DE19937738A1 - Profil-Drehwerkzeug - Google Patents
Profil-DrehwerkzeugInfo
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Abstract
Das Profil-Drehwerkzeug, insbesondere zum Bearbeiten von Leichtmetallfelgen, besteht aus einem stabförmigen Halter (10) mit einer V-förmigen Längsnut (28) zur Aufnahme eines Schneideinsatzes (12) mit gerundetem Schneidkopf (18) und einer den Schneideinsatz (12) am Halter (10) festklemmenden, an diesem durch einen parallel zur V-förmigen Nut (28) angeordneten Feder-Nut-Eingriff (30) und eine Spannschraube festzulegenden Pratze (16), deren vorderes Ende (38) als Spanbrecher ausgebildet ist. Um ein Werkzeug zu schaffen, das extremen Beanspruchungen standhält, ist der Schneideinsatz (12) auf einer wenigstens das Achtfache des Kopfradius betragenden Länge in der V-förmigen Längsnut (28) geklemmt gehalten und durch sich normal zur Längsrichtung der Nut (28) erstreckende Anschlagflächen (22) in dieser Richtung formschlüssig fixiert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Profil-Drehwerkzeug zum Schrup
pen und Schlichten von Umfangs- und Planflächen, insbeson
dere an Werkstücken aus Leichtmetall, bestehend aus einem
stabförmigen Halter mit einer V-förmigen Längsnut am vorde
ren Ende zur Aufnahme eines länglichen Schneideinsatzes mit
einem gerundeten Schneidkopf, dessen aus einem extrem har
ten Material, wie z. B. Diamant oder kubischem Bornitrid be
stehende Schneidkante sich über einen Umfangswinkel von
mehr als 90° erstreckt, und einer den Schneideinsatz am
Halter festklemmenden, an diesem durch einen parallel zur
V-förmigen Nut angeordneten Feder-Nut-Eingriff und eine
Spannschraube festzulegenden Pratze, deren vorderes Ende
als Spanbrecher ausgebildet ist.
Profildrehwerkzeuge der genannten Art werden z. B. zur Bear
beitung des Felgenbetts von Leichtmetallfelgen für Kraft
fahrzeuge eingesetzt. Mit demselben Werkzeug werden die in
einander übergehenden Umfangs- und beidseitigen Planflächen
sowohl geschruppt als auch geschlichtet. Beim Schruppen mit
bis zu 5 mm Spantiefe und hohen Schnittgeschwindigkeiten
treten am gerundeten Schneidkopf extreme Belastungen aus um
über 180° wechselnden Richtungen auf. Hartmetallwerkzeuge
sind unter diesen Beanspruchungen nach der Bearbeitung von
200 Felgen verschlissen, d. h. zweimal pro Schicht müssen
die Werkzeuge ausgewechselt werden. Werkzeuge mit einem
Schneideinsatz aus polykristallinem Diamant oder Bornitrid
haben lange Standzeiten, konnten aber bisher nicht so hoch
belastet werden, weil der geklemmte Schneideinsatz in
Schwingungen geriet und brach.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Profildreh
werkzeug der oben bezeichneten Art dahingehend zu verbes
sern, daß es den genannten Beanspruchungen standhält, und
zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschla
gen, daß der Schneideinsatz auf einer wenigstens das Acht
fache des Kopfradius betragenden Länge in der V-förmigen
Längsnut geklemmt gehalten und durch sich normal zur Längs
richtung der Nut erstreckende Anschlagflächen in dieser
Richtung formschlüssig fixiert ist, und daß die Pratze
und/oder der Schneideinsatz an den gegeneinander weisenden
Flächen hinter einem vorderen Anlagebereich zurückgesetzt
sind.
Bei dem neuen Profil-Drehwerkzeug wird das angegebene Ziel
durch eine Kombination von Maßnahmen erreicht. Durch die
größere Länge des Schneideinsatzes können Kippmomente bes
ser aufgenommen werden. Dieser ist nicht nur durch die
Prismenführung in Querrichtung, sondern zusätzlich in
Längsrichtung formschlüssig fixiert, um die infolge des ge
rundeten Schneidkopfes auch in Längsrichtung sehr hohen
Kräfte nicht nur reibschlüssig aufnehmen zu müssen.
Schließlich ist durch die Freilegung der Spannfläche der
Pratze und/oder der Gegenfläche auf Seiten des Schneidein
satzes hinter einem vorderen Anlagebereich dafür gesorgt,
daß mit Sicherheit unmittelbar an oder hinter dem Schneid
kopf eine hohe Klemmpressung erreicht wird.
Die sichere Abstützung des Schneideinsatzes in Längsrich
tung wird vorzugsweise in einer kostengünstigen Ausführung
dadurch erreicht, daß er mit einer Quernut versehen ist, in
die ein in der Längsnut im Halter sitzender Stift ein
greift.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das
Schraubenloch für die Spannschraube in der Pratze so groß,
daß diese in Längsrichtung begrenzt verstellbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an
hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Profil
drehwerkzeug, dessen Einzelteile in
den nachfolgenden Figuren dargestellt
sind;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den im wesentli
chen schaft- oder stabförmigen Halter
des Profil-Drehwerkzeugs nach Fig. 1;
Fig. 3, 4 und 5 Seitenansicht, Draufsicht und Vorder
ansicht des Schneideinsatzes des Pro
fil-Drehwerkzeugs nach Fig. 1;
Fig. 6 und 7 Seitenansicht und Draufsicht der
Pratze des Profil-Drehwerkzeugs nach
Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Profil-Drehwerkzeug im montierten Zustand
dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einem schaft-
oder stabförmigen Halter 10, auf dessen vorderem Ende ein
Schneideinsatz 12 durch eine mittels einer Spannschraube 14
zu spannende Pratze 16 festgeklemmt ist.
Der in Fig. 3 bis 5 dargestellte Schneideinsatz 16 hat
prinzipiell eine bekannte, längliche Form mit einem
Schneidkopf 18 am vorderen Ende und einer im Querschnitt im
wesentlichen V-förmigen Unterseite 20. Der Schneideinsatz
12 hat z. B. eine Länge von 40 mm, eine Höhe von 7,6 mm und
eine größte Breite von 8 mm. Der gerundete Schneidkopf 18
hat einen Durchmesser von 8 mm. Die kreisförmige Schneid
kante erstreckt sich über mehr als 180°, so daß mit diesem
Schneideinsatz 12 sowohl Umfangsflächen als auch sich zu
beiden Seiten an diese anschließende Planflächen bearbeitet
werden können. Zu diesem Zweck ist die Breite des Schnei
deinsatzes 12 im Bereich hinter dem Schneidkopf 18 schmaler
als dessen Durchmesser und der Schneidkopf 18 nach hinten
angefast. Die Schneidkante wird im Beispielsfall durch po
lykristallinen Diamant (PKD) gebildet, wobei die Diamant
schicht, wie üblich, fest mit einer Unterlage aus Hartme
tall verbunden ist, die ihrerseits auf den Schaft des
Schneideinsatzes 12 aufgelötet ist.
Ungewöhnlich ist bei dem gezeigten Schneideinsatz 12, daß
bei einem Durchmesser von 8 mm des Schneidkopfs 18 aus PKD
die Länge des Schneideinsatzes 40 mm beträgt, also mehr als
doppelt so lang ist wie die bisher gebräuchlichen derarti
gen Schneideinsätze. Eine weitere Besonderheit besteht dar
in, daß der über seine gesamte Länge mit einer im wesentli
chen V-förmigen Unterseite ausgebildete Schaft des Schnei
deinsatzes 12 im mittleren Bereich mit einer Quernut 22 in
der Unterseite versehen ist. In diese greift ein in Fig. 1
und 2 gezeigter Stift 24 ein, der den Schneideinsatz 12 im
festgespannten Zustand axial formschlüssig hält.
Die Draufsicht nach Fig. 2 auf den Halter 10 zeigt im hin
teren Bereich einen Schaft mit quadratischem Querschnitt
mit 25 mm Kantenlänge. Die Gesamtlänge des Halters 10 be
trägt im Beispielsfall 160 mm. Sein vorderes Ende hat auf
der einen Seite einen nach vorn vorstehenden Vorsprung 26,
auf dem das vordere Ende des Schneideinsatzes 12 aufliegt.
Auf der anderen Seite ist der Halter 10 vom Vorsprung aus
nach hinten angeschrägt. Eine zur V-förmigen Unterseite des
Schneideinsatzes 12 passende Prismenführung 28 erstreckt
sich längs des Vorsprungs 26 und im Anschluß an den Vor
sprung 26 weiter nach hinten über eine gesamte Länge von
etwa 42 mm. Die Lage des Stifts 24 ist dabei so gewählt,
daß bei Eingriff in die Quernut 22 der Schneidkopf 18 auf
dem Vorsprung 26 aufliegt und somit abgestützt ist.
Auf der mit Fig. 2 anderen Seite des Halters 10 befindet
sich noch eine weitere, im Beispielsfall im Querschnitt
rechteckige Führungsnut 30, in die bestimmungsgemäß eine
Längsrippe 32 an der Unterseite der Pratze 16 eingreift,
wie aus Fig. 1 ersichtlich. Zwischen der Längsnut 30 und
der Prismenführung 28 ist in der Oberseite des Halters 10
zwischen der Längsnut 30 und der Prismenführung 28 eine Ge
windebohrung 33 vorgesehen, in die die Spannschraube 14 der
Pratze 16 einschraubbar ist.
Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Pratze 16 hat am vorderen Ende
ebenfalls einen nach vorn ragendenden Vorsprung 34, an den
sich nach hinten ein etwa ebenso breit wie der Halter 10
bemessener Teil anschließt. In diesem breiten Bereich be
findet sich zwischen dem Schneideinsatz 12 in geklemmtem
Zustand und der Längsrippe 32 ein Durchgangsloch 36, durch
das sich die Spannschraube 14 erstreckt. Die Durchmesser
dieses Schraubenlochs 36 sind etwas größer als der Kopf
durchmesser und der Schaftdurchmesser der Spannschraube 14,
so daß in einem leicht geklemmten Zustand gemäß Fig. 1 die
Pratze 16, die mit ihrem Vorsprung 34 gleichzeitig einen
Spanbrecher bildet, ein wenig vor und zurück verschoben
werden kann, um den Spanbrecher auf den jeweils optimalen
Abstand vom vorderen Ende der Schneidkante des Schneidkopfs
18 einstellen zu können. Im Beispielsfall ist das als
Spanbrecher dienende vordere Ende des Vorsprungs 34 der
Pratze 16 durch einen Hartmetall-Rundstab von z. B. 5 mm
Durchmesser gebildet, der von vorne unten nach hinten oben
schräg ansteigt. Der Hartmetallstab ist in einen eingefrä
sten Sitz eingelötet und in der Zeichnung mit 38 bezeich
net.
Eine Besonderheit der Pratze 16 besteht darin, daß ihre Un
terseite im Bereich der Anlage auf dem Schneideinsatz 12,
also auf der Unterseite des Vorsprungs 34 hinter einem z. B.
9 mm langen Anlagebereich um z. B. 0,5 mm eingesenkt ist.
Dadurch wird erreicht, daß der beim Anziehen der Spann
schraube 14 erzeugte Spanndruck in erster Linie ganz vorne,
wo die Pratze 16 auf den Schneidkopf 18 und den Anlagebe
reich hinter diesem drückt, eine hohe Spannkraft erhalten
wird. Dadurch werden Schwingungen des vorderen Endes des
Schneideinsatzes 12 wirksam verhindert.
Es versteht sich, daß der Halter 10 und die Pratze 16 auch
andere aufeinander abgestimmte Formen haben können, sofern
die oben genannten Ziele etwa im gleichen Ausmaß erreicht
werden wie bei der dargestellten Ausführungsform.
Claims (5)
1. Profil-Drehwerkzeug zum Schruppen und Schlichten von
Umfangs- und Planflächen, insbesondere an Werkstücken
aus Leichtmetall, bestehend aus einem stabförmigen Hal
ter (10) mit einer V-förmigen Längsnut (28) am vorderen
Ende zur Aufnahme eines länglichen Schneideinsatzes
(12) mit einem gerundeten Schneidkopf (18), dessen aus
einem Material wie Diamant oder kubischem Bornitrid be
stehende Schneidkante sich über einen Umfangswinkel von
mehr als 90° erstreckt, und einer den Schneideinsatz
(12) am Halter (10) festklemmenden, an diesem durch ei
nen parallel zur V-förmigen Nut (28) angeordneten Fe
der-Nut-Eingriff (30, 32) und eine Spannschrauben (14)
festzulegenden Pratze (16), deren vorderes Ende (38)
als Spanbrecher ausgebildet ist, dadurch gekennzeich
net, daß der Schneideinsatz (12) auf einer wenigstens
das Achtfache des Kopfradius betragenden Länge in der
V-förmigen Längsnut (28) geklemmt gehalten und durch
sich normal zur Längsrichtung der Nut (28) erstreckende
Anschlagflächen (22, 24) in dieser Richtung formschlüs
sig fixiert ist, und daß die Pratze (16) und/oder der
Schneideinsatz (12) an den gegeneinander weisenden Flä
chen hinter einem vorderen Anlagebereich zurückgesetzt
sind.
2. Profil-Drehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schneideinsatz (12) durch eine Quer
nut (22), in die ein in der Längsnut (28) im Halter
(10) sitzender Stift (24) eingreift, in Längsrichtung
formschlüssig gehalten ist.
3. Profil-Drehwerkzeug nach 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Schneideinsatz (12) eine Höhe und Breite
von annähernd dem doppelten Radius des Schneidkopfes
(18) hat.
4. Profil-Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubenloch (36) für
die Spannschraube (14) in der Pratze (16) so groß ist,
daß diese in Längsrichtung begrenzt verstellbar ist.
5. Profil-Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Feder-Nut-Eingriff (22,
24) aus einer auf der Unterseite der Pratze (16) ange
ordneten Längsrippe (32) mit halbkreisförmigem Quer
schnitt und einer auf dem Halter (10) angeordneten
zweiten V-förmigen Längsnut (30) besteht.
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