DE1147458B

DE1147458B - Werkzeughalter, insbesondere fuer flache, plaettchenfoermige Schneidwerkzeuge aus Hartmetall

Info

Publication number: DE1147458B
Application number: DEH34610A
Authority: DE
Inventors: Edward Hill
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-10-25
Filing date: 1958-10-23
Publication date: 1963-04-18
Also published as: CH351157A; US3097417A; FR1241654A; GB831244A

Description

Es sind Dreh- und ähnliche Werkzeuge bekannt, bei denen ein vielkantiges oder kreisrundes plättchenförmiges Schneidwerkzeug um seine Achse drehbar am einen Ende eines Werkzeughalters montiert ist, so daß durch Drehen nacheinander die einzelnen Teile der Schneidkante in Arbeitsstellung gebracht werden können. Der Schaft des Werkzeughalters weist eine Ausnehmung auf, auf der das Schneidwerkzeug ruht, wobei seine eine Fläche gegen die Hinterfläche der Ausnehmung gedrückt werden kann, um das Schneidwerkzeug sicher in der Ausnehmung festzuhalten, nachdem das Schneidwerkzeug in seine Sollage gebracht worden ist.

Insbesondere in Verbindung mit Schneidwerkzeugen aus Stahl ist es bekannt, die Hinterfläche der Ausnehmung im Werkzeughalter zu hinterschleifen, während der untere Teil der Fläche des Schneidwerkzeuges einen entsprechenden Vorsprung besitzt, der in die hinterschliffene Hinterfläche der Ausnehmungen gedrückt wird, so daß ein positives Hindernis gegenüber einem Anheben des Schneidwerkzeuges in der Ausnehmung vorgesehen ist; denn die vorspringende Fläche des Schneidwerkzeuges und die hinterschliffene Hinterfläche der Ausnehmung greifen fest ineinander. Naturgemäß kann ein derartiges Schneidwerkzeug nicht umgekehrt werden, so daß nur die Schneidkanten rund um die obere Fläche einsetzbar sind. — Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden.

Die Erfindung beschäftigt sich im übrigen insbesondere mit Werkzeugen, bei denen das Schneidwerkzeug aus Tungsten-Karbid oder ähnlichem Hartmetall besteht und außerdem umgedreht werden kann, so daß die Schneidkanten rund um ihre obere und untere Fläche verwendet werden können, indem zunächst das Schneidwerkzeug fortschreitend gedreht wird, um die obere Kante zu verwenden, dann umgedreht wird und schließlich wiederum gedreht wird, um die untere Kante zu benutzen. Diese Maßnahmen will die Erfindung auf besonders einfache Weise verwirklichen. Bisher wurde es als nötig erachtet, ein derartiges umwendbares Schneidwerkzeug durch Klemmmittel, welche auf die obenliegende Fläche des Schneidwerkzeuges drücken, zu sichern.

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit einer Ausnehmung an seinem einen Ende zur Aufnahme eines drehbaren und umwendbaren flachen plättchenförmigen Schneidwerkzeuges, insbesondere aus Tungsten-Karbid, welches in der Mitte ein Loch aufweist und dessen eine Kante gegen die Hinterkante der Ausnehmung gedrückt wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Seitenflächen des Schneidwerk-Werkzeughalter, insbesondere für flache,

plättchenfönnige Schneidwerkzeuge

aus Hartmetall

Anmelder:
Edward Hill, Sheffield (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Idel

und Dipl.-Phys. Dr. W. Andrejewski, Patentanwälte, Essen, Kettwiger Str. 36

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 25. Oktober 1957 (Nr. 33 324)

Edward Hill, Sheffield (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

zeuges zur oberen und unteren Fläche senkrecht sowie die Hinterfläche der Ausnehmung in dem Werkzeughalter senkrecht zur Grundfläche des Schneidwerkzeuges verläuft, und daß das Schneidwerkzeug in dem Werkzeughalter durch einen an sich bekannten Exzenter, der drehbar im Werkzeughalter und dem Loch in dem Schneidwerkzeug sitzt, gehalten ist, wobei dieses Festhalten lediglich durch die Reibung zwischen dem Exzenter und der Lochfläche sowie zwischen der Fläche des Schneidwerkzeuges und der Hinterfläche der Ausnehmung gewährleistet ist.

Die Verteilung der Exzenterwirkung über die gesamte Fläche der Hinterkante des Schneidwerkzeuges ermöglicht es, das Schneidwerkzeug äußerst fest zu halten, da Hartmetalle, wenn sie auch spröde sind, doch gegenüber Druck sehr widerstandsfähig sind.

Der starke Druck, der durch die Drehung des Exzenters ausgeübt wird, wird durch das Schneidwerkzeug sehr gut ausgehalten. Überraschenderweise ermöglichen die festhaltenden Reibungskräfte, das Schneidwerkzeug selbst dann festzuhalten, wenn bei der Arbeit mit dem Werkzeug beträchtliche Schwingungen auftreten. Ein besonderer Vorteil liegt dabei darin, daß nicht nur rund um die obere und untere Fläche des Schneidwerkzeuges Schnittkanten vorgesehen sind, sondern daß das Umkehren des Schneidwerkzeuges äußerst schnell ausgeführt werden kann, da eine leichte Rückdrehung des Exzenters das Schneidwerkzeug freigibt, welches dann ohne weiteres an-

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gehoben werden kann, da einem derartigen Herausheben kein Hindernis mehr entgegensteht, wie dies bei hinterschliffenen Hinterflächen der Ausnehmung bei dem eingangs erwähnten bekannten Werkzeughalter der Fall ist.

Das plättchenförmige Schneidwerkzeug selbst kann äußerst leicht hergestellt werden, da die Seitenflächen, die im rechten Winkel zur Ober- und Unterfläche liegen, sehr leicht geformt werden können, ebenso wie das Loch zur Aufnahme des Exzenters. Zweckmäßigerweise werden indessen in der Ober- und der Unterfläche hinter den Schneidkanten Nuten vorgesehen, um die Metallspäne, die beim Schneiden mit den Kanten entstehen, zu brechen. Diese Nuten können gleichzeitig mit dem Schneidwerkzeug geformt werden.

Die Schneidwerkzeuge können im übrigen vielerlei Form besitzen, beispielsweise in bekannter Weise quadratisch, dreieckig und kreisrund ausgeführt sein, wobei es lediglich erforderlich ist, die Hinterfläche der Ausnehmung entsprechend der Hinterfläche des Schneidwerkzeuges gerade oder gebogen auszubilden.

Die Erfindung wird an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen

Fig. 1 und 2 einen Werkzeughalter mit einem quadratischen plättchenförmigen Schneidwerkzeug in einer Ansicht von der Seite und von oben,

Fig. 3 einen Werkzeughalter in vergrößertem Maßstab, von dem Ende aus gesehen, welches das Schneidwerkzeug trägt,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Fig. 3 längs der Linie 4-4,

Fig. 5 einen etwas abgeänderten Werkzeughalter mit einem quadratischen Schneidwerkzeug in vergrößertem Maßstab von oben gesehen,

Fig. 6 die Seitenansicht eines ebenfalls etwas abgeänderten Werkzeughalters, von dem das Schneidwerkzeug abgenommen ist,

Fig. 7 einen Schnitt durch ein plattenförmiges Schneidwerkzeug,

Fig. 8 das gleiche Bild wie Fig. 4, jedoch mit einer anderen Konstruktionslösung,

Fig. 9 bis 12 Werkzeughalter mit anderen Formen und Anbringungen des plattenförmigen Schneidwerkzeuges von oben gesehen.

Gemäß Fig. 1 und 2 besitzt ein einen quadratischen Querschnitt aufweisender Schaft, der als Werkzeughalter 1 dient, ein quadratisches plattenförmiges Schneidwerkzeug 2, z. B. aus Tungsten- oder anderen Karbiden, das auswechselbar in einer Ausnehmung 3 gelagert ist. Die Grundfläche 4 der Ausnehmung ist eben und verläuft senkrecht zu der Vorderfläche 5 und der Seitenfläche 6 des Werkzeughalters, welche in einem Winkel 7, 8 (Fig· 3 und 4) von etwa 5° geneigt sind, um dem plattenförmigen Schneidwerkzeug und der Seite eine Freigängigkeit zu sichern. Wie aus Fig. 2 und 5 zu ersehen ist, verläuft die Hinterfläche 9 der Ausnehmung 3 nicht rechtwinklig zu den Seiten des Werkzeughalters 1, und die Seitenfläche 6 des Werkzeughalters verläuft rechtwinklig zur Fläche 9, um eine abgerundete Kante des plattenförmigen Schneidwerkzeuges 2 in eine passende Stellung gegenüber den Flächen 5 und 6 zu bringen. Die Hinterfläche 9 der Ausnehmung verläuft senkrecht zu deren Grundfläche 4.

Gemäß Fig. 4 sitzt in einem mit Gewinde versehenen Loch 11, welches senkrecht zur Grundfläche 4 der Ausnehmung 3 und in der Mitte des Quadrates verläuft, bei dem die Flächen 5, 6 und die Fläche 9 drei Seiten begrenzen, ein Schraubbolzen 12, der einen Innensechskant 13 besitzt, in den ein Schlüssel gesteckt werden kann. Das Gewinde auf dem Bolzen 12 geht nicht ganz bis an die Grundfläche 4 der Ausnehmung 3, während an dem Bolzen ein leicht, etwa um 1 mm, exzentrischer Zapfen 14 angesetzt ist, wie dies mit A in Fig. 4, 5 und 8 bezeichnet ist. Der Zapfen geht dicht bis an die Oberfläche 15 des plattenförmigen Schneidwerkzeuges 2, dringt jedoch vorzugsweise nicht durch diese Fläche hindurch.

Das plattenförmige Schneidwerkzeug 2 weist die gleiche Stärke auf wie die Ausnehmung 3 an ihrer Fläche 9. Es besitzt ein Mittelloch 16 (Fig. 7), welches rechtwinklig zu der Ober- und Unterfläche des Schneidwerkzeuges verläuft, um eine enge Passung mit dem Zapfen 14 zu erzielen. Wenn der Zapfen 12 gedreht wird, so daß der Exzenterzapfen von der Fläche 9 der Ausnehmung 3 weggedreht wird, kann das Schneidwerkzeug 2 auf den Zapfen gesteckt werden, wobei zwischen der Hinterfläche 9 der Ausnehmung und der anliegenden Fläche 18 des plattenförmigen Schneidwerkzeuges etwas Spiel bleibt (17 in Fig. 5), wobei dieses Spiel jedoch geringer ist, als die Exzentrizität A des Zapfens 14. Eine Drehung des Bolzens 12 in Pfeilrichtung bewirkt, daß der Zapfen 14 die Fläche 18 fest an die Fläche 9 preßt, und der Zapfen erreicht eine selbstblockierende Stellung, wenn sein Hub nicht ganz die Senkrechte 19 von der Achse des Bolzens 12 auf die Fläche 9 erreicht. Dadurch wird sichergestellt, daß der Zapfen 14 nicht aus seiner selbstblockierenden Stellung herausgedrückt werden kann.

Der Blockierungsdrack des Zapfens 14 wird durch die Materialstärke des plattenförmigen Schneidwerkzeuges 2 zwischen dem Loch 16 und der Seite 18 ausgeübt und verteilt sich gleichmäßig auf die Seite 18, so daß durch ihn keine Beschädigung des Schneidwerkzeuges eintritt. Dieser Druck rührt von dem intensiven Reibungskontakt zwischen dem Zapfen 14 und der Innenfläche der Bohrung 16 sowie ebenfalls zwischen der Seite 18 und der Fläche 9 her, wodurch das Schneidwerkzeug 2 fest in der Ausnehmung 3 gehalten wird. Das somit gut auf dem Werkzeughalter gelagerte Schneidwerkzeug kann schweren Schneiddruck aufnehmen und die Blockierung, wenn es sich auch nur um reine Reibung handelt, bleibt fest, selbst wenn das Schneidwerkzeug unter Bedingungen verwendet wird, welche Vibrationen hervorrufen, wie es der Fall ist, wenn Material mit häufig unterbrochener Oberfläche bearbeitet wird.
Da der Zapfen 14 nicht aus der oberen Fläche 15 des Schneidwerkzeuges 2 heraussieht bzw. herauszusehen braucht, können die Späne frei abrollen, gleichgültig, welche Schneidkante des Schneidwerkzeuges 2 verwendet wird. Es gibt acht derartige Schneidkanten, da das plattenförmige Schneidwerkzeug umgewendet werden kann, wenn die vier Kanten auf der einen Seite abgenutzt sind. Hinter jeder Kante ist eine spanbrechende Nut 20 vorgesehen, die in Übereinstimmung mit der gewünschten Neigung des Schneidwerkzeuges gewinkelt sein kann. Daher kann durch eine Neigung, die in einem größeren Winkel verläuft als die Front- und Seitenneigung 7, 8, ein positiver Überhang an den Kanten der Flächen 5,6 vorgesehen werden. Ein Span, der auf die Innenkante

der Nut 20 trifft, wird nach oben ohne irgendwelche Behinderung an der oberen Fläche 15 abgespult und alsdann schnell gebrochen. Da die Bewegung des Spanes nicht behindert wird, so wird schließlich auch der Druck des Spanes auf den von ihm direkt betroffenen Teil der Schneidkante vermindert, der sonst zu einem »Verschweißen« des Metalls mit der Spitze führen könnte, wodurch die Kante nicht mehr schneiden könnte, wenn sie auch selbst noch nicht zu stark abgenutzt wäre.

In Fig. 8 wird ein plattenförmiges Schneidwerkzeug 2/4 in einer Ausnehmung 3 A in einem Werkzeughalter IA durch einen exzentrischen Zapfen 14 A eines glatten, runden Bolzens 12 A, der in eine glatte Bohrung UA eingepaßt ist, gehalten, wobei der Bolzen 12 A durch einen Verschlußbolzen 21 festgehalten wird, der in ein Querloch 22 in dem Werkzeughalter XA gesteckt ist und in die eine Seite einer Nut 23 im Bolzen 12 A paßt.

Für viele Zwecke liegen die seitlichen Abmessungen der Schneidwerkzeuge innerhalb der Breite des Werkzeughalters, der dann aus geradem quadratischem oder rechteckigem Material hergestellt werden kann, um in die standardmäßigen Werkzeugkasten zu passen. Dadurch, daß der Werkzeughalter weder nach oben noch nach unten irgendwelche Vorsprünge aufweist, kann er leicht ohne großen Raumbedarf in einem Werkzeugkasten einer Maschine untergebracht werden. Wenn indessen die Abmessung des Schneidwerkzeuges es erforderlich macht, kann dieses auch auf einem besonderen Kopf angesetzt werden, wie das Teil 24 in Fig. 5 zeigt, welches breiter ist, als der übrige Schaft 25 des Werkzeughalters. Man kann auch die Höhe des Schaftes verringern, wie in Fig. 6 im Teil 26 gezeigt wird.

So, wie ein quadratisches, umkehrbares plattenförmiges Schneidwerkzeug, wie es in Fig. 1 bis 7 gezeichnet ist, insgesamt acht Schneidkanten besitzt, so besitzt ein dreieckiges, plattenförmiges Schneidwerkzeug insgesamt sechs Schneidkanten. Fig. 9 zeigt ein dreieckiges Schneidwerkzeug 27, das durch einen Exzenterzapfen 9 an der Kante 28 einer Ausnehmung abgesichert ist, wobei die außenliegenden Schneidkanten 30, 31 gegenüber der Längsmittelachse des Werkzeughalters 32 asymmetrisch liegen. Demgegenüber liegen bei der Ausführung nach Fig. 10 die Schneidkanten 33 symmetrisch. Bei der Ausführung nach Fig. 11 wiederum liegt die eine Schneidkante 34 in einer Linie mit der Seite 35 des Werkzeughalters. Die Fig. 12 zeigt eine Abänderung, bei der das Schneidwerkzeug 36 kreisförmig ausgeführt ist und sich der entsprechend gebogenen Fläche 37 einer Ausnehmung anpaßt, wobei es durch einen Exzenterzapfen 38 blockiert wird. Das Schneidwerkzeug kann gedreht werden, um den gesamten Umfang in gewissen Abständen in Arbeitsstellung zu hingen. Ein derartiges kreisförmiges Schneidwerkzeug kann ebenfalls umgekehrt werden, so daß zwei vollständige Kreisumfänge als Schneidkanten zur Verfügung stehen. Jede derartige Kante kann mit einer durchlaufenden spanbrechenden Nut 39 ausgerüstet werden.

Der Exzenterzapfen wird am besten gehärtet, um wiederholtem Gebrauch widerstehen zu können, ja es kann sogar der gesamte Bolzen mit dem Zapfen gehärtet werden. Vorzugsweise wird die Spitze des Werkzeughalters leicht im Einsatz gehärtet, und zwar etwa bis zu einer Tiefe von 0,25 mm, um eine Abnutzung der Flächen direkt unter den Schneidkanten des Schneidwerkzeuges zu vermeiden. Aus dem gleichen Grunde kann die Spitze des Werkzeughalters auch verchromt werden.

Über den Inhalt der Patentansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung dienen nur der Erläuterung und haben keine patentrechtliche Bedeutung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Werkzeughalter mit einer Ausnehmung an seinem einen Ende zur Aufnahme eines drehbaren und umwendbaren, flachen plattenförmigen Schneidwerkzeuges, insbesondere aus Tungsten-Karbid, welches in der Mitte ein Loch aufweist und dessen eine Kante gegen die Hinterkante der Ausnehmung gedrückt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Seitenflächen (18, 30 oder 39) des Schneidwerkzeuges zur oberen und unteren Fläche senkrecht sowie die Hinterfläche (9) der Ausnehmung (3) in dem Werkzeughalter (1, 24, 26, 32 oder 35) senkrecht zur Grundfläche des Schneidwerkzeuges verlaufen, und daß das Schneidwerkzeug in dem Werkzeughalter durch einen an sich bekannten Exzenter (14 oder 14/4), der drehbar im Werkzeughalter und dem Loch in dem Schneidwerkzeug sitzt, gehalten ist, wobei dieses Festhalten lediglich durch die Reibung zwischen dem Exzenter (14, 14/4) und der Lochfläche sowie zwischen der Fläche des Schneidwerkzeuges und der Hinterfläche der Ausnehmung (3) gewährleistet ist.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (3) derart geformt ist, daß sie die eine Seite eines an sich bekannten dreieckigen flachen Schneidwerkzeuges (27) oder ein an sich bekanntes quadratisches Schneidwerkzeug (2) aufnehmen kann.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (7) so geformt ist, daß ein an sich bekanntes kreisförmiges flaches Schneidwerkzeug (36) hineinpaßt.

4. Werkzeughalter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise der Bolzen (12/4) in ein glattes Loch (11/4) in dem Werkzeughalter eingesetzt und mit einer Ringnut (23) versehen ist, in welche ein Verschlußstück (21) zur Verhinderung einer Axialbewegung im Loch einführbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 520 659;
britische Patentschrift Nr. 271 208.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen