DE19937738B4

DE19937738B4 - Profil-Drehwerkzeug

Info

Publication number: DE19937738B4
Application number: DE19937738A
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl-Ing. Maurer; Horst Lach
Original assignee: Jakob Lach GmbH and Co KG
Current assignee: Jakob Lach GmbH and Co KG
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: US20010001275A1; DE19937738A1

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 Schruppen und Schlichten von Umfangs- und Planflächen, insbesondere an Werkstücken aus Leichtmetall, bestehend aus einem stabförmigen Halter mit einer V-förmigen Längsnut am vorderen Ende zur Aufnahme eines länglichen Schneideinsatzes mit einem gerundeten Schneidkopf, dessen aus einem extrem harten Material, wie z.B. Diamant oder kubischem Bornitrid bestehende 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, auf dem Schneidkopf 18 zur Anlage kommendes Ende als Spanbrecher ausgebildet ist.
Profildrehwerkzeuge der genannten Art werden z.B. zur Bearbeitung des Felgenbetts von Leichtmetallfelgen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Mit demselben Werkzeug werden die ineinander 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.

Einstech-Drehwerkzeuge, wie z. B. in der DE 38 19 415 C2 beschrieben, haben einen anderen Schneidkopf, keinen dagegen angepreßten Spanbrecher und sind auch nicht wechselnden axialen Lasten ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Profildrehwerkzeug der oben bezeichneten Art dahingehend zu verbessern, daß es den genannten Beanspruchungen standhält, und zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Schneideinsatz durch sich normal zur Längsrichtung der Nut erstreckende Anschlagflächen in dieser Richtung beidseitig 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. Der Schneideinsatz ist nicht nur durch die Prismenführung in Querrichtung, sondern zusätzlich in Längsrichtung formschlüssig fixiert, um die infolge des gerundeten Schneidkopfes auch in Längsrichtung sehr hohen Kräfte nicht nur reibschlüssig aufnehmen zu müssen. Außerdem ist durch die Freilegung der Spannfläche der Pratze und/oder der Gegenfläche auf Seiten des Schneideinsatzes hinter einem vorderen Anlagebereich dafür gesorgt, daß mit Sicherheit unmittelbar an oder hinter dem Schneidkopf eine hohe Klemmpressung erreicht wird.

Die sichere Abstützung des Schneideinsatzes in Längsrichtung 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 eingreift.

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 anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein Profildrehwerkzeug, dessen Einzelteile in den nachfolgenden Figuren dargestellt sind;
2 eine Draufsicht auf den im wesentlichen schaft- oder stabförmigen Halter des Profil-Drehwerkzeugs nach 1;
3, 4 und 5 Seitenansicht, Draufsicht und Vorderansicht des Schneideinsatzes des Profil-Drehwerkzeugs nach 1
6 und 7 Seitenansicht und Draufsicht der Pratze des Profil-Drehwerkzeugs nach 1.
In 1 ist ein Profil-Drehwerkzeug im montierten Zustand dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einem schaftoder stabförmigen Halter 10, auf dessen vorderem Ende ein Schneideinsatz 12 durch eine mittels einer Spannschraube 14 zu spannende Pratze 16 festgeklemmt ist.
Der in 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 Schneidkante 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 Schneideinsatzes 12 im Bereich hinter dem Schneidkopf 18 schmaler als dessen Durchmesser und der Schneidkopf 18 nach hinten angefast. Die Schneidkante wird im Beispielsfall durch polykristallinen Diamant (PKD) gebildet, wobei die Diamantschicht, wie üblich, fest mit einer Unterlage aus Hartmetall 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 derartigen Schneideinsätze. Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß der über seine gesamte Länge mit einer im wesentlichen V-förmigen Unterseite ausgebildete Schaft des Schneideinsatzes 12 im mittleren Bereich mit einer Quernut 22 in der Unterseite versehen ist. In diese greift ein in 1 und 2 gezeigter Stift 24 ein, der den Schneideinsatz 12 im festgespannten Zustand axial formschlüssig hält.
Die Draufsicht nach 2 auf den Halter 10 zeigt im hinteren Bereich einen Schaft mit quadratischem Querschnitt mit 25 mm Kantenlänge. Die Gesamtlänge des Halters 10 beträgt 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 Vorsprung 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 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 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 Gewindebohrung 33 vorgesehen, in die die Spannschraube 14 der Pratze 16 einschraubbar ist.
Die in 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 befindet 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 Kopfdurchmesser und der Schaftdurchmesser der Spannschraube 14, so daß in einem leicht geklemmten Zustand gemäß 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 eingefrästen Sitz eingelötet und in der Zeichnung mit 38 bezeichnet.
Eine Besonderheit der Pratze 16 besteht darin, daß ihre Unterseite im Bereich der Anlage auf dem Schneideinsatz 12, also auf der Unterseite des Vorsprungs 34 hinter einem z.B. 9 mm langen Anlagebereich 40 um z.B. 0,5 mm eingesenkt ist. Dadurch wird erreicht, daß der beim Anziehen der Spannschraube 14 erzeugte Spanndruck in erster Linie ganz vorne, wo die Pratze 16 auf den Schneidkopf 18 und den Anlagebereich 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

Profil-Drehwerkzeug zum Schruppen und Schlichten von Umfangs- und Planflächen, insbesondere an Werkstücken aus Leichtmetall, bestehend aus einem stabförmigen Halter (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 bestehende Schneidkante sich über einen Umfangswinkel von mehr als 90° erstreckt, und einer den Schneideinsatz (12) am Halter (10) festklemmenden, an diesem durch einen parallel zur V-förmigen Nut (28) angeordneten Feder-Nut-Eingriff (30, 32) und eine Spannschrauben (14) festzulegenden Pratze (16), deren vorderes, auf dem Schneidkopf (18) zur Anlage kommendes Ende (38) als Spanbrecher ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (12) durch sich normal zur Längsrichtung der Nut (28) erstreckende Anschlagflächen (22, 24) in dieser Richtung beidseitig formschlüssig fixiert ist, und daß die Pratze (16) und/oder der Schneideinsatz (12) an den gegeneinander weisenden Flächen hinter einem vorderen Anlagebereich zurückgesetzt sind.
Profil-Drehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (12) durch eine Quernut (22), in die ein in der Längsnut (28) im Halter (10) sitzender Stift (24) eingreift, in Längsrichtung formschlüssig gehalten ist.
Profil-Drehwerkzeug nach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (12) eine Höhe und Breite von annähernd dem doppelten Radius des Schneidkopfes (18) hat.
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.
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) angeordneten Längsrippe (32) mit halbkreisförmigem Querschnitt und einer auf dem Halter (10) angeordneten zweiten V-förmigen Längsnut (30) besteht.