vertiefung versehen, das im Gebrauch eine Klemmschraube aufnimmt, wobei die Klemmschraube entweder durch das Loch hindurchtritt oder mit seinem Kopf in die Vertiefung eingreift.
Die Kerbverzahnungen können verschiedene Formen haben einschließlich symmetrischer Kurven wie sinusförmige Wellen, Zickzackformen, Riffelung und nicht-symmetrische Kerbverzahnungen.
Das Schneidwerkzeug ist in radialer Richtung mittels eines einzigen Gewindestellers justierbar. Die ineinander greifenden Kerbverzahnungen verhindern ein Kippen des Schneidwerkzeugs. Die Kerbverzahnungen können auf einer Fläche der Ausnehmung gebildet sein oder alternativ auf einem herausnehmbaren Träger, der in der Ausnehmung gehaltert ist.
Das Schneidwerkzeug ist an der besagten Fläche durch eine Klemmschraube befestigt, die vorzugsweise durch das besagte Loch hindurchgeht, oder eine Festklemmplatte.
Bei einem quadratischen Schneidwerkzeug kann jede der vier Schneidkanten benutzt werden, indem die Klemmung des Schneidwerkzeugs gelöst wird, so dass die ineinandergreifenden Kerbverzahnungen freigegeben werden, dann das Schneidwerkzeug in gewünschter Weise gedreht und die Kerbverzahnungen wieder in Eingriff gebracht werden.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Befestigung eines Schneidwerkzeugs in einer Reibahle vorgesehen, bei welchem das Schneidwerkzeug in einer axialen Ausnehmung in dem Grundkörper der Reibahle angeordnet wird, wobei das Schneidwerkzeug Kerbverzahnungen auf seiner Rückseite aufweist und gegen ineinandergreifende parallele Kerbverzahnungen an der Reibahle festgeklemmt wird, die sich radial dazu erstrecken, und wobei die Schneidkante des Schneidwerkzeugs unter Verwendung einer Justiervorrichtung durch Bewegung des Schneidwerkzeugs längs der radialen Kerbverzahnung in eine neue Position justiert wird.
Es kann die Kante des Schneidwerkzeugs geändert oder das Schneidwerkzeug ausgewechselt werden einfach durch Herausnehmen des Schneidwerkzeugs von dem Träger und Umsetzen des Schneidwerkzeugs oder eines anderen identischen Schneidwerkzeugs auf die Kerbverzahnungen, so dass eine neue Schneidkante erhalten wird, wobei die ineinandergreifenden Kerbverzahnungen eine Neuausrichtung der besagten Schneidkante sicherstellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine isometrische Darstellung einer Reibahle nach der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Querschnitt der montierten Reibahle.
3 ist eine Draufsicht auf ein bei der Erfindung eingesetztes Schneidwerkzeug.
4 ist eine Seitenansicht des Schneidwerkzeugs in 3.
In den 1 und 2 der Zeichnungen ist eine Reibahle 11 dargestellt. Die Reibahle 11 weist einen Schaft 12 auf, der bei Benutzung in eine Werkzeugmaschine zum Drehen der Reibahle oder eines Werkstücks um seine Längsachse eingeklemmt ist.
Die Reibahle 11 hat einen zylindrischen Kopf 13, der wenigstens ein Schneidwerkzeug 16 trägt. Jedes Schneidwerkzeug 16 ist jeweils in einer Ausnehmung 19 angeordnet, die auf dem Umfang des Kopfes 13 vorgesehen ist. Der Kopf 13 hat auch eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Zentrierabsätzen 14, die im Abstand um den Kopf herum angeordnet sind. Wenn zwei Schneidwerkzeuge 16 verwendet werden, können diese diametral einander gegenüberliegend angeordnet sein.
Die Reibahle kann zwar mehr als ein Schneidwerkzeug 16 aufweisen. Der Einfachheit halber wird die Erfindung aber im einzelnen anhand nur eines Schneidwerkzeugs beschrieben. Jedes weitere Schneidwerkzeug ist im wesentlichen damit übereinstimmend. Das Schneidwerkzeug 16 ist radial zu dem Kopf 13 orientiert. Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, hat eine radiale Seite 21 einer Ausnehmung 19 einen Ausschnitt 22 an ihrem äußeren Ende, in welchem ein Schneidwerkzeug 16 mittels einer Klemmschraube 24 befestigt ist. Der Ausschnitt 22 hat eine Schulter 25, die am inneren Ende des Ausschnitts 22 gebildet ist und die im Abstand von der angrenzenden Seite des Schneidwerkzeugs liegt, und eine Seitenfläche 23, gegen welche das Schneidwerkzeug festgeklemmt ist.
Speziell in den 3 und 4 ist erkennbar, dass das Schneidwerkzeug 16 von im wesentlichen ebener, quadratischer Form ist und vier Seiten 39, eine Vorderseite 33 mit wenigstens zwei und vorzugsweise vier Schneidkanten 34 und eine Rückseite 37 mit einer Mehrzahl von Kerbverzahnungen aufweist. Die Kerbverzahnungen 35 umfassen Kerbverzahnungen, die sich im wesentlichen senkrecht zu den Schneidkanten 34 über die volle Länge des Schneidwerkzeuges erstrecken. Bei dem vorliegenden Beispiel mit vier Schneidkanten 34 erstreckt sich ein Satz von Kerbverzahnungen 34A quer zu dem anderen Satz von Kerbverzahnungen 35B, so dass die Kerbverzahnungen 35A und 35B einander scheiden und getrennte, pyramidenartige Vorsprünge bilden. Wenn nur zwei Schneidkanten auf gegenüberliegenden Seiten des Schneidwerkzeugs vorgesehen sind, erstrecken sich die Kerbverzahnungen nur zwischen diesen gegenüberliegenden Seiten.
Die Kerbverzahnungen 35 auf der Rückseite 37 des Schneidwerkzeugs greifen mit ähnlichen Kerbverzahnungen 36 auf der Radialfläche 23 des Ausschnitts 22 ineinander. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Kerbverzahnungen 35 und 36 die Form von flachseitigen, geraden Rippen von dreieckigem Querschnitt, wobei die Seiten am Scheitel einen Winkel zwischen 45° bis 90°, vorzugsweise von etwa 60° bilden. Die Kerbverzahnungen haben einen Abstand zwischen 1,00 mm und 1,75 mm, und die Oberkanten der Rippen sind abgefast. Im Schnittpunkt der Seitenfläche 23 des Ausschnitts und der radial inneren Seite des Ausschnitts ist ein axial verlaufendes Durchgangsloch 41 vorgesehen.
Das Schneidwerkzeug 16 ist in dem Ausschnitt durch die Schraube 24 gehalten, die durch ein Loch 38 in dem Schneidwerkzeug 16 hindurchtritt und in ein Gewindeloch in dem Kopf 12 eingreift. Das Schneidwerkzeug 16 ist in dem Ausschnitt 22 so gehalten, dass die Kerbverzahnungen 35 und 36 hart aufeinander liegen und alle Belastungen des Schneidwerkzeuges über die ineinandergreifenden Kerbverzahnungen auf den Grundkörper der Reibahle übertragen werden.
Die nach innen weisende Seite 39 des Schneidwerkzeugs liegt an wenigstens einem Steller 42 an. Jeder Steller 42 enthält einen sich verjüngenden Keil 48, der in einer sekantialen Bohrung 43 mittels einer Justierschraube 44 beweglich ist zur radialen Justage der Höhe der Schneidkante. Der gesamte Justierbereich ist etwa 0,5 mm. Zwischen der Schraube 24 und der Bohrung 38 ist genügend Spiel, um die radiale Justierung des Schneidwerkzeugs zu bewirken.
Wenn ein Schneidwerkzeug erstmals an einer Reibahle montiert wird, wird das Schneidwerkzeug auf die richtige radiale Justierung eingestellt durch die gebräuchliche Versuch-und-Irrtum-Technik durch Justierung der Position des Schneidwerkzeugs. Das Schneidwerkzeug wird typischerweise auf eine Genauigkeit von zwischen 3 bis 5 μ eingestellt. Wenn danach die Schneidkante 34 erneuert werden soll, wird das Schneidwerkzeug mit der daran vorgesehenen Schneidkante aus dem Ausschnitt 22 durch Lösen der Schraube 24 ausgebaut. Das Schneidwerkzeug wird dann neu positioniert, so dass es eine neue Schneidkante liefert, oder es wird durch ein neues, übereinstimmendes Schneidwerkzeug ersetzt. Da die Kerbverzahnungen 35 auf der Rückseite jedes Schneidwerkzeugs darin relativ zu den Schneidkanten des neuen Schneidwerkzeugs präzisionsgeschliffen sind, ergibt das neue Schneidwerkzeug nach dem Einbau in die Reibahle eine genau axial positionierte Schneidkante und braucht danach nur radial justiert zu werden.
Das Schneidwerkzeug 16 kann auf einem (nicht dargestellten) Träger montiert sein, und das Schneidwerkzeug 16 mit dem damit verbundenen Träger ist in der jeweiligen Ausnehmung 19 befestigt.

Claims

Ebenes Reibahlen-Schneidwerkzeug (16), wobei das Schneidwerkzeug (16) im Wesentlichen quadratisch ist und eine Vorderfläche (33), an welcher vier Schneidkanten (39) gebildet sind, die sich entlang der Seiten der Vorderfläche (33) erstrecken, und eine Rückseite (37) hat, an welcher eine Mehrzahl von Kerbverzahnungen (35) gebildet sind, die zwei Sätze von sich schneidenden Kerbverzahnungen (35A, 35B) umfasst, wobei jeder Satz von Kerbverzahnungen sich im Wesentlichen parallel zu zwei der Schneidkanten (39), senkrecht zu den anderen beiden Schneidkanten (39) und über die volle Länge der Rückseite (37) des Schneidwerkzeugs (16) erstreckt.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (16) mit einem Loch (38) oder einer Vertiefung versehen ist, das bei Benutzung eine Klemmschraube (24) aufnimmt.
Reibahle mit einem Grundkörper, der einen Kopf (13) mit einer axialen Ausnehmung (19) aufweist, und mit einem darin gehalterten ebenen Schneidwerkzeug (16) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schneidwerkzeug (16) mit einer von der Reibahle abstehenden axialen Schneidkante an der Reibahle montiert ist und die Kerbverzahnungen (35) auf der Rückseite (37) des Schneidwerkzeugs (16) und radiale Kerbverzahnungen (36) der Reibahle miteinander in Eingriff sind, so dass das Schneidwerkzeug (16) gegen axiale Bewegung gesichert ist.
Reibahle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (16) in radialer Richtung mittels eines einzigen Gewindestellers (42) einstellbar ist.
Reibahle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbverzahnungen (36) an der Reibahle auf einer Fläche (23) der Ausnehmung gebildet sind.
Reibahle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der vier Schneidkanten (34) durch Lösen der Klemmung des Schneidwerkzeugs (16) zum Lösen der ineinander eingreifenden Kerbverzahnungen (35, 36), dann Verdrehen des Schneidwerkzeugs (16) in gewünschter Weise und wieder in Eingriff-bringen der Kerbverzahnungen (35, 36) benutzt werden kann.
Reibahle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbverzahnungen der Reibahle auf einem Träger ausgebildet sind, der mit dem Schneidwerkzeug (16) in einer Ausnehmung (19) der Reibahle befestigt ist.
Verfahren zum Befestigen eines Schneidwerkzeugs einer Reibahle in einer axialen Ausnehmung (19) im Grundkörper der Reibahle, wobei das Schneidwerkzeug (16) im Wesentlichen quadratisch ist und eine Vorderfläche (33), an welcher vier Schneidkanten (39) gebildet sind, die sich entlang der Seiten der Vorderfläche (33) erstrecken, und eine Rückseite (37) hat, an welcher eine Vielzahl von Kerbverzahnungen (35) gebildet sind, die zwei Sätze von sich schneidenden Kerbverzahnungen (35A, 35B) umfasst, wobei jeder Satz von Kerbverzahnungen (35A, 35B) sich im Wesentlichen parallel zu zwei der Schneidkanten (39), senkrecht zu den anderen beiden Schneidkanten (39) und über die volle Länge der Rückseite (37) des Schneidwerkzeugs (16) erstreckt, wobei bei dem Verfahren die Schneidkante in der Ausnehmung an parallelen Kerbverzahnungen (36) der Reibahle, die mit den Kerbverzahnungen (35) des Schneidwerkzeugs (16) in Eingriff sind und sich radial zu dem Grundkörper erstrecken, festgeklemmt wird, und wobei die Schneidkante (34) des Schneidwerkzeugs (16) durch Bewegung des Schneidwerkzeugs (16) längs der radialen Kerbverzahnung (36) unter Verwendung einer einzigen Justiervorrichtung (42) justiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (16) einfach dadurch gewechselt wird, dass das Schneidwerkzeug (16) von der Reibahle entfernt und ein anderes, übereinstimmendes Schneidwerkzeug auf die Kerbverzahnungen (36) aufgesetzt wird.