DE10309903B4

DE10309903B4 - Halterteil für Maschinenwerkzeuge sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10309903B4
Application number: DE2003109903
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bierl; Jürgen Heilmann; Uwe Kretzschmann; Jacek Kruszynski
Original assignee: Komet Group GmbH
Current assignee: Komet Group GmbH
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: DE10309903A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halterteil für Maschinenwerkzeuge, das einen axial langgestreckten Schaft (10) und zwei an stirnseitigen Enden des Schafts angeordnete, vorzugsweise als Trennstelle, Schnittstelle oder Schneidenträger ausgebildete Funktionsteile (12, 14) aufweist. Um ohne Einbuße an Steifigkeit eine leichte Bauweise zu erhalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass der Schaft (10) einen von einer Außenwand (16) und zwei stirnseitigen Trennwänden (18, 20) begrenzten Hohlraum (22) aufweist, der in axialer Richtung von einer durch die Trennwände (18, 20) hindurchgeführten Versorgungsleitung (24) durchdrungen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halterteil für Maschinenwerkzeuge mit einem Schaft und zwei an den stirnseitigen Enden des Schafts angeordneten Funktionsteilen aus der Gruppe Trennstelle, Schnittstelle oder Schneidenträger, wobei der Schaft einen von einer Außenwand und zwei stirnseitigen Trennwänden begrenzten Hohlraum aufweist. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halterteils und auf dessen Verwendung.
Die gegebenenfalls mit einem Werkzeugteil verbundenen Halterteile werden in einer Werkzeugmaschine beispielsweise von einem Werkzeugwechsler ergriffen und zwischen Magazin und Maschinenspindel bewegt. Die von einem Werkzeugwechsler bewegbare Wechselmasse ist begrenzt. Deshalb lassen sich damit nicht beliebig schwere Werkzeug- und Halterteile transportieren. Um das Gewicht des Werkzeughalters zu reduzieren, wurde bereits ein Halterteil für Maschinenwerkzeuge vorgeschlagen ( DE-28 31 660 A1 ), das einen Schaft und zwei an den stirnseitigen Enden des Schafts angeordnete Funktionsteile aufweist, wobei der Schaft ein von einer Außenwand und zwei stirnseitigen Trennwänden begrenzten Hohlraum aufweist. Die mit den Funktionsteilen versehenen Trennwände sind dort verschraubt. Jede Schraubverbindung hat beim Betrieb eines drehenden Werkzeugs jedoch das Problem, dass sich die Schrauben lösen können.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Halterteil für Maschinenwerkzeuge der eingangs angegebenen Art zu entwickeln und eine vorteilhafte Verwendung hierfür anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentansprüchen 1, 18 und 22 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die Halterteile ohne größere Einbuße an Steifigkeit und Stabilität auch mit relativ großen Hohlräumen versehen werden können. Dementsprechend wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass die Funktionsteile stoffschlüssig mit dem Schaft verbunden sind und dass der Hohlraum in axialer Richtung von einer durch die Trennwände hindurchgeführten Versorgungsleitung durchdrungen ist. Die Versorgungsleitung ist dabei zweckmäßig als Kühlmittelrohr ausgebildet. Eine fluiddichte Durchführung der Versorgungsleitung durch die stirnseitigen Trennwände sorgt dafür, dass der Hohlraum nicht unerwünscht mit dem Kühlmittel geflutet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Wandstärke der Außenwand weniger als 25% des Außendurchmessers der Außenwand. Zweckmäßig beträgt die Wandstärke der Außenwand zwischen 5 und 20% des Außenwandaußendurchmessers. Dementsprechend beträgt der Hohlraumdurchmesser mindestens 50%, vorzugsweise 60 bis 90% des Außenwandaußendurchmessers.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Funktionsteile axial außerhalb der Trennwände angeordnet sind. Die Funktionsteile können beispielsweise als ABS-Trennstelle (ABS ist eine eingetragene Marke der Firma Komet) oder als HSK-Trennstelle (HSK bedeutet Hohlschaftkegel) ausgebildet sein. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass eines der Funktionsteile als Schneidkopf, beispielsweise als Traversenschneidkopf, ausgebildet ist.
Die Funktionsteile sind zweckmäßig stoffschlüssig mit dem Schaft verbunden. Zumindest eines der Funktionsteile kann am Schaft einstückig angeformt sein. Weiter ist es von Vorteil, wenn zumindest eines der Funktionsteile mit dem Schaft verschweißt, vorzugsweise reibverschweißt, verlötet oder verklebt ist. Die Funktionsteile und/oder der Schaft können aus unterschiedlilichen Werkstoffen bestehen, z. B. aus Aluminium, Stahl und/oder Buntmetall.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Versorgungsleitung als Rohrstück ausgebildet ist, das mit seinen Enden durch Bohrungen in den Trennwänden hindurchgreift und mit diesen fluiddicht verbunden ist. Das Rohrstück kann mit seinen Enden mit den Trennwänden verpresst, verschweißt, verlötet oder verklebt sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine der Trennwände Bestandteil des benachbarten Funktionsteils.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Halterteile wird gemäß der Erfindung zweckmäßig so verfahren, dass in ein zylindrisches Rohteil im ungehärteten Zustand ein einseitig axial offener, zur anderen Seite hin axial begrenzter Hohlraum eingebracht wird, dass am offenen Ende des Rohteils ein weiteres zylindrisches Rohteil stoffschlüssig angefügt wird, und dass das so vorgeformte Halbfertigteil einer spanabhebenden Nachbearbeitung und Endbearbeitung unterzogen wird. Vorteilhafterweise wird das auf diese Weise fertig bearbeitete Bauteil unter Temperaturerhöhung gehärtet. Die beiden zylindrischen Rohteile werden zweckmäßig durch Reibschweißen miteinander verbunden.
Weiter wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in das Halbfertigteil ein den Hohlraum und dessen Trennwände durchdringendes Rohrstück eingesetzt und unter Aufweitung in Bohrungen der Trennwände eingepresst.
Die erfindungsgemäßen Halterteile werden zweckmäßig als Verlängerungsstücke, Adapaterstücke, Reduzierungsstücke oder als Werkzeughalter verwendet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
1 einen Längsschnitt durch ein Halterteil mit zentralem Hohlraum und endseitigen Funktionsteilen;
2a und b je eine Seitenansicht eines aus zwei Rohteilen zusammengefügten Halbfabrikats und des fertigen Halterteils.
Das in der Zeichnung dargestellte Halterteil ist als Verlängerungsstück und/oder Adapterstück für Maschinenwerkzeuge bestimmt. Es umfasst einen axial langgestreckten Schaft 10 mit zwei an den stirnseitigen Enden des Schafts angeordneten Funktionsteilen 12, 14, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Aufnahmen einer HSK-Trennstelle und einer ABS-Trennstelle ausgebildet sind. Der Schaft 10 weist einen von einer Außenwand 16 und zwei stirnseitigen Trennwänden 18, 20 begrenzten Hohlraum 22 auf, der in axialer Richtung von einer durch die Trennwände 18, 20 flüssigkeitsdicht hindurchgeführtem, vorzugsweise als Kühlmittelrohr ausgebildeten Versorgungsleitung 24 durchdrungen ist. Die Versorgungsleitung 24 ist an ihren Enden 26, 28 innerhalb der Bohrungen 30, 32 mit den Trennwänden 18, 20 verpresst. Das Funktionsteil 12 ist am Schaft 10 angeformt, während das Funktionsteil 14 im Bereich der Fügenaht 34 mit dem Schaft 10 reibverschweißt ist.
Die Wandstärke der Außenwand 16 ist so dimensioniert, dass eine für den bestimmungsgemäßen Gebrauch ausreichende Steifigkeit erhalten bleibt. Die Wandstärke beträgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 10% des Außendurchmessers der Außenwand 16. Dementsprechend ist das Verhältnis zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser des Schafts 10 im Bereich des Hohlraums 22 etwa 0,8.
Wie aus 2a zu ersehen ist, wird das Halterteil aus zwei zylindrischen Rohteilen 36, 38 hergestellt, die im ungehärteten Zustand unter Bildung des Hohlraums 22 und einer Bohrung 32 vorgebohrt sind und die an der Fügestelle 34 durch Reibschweißen zusammengefügt werden. Die anschließende Fertigbearbeitung zum Fertigteil gemäß 2b erfolgt an dem gefügten Halbfertigteil gemäß 2a auf einem Bearbeitungszentrum. Das Fertigteil wird schließlich bei erhöhter Temperatur gehärtet und anschließend mit der Versorgungsleitung 24 (1) bestückt.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf ein Halterteil für Maschinenwerkzeuge, das einen axial langgestreckten Schaft 10 und zwei an stirnseitigen Enden des Schafts angeordnete, vorzugsweise als Trennstelle, Schnittstelle oder Schneidenträger ausgebildete Funktionsteile 12, 14 aufweist. Um ohne Einbuße an Steifigkeit eine leichte Bauweise zu erhalten, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass der Schaft 10 einen von einer Außenwand 16 und zwei stirnseitigen Trennwänden 18, 20 begrenzten Hohlraum 22 aufweist, der in axialer Richtung von einer durch die Trennwände 18, 20 hindurchgeführten Versorgungsleitung 24 durchdrungen ist.

Claims

Halterteil für Maschinenwerkzeuge mit einem Schaft (10) und zwei an den stirnseitigen Enden des Schafts angeordneten Funktionsteilen (12, 14) aus der Gruppe Trennstelle, Schnittstelle oder Schneidenträger, wobei der Schaft (10) einen von einer Außenwand (16) und zwei stirnseitigen Trennwänden (18, 20) begrenzten Hohlraum (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsteile (12, 14) stoffschlüssig mit dem Schaft (10) verbunden sind und dass der Hohlraum (22) in axialer Richtung von einer durch die Trennwände (18, 20) hindurchgeführten Versorgungsleitung (24) durchdrungen ist.
Halterteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (24) als Kühlmittelrohr ausgebildet ist.
Halterteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Außenwand (16) weniger als 25% des Außendurchmessers der Außenwand (16) beträgt.
Halterteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Außenwand 5 bis 20% des Außenwandaußendurchmessers beträgt.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Hohlraums (22) mindestens 50% des Außenwandaußendurchmessers beträgt.
Halterteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumdurchmesser 60 bis 90% des Außenwandaußendurchmessers beträgt.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsteile (12, 14) axial außerhalb der Trennwände (18, 20) angeordnet oder diesen zugeordnet sind.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Funktionsteile als Aufnahme einer ABS-Trennstelle ausgebildet ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Funktionsteile als Aufnahme einer HSK-Kupplung ausgebildet ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Funktionsteile als Schneidkopf ausgebildet ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Funktionsteile (12) am Schaft (10) angeformt ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Funktionsteile (14) mit dem Schaft (10) verschweißt, verlötet oder verklebt ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Funktionsteile (14) mit dem Schaft (10) reibverschweißt ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (24) als Rohrstück ausgebildet ist, das mit seinen Enden (26, 28) durch Bohrungen (30, 32) in den Trennwänden (18, 20) hindurchgreift und mit diesen fluiddicht verbunden ist.
Halterteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (24) an seinen Enden (26, 28) mit den Trennwänden (18, 20) verpresst, verschweißt, verlötet oder verklebt ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Trennwände (20) Bestandteil des betreffenden Funktionsteils (14) ist.
Halterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsteile und/oder der Schaft aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Verfahren zur Herstellung eines Halterteils für Maschinenwerkzeuge, der einen Schaft (10) und zwei an stirnseitigen Enden des Schafts (10) angeordnete Funktionsteile (12, 14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in ein zylindrisches Rohteil (36) im ungehärteten Zustand ein einseitig axial offener Hohlraum (22) eingebracht wird, dass am offenen Ende des Rohteils (36) ein weiteres zylindrisches Rohteil (38) stoffschlüssig angefügt wird und dass das so vorgeformte Halbfertigteil einer spanabhebenden Nachbearbeitung und/oder Endbearbeitung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das fertig bearbeitete Halbfertigteil bei erhöhter Temperatur gehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zylindrischen Rohteile (36, 38) durch Reibschweißen miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ihn das Halbfertigteil ein den Hohlraum (22) und dessen Trennwände (18, 20) durchdringendes Rohrstück (24) eingesetzt wird, dessen Enden unter Aufweitung in Bohrungen (30, 32) der Trennwände (18, 20) verpresst werden.
Verwendung des Halterteils nach einem der Ansprüche 1 bis 17, als Verlängerungsstück, Adapterstück, Reduzierstück oder als Werkzeughalter für den Einsatz in Werkzeugmaschinen.