DE1777097A1

DE1777097A1 - Verstellbares Werkzeug fuer spanabhebende Bearbeitung

Info

Publication number: DE1777097A1
Application number: DE19681777097
Authority: DE
Inventors: Keim Walter Harold
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-09-25
Filing date: 1968-09-05
Publication date: 1971-04-08
Also published as: FR1580790A; GB1228631A; SE331012B; DE1777097C3; US3486401A; CH481703A; DE1777097B2

Description

Dr. Horst Schüler

Patentanwalt *

6 Frankfurt/ Main 1 '

Uidctastr. 52

•4. SE* 1853 892-3DM-143

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road Sohenectady, N.Y. / USA

Verstellbares Werkzeug für spanabhebende Bearbeitung

Bekannte Bohrwerkzeuge bestehen im allgemeinen aus einer langen Stange oder einem langen Schaft, deren eines Ende an der Bohrmaschine befestigt wird und- deren anderes Ende ein spanabhebendes Werkzeug trägt. Wenn man das Ende mit dem spanabhebenden Werkzeug in eine Öffnung eines Werkstückes einsetzt und das Werkstück dreht, wird das Werkstück von dem Werkzeug epan-

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abhebend bearbeitet und die öffnung wird vergrößerto

Bekannte Bohrwerkzeuge werden je nach der Größe der au bohrenden Löcher in vielen verschiedenen Größen hergestellt. Um nun den Anwendungsbereich eines einzigen Bohrwerkzeugeβ zu vergrößern, hat man versucht* den Werkzeugkopf verstellbar auf der Bohrstange zu montieren, so daß Bohrungen verschiedener Größen hergestellt werden konnten und der Anwendungsbereich des Werkzeugs erweitert wurde. Es war jedoch im allgemeinen schwierig, verstellbare Bohrstangen für Präzisionsarbeiten einzustellen; außerdem waren derartige Bohrstangen für Präzisionsarbeiten häufig nicht geeignet.

Die Erfindung bezieht sich auf ein verstellbares spanabhd>endes Werkzeug mit einer Vorrichtung zum Verstellen und zur Halterung des Werkzeugkopfas, die einfach und in der Konstruktion und im Betrieb nicht aufwendig ist und die, was wichtiger

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ist, die Bewegung des Werkzeugkopfes im Verhältnis zu dem Schaft in genauen Schritten ausführt, so daß Spiel zwischen dem Werkzeugkopf und dem Schaft vermieden wird. Genauer gesagt, bezieht eich die Erfindung auf eine Sohwalbenschwanzpassung, die es ermöglicht, den Werkzeugkopf fest, aber verstellbar auf dem Schaft zu montieren. Die Schwalbenschwanzfassung wird von einer schräg zulaufenden Fläche in einer Nut des Schaftes und entsprechenden schräg zulaufenden

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Flächen an einer Verlängerung des Werkzeugkopfes und einem separaten Keil gebildet» Der Werkseugkopf auf den) Schaft; oder der Bohrstange wird mit Hilfe einer Präzin⁴er-r.teilschraube verstellt, die am Ende des Schaftes vorgesehen ist. Die Stellschraube ist auf drehbaren Lagerflächen genau zentriert und trägt eine Spiel verhindernde Mutter, die ständig gegeneinander wirkende Drücke axial auf die Stellschraube ausübt, 30 daß kein Spiel auftritt. Diese Mutter ist so mit dem Werkzeugkopf verbunder., daß der Werkzeugkopf bei Drehen der Stellachraube um einen bestimmten genauen Betrag geradlinig verstellt wird. Durch Anziehen der Schraube des Keils, der in eine entsprechend geformte Passung neben dem Werkzeugkopf eingepaßt ist, wird der Werkseugkopf in der gewünschten Stellung festgehalten.

Fig. 1 zeigt das Ende der Bohrstange mit dem verstellbaren Bohrwerkzeug nach der Erfindung von obenj

Pig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Bohrwerkzeuges nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht in der Richtung der Pfeile 3-3 der Fig. 1;

Fig. k zeigt eine Vorderansicht der Bohrstange ohne den Werkzeugkopf;

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Fig. 5 seigfc einen vergrößerten Querschnitt; durch das Bohrwerkzeugi

Fig. ο zeigt perspektivisch in einem Sprengbild die einzelnen Bestandteile des Bohrwerkseuges;

Fig. 7 seigt eine Seitenansicht, des Werkzeugkopf es an sich;

Pig. 8 zeigt eine Ansicht den rückwärtigen Endes des Werkzeugkopfes in der Pachtung der Pfeile 8-0 in Fig.. 7»

Nun soll auf die Figuren 1-3 Bezug genommen werden. Ein verstellbares Bohrwerkzeug 10 ißt aus einer länglichen Bohrstange oder einem Bohrschaft 11 gebildet, deren oberes Ende (nicht gezeigt} so ausgebildet ist, daß es an einer Bohrmaschine befestigt werden kann, und dessen unteres Ende als offene Nut 12 ausgebildet ist, die awei quer hindurchlaufende Seitenwände P aufweist. Die eine Seitenwand verläuft schräg nach innen auf die öffnung der Nut zu. Das Ende der Bohrstange weist einen ungefähr halbkreisförmigen Stutzenteil 13 auf,, der sich seitlich au der Nut hin öffnet und an die andere Seitenwand angrenzt«

Am Ende der Bohrstange ist ein Werkseugkopf 14 montiert. Er weist eine Zunge 15 auf, die mit dem Werkzeugkopf aus einem Stück besteht und quer au dem Werkeeugkopf angeordnet ist. Die

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Zunge weist nach innen Busamraenlaufende, abgeschrägte Seitenwinde auf und wird lose in die Nut 12 eingepaßt, so daß der Werkzeugkopf am Ende der Bohrstange entfernt werden kann. Die Zunge wird von einem Keil 16 unbewegbar in ihrer Stellung gehalten, der so geformt ist, daß er in die Wände des Stutzens 13 hineinpaßt. Er besitzt eine nach innen abgeschrägte Keilfläche 17 , die der Abschrägung der Kontaktfläche der Zunge 15 entspricht, und eine gegenüberliegende ungefähr halbkreisförraige Fläche 18, die bündig in den halbkreisförmigen Stutzen 13 hineinpaßt. Der Keil wird durch eine Keilschraube 19 in seiner Stellung befestigtj die Schraube greift in eine Gewinde Öffnung 19a ein, die in der Grundfläche des Stutzens 135 ausgebildet ist (siehe Fig. Jf). Die Keilschraube 19 muß gelöst werden, damit der Keil etwas gelockert und die Zunge verschoben werden kann.

Der Werkzeugkopf weist an einer Ecke eine Aussparung 20 zur Aufnahme eines auswechselbaren Schneideeinsatzes 21 auf. Der Schneideinsatz 21 wird auf einer Stützplatte oder einem Sitz 22 für den Schneideeinsatz montiert, und beide Teile werden durch eine stiftförmige Befestigung an dem Werkzeugkopf befestigt. Derartige Einsätze und zugehörige Sitze sind bekannt. Sie bestehen aus hartem Karbidmaterial und sind drehbar und auswechselbar angeordnet, so daß bei Abnutzung einer Schneid-

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kante nacheinander jede Sohneidkante des Einsatzes zum Schneiden benutzt wird und danach der Einsatz als ganzes ausgewechselt werden kann. Obwohl ein dreieckiger Schneideeinsatz gezeigt ist» ist die genaue Form des Schneideeinsatzes nicht erfindungserheblich.

Zur Bewegung des Werkzeugkopfes quer zu der Bohrstange ist eine Präzisionsverstellraöglichkeit vorgesehen. Hierfür ist, wie aua Pig. M und 5 klar ersichtlich ist, am Ende der Bohrstange eine Öffnung oder ein Längsschlitz 25 ausgebildet, der parallel zu der Mut 12 verläuft und sich zu der Nut 12 hin öffnet. Außerdem verläuft eine kleine, kxeieförmige Bohrung 26 von einer Seite der Bohrstange zu der einen Stirnwand des Längsschlitzes. Diametral gegenüber der Bohrung 26 verläuft eine größere Qewindebohrung 27 zur gegenüberliegenden Stirnwand des LängsSchlitzes.

In dem Längsschlitz ist eine PräBisionsstellschraube 28 angeordnet, die einen verjüngten Endabschnitt 29 zur Lagerung aufweist, der genau in die kleine Öffnung 26 hineinpaßt. Der Obergang zwischen dem mit Gewinde versehenen Absohnitt und dem verjüngten Endabschnitt der Schraube bildet eine umlaufende Schulter 30, die sich auf die Stirnwand des Längaachlitzee abstützt, d.h. dort, wo der Längsschlitz in die Bohrung 26 mit kleinerem Durchmesser übergeht.

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Das entgegengesetzte Ende der Stellschraube 28 weist eins innere konische Vertiefung 31 auf, die das entsprechend, ausgebildete Ende 32 einer Haltesehraube 33 aufnimmt, die ih die öffnung hineingeschraubt ist. Auf diese Weise ist die Stellschraube zwischen zwei gegenüberliegenden Lagerflächen fest eingeapannt und kann sich nicht in seitlicher Richtung verschieben.

Auf die Präzisionsstellsehraube ist eine Präsisionsstellrautter 3²J ge schraub t₃ die bei 35 geteilt ist, so daß zwei etwas federnde, auseinandergebogene Mutt-arnhälfter 36 entstehen. Diese sind jedoch miteinander verbunden und bilden einen Bolzen 37, eier in einen Einstecksockel 38 in das Ende des tferkseugkopfes hineinragt. Die Passung zwischen dem Bolaen und dem Einstecksockel ist genügend dicht., so daß sich diese beiden Teile nicht gegeneinander bewegen und eine Bewegung der Mutter 3¹I eine entsprechende Bewegung des Werkzeugkopf es bewirkt.

Da die Stellmufcter in die beiden auseinanderklaffenden Hälften 36 geteilt ist, werden gegeneinanderwirkende axiale Kräfte auf die Gewindeflanken der Stellschraube ausgeübt, so daß jegliches Spiel zwischen dem Mutterngewinde und dem Schraubengewinde vermieden wird. Man erhält also eine genaue Bewegung der Mutter als Folge einer Drehung der Schraube.

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Da die Stellschraube durch einander gegenüberliegende Lagerflächen gegen Verschiebung in Querrichtung gesichert; ist und eine aur Vermeidung von Spiel geschlitzte Stellmutter vorgesehen ist,und der Bolzen 37 verhältnismäßig fest in die.Vertiefung 38 in dem Werkzeugkopf eingepaßt ist, erhält man ein Werkzeug, das sehr genau verstellbar ist.

Zur Drehung der Stellschraube ist in ihrem verjüngten Lagerteil ein Loch HQ zur Aufnahme eines Schraubenschlüssels vorgesehen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind um die Bohrung 26 herum Markierungen '41 vorgesehen, und am Ende der Stellschraube ist eine Markierung 42 angebracht.

Beim Zusammenbau wird die Zunge 15 des Werkzeugkopfes in die Nut 12 eingeführt, und dann wird der Keil 16 in seine richtige Lage gebracht. Wenn der Werkzeugkopf nun verstellt werden soll, wird durch Lösen der Schraube 19 der Keil 16 leicht gelockert; dann wird ein passender Schraubenschlüssel in das am Ende der Stellschraube vorgesehene Loch kO eingesetzt und gedreht, so daß sich die Mutter verschiebt und diese wiederum den Werkzeugkopf bewegt und genau einstellt, so daß der Schneideeinsatz gtnau auf die zur Bearbeitung erforderliche Stellung eingestellt wird.

Als Beispiel der erreichbaren Genauigkeit bei Verwendung einer bewegbaren Stellschraube mit 40 Gewindegängen je 25,4 ram

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(1 Inoh) rückt die Mutter bei jeder gansen Umdrehung der Schraube um 25 Tausendstel eines Zolls Yor. Die Markierung ^Il kann also aus 25 Eins«!markierungen bestehen; dann entspricht ,jeweils 1/25 einer Umdrehung, d.h. der Abstand zwischen zwei Markierungen, einem Vorrücken der Stellmutter um 1/1000 Zoll,

Da bei allen praktischen Anwendungen kein Spiel auftritt, wird der Werkzeugkopf bei einer Bewegung der Mutter um 1/1000 Zoll ebenfalls um genau den gleichen Betrag verschoben. Wenn der Werkseugkopf in der gewünschten Stellung 1st, wird der Keil mit Hilfe der Schraube 19 wieder fest eingesetzt. Die Kombination des Keils und der Schwalbenschwanzpassung am anderen Ende der Nut schafft eine sichere und doch einfache Einstellung des Werkzeugkopfes an der richtigen Stelle.

Wenn die Stellschraube verschlissen oder beschädigt ist oder durch eine Stellschraube mit anderer Gewindesteigung ersetzt werden muß, kann die Halteschraube 33 mit dem konischen Ende ohne weiteres herausgeschraubt werden, so daß dann auch die Stellschraube durch die Bohrung entfernt werden kann.

Obwohl die Stellschraube leicht herausnehmbar ist, wird sie durch die konische Lagerfläohe 31 der Schraube 33> die Schulter 30 und die Lagerung in der Bohrung 26 auf ihrer Mittelachse präzise gehaltert.

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ANSPRÜCHE:

Ein verstellbares Bohrwerkzeug mit einem Stabschaft, an dessen einem Ende eine quer verlaufende, offene Nut gebildet ist, mit einem an diesem Stabende montierten Schneidkopf, der eine Zunge aufweist, die derart in der Nut befestigt ist, daß sie in Querrichtung auf der Länge der Nut verschiebbar ist, gekennzeichnet durch ein Quer loch (25) in dem Stabende, das parallel zur Nut (12) verläuft und. mit dieser durch eine öffnung verbunden ist, und dessen eines Ende (26) einen kleineren Durchmesser aufweist, eine in dem Querloch (25)drehbar gelagerte, mit Gewinde versehene Stellschraube (28), von der das eine Ende (29) in dem kleineren Lochende (26) gelagert ist und an diesem Ende auf der Flanke des Stabes zur Justierung der Stellschraube freiliegt, eine von der Oberfläche des Querloches (25) an dem übergang der Abschnitte mit größerem und kleinerem Durchmesser gebildeten Lagerschulter, auf der sich das Ende (29) der Stellschraube abstützt, weiterhin durch ein Lagerelement (32), auf dem das entgegengesetzte Ende der Stellschraube drehbar gelagert ist, so daß die beiden Lagerflächen zusammen für eine genaue Einstellung eine Querbewegung der Stellschraube verhindern, eine auf die Stellschraube (28) aufgeschraubte Kutter (3*0, deren Teil (37) in die Nut (12) hineinragt und mit dem Sohn«id-

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kopf (14) im Eingriff steht, bo daß die Mutter (3¹I) durch Drehen der Stellschraube (28) entlang der Achse dieser Schraube bewegbar ist, und der Schneidkopf (14) dadurch im Verhältnis zum Stabende in Querrichtung justierbar und festgehalten ist.
2. Ein verstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß das entgegengesetzte Ende der Stellschraube (28) auf dem Lagerelement (32) drehbar angebracht ist, das eine Schraube (33)_s die in eine Gewindebohrung (27) in der Seitenwand des Stabes eingeschraubt ist, mit einem konisch sugespitstem Ende (32) aufweist, wobei das konißöhesugespitzte Ende (32) in ein entsprechendes, am Ende der Stellschraube (28) gebildetes konisch zugespitztes Zapfenlager (3D eingepaßt ist,
3. Ein verstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch g ekennzeichnet, daß die Mutter· (34) -senkrecht zur Achse der Stellschraube (28) in zwei Mutterteile (36) geteilt ist, die durch den Abschnitt (37) der Mutter verbunden sind, der in die Nut (12) hineinragt, die beiden Abschnitte (36) etwas divergieren, so daß axial gegeneinander gerichtete Kräfte auf die Gewindegänge der Stellschraube (28) ausgeübt werden, und die Mutter ge-

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- 12 genüber der StelIschraube genau «insteilbar- ist,

-;. Einstellbare?? Bohrwerkseu^iaeh Anspruch 1 - 3 _s α a ά u r·- oh gekennzeie h η β t ,„ daß ein lösbare!' Keil (16) vorgesehen- ist, der in die Nut (12) zwischen der Zunge (15) und einer Wand der Nut (12) eingepaßt ist, so daß der Sohneidkopf (14) gegenüber dem Sb&bencJ.e fest eingespannt ist«

So Einstelliges Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 - k , d a durcn gekennzeichnet, daß in dem Sfeabenäe ein sau der Hufe hin. offener Einestseockel (13) mit ungefähr halbkreisförmig angeordneten Wänden angeordr«et ist miü die Breite des Sinsatae^ockeXß (13) etwas geringer als die Länge der Hut 1st, ein etwa halbkreisförmiger Keil (lo) in den Binsatsaeockel eingepaßt und durch eine lösbar© Schraube (19) befestigt ist_e und der Keil eine abgeflachte, nach innen abgeschrägte Wand (17) aufweist, die so auegebildet ist, daß sie mit der benachbarten Seitenwand der Zunge (15) aufeinanderliegend in Kontakt gebracht werden kann, so daß die Zunge gegen eine Bewegung im Verhältnis zu der Nut lösbar verspannt iat,

6» Einstellbares Bohrwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß es die in den Fig. 1-8 dargestellt^ und in der Beschreibung erläuterten Merkmale aufweist »

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