DE2019185B2 - Werkzeughalter mit regelbarer werkzeugeinstellung - Google Patents

Description

Konektur des Werkzeugverschleißes an automatisch

arbeitenden Werkzeugmaschinen durch Ausschaltung

45 des Stick-Slip-Effektes in vorteilhafter Weise eine große Bearbeitungsgenauigkeit erzielt. Dadurch kann die

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit Automatisierung der Bearbeitung voll ausgenutzt regelbarer Werkzeugeinstellung, bestehend aus zwei, werden. Obgleich der erfindungsgemäße Werkzeughalelastisch miteinander verbundenen, im Winkel zueinan- ter eine große Steifigkeit aufweist, reagiert er auf den der verstellbaren Teilstücken, von denen das das 50 Impuls für eine Verlagerung des V/erkzeuges sehr Werkzeug aufnehmende Teilstück durch einen von feinfühlig und führt auch bei starker Beanspruchung einem Steuerstößel beaufschlagbaren, an Auflagern der mikrometrische Verlagerungen treu und genau aus. beiden Teilstücke abgestützten Untersetzungshebel In der nachfolgenden Beschreibung sind zwei

auslenkbar ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme

Ein derartiger Werkzeughalter ist aus der US-PS 55 auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 05 028 bekannt. Der dort beschriebene und darge- Fig. 1 einen Schnitt durch einen Werkzeughalter mit

stellte Werkzeughalter, insbesondere für Bohrwerkzeu- einem Untersetzungshebel;

ge, soll beim Zurückgehen des Werkzeuges nach F i g 2 die Seitenansicht des Untersetzungshebels

Beendigung eines Bearbeitungsvorganges die Werk- nach Fig.¹.; zeugspitze von der fein bearbeiteten Werkstückoberflä- 60 F i g. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsche abheben, um deren Beschädigung durch Kratzer form des Werkzeughalters mit zwei Untersetzungshe- oder Schrammen zu vermeiden. Dazu wird das das bein;

Werkzeug aufnehmende Teilstück am Ende des Fig.4 einen Axialschnitt durch die bisherige Ausfüh-

Vorwärtsganges um einige Tausendstel in radialer rungsform des Werkzeughalters; Richtung ausgelenkt, so daß die Werkzeugspitze die 65 Fig. 5 einen Vertikalschnitt nach Linie H-II in Fig. 4. fertig bearbeitete Oberfläche nicht mehr berührt. Der in Fig. 4 dargestellte Werkzeughalter weist

Die US-PS 30 07 356 betrifft eine einstellbare einen in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten Bohrstange, bei der die Schnittiefe des am Werkzeug- Werkzeughalterblock auf, der aus zwei Teilstücken la.

16 besteht, die miteinander durch ein Scharnier Ic verbunden sind. Dieses Scharnier wird dadurch erhalten, daß auf dem eine zylindrische Form aufweisenden Block zwei auf seiner Achse senkrecht stehende Schlitze 2 und 3 angebracht werden, die in zwei benachbarten Bohrlöchern 4 und 5 enden, die senkrecht zu einem Halbmesser des Zylinders verlaufen und zwischen denen das eine elastische Verbindung darstellende Scharnier Ic verblieben ist. Der Block ist außerdem bei \d ausgespart, und in dieser Ausnehmung ist der Untersetungshebel 6 für die Steuerung der Spreizung der Teilstücke la, ΐb untergebracht. Der Untersetzungshebel 6 arbeitet mit einem Steuerstößel 7 zusammen, der das Teilstück la in axialer Richtung durchsetzt. Im übrigen liegt der Untersetzungshebel 6 zwischen zwei Auriagern, die hier aus zwei Schneiden 8 und 9 bestehen, die auf den Teilstücken laund 16 gegenüberstehend und von der Achse des Steuerstößels 7 in annähernd gleich großen Abständen angeordnet sind. Die Teilstücke la und Xb werden durch nicht gezeichnete, auf der Höhenlage der genannten Auflager, hier der Schneiden 8 und 9 angeordnete Federn in ständiger Berührung mit dem Untersetzungshebel 6 gehalten. Eines der Teilstükke des Blockes, hier das Teilstück la, ist an einem nicht gezeichneten Tragstück befestigt, das andere Teilstück 16 des Blockes trägt das Werkzeug O, das hier an einer axialen Verlängerung Ie dieses Teilstückes befestigt ist. Das genannte Tragstück des Werkzeughalters besieht vorzugsweise aus einer in der Rotationsachse gelegenen Werkzeugspindel. In dieser Rotationsachse liegt auch der Steuerstößel 7.

Aus dem Vorhergesagten ergibt sich, daß es die Anordnung des Untersetzungshebels 6 ermöglicht, in der Höhenlage der Schneide 8 zwischen dem Teilstück la und dem Teibtück ib eine Entfernungsänderung zu bewirken, die merklich kleiner ist, als die Verschiebung des Steuerstößels 7 und zwar im Verhältnis der Differenz der Abstände der Schneiden 8 und 9 von der Achse des Steuerstößels 7 zum Abstand der Schneide 9 von dieser Achse. Dies ermöglicht, auch bei einem Werkzeughalter großer Steifigkeit und starker Beanspruchung, die mikrometrischen Verlagerungen des Teilstückes ib des Werkzeughalters und damit des Werkzeuges O um den Mittelpunkt des Scharniers Ic durch die viel größeren Amplituden des Steuerstößels zwar zu steuern, jedoch nicht den Stick-Slip-Effekt auszuschalten.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine besondere Anordnung des Untersetzungshebels, mit der im Vergleich zum vorhergehenden Fall in vorteilhafter Weise die Treue und Genauigkeit der erhaltenen Verlagerungen noch verbessert werden und der Stick-Slip-Effekt vermieden wird.

Auch bei dieser Anordnung befindet sich zwischen den voneinander entfernbaren Teilstücken lla, 11 ödes Blockes des Werkzeughalters ein unter dem Einfluß eines Steuerstößels 7 stehender Untersetzungshebel 16. In der Höhe seiner in dem Block vorgesehenen Auflager ist der Untersetzungshebel 16 bis in die Mitte seiner Dicke von zwei gegeneinander verschobenen, aber auf einer Teilfläche zusammenfallenden Löchern 12 und 13 durchbohrt. In jedes dieser Löcher ragt ein mit dem Teilstück lla kraftschlüssig verbundener Auflagefinger 18 bzw. ein an dem Teilstück 116 anliegender, gegenüber dem Teilstück lla versetzter Auflagefinger 19. Zwischen den beiden Auflagefingern 18, 19 liegt ein verhältnismäßig dünnes Plättchen 14 aus einem elastischen Kunststoff und zwar vorzugsweise so, daß die Ebene des Plättchens in der dargestellten Ruhelage des Untersetzungshebels 16 durch den Berührungspunkt des Untersetzungshebels 16 mit dem Steuerstößel 7 hindurchgeht und daß das Plättchen 14 normalerweise zwischen den Auflagefingern 18, 19 und dem Untersetzungshebel 16 eingeschlossen ist. Die Auflagefinger 18, 19 liegen mit ihrem inneren Ende am Grunde der Sacklöcher 12, 13 an und sie haben einen nach außen abnehmenden, hier kegelstumpfförmigen Querschnitt, damit der Untersetzungshebel 16 seine Schwenkbewegungen ausführen kann.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß jegliches Gleiten des Hebels an den Auflagern vermieden wird. Dadurch wird die Steuerung ohne jede Anlaufträgheit durch Reibung von Fläche an Fläche (»Stick-Slip«), treu und genau. Bei bester Ausführung, wenn die Ebene des Plättchens so liegt, wie dies oben angegeben, befinden sich die die Untersetzung der Bewegung bestimmenden drei Punkte des Untersetzungshebels 16 an den Stellen A, ßund C, d. h. sie liegen ziemlich genau in der gleichen Ebene. Außerdem sind die Sacklöcher 12, 13 für die Auflagefinger 18 und 19 nahe beieinander angeordnet, um mit einem einzigen Hebel eine wesentliche Untersetzung zu erzielen.

In F i g. 3 ist eine Ausführungsform des Werkzeughalters mit zwei Untersetzungshebeln dargestellt.

Diese Ausführungsform enthält wiederum zwei gegeneinander bewegliche Teilstücke 21a und 216 des Werkzeughalters, zwischen denen ein Untersetzungshebel 26 angeordnet ist, der mit Auflagefingern 28 und 29 zusammenarbeitet, zwischen denen ein Plättchen 24 aus elastischem Kunststoff liegt. Der Auflagefinger 28 ist mittels einer Schraube 30 an dem Werkzeughalter-Teilstück 21a befestigt und der Auflagefinger 29 stützt sich mittels einer Abslützkugel 31 an einem an dem Werkzeughalter-Teilstück 216 befestigten Anschiagstück 32 ab. Die Abstützkugel 31 wird in konischen Ausnehmungen der Teile 29 und 32 gehalten.

Der Untersetzungshebel 26 unterliegt an seinem, den vorgenannten Auflagestellen abgewandten Ende der Einwirkung eines anderen Untersetzungshebeis 36, dessen eines, gegabeltes Ende auf einem Lagerzapfen 37 schwenkbar gelagert ist, der von einer Stange 38 getragen wird, die an den Werkzeughalter-Teilstücken 21a, 216 an einer von den vorgenannten Auflagestellen abgewandten Stelle befestigt ist. Der Steuerstößel 7 greift an dem anderen Ende des zweitgenannten Untersetzungshebels 36 an, der mit einem zwischen seinen beiden Enden gelegenen Fingern 39 am unteren Ende des erstgenannten Untersetzungshebels 26 anliegt. Die Untersetzung der Verlagerung durch die Spreizung des Werkzeughalters ist somit eine Funktion erstens der durch den zweitgenannten Untersetzungshebel 36 verursachten Untersetzung, die gleich dem Verhältnis zwischen Abstand von Lagerzapfen 37 und Finger 39 sowie dem Abstand zwischen Lagerzapfen 37 und dem Steuerstößel 7 ist, sowie auch von dem erstgenannten Untersetzungshebel 26 hervorgerufenen bereits im Faüe der F i g. 1 und 2 definierten Übersetzungsverhältnisse.

Um in der Höhenlage des Werkzeuges einen Ausgleich der Veränderungen der Lage des Werkzeughalterblockes herbeizuführen, ist das eine Ende der Stange 38 fest mit dem Werkzeughalter-Teilstück 21a verbunden und bildet durch die Zwischenlage eines aus einem elastischen Material bestehenden Ringes 40 eine Anlage für die auseinandergehende Bewegung. Das andere Ende der Stange 38 ist gleitbar in dem

Werkzeughalter-Teilstück 2ib gelagert und wird durch eine Feder festgehalten, die durch den Ring 40 unter Druck gesetzt und die hier durch die Tellerfeder 41 gebildet ist, die bei der Montage der Stange durch eine Schraubenmutter zusammengepreßt wird.

Die durch die Wärmeausdehnuing des Kunststoffplättchens 24 verursachten längslaufenden Verlagerungen des Auflagefingers 29 werden durch die Wärmeausdehnung des Kunststoffringes 40 ausgeglichen, dessen Zunahme an Dicke den Lagerzapfen 37 nach rechts verschiebt, so daß die Lage des Auflagefingers 29 unverändert bleibt. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß der Ring 40 in die Masse des Werkzeughalters eingesetzt ist, damit er den Temperaturänderungen des gesamten metallischen Werkzeughalters folgt. Damit sich der Ring nicht elastisch verformen kann, ist er dicht in seinem Unterbringungsraum zwischen dem Werkzeughalter-Teilstück 21a und einer Scheibe 42 eingeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

. «S nalter angebrachten Werkzeuges ohne Unterbrechung Patentansprüche: \S des Arbeitsvorganges eingestellt werden kann. Das

1. Werkzeughalter mit regelbarer Werkzeugein- Werkzeug ist hier allerdings nicht mit der gleichen

stellung, bestehend aus zwei, elastisch miteinander Feinfühligkeit zustellbar, wie es bei der Abhebebewe-

verbundenen, im Winkel zueinander verstellbaren 5 gung beim Werkzeug der eingangs beschnebenen

Teilstücken, von denen das das Werkzeug aufneh- Anordnung der Fall ist

mende Teilstück durch einen von einem Steuerstö- Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe ßel beaufschlagbaren, an Auflagern der beiden zugrunde, einen Werkzeughalter mit regelbarer Werk-Teilstücke abgestützten Untersetzungshebel aus- zeugeinstellung zu schaffen, der bei der Bearbeitung von lenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß io Werkstücken auf automatisch arbeitenden Werkzeugder Untersetzungshebel (16; 26) an der Stelle der maschinen, die Abnutzung des Werkzeuges ausgleicht Auflager zwei entgegengesetzt zueinander gerichte- und ruckartige Zustellbewegungen, den sogenannten te, sich teilweise überdeckende Sacklöcher (12, 13) »Stick-SIip«-Effekt, vermeidet.

aufweist, die Auflagefinger (18, 19; 28, 29) aufneh- Diese Aufgabe ist bei einem Werkzeughalter mit

men, zwischen denen ein Plättchen (14; 24) aus 15 regelbarer Werkzeugeiiistellung der eingangs beschrie-

elashschem Kunststoff angeordnet ist, mit dem die benen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der

Auflagefinger (18, 19; 28, 29) auf dem Grunde der Untersetzungshebel an der Stelle der Auflager zwei

Sacklöcher (12,13) aufliegen. entgegengesetzt zueinander gerichtete, sich teilweise

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch überdeckende Sacklöcher aufweist, d»e Auflagefinger gekennzeichnet, daß mindestens einer (29) der 20 aufnehmen, zwischen denen ein Plättchen aus elasti-Auflagefinger sich mittels einer Absr.ützkugel (31) schem Kunststoff angeordnet ist, mit dem die Auflageauf dem einen Werkzeughalter-Teilstück (216) finger auf dem Grunde der Sacklöcher aufliegen, abstützt. Zweckmäßigerweise stützt sich mindestens einer der

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch Auflagefinger mittels einer Abstützkugel ^uf dem einen gekennzeichnet, daß der Untersetzungshebel (26) 25 Werkzeughalter-Teilstück ab.

mit einem anderen Untersetzungshebel (36) zusam- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese-

menarbeitet, der zwischen den beiden Werkzeughai- hen, daß der Untersetzungshebel mit einem anderen ter-Teilstücken (21a, 216) gelenkig gelagert ist und Untersetzungshebel zusammenarbeitet, der zwischen auf den der Steuerstößel (7) einwirkt, daß der andere den beiden Werkzeughalter-Teilstücken gelenkig gela-Untersetzungshebel (36) auf einem Lagerzapfen (37) 30 gert ist und auf den der Steuerstößel einwirkt, daß der quer zu einer zum Steuerstößel (7) parallelen Stange andere Untersetzungshebel auf einem Lagerzapfen (38) gelenkig gelagert und zwischen den beiden quer zu einer zum Steuerstößel parallelen Stange Werkzeughalter-Teilstücken (21a, 21 b) so angeord- gelenkig gelagert und zwischen den beiden Werkzeugnet ist, daß auf dem einen Ende der Stange (38), in halter-Teilstücken so angeordnet ist, daß auf dem einen dem einen Werkzeughalter-Teilstück (21a) ein Ring 35 Ende der Stange, in dem einen Werkzeughalter-Teil-(40) aus elastischem Kunststoff festgelegt und auf stück ein Ring aus elastischem Kunststoff festgelegt und dem anderen Ende der Stange (38) untei" Zwischen- auf dem anderen End. Jer Stange unter Zwischenschalschaltung einer das Zusammenpressen des Ringes tung einer das Zusammenpressen des Ringes bewirken-(40) bewirkenden Tellerfeder (41) in dem anderen den Tellerfeder in dem anderen Werkzeughalter-Teil-Werkzeughalter-Teilstück gelagert ist, um die 40 stück gelagert ist, um die Wärmedehnung des Plättchens Wärmedehnung des Plättchens (24) durch die des durch die des Ringes auszugleichen. Ringes (40) auszugleichen. Durch diese Mittel und Maßnahmen wird bei der