DE19807870C1 - Rundlaufendes Zerspanungswerkzeug - Google Patents
Rundlaufendes ZerspanungswerkzeugInfo
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Abstract
Ein insbesondere für Präzisionsbearbeitungen mit hoher Drehzahl geeignetes Zerspanungswerkzeug weist einen Werkzeuggrundkörper auf, an dem ein Werkzeug um eine quer zu der Drehachse festgelegte Schwenkachse verstellbar gelagert ist. Zur Verstellung dient eine Verstellvorrichtung, mit der die gewünschte Schwenkposition des Werkzeugs und damit der Flugkreis seiner Schneide in Grenzen einstellbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug ins
besondere ein rundlaufendes Zerspanungswerkzeug, das eine
drehende Arbeitsbewegung ausführt.
Bei der Zerspanung mit rotierenden Werkzeugen, wie
bspw. beim Bohren und beim Fräsen, kommen aufgrund zwi
schenzeitlich verfügbarer hochleistungsfähiger Werkstoffe
Werkzeuge zum Einsatz, die zum Teil mit äußerst hohen
Drehzahlen laufen. Die Werkzeuge müssen diesen Drehzahlen
gewachsen sein.
Darüber hinaus besteht häufig der Wunsch nach einer
hohen Bearbeitungsgenauigkeit und nach einer gewissen Ein
stellbarkeit des Werkzeugs. Bspw. sind Bohrwerkzeuge in
der Regel für einen bestimmten Bohrlochdurchmesser ausge
legt. Für unterschiedliche Bohrlochdurchmesser müssen dem
zufolge unterschiedliche Werkzeuge vorgehalten werden.
Sollen Zwischengrößen gebohrt werden, muss ein entspre
chendes neues Bohrwerkzeug angeschafft oder hergestellt
werden.
Auch bei anderen Zerspanungsoperationen, bspw. beim
Fräsen, beim Ausdrehen usw. wird häufig eine gewisse Ver
stellbarkeit an dem Zerspanungswerkzeug gefordert.
Aus der DE 30 42 939 A1 ist ein Werkzeughalter für ein
rotierendes Werkzeug bekannt, das einen treibenden Teil,
der mit einer Arbeitsspindel verbunden wird, sowie einen
getriebenen Teil aufweist, der zur Werkzeugaufnahme dient.
Beide Teile sind über eine Gelenkkupplung miteinander ge
kuppelt, die einen kugelförmigen Körper aufweist und in
einer kugelförmigen Ausnehmung allseitig schwenkbar gela
gert ist. Über ein Wälzlager ist der getriebene Teil zudem
senkrecht zur Werkzeugachse verschiebbar gelagert. Dadurch
kann der getriebene Teil während des Bohrens seine Schwen
klage ändern und sich an den Lauf einer vorgebohrten Boh
rung anpassen.
Außerdem ist aus der DE 36 30 126 A1 ein einstell
bares Zerspanungswerkzeug bekannt, das eine Werkzeugträ
gerachse aufweist, die in einem zwischen zwei Auflagen
befindlichen biegsamen Teil elastisch verbiegbar ist. Zur
Einstellung des Werkzeugs wird durch Belastung dieses
biegsamen Teils mit einer Vorspannkraft die neutrale
Längsfaser der Werkzeugträgerachse verformt.
Vor diesem Hintergrund ergibt sich die der Erfindung
zugrundeliegende Aufgabe, ein einstellbares Zerspanungs
werkzeug zu schaffen. Dieses Zerspanungswerkzeug soll mög
lichst drehzahlfest sein und eine hohe Bearbeitungsgenau
igkeit ermöglichen.
Diese Aufgabe wird mit einem Zerspanungswerkzeug ge
löst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 2 auf
weist.
Das Zerspanungswerkzeug weist einen an der Arbeits
spindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Werkzeug
grundkörper auf. An dem Werkzeuggrundkörper ist das ei
gentliche Werkzeug um eine Schwenkachse verstellbar gela
gert. Durch eine gezielte Verschwenkung des Werkzeugs ge
lingt es, den Durchmesser des Flugkreises einer oder meh
rerer Schneiden des Werkzeugs zu ändern, d. h. einzustel
len. Damit können mit dem Zerspanungswerkzeug bspw. unter
schiedliche Lochdurchmesser gebohrt oder unterschiedlich
breite Nuten gefräst werden.
Es hat sich gezeigt, dass die schwenkbare Lagerung
des Werkzeugs an dem Werkzeuggrundkörper eine besonders
drehzahlfeste und steife Lagerung des Werkstücks mit ein
fachsten Mitteln ermöglicht. Dabei genügt es, wenn der
Schwenkbereich einige Grad, bspw. 3° oder 5°, beträgt.
Entsprechend der Länge des Werkzeugs, d. h. des Abstandes seiner
Schneide von der Schwenkachse, ergibt sich ein Verstell
bereich, der größer als ein Millimeter sein kann. Damit
können bspw. im Durchmesserbereich von 5 bis 13 Millimeter
mit in ein oder zwei Millimeterabständen gestuften Zer
spanungswerkzeugen beliebige Durchmesser eingestellt wer
den.
Außerdem bietet die schwenkbare Lagerung des Werk
zeugs an dem Grundkörper in Verbindung mit einer Einstell
vorrichtung zur Fixierung einer gewünschten Schwenkposi
tion von vorne herein die Grundlage für eine steife Lage
rung des Werkzeugs durch direkte Verbindung zwischen dem
Werkzeug und dem Werkzeuggrundkörper und kurze Kraftfluss
wege. Damit ist dieser Grundaufbau, insbesondere für hohe
Drehzahlen und präzise Bearbeitungsforderungen geeignet.
Das Werkzeug kann ein stabförmig ausgebildeter läng
licher Stichel sein, der an einem Ende ein oder mehrere
Schneidkörper trägt oder an dem Schneiden ausgebildet
sind. Die Schneidkörper können aus Hartmetall oder Nicht
metall wie bspw. Diamant oder anderen Stoffen ausgebildet
sein. Es ist sowohl möglich ein oder mehrere bewußt ge
formte (geschliffene) Schneiden als auch zufällig ausge
bildete Schneiden vorzusehen, wie es bei Schleifwerkzeugen
der Fall ist. Der stabförmige Stichel ermöglicht die Be
arbeitung von Bohrungen und Nuten, wobei der Flugkreis
durchmesser der Schneiden des Stichels durch dessen Ver
schwenkung einstellbar ist. Der Stichel oder das sonstige
Werkzeug ist vorzugsweise mit seiner Längsrichtung im We
sentlichen parallel oder in dem von der Einstellvorrich
tung vorgegebenen Winkel zu der Drehachse des Werkzeug
grundkörpers angeordnet. Dabei kann das Werkzeug sowohl so
angeordnet sein, dass es sich im Wesentlichen um seine
Längsachse dreht, d. h. dass seine Längsachse mit der Dreh
achse des Werkzeuggrundkörpers zusammenfällt, als auch so,
dass es um die Drehachse umläuft. In letzterem Fall weist
es einen Radialversatz auf, der bspw. erforderlich ist, um
Bohrungen oder Nuten zu bearbeiten, deren Durchmesser bzw.
Breite deutlich größer ist als der Durchmesser des Sti
chels.
Bei einer gegen die Drehachse des Werkzeuggrundkör
pers radial versetzten Anordnung des Stichels wirken an
dem Stichel insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen Flieh
kräfte, die eine zusätzliche definierte Anlage des Sti
chels an der Einstellvorrichtung des Werkzeuggrundkörpers
bewirken, die insoweit als Widerlager wirkt. Durch diese
Vorspannung ergibt sich letztlich eine sehr steife Lage
rung des Stichels oder Werkzeugs.
Das Werkzeug sitzt mit seinem zylindrischen Schaft
vorzugsweise in einer Öffnung des Werkzeuggrundkörpers,
die den Schaft insoweit ganz umschließt. Die Öffnung kann
eine besonders sichere und präzise Lagerung des Werkzeugs
(Stichels) bewirken, wenn sie einen Querschnitt aufweist,
der eine Verschwenkung des Werkzeugs lediglich in einer
Richtung zulässt und das Werkzeug ansonsten führt. Bei
einem Stichel mit zylindrischem Schaft ist dies ein ovaler
Öffnungsquerschnitt. Die relativ flachen Flanken dieser
ovalen Öffnung führen den Schaft seitlich, wenn dieser
einen entsprechenden Durchmesser aufweist und in Seiten
richtung spielarm in der Öffnung sitzt.
Die schwenkbare Lagerung des Werkzeugs kann prinzi
piell mit unterschiedlichen Maßnahmen bewerkstelligt wer
den. Eine einfache und zweckmäßige Lösung ergibt sich
durch einen Stift, der quer durch die Öffnung des Werk
zeuggrundkörpers geht. Dieser Stift findet vorzugsweise in
eine an dem Ende des Schafts des Werkzeugs vorgesehene
Nut. Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Werkzeug ohne
Ausbau des Stifts axial in den Werkzeuggrundkörper einge
setzt und aus diesem herausgenommen werden kann. Soll das
Werkzeug an oder in dem Werkzeuggrundkörper verliersicher
gehalten werden, ist der Schaft des Werkzeugs vorzugsweise
mit einer Querbohrung versehen, durch die der Stift führt.
Der Stift kann eine Befestigung des Werkzeugs an dem
Werkzeuggrundkörper hinsichtlich der Übertragung von Axi
alkräften (axialen Druckkräften) als auch hinsichtlich der
Übertragung von Drehmomenten bewirken. Er kann deshalb
zugleich als Sicherungsmittel ausgebildet sein, das die
Übertragung zu großer Kräfte und/oder Drehmomente zwischen
dem Werkzeug und dem Werkzeuggrundkörper verhindert. Auf
einfache Weise kann dies mit wenigstens einer an dem Stift
vorgesehenen Sollbruchstelle bewirkt werden. Vorzugsweise
weist der Stift zwei zwischen dem Werkzeug und dem Werk
zeuggrundkörper angeordnete Sollbruchstellen auf, die
bspw. durch Ringnuten gebildet sind. Bei zu großer Last
schert der Stift in diesem Bereich ab, so dass der Stichel
(das Werkzeug) sich in dem Werkzeuggrundkörper drehen und
axial in diesem verschieben kann.
Der Stift kann prinzipiell auf unterschiedliche Wei
sen an dem Werkzeuggrundkörper befestigt werden. Bspw.
kann er in einer entsprechenden Querbohrung im Presssitz
gehalten sein. Ist der Stift nicht im Presssitz gehalten,
sind Ausführungsformen zweckmäßig, bei denen die Querboh
rung wenigstens abschnittsweise mit Innengewinde versehen
ist. Der Stift kann selbst einen Gewindekopf aufweisen
oder durch Madenschrauben gesichert werden.
Während die seitliche Lagerung des Werkzeugs oder
Stichels quer zur Schwenkrichtung bspw. von der Wandung
der Aufnahmebohrung des Werkzeuggrundkörpers übernommen
werden kann, dient zur Festlegung der Schwenkposition die
Einstellvorrichtung. Die Einstellvorrichtung wird durch
wenigstens ein Widerlagerelement gebildet, das eine feste,
jedoch verstellbare Anlage für das Werkzeug bildet und
dieses in einer festgelegten Schwenklage fixiert. Das
Widerlagerelement kann durch eine oder mehrere Stell
schrauben gebildet sein. Diese sind bspw. Madenschrauben,
die mit ihren Stirnflächen mit dem Werkzeug in Anlage ste
hen. Zwei einander gegenüberliegend angeordnete Maden
schrauben haben den Vorteil, dass sie nicht nur eine
Schwenklage des Werkzeugs eindeutig festlegen können, son
dern dieses zwischeneinander spannen können, so dass es
spielfrei gehalten ist.
Insbesondere bei für höhere und höchste Drehzahlen
vorgesehenen Zerspanungswerkzeugen ist es zweckmäßig, wenn
diese mit ein oder mehreren Auswuchtgewichten versehen sind,
die verstellbar gelagert sind. Damit wird es möglich,
fertigungsbedingte Unwuchten des Zerspanungswerkzeugs aus
zugleichen. Darüber hinaus können geringere Unwuchten, die
durch Verstellen der Schwenklage des Werkzeugs hervorgeru
fen werden können, mit den Auswuchtgewichten ausgeglichen
werden. Im Einzelfall kann ein einziges Auswuchtgewicht
genügen. Vorzugsweise sind zwei einander gegenüberliegend
angeordnete Auswuchtgewichte vorgesehen, die koaxial und
miteinander fluchtend quer zu dem Stift der Schwenklage
rung und von diesem beabstandet angeordnet sind. Damit
kann der Schwerpunkt des Werkzeuggrundkörpers quer zu dem
Stift verschoben werden, bis er die Drehachse des Zerspa
nungswerkzeugs trifft. Alternativ oder zusätzlich kann ein
Auswuchtgewicht vorgesehen sein, das sich parallel zu der
von dem Stift festgelegten Schwenkachse verstellen läßt.
Im Zusammenwirken mit den übrigen Auswuchtgewichten kann
der Schwerpunkt nun in beliebigen Radialrichtungen kor
rigiert werden.
Die Auswuchtgewichte sind bspw. relativ schwere Ma
denschrauben, die nicht zu leichtgängig in entsprechenden
Gewindebohrungen sitzen. Zur Sicherheit können die Gewin
debohrungen mit Sicherungsringen gesichert sein, die ein
Herausdrehen und Herausschleudern der Auswuchtgewichte
verhindern. Zur Erleichterung des Auswuchtens können die
Auswuchtgewichte und/oder die Einstellvorrichtung mit Mar
kierungen oder Skalen versehen sein.
Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der
Erfindungen sind Gegenstand von Unteransprüchen oder er
geben sich aus der Zeichnung oder der zugehörigen Be
schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug in
längsgeschnittener nicht maßstäblicher Darstellung,
Fig. 2 das Zerspanungswerkzeug nach Fig. 1, in ei
ner gegen die Darstellung der Fig. 1 gedrehten Seiten
ansicht,
Fig. 3 das Zerspanungswerkzeug nach Fig. 1, ge
schnitten entlang der Linie III-III in Fig. 1, in einem
anderen Maßstab,
Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform des Zer
spanungswerkzeugs, in einer der Fig. 3 entsprechenden
Darstellung,
Fig. 5 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des
Zerspanungswerkzeugs nach Fig. 1, in einer der Fig. 3
entsprechenden Darstellung
Fig. 6 das Zerspanungswerkzeug nach Fig. 1, ge
schnitten entlang einer Linie VI-VI in Fig. 1, in einem
anderen Maßstab, und
Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform des Zer
spanungswerkzeugs in längsgeschnittener nicht maßstäbli
cher vereinfachter Darstellung.
In Fig. 1 ist ein Zerspanungswerkzeug 1 veranschau
licht, das insbesondere für Bohr- oder Fräsbearbeitungen
oder andere Zerspanungsaufgaben mit rotierendem Werkzeug
vorgesehen ist. Das Zerspanungswerkzeug 1 weist einen
Werkzeuggrundkörper 2 auf, der bspw. rohrförmig ausgebil
det ist. An seinem oberen Ende 3 ist er mit einem geeigne
ten, lediglich schematisch mit einer gestrichelten Linie
angedeuteten Verbindungsmittel 4 versehen, das zur Verbin
dung des Werkzeuggrundkörpers 2 mit einer Arbeitsspindel
einer Werkzeugmaschine dient. Das Verbindungsmittel 4 kann
bspw. ein Kegelschaft sein. Durch das Verbindungsmittel 4
und die nicht weiter dargestellte Arbeitsspindel der Werk
zeugmaschine ist eine Drehachse 5 festgelegt, um die der
rohrförmige Werkzeuggrundkörper 2 in Gebrauch dreht. Der
Werkzeuggrundkörper 2 ist dabei konzentrisch zu der Dreh
achse 5 gehalten.
Wie sich aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 er
gibt, ist der außen zylindrisch oder prismatisch ausge
bildete Werkzeuggrundkörper 2 mit einer Zentralöffnung 7
versehen, die im Querschnitt bspw. oval ausgebildet und
koaxial zu der Drehachse 5 angeordnet ist. Die Zentralöff
nung 7 ist durch zwei halbzylindrische Wandungsabschnitte
8, 9 begrenzt, die durch mehr oder weniger plan ausgebil
dete Flächenbereiche 11, 12 untereinander verbunden sind.
In der Zentralöffnung 7 ist ein als Werkzeug dienen
der Stichel 14 drehfest gehalten, der im Wesentlichen
durch einen zylindrischen schlanken Stab 15 gebildet ist.
Sein in Fig. 1 oberer Teilabschnitt dient als Schaft 16,
der in die Zentralöffnung 7 ragt und in dieser gelagert
bzw. gehalten ist. Sein aus der Zentralöffnung 7 heraus
ragender Abschnitt bildet einen Finger, an dessen freiem,
von dem Werkzeuggrundkörper 2 abliegendem Ende wenigstens
eine Schneide 17 ausgebildet ist. Diese ist in einem Ab
stand A zu der Drehachse 5 angeordnet, der größer ist als
der Radius des Fingers 15. Dazu weist der Finger 15 an
seinem freien Ende einen radial nach außen weisenden Vor
sprung 18 auf, der entweder selbst mit der Schneidkante 17
versehen ist, oder ein oder mehrere Schneidkörper trägt.
Dies können bspw. Diamantkörner oder anderweitige Schneid
körper mit definiert oder zufällig ausgebildeten Schneiden
sein.
Der Stichel 14 ist an dem Werkzeuggrundkörper 2
schwenkbar gelagert. Dazu dient ein die Zentralöffnung 7
durchquerender Stift 21, der in einer in dem Werkzeug
grundkörper 2 ausgebildeten Querbohrung 22 sitzt. Der
Stift 21 legt eine Schwenkachse 23 fest, um die der Sti
chel 14 schwenkbar gelagert ist. Dazu weist dieser an sei
nem in der Zentralöffnung 7 befindlichen Ende des Schafts
16 eine über die Stirnfläche verlaufende Quernut 25 auf,
die eine Breite hat, die dem Durchmesser des Stifts 21
entspricht. Die Flanken der Nut 25 bilden Anlageflächen
zur Drehmomentübertragung, während die Bodenfläche der Nut
25 eine Anlagefläche zur Axialschubübertragung zwischen
dem Werkzeuggrundkörper 2 und dem Stichel 14 bildet. Inso
weit ist die Kontur der Nut 25 dem Querschnitt des Stifts
21 angepasst.
Der Stift 21 kann, wie aus Fig. 3 hervorgeht, im
Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, wobei die Quer
bohrung 22 ebenfalls glattwandig und zylindrisch ausge
bildet ist. Der Stift 21 sitzt in der Querbohrung 22 bspw.
im Presssitz. Als Überlastsicherung kann der Stift 21 bei
der jeweiligen Übergangsstelle, bei der die Querbohrung 22
in die Zentralöffnung 7 mündet, mit Ringkerben 25, 26 ver
sehen sein, die im einzelnen sehr fein, d. h. kaum wahr
nehmbar ausgebildet sein können.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist zur Einstellung der
jeweiligen Schwenkposition des um einige Grad (1° bis 5°)
schwenkbaren Stichels 14 eine Einstellvorrichtung 28 vor
gesehen, die im vorliegenden Fall durch zwei Madenschrau
ben 31, 32 gebildet wird. Diese sitzen zu einer gemein
samen Längsmittelachse 33 koaxial quer zu dem Querstift 21
in entsprechenden Gewindebohrungen 34, 35 des Werkzeug
grundkörpers 2. Die Madenschrauben 31, 32 weisen leicht
ballige Stirnflächen 36, 37 auf, die eine Anlagefläche für
den Schaft 16 bilden. Innensechskante 38, 39 gestatten das
Ansetzen eines Werkzeugs und die Einstellung der Schwen
klage des Stichels 14.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann sowohl die Maden
schraube 31 als auch die Madenschraube 32 jeweils mit ei
ner Markierung, wie bspw. einem Pfeil 31a versehen sein.
Diesem ist eine die Gewindebohrung 34 umgebende Skala 34a
(Rundskala) zugeordnet, an der die Verdrehung der Maden
schraube 31 ablesbar ist. Wegen der lediglich geringen
Winkelverstellung des Stichels ist eine Drehung der Maden
schraube 34 relativ genau proportional einer entsprechen
den Durchmesserverstellung an der Schneide 17. Die Skala
kann entsprechend kalibriert oder ausgelegt sein. Entspre
chend kann auch die Gewindebohrung 35 mit einer Skala ver
sehen sein.
Insbesondere wenn das Zerspanungswerkzeug 1 für hohe
Drehzahlen von bspw. über 10000 U/min bis zu 100000 U/min
eingesetzt werden soll, ist es zweckmäßig, wenn dieses mit
einem Auswuchtmittel 40 versehen ist. Dazu weist der
Grundkörper 2 zwei einander gegenüberliegend angeordnete
Gewindebohrungen 41, 42 auf, in die Auswuchtgewichte 43,
44 eingeschraubt sind. Diese sind bspw. als Madenschrauben
aus einem schweren Material ausgebildet und mit einem
Schlitz 45 zum Ansetzen eines geeigneten Betätigungswerk
zeugs, wie bspw. eines Schraubendrehers, versehen. Die
Auswuchtgewichte 43, 44 sind koaxial zueinander angeordnet
und können mehr oder weniger tief in ihre jeweilige Gewin
debohrung 41, 42 eingeschraubt werden. Dadurch kann der
Schwerpunkt in Bezug auf die Drehachse 5 in Schwenkrich
tung verlagert werden, so dass eine durch Schrägstellung
des Stichels 14 hervorgerufe Unwucht kompensierbar ist.
Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 6 hervorgeht,
kann die jeweilige Gewindebohrung 41, 42 insbesondere an
ihrem jeweils außen liegenden Ende mit einer Ringnut ver
sehen sein, in der ein Sicherungsring 46, 47 gehalten ist.
Dieser verhindert das Herausdrehen der Auswuchtgewichte
43, 44 aus den Gewindebohrungen 41, 42 infolge von Vibra
tionen oder Fliehkraft. Ergänzend können radial innenlie
gende Sicherungsringe 48, 49 in entsprechenden Ringnuten
sitzen, so dass verhindert wird, dass die Auswuchtgewichte
43, 44 zu weit in die Zentralöffnung 7 eingeschraubt wer
den.
Während die Auswuchtgewichte 43, 44 in einer zu der
Schwenkachse 23 rechtwinkligen Richtung 51 radial ver
stellbar gelagert sind, kann ein weiteres Auswuchtgewicht
vorgesehen sein, das in einer Richtung parallel zu der
Schwenkachse 23 verstellbar ist. Dieses Auswuchtgewicht
ist in Fig. 6 lediglich anhand seiner durch eine strich
punktierte Linie 52 markierten Verstellrichtung angedeu
tet. Weitere Auswuchtgewichte können in unterschiedlichen
Richtungen verstellbar vorgesehen sein.
Das insoweit beschriebene Zerspanungswerkzeug 1 ar
beitet wie folgt:
Beim Einrichten des Zerspanungswerkzeugs 1 wird mit
tels der Madenschrauben 31, 32 die gewünschte Schwenklage
des Stichels 14 und somit der Flugkreisdurchmesser der
Schneide 17 festgelegt. An einer entsprechenden Auswucht
maschine befestigt, kann das Zerspanungswerkzeug 1 in ei
nem Probelauf hinsichtlich seiner Unwucht ausgemessen wer
den, die dann durch Verstellen der Auswuchtgewichte 43, 44
korrigierbar ist.
Das so ausgewuchtete Zerspanungswerkzeug 1 wird dann
an einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine befestigt
und um die Drehachse 5 drehend angetrieben, wenn es mit
dem nicht weiter veranschaulichten Werkstück in Eingriff
kommt. An der Schneide 17 des Stichels 14 wirken nun
Fliehkräfte, die von dem Werkzeuggrundkörper 2 über die
Einstellvorrichtung 28 und den Stift 21 aufgenommen wer
den. Außerdem tritt an dem Stichel 14 ein gewisser Axial
schub auf, der von dem Stift 21 auf den Werkzeuggrundkör
per übertragen wird. Der Stift 21 überragt außerdem das
Antriebsdrehmoment von dem Werkzeuggrundkörper 2 auf den
Stichel 14, der das eigentliche Werkzeug bildet. Wird die
auf den Stichel 14 wirkende Axialkraft oder das übertrage
ne Antriebsdrehmoment zu groß, bricht der Stift 21 an sei
nen Sollbruchstellen, wodurch das durch den Stichel 14
gebildete Werkzeug vor Überlastung geschützt wird. Dies
insbesondere, weil der Stichel 14 selbst nur ein sehr ge
ringes Massenträgheitsmoment aufweist und auch bei hohen
Drehzahlen infolge seines geringen Schwungmoments seine
eigene Schneide 17 nicht beschädigen kann. Das Schwungmo
ment des Werkzeuggrundkörpers 2 wird jedoch bei brechendem
Stift 21 von dem Stichel 14 ferngehalten.
Während die an dem Stichel 14 angreifende Radialkraft
zwischen dem Stift 21 und der Einstellvorrichtung 28 auf
genommen wird, ist der Schaft 16 zwischen den Anlageflä
chen 11, 12 der Zentralbohrung 7 präzise geführt, wie ins
besondere aus Fig. 6 hervorgeht.
Eine alternative Ausführungsform des Zerspanungswerk
zeugs 1 ist aus Fig. 4 ersichtlich. Der Unterschied zu
der vorbeschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass
die Querbohrung 22 an einer Seite des Werkzeuggrundkörpers
2 als Stufenbohrung 22a ausgebildet ist, die Innengewinde
aufweist. Der gegenüberliegende Teil 22b der Querbohrung
weist einen zylindrischen Abschnitt zur Aufnahme des
Stifts 21 auf, an dem sich ein trichterförmig erweiternder
Abschnitt anschließt. Der Stift 21 ist mit einem Kopf ver
sehen, der einen größeren Durchmesser aufweist und Außen
gewinde trägt und mit dem der Stift 21 in der Querbohrung
22 gehalten ist. Diese Ausführungsform hat insbesondere
dann Vorteile, wenn der Stift 21 häufiger auszuwechseln
ist.
Alternativ kann die in Fig. 5 veranschaulichte Aus
führungsform angewendet werden, bei der beide Bohrungs
abschnitte 22a, 22b als mit Innengewinde versehene Stufen
bohrungen ausgebildet sind. Der hier verwendete Siche
rungsstift ragt mit seinen Enden nur wenig in die größeren
Abschnitte der Stufenbohrungen 22a, 22b. Diese können be
darfsweise mit Madenschrauben verschlossen werden.
Schliesslich ist in Fig. 7 eine Ausführungsform des
Zerspanungswerkzeugs 1 veranschaulicht, bei dem anstelle
der Zentralöffnung 7 eine bezüglich der Drehachse 5 exzen
trisch angeordnete Öffnung 7' vorgesehen ist. Bei dieser
Ausführungsform wird der Stichel 14 auf einer Umlaufbahn
bezüglich der Drehachse 5 geführt, so dass die Schneidkan
te 17 einen Flugkreis mit relativ großem Durchmesser fest
legt.
Ein insbesondere für Präzisionsbearbeitungen mit ho
her Drehzahl geeignetes Zerspanungswerkzeug 1 weist einen
Werkzeuggrundkörper 2 auf, an dem ein Werkzeug 14 um eine
quer zu der Drehachse 5 festgelegte Schwenkachse 23 ver
stellbar gelagert ist. Zur Verstellung dient eine Ver
stellvorrichtung 28, mit der die gewünschte Schwenkpositi
on des Werkzeugs 14 und damit der Flugkreis seiner Schnei
de 17 in Grenzen einstellbar ist.
Claims (26)
1. Zerspanungswerkzeug (1), insbesondere für drehende
Arbeitsbewegung,
mit einem Werkzeuggrundkörper (2), der ein Verbin dungsmittel (4) zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine aufweist,
mit einem Werkzeug (14), das an einem Ende wenigstens um einen kleinen Winkel um eine Schwenkachse (23) schwenk bar an dem Werkzeuggrundkörper (2) gelagert ist und das wenigstens eine Schneide (17) aufweist,
mit einer Einstellvorrichtung (28), mittels derer die Schwenkposition des Werkzeugs (14) in Bezug auf den Werk zeuggrundkörper (2) festlegbar ist,
wobei der Werkzeuggrundkörper (2) eine Zentralöffnung (7) aufweist, deren Querschnitt mindestens zwei im Wesent lichen flache Flanken (11, 12) aufweist,
wobei das Werkzeug (14) einen Schaft (16) aufweist, der zumindest zu einem Teil in die Zentralöffnung (7) des Werkzeuggrundkörpers (2) und aus diesem heraus ragt, und
wobei der Schaft (16) des Werkzeugs (14) an den fla chen Flanken (11, 12) des Werkzeuggrundkörpers (2) spielarm seitlich geführt wird.
mit einem Werkzeuggrundkörper (2), der ein Verbin dungsmittel (4) zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine aufweist,
mit einem Werkzeug (14), das an einem Ende wenigstens um einen kleinen Winkel um eine Schwenkachse (23) schwenk bar an dem Werkzeuggrundkörper (2) gelagert ist und das wenigstens eine Schneide (17) aufweist,
mit einer Einstellvorrichtung (28), mittels derer die Schwenkposition des Werkzeugs (14) in Bezug auf den Werk zeuggrundkörper (2) festlegbar ist,
wobei der Werkzeuggrundkörper (2) eine Zentralöffnung (7) aufweist, deren Querschnitt mindestens zwei im Wesent lichen flache Flanken (11, 12) aufweist,
wobei das Werkzeug (14) einen Schaft (16) aufweist, der zumindest zu einem Teil in die Zentralöffnung (7) des Werkzeuggrundkörpers (2) und aus diesem heraus ragt, und
wobei der Schaft (16) des Werkzeugs (14) an den fla chen Flanken (11, 12) des Werkzeuggrundkörpers (2) spielarm seitlich geführt wird.
2. Zerspanungswerkzeug (1), insbesondere für drehende
Arbeitsbewegung,
mit einem Werkzeuggrundkörper (2), der ein Verbin dungsmittel (4) zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine aufweist,
mit einem Werkzeug (14), das an einem Ende wenigstens um einen kleinen Winkel um eine Schwenkachse (23) schwenk bar an dem Werkzeuggrundkörper (2) gelagert ist und das wenigstens eine Schneide (17) aufweist,
mit einer Einstellvorrichtung (28), mittels derer die Schwenkposition des Werkzeugs (14) in Bezug auf den Werk zeuggrundkörper (2) festlegbar ist,
wobei der Werkzeuggrundkörper (2) eine Zentralöffnung (7) und einen Stift (21) aufweist, der quer durch die Öff nung (7) geht,
wobei das Werkzeug (14) einen Schaft (16) aufweist, der an dem in der Zentralöffnung (7) befindlichen Ende mit einer Aufnahmeöffnung (25) versehen ist, und
wobei die Aufnahmeöffnung (25) und der Stift (21) eine Schwenklagerung des Werkzeugs (14) in dem Werkzeug grundkörper (2) zur Drehmomentübertragung auf das Werkzeug (14) bilden.
mit einem Werkzeuggrundkörper (2), der ein Verbin dungsmittel (4) zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine aufweist,
mit einem Werkzeug (14), das an einem Ende wenigstens um einen kleinen Winkel um eine Schwenkachse (23) schwenk bar an dem Werkzeuggrundkörper (2) gelagert ist und das wenigstens eine Schneide (17) aufweist,
mit einer Einstellvorrichtung (28), mittels derer die Schwenkposition des Werkzeugs (14) in Bezug auf den Werk zeuggrundkörper (2) festlegbar ist,
wobei der Werkzeuggrundkörper (2) eine Zentralöffnung (7) und einen Stift (21) aufweist, der quer durch die Öff nung (7) geht,
wobei das Werkzeug (14) einen Schaft (16) aufweist, der an dem in der Zentralöffnung (7) befindlichen Ende mit einer Aufnahmeöffnung (25) versehen ist, und
wobei die Aufnahmeöffnung (25) und der Stift (21) eine Schwenklagerung des Werkzeugs (14) in dem Werkzeug grundkörper (2) zur Drehmomentübertragung auf das Werkzeug (14) bilden.
3. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (4) zur
Verbindung mit einer eine Drehachse (5) definierenden Ar
beitsspindel der Werkzeugmaschine eingerichtet ist und
dass das Werkzeug (14) bezüglich der Drehachse (5) dreh
fest mit dem Werkzeuggrundkörper (2) verbunden ist.
4. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) ein stabför
mig ausgebildeter länglicher Stichel ist, der mit ein oder
mehreren Schneidkörpern versehen ist.
5. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass der Schaft (16) zylindrisch
ist.
6. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Öffnung (7) wenigstens in dem
Bereich, der von dem zylindrischen Schaft (16) eingenommen
wird, einen ovalen Querschnitt aufweist.
7. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass zur schwenkbaren Lagerung des Werk
zeugs (14) ein Stift (21) vorgesehen ist, der sich quer
durch die Öffnung (7) erstreckt und der mit dem Werkzeug
(14) im Eingriff steht, das dazu eine Aufnahmeöffnung (25)
aufweist.
8. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass der Stift (21) wenigstens eine,
vorzugsweise zwei Sollbruchstellen aufweist, die vorzugs
weise zwischen dem Werkzeug (14) und dem Werkzeuggrundkör
per (2) angeordnet sind.
9. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen in dem Stift
(21) vorgesehene Ringnuten sind.
10. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass der Stift (21) in dem Werk
zeuggrundkörper (2) in einer entsprechenden Querbohrung
(22) gehalten ist.
11. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Stift (21) im Presssitz gehalten
ist.
12. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Querbohrung (22) eine Durchgangs
bohrung ist.
13. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Querbohrung (22) wenigstens an
einer Seite mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Ge
windekopfs eines entsprechenden Stifts (21) oder zur Auf
nahme einer Madenschraube zum Verschluss der Querbohrung
versehen ist.
14. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (25) durch
eine quer über eine Endfläche des Werkzeugs (14) verlau
fende Nut (25) gebildet ist.
15. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (25) durch
eine Querbohrung gebildet ist, die durch den Schaft führt.
16. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (28)
wenigstens ein in Radialrichtung verstellbares Widerlager
element (31, 32) aufweist, das das Werkzeug gegen den
Werkzeuggrundkörper (2) abstützt.
17. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, dass zu dem Widerlagerelement (31, 32)
wenigstens eine Stellschraube gehört.
18. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stellschraube eine Madenschraube
ist, deren Stirnfläche mit dem Werkzeug (14) in Anlage
überführbar ist.
19. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass an dem Werkzeuggrundkörper (2) zwei
einander gegenüberliegend angeordnete Madenschrauben (31,
32) angeordnet sind, die zwischeneinander das Werkzeug
aufnehmen.
20. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Madenschrauben miteinander fluch
tend in einer Radialrichtung angeordnet sind, die zu der
Schwenkachse (23) rechtwinklig ausgerichtet ist.
21. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass an dem Werkzeuggrundkörper (2)
wenigstens ein Auswuchtgewicht (43) vorgesehen ist.
22. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass an dem Werkzeuggrundkörper (2) wenig
stens zwei Auswuchtgewichte (43, 44) vorgesehen sind.
23. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass das Auswuchtgewicht (43, 44) in Radi
alrichtung verstellbar gehalten ist.
24. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Auswuchtgewichte (43, 44) in ei
ner Richtung verstellbar gelagert sind, die quer zu der
Schwenkachse (23) ausgerichtet ist.
25. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Auswuchtgewichte (43, 44) in ei
nem von 180° verschiedenen Winkel zueinander angeordnet
sind.
26. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass das Auswuchtgewicht (43) durch eine
Stellschraube gebildet ist, die vorzugsweise durch ein
Sicherungsmittel (46) unverlierbar gehalten in einer Ge
windbohrung des Werkzeuggrundkörpers (2) sitzt.
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