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(Stichwort: Fix-PerSekt-Einschneiden-Werkzeug) Spanabhebendes Werkzeug
Die Erfindung betrifft ein spanabhebendes Werkzeug mit durch einen in Richtung seiner
Längsachse verspannbaren Spannbolzen lösbar befestigtem prismatischem Schneidkörper,
der durch - insbesondere flächenförmige Anlage an dreiin spitzem Winkel von weniger
als 900 zueinanderstehenden Begrenzungsflächen einer Halterausnehmung gegenüber
den einwirkenden Schnittdruckkomponenten abgestützt ist. Ein derartiges Werkzeug
ist Gegenstand der deutschen Auslegeschrift 1 281 779, deren Offenbarungsinhalt
hiermit zum Gegenstand auch der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
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Die beiden Schneidkanten des Schneidkörpers nach DAS 1 281 779 stehen
im wesentlichen rechtwinklig zueinander. Folglich entspricht die Höhe der Freifläche
eimer jeden Schneide etwa der Scineidenlänge. Je länger also die Schneide, desto
größer ist auch die Freiflächenhöhe und damit die wirksame Schneidkörperhöhe bzw.
-breite. Da nun die ßchneidkörper in der Regal aus einem verhältnismäßig teuren
Werkstoff, beispielsweise Hartmetall, hergestellt sind, besteht allgemein das Bestreben,
die Schneidkörper möglichst kleinvolumig auszugestaaten. Die Verwirklichung dieses
Bes-trebens findet nurl eine
Grenze in der gewünschten Schneidkantenlänge.
Mit Vergrößerung der Schneidkantenlängen wächst nämlich das Volumen des Schneidkörpers
überproportional.
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Darüber hinaus ist der Einsatz von vorgenannten Schneidkörpern in
solchen Bearbeitungsfällen unrationell, in denen die Gefahr eines Totalbruches besteht,
durch den auch die in Reservestellung befindliche Schneide unbrauchbar würde.
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Schließlich macht sich die Bauhöhe des bekannten Schneidkörpers bei
der Bestückung von Rundlaufwerkzeugen, wie z.B.
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Fräsern, Messerköpfen u,dgl. insofern nachteilig bemerkbar, als sich
diese verhältnismäßig große Dimension in Werkzeug-Umfsngsrichtung erstreckt. Hierdurch
müssen die Schneiden mit verhältnismäßig großem Freiwinkel ausgestattet werden,welcher
eine gewisse Schwächung für die Standfestigkeit der Schneide bedeutet. Außerdem
wird das Fassungsvermögen der Spankammern begrenzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spanabhebendes Werkzeug
der eingangs genannten Art zuschaffen, welches hinsichtlich Gestalt, Montage und
Bedienung sehr einfach ausgebildet ist und ohne Beeinträchtigung einer sicheren
Spannung in einem Halter - seien dies nun ein Drehmeißel, ein Fräser oder ein Messerkopf
- nur eine vorhältnismäßig geringe Freiflächen-Höhe bzw. Bauhöhe aufweist. Diese
Aufgabe wird gemäß.
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der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schneidkörper nur im
Bereich
seiner der Freifläche gegenüberliegenden Deckfläche (Vorschubdruck-Abstützfläche)
mit einer Ausnehmung begrenzter Tiefe versehen ist und daß in diese Ausnehmung der
Spannbolzen mit einem im wesentlichen radial gerichteten Vorsprung eingreift.
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Es ist bekannt, daß die Standzeit einer Schneidkörperschneide weitgehend
von der Formstabilität des Schneidkörpers insbesondere in dem unterhalb der Schneide
befindlichen Schneidkörperbereich abhängt. Dieser Bereich findet nun durch die erfindungsgemäß
gewählte Gestaltung der 5chneidkörperbefe stigung keinerlei Schwächung. Die Ausnehmung
zur Aufnahme des Spannbolzen-Vorsprunges geht von der Vorschubdruck-Abstützfläche
aus, die auf der der Freifläche abgewandten Seite des Schneidkörpers und somit im
weniger beanspruchten Schneidkörperteil liegt. Bei der Wahl der Bauhöhe des Schneidkörpers
braucht also lediglich auf die notwendige Festigkeit der Schneidenunterstützung,
nicht aber auf die Schneidkörperspannung Rücksicht genommen zu werden.
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Der in Spawirichtung vom Radialvorsprung des Spannbolzens baaufschlagte
Teil der Schneidkörperausnehmung kann lotrecht zu der angrenzenden Vorschubdruck-jbstützfläche
verlaufen.
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Selbst in einem solchen Falle ist durch die Winkelstellung der einzelnen
jbstützflächen des Schneidkörpers bzw. der Halterausnehmung zueinander gewährleistet,
daß der Schneidkörper durch die Spannbolzenspannung in Anlage an die drei
Abstützflächen
in der Halterausnehmung angepreßt wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch
erwiesen, wenn der in Spannrichtung vom Radialvorsprung des Spannbolzens beaufschlagte
Teil der chneidkörper-Ausnehmung in einem spitzen Winkel von weniger als 900 zur
angrenzenden Vorschubdruck-Abstützfläche steht. Hierdurch wird eine zusätzliche
Keilwirkung und damit eine weitere Verbesserung der Spannung des Schneidkörpers
erzielt. Besonders vorteilhaft ist bei der Ausbildung der Schneidkörperbefestigung,
daß zum Auswechseln des Schneidkörpers vollständiges Herausnehmen des Spannbolzens
aus dem Halter nicht mehr erforderlich ist.
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In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind die Ausnehmung im
Schneidkörper ein Sackloch und der Radialvorsprung am Spannbolzen ein Bolzen. Ein
anderes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Ausnehmung im Schneidkörper eine
Nut und der Radialvorsprung eine Rippe sind. Die Längsrichtung des Rippenverlaufes
ist lotrecht zur Spannbolzenlängsachse. Der Nutgrund im Schneidkörper kann kreisbogenförmig-konkav
ausgebildet sein. Eine besondere Ausführungsform sieht vor,daß die Nut mit einem
Ende in die Riickdruck-bstützfläche des Schneidkörpers einmündet. Hierdurch kann
der Schneidkörper in Längsrichtung seiner Hauptschneide nach vorne aus der Halterausnehmung
herausgezogen werden, wenn der Spannbolzen vorher entsprechend gelockert ist. Das
Maß der Lockerung braucht dann aber nicht so groß zu sein, wie wenn ein Herausnehmen
des
Schneidkörpers etwa lotrecht zur Erstreckung seiner Freifläche erfolgen muß.
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Schließlich ist vorgesehen, daß die Längsachse der Nut mit der Hauptschnittdruck-Abstützfläche
des Schneidkörpers einen sich zur Ruckdruck-Lbstützfläche hin öffnenden Winkel von
weniger als 900 einschließt. Durch dieses Merkmal wird noch eine weitere Xeilwirkung
zwischen den bei der Befestigung des Schneidkörpers mitwirkenden Anlageflächen von
Halterausnehmung und Spannelementen herbeigeführt, die sich wiederum vorteilhaft
auf die Sicherheit der ßchneidkörperspannung auswirkt.
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Der Spannbolzen ist an seinem dem Radialvorsprung abgewandten Ende
in an sich bekannter Weise mit einer Kerbrast versehen, deren in Spannrichtung liegende
eine Seitenfläche von der Stirnfläche einer in den Halter eingeschraubten Drucksohraube
beaufschlagt ist. Die gewählte Ausführung der Schneidkörporspannung ermöglicht es,
daß der Schneidkörper ausgewechselt worden kann, ohne daß die Druckschraube aus
ihrem Eingriff in die Xerbrast des Spannbolzens herausbewegt werden muß.
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Bei einer nodifizierten usführu-ngsform des Werkzeuges ist nun vorgesehen,
daß der Spannbolzen eine in den Halter eingeschraubte schraube ist, auf der eine
mit dem Radialvorsprung versehene Scheibe drehbar, aber in Schraubenlängsrichtung
unverschiebbar befestigt ist.
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Eine weitere Vereinfachung der Spannbolzenausbildung wird dadurch
erzielt, daß der Spannbolzen eine in den Halter eingeschraubte Schraube, insbesondere
eine Innensechskantschraube ist, deren Kopf als Radialvorsprung in die Schneidkörperausnehmung
eingreift.
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Schließlich ist vorgesehen, daß die Freifläche und die Vorschubdruck-Abstützfläche
des Schneidkörpers in an sich bekannter Weise planparallel sind. Hierdurch wird
ein einfacher Nachschliff der Schneidkörperschneide ermöglicht.
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Durch die Erfindung wird ein besonders einfaches Schneidwerkzeug mit
geringer Bauhöhe des Schneidkörpers geschaffen, welchor ohne jeden störenden Aufbau
sicher gespannt ist und trotz kleinen Volumens eine gewisse Form-Elastizität und
hohe Festigkeit aufweist. In dem unterhalb der besonders beanspruchton Schneidkörperspitze
liegenden Schneidkörperbereich sind keinerlei Schwächungen durch Ausnehmungen o.dgl.
vorgesehen.
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Der Schneidkörper kann einfach in Direktformgebung hergestellt oder
auch geschliffen werden. Die Betätigung der Schneidkörperspannung ist aus verschiedenen
Richtungen möglich, Je nach den vorliegenden Raumverhältnissen.
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Der Gegenstand der Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter
Ausftihrungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 die perspektivische
Ansicht eines als Drehmeißel ausgebildeten Werkzeuges, Fig. 2 einen Schnitt entsprechend
der Linie II-II in Fig.1, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schneidkörper nach Fig.2,
Fig. 4 eine perspektivische Draufsicht auf die Vorschubdruck-und Rückdruck-Abstützflächen
einer gegenüber Fig.3 modifizierten Ausführungsform des Schneidkörpers, Fig. 5 eine
Draufsicht auf die Freifläche des Schneidkörpers gemäß Fig.4, Fig. 6 eine gegenüber
Fig.3 wiederum modifizierte Auisführungsform eines Schneidkörpers, Fig. 7 einen
Schnitt entsprechend der Linie Vil-Vil in Fig.6, Fig. 8 einen Spannbolzen zur Spannung
des Schneidkörpers gemäß Fig.6,7, Fig. 9 eine Draufsicht auf die Freifläche eines
Klemmstahlhalters mit einer modifizierten Schneidkörperbefestigung, Fig.10 einen
Schnitt entsprechend der Linie X-X in Fig.9, Fig.11 eine Explosivdarstellung der
Befestigungsschraube zur Halterung des Schneidkörpers gemäß Fig.10, Fig.12 einen
Schnitt entsprechend Fig.10 durch eine modifizierte Schneideinsatzhalterung, Fig.13
die Draufsicht auf ein mit erfindungsgemäß ausgebildeten und gehalterten Schneidkörpern
bestücktes Rundlaufwerkzeug, Fig.14 einen Teilausschnitt aus dem Rundlaufwerkz gemäß
Fig.13.
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Der Klemmstahlhalter 1 ist an seinem vorderen Ende mit einer nach
drei Seiten hin offenen Ausnehmung versehen, in welche der insgesamt mit 2 bezeichnete
Schneidkörper eingesetzt ist.
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Die Hauptschneide des Schneidkörpers 2 ist mit 3, die Schneidspitze
mit 4, die Schneidkörper-Freifläche mit 5, die Schneidkörper-Spanfiäche mit 6, die
Hauptschnittdruck-Abstützfläche mit 7 die Rückdruck-Abstützfläche mit 8 und die
Vorschubdruck-Abstützfläche mit 9 bezeichnet. Die Ausnehmung zur Aufnahme des Schneidkörpers
2 enthält den Abstützflächen 7t8 uni 9 des Schneidkörpers 2 entsprechende Anlageflächen.
Die Abstützflächen 7,8 und 9 schließen jeweils einen spitzen Winkel 10>11 bzw.
12 von weniger als 900 miteinander ein.
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Der Schneidkörper 2 ist im Bereich seiner Torschubaruck-Abstützfläche
9 mit einer Nut 13 begrenzter Tiefe versehen.
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Der Nutgrund 14 ist kreisbogenförmig-konkav ausgebildet. In die Nut
13 greift ein im wesentlichen radial gerichteter Vorsprung 15 eines in Richtung
seiner längsachse 16 verspannbaren Spannbolzens 17 ein.
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Die Nut 18 im Bereich der Vorschubdruck-Abstützfläche 9 des Schneidkörpers
2 (Fig.4) mündet mit einem Ende bei 19 in die Rückdruck-Abstützfläche 8 ein. Die
längsachsen 20 der Nuten 13 bzw. 18 schließen mit der Hauptschnittdruck-Abstützfläche
7 des Schneidkörpers 2 einen sich zur Rückdruck-Abstütsfläche 8 hin öffnenden spitzen
Winkel 21 von weniger als 900 ein.
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Der Spannbolzenvorsprung 15 ist bei der Spannung von Schneidkörpern
2 mit Nuten 13 bzw. 18 nach Art einer Rippe ausgebildet, deren längsrichtung lotrecht
zur Spannbolzenlängsachse verläuft. Die Rippe wird dadurch in einfachster Weise
hergestellt, daß der Spannbolzen 17 in dem dem Vorsprung 15 benachbarten Bereich
Ausfräsungen 22 erhält. Der in Fig.6 dargestellte Schneidkörper 2 enthält gegenüber
den Schneidkörpern gemäß Fig.3 und 4 anstelle der Nut 13 bzw. 18 ein Sackloch 23.
Entsprechend weist der Spannbolzen 17 zur Spannung des Schneidkörpers 2 mit dem
Sackloch 23 einen Radialbolzen 24 auf, welcher in das Sackloch 23 eingreift.
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Gleichgültig, ob der Schneidkörper 2 im Bereich seiner Vorschub-Aufnahrefläche
mit einer Nut 13,18 bzw. einem Sakloch 23 versehen ist, soll der in Spannrichtung
vom Radialvorsprung 15 bzw. dem Radialbolzen 24 beaufschlate Teil 25 bzw. 26 der
Schneidkrperausnehmung 13,18 bzw. 23 in einem spitzon Winkel 27 bzw.28 von weniger
als 900 zur angrenzenden Vorsohubdruck-Ibstützfläche 9 verlaufen.
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Der Spannbolzen 17 ist in an sich bekannter Weise an seinem deu Radialvorsprung
15 bsw.24 abgewandten Ende mit einer lerbrast 29 versehen. Die in Spannrichtung
liegende Seitenfläche 30 ist von der Stirnfläche einer in den Halter 1 xingeschraubten
Druckochraube 31 beaufschlagt Die Beaufschlagung erfolgt in Spannrichtung des Spannbolzens
17 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 32, die lediglich den Spannbolzen
17
nach Lösung der Druckschraube 31 wieder nach oben drücken soll, so daß ein Auswechseln
des Schneidkörpers 2 erleichtert wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.9 bis 11 ist der Spannbolzen eine
in den Halter 1 eingeschraubte Schraube 33, auf der eine mit dem Radialvorsprung
34 versehene Scheibe 35 drehbar, aber in Schraubenlängsrichtung unverschiebbar befestigt
ist. Diese Art der Befestigung der Scheibe 35 kann dadurch herbeigeführt werden,
daß eine Gegenscheibe 36, beispielsweise durch einen Splint 37, undrehbar auf der
Schraube 33 mit Abstand vom Schraubenkopf 38 festliegt. Zwischen der Gegenscheibe
36 und dem Schraubenkopf 38 ist die mit dem Radialvorsprung 34 versehene Scheibe
35 gelagert. Der Vorsprung 34 greift in berosts beschriebener Weise in die Nut 13,18
bzw. das Sackloch 23 ein.
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Die Ausführungaform nach Fig.12 unterscheidet sich von der nach Pig.9
bis 11 dadurch, daß der Spannbolzen eine in den Halter 1 eingeschraubte Innensechskantschraube
39 o.dgl. ist, deren Kopf 40 als Radialvorsprung in die Schneidkörperausnehmung
eingreift, die hier als Nut 13 bzw. 18 ausgebildet sein muß (Fig.3,4).
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Wie die Ausftihrung.beispiele zeigen, sind die Preifläche 5 und die
Vorschubdruok-Lbstützfläohe 9 planparallel ausgebilort.
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Der in Fig.13 bzw. 14 dargestellte Fräser 41 soll lediglich die Einsatzmöglichkeit
des Schneidkörpers gemäß der Erfindung mit seiner Spanneinrichtung an Rundlaufwerkzeugen
demonstrieren.
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Im Bereich der Zähne 42 sind die Schneidkörper 2 auf dem Umfang des
Fräsers 41 angeordnet. Die verwendeten Bezugszeichen entsprechen im übrigen den
Bezugszeichen, die bei der Erläuterung der vorangegangenen Figuren verwendet worden
sind. Sie kennzeichnen entsprechende Teile. Die Spannuten des Rundlaufwerkzeuges
sind mit 43 bezeichnet.