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Betr.: Beschreibung und Patentanspruch der zum Patent angeineldeten
Erfindung Abstechwerkzeug für Drehmaschinenn Beschreibung: Die Erfindung bezieht
sich auf ein Zerspanungswerkzeug in der Ausführung als Abstechwerkzeug zum 3in-
und Abstechen von Werkstoffen auf Zerspanungsmaschinen, in der Hauptsache für Dreh-Maschinen.
Bestehend aus dem Halter, der Schneideplatte und dem Seitenhalter.
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Erfindungsgemäß aoll der Zweck erreicht werden, Werkstücke mit beliebig
großen Dur¢hmessern entsprechend tief einzustechen, oder ganz abzustechen unter
der Berücksichtigung der Eigenart des Ein-und Abstechzerspanens unter den Voraussetzungen
der Zerspanungsmaschinen.
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Für die Zwecke des Abstechens wurden schon verschiedene in der Praxis
mehr oder weniger brauchbare Werkzeuge entwickelt, solche mit flachen und horizontal
liegenden Messern, mit vertikal stehenden Messern in Hnlbkreisbügelhalter und Schneidscheiben
in Halbl;rcisbiigelhalter mit verschiedenen Variationen. Die Ausführungen in HalbkreisbUgelhaltern
kamen dabei den An£orderungen schon näher. Auch sie-weisen Jedoch in der Praxis
und auch aus den Darlegungen ersichtlich noch entscheidende Nachteile auf.
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Abstechwerkzeuge mit Messer in horizontaler Klemmung lassen keine
große Ausladung zu, da die Messerhöhe nur eine bedingte Höhe zuläßt, oder die Schneidenbreite
muß mit ihrem Rücken so breit sein, daß der Schnittdruck aufgefangen werden kann,
wobei sie dann schnittechnisch kaum noch wirtschaftlich sind. Sie geben in der Praxis
nur eine beschränkte Ein- und Abstechmöglichkeit. Die halbkreisförmigen Bügelhalter
sind unförmige Werkzeuge und können kaum auf Drehautomaten oder Revolver - Drehmaschinen
eingesetzt werden, da der über die horizontale Schnittlinie hinausragende Teil des
Bügels, des Messers oder der Scheibe den Bewegungsablauf der einzelnen Werkzeugschlitten
stört. Außerdem ist die Ausladung von der Schneidenspitze bis zur Kante der Werkzeugaufnahme
so groß, daß oftmals die Querbewegung des Naschinensupportes nicht mehr genügt,
um mit dem Abstechwerkzeug ein- oder abzustechen.
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Die Messer und Scheiben wie sie in Patenten USA 2.676.386, D 1.184.598,
D 1.151709, D 285.251 dargestellt sind, weisen eine sehr schlechte Spanabfuhr auf,
auch wenn sie in der vertikalen Schnittlinie geneigt stehen. Dies trifft besonders
beim USA -Patent 2.676.386 zu, Fig. 3 und 6. Ebenso auch beim D - Patent 1.151.709
wie in Fig. 4 ersichtlich ist, wobei hier erst nach oftmalige nachschleifen ein
horizontaler Spanabfluß erzielt wird, Fig. 3, was völlig unwirtschaftlich ist. Auch
die Nesserstellung in D - Patent 1.184.598 zeigt die gleichen Erscheinungen.
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Wie die Darlegungen und die Praxis zeigen, muß der abfließende Span
von der annähernd horizontalen Abflußebene in einen vertikalen Ablauf uebergehen,
wobei dem Ablauf noch der Spanstaudruok der Schnittrichtung des umlaufenden Werketückes
im Einstich entgegen wirkt. Dies wirkt sich besonders auf einen raschen Verbrauch
der Schneide aus, ebenso zum Unterfangen des Schneidewerkzeuges im Einstich, mitursächlich
von Schneidenbrüche.
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Die vertikal eingeklemxten Messer wie zum Beispiel im D - Patent 1.184.598,
haben zu dem noch infolge ihrer Länge eine sehr große Wärmeausdehnung, wobei die
Klemmstellen 5 der Ausdehnung entgegen wirken und das Messer sich dann mehr oder
weniger, je nach Erwärmung, seitlich durchbiegt und keine einwandfreie Planfläche
mehr erzielt.
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Diese Durchbiegung führt zudem noch zu einer zusätzlichen Erwartung
durch reiben der Messerseiten in der Schnittplanfläche des Werkstückeinstiches,
wobei dann in Verbindung mit der Zerspanunr>swärme und der Spanstaudruckwarme
ein vorzeitiger Verschleiß der Schneide eintritt.
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Die halbkreisförmigen Bügelhalter oder ähnliche Ausführungen weisen
noch einen ganz entscheidenden Nachteil auf, und zwar dadurch aufw daß ihre Ausladung
nicht entsprechend der erforderlichen Schnittiefe veränderlich ist. Sie ist in den
Ausführungen der verschiedenen Darlegungen in den Zeichnungen featbestimmt.
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Die Ausladung setzt sich hierbei zusammen von dem Maß von der Schneidenspitze
bis zum Innendurohmesser des Halbkreisbugels, dem Naß der Bijlgelbreite vom Innen
- zum Außendurchmesser, dem uebergang, Radius oder Anschlag vom Bügelaußendurchmesser
zum Halterschaft. Diese ganz entscheidenden Nachteile sind besonders deutlich ersichtlich
im D - Patent 1.184.598 in Pig. 1 und 2.
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Die zusätzliche über die Schnittiefe hinausgehende Ausladung ist völlig
unzweckmäßig und echnittechnisch nicht erforderlich und ist in ihrer Länge annähernd
schon dem Maß der maximalen Einstechtiefe. Diese zusätzliche Ausladung führt zu
einer weiteren Hebelwirkung an der Schneidenspitse und ist bei diesen Abstechwerkzeugen
Nitursache des Unterfangen der Schneidewerkzeuge, wobei bei diesem Unterfangen die
Schneidespitze unter die Schnittlinie des Werkstückes gedrückt wird. Dieses Unterfangen
wirkt sich in Rattern oder gar in Schneldenausbrüchen oder ganzen Brüchen aus, es
kann so stark sein, daß es zum Stillstand der Drehmaschine führt, oder daß das Werkstück
aus der Spannaufnahme gedrückt wird, oder aber, daß das Abstechwerkzeug selbst beschädigt
wird.
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Dieser schnittechnisch entscheidende Nachteil der unveränderlichen
Ausladung bringt mit sich zudem nach einen erheblichen zeitlichen Nachteil, und
zwar darin, daß die gesamte Ausladung auch dann vorhanden ist, wenn nur ein bestimmter
Teil der maximalen ü('chnitttiefe werkstückmäßig benötigt wird. Diese über die erforderliche
Schnittiefe hinausgehende Ausladung bringt entsprechend der Differenz einen zusätzlichen
Kurbelweg am Werkzeugsupport, der.
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dann besonders von zeitlicher Bedeutung ist, wenn in der Bearbeitung
eines Werkstückes ein Werkzeugwechsel mit
verschiedenen werkzeugen
vorgenommen werden muß. Bekanntlich sind diese Werkzeuge in ihrer Einspannung so
abgestimmt, daß sie bei Heranführung an das Werkstück keine verschieden langen Kurbelwege
benötigen.
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Ein weiterer Nachteil liegt noch in der Nachschleifmöglichkeit der
in den Fig. dargelegten Ausführungen. In der Praxis zeigt sich, daß man nicht alle
Werkstoffe zugleich mit einem vorbestimmten Winkel in der Zerspanung bearbeiten
kann. Ds ist deshalb von grundsätzlicher Bedeutung, daß man die Zerspanungswinkol
schnell und zugänglich ohne besonderen Vorrichtunnen umschleifen kann. Auch das
chschleifen dieser Schneidewerkzeuge ist problematisch. Alle Schneidewerkzeuge der
halbkreisförmigen Bügelhalter, ob mit Messer oder Scheibe, lassen sich nur schwer
mit handelsüblichen Schleifwerkzeugen nach- oder umschleifen, besonders dann, wenn
Spanfläche und nachfolgende Snanleitfliche einen iiinkel unter 90 Grand bildet.
In den ges mten Darlegungen dieser Patente müssen die Schleifscheiben nach den finkelgegebenheiten
abgerichtet werden. Beim Schleifen stört der über der Schnittlinie liegende Teil
des Schneidemessers oder der Schneidescheibe, ebenso im geklemmten Zustande der
über der Schnittlinie liegende Teil des Halters.
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Nachteilig wäre des weiteren noch hervor zu heben, daß die Messer
oder Scheiben, im Volumen ihrer Schneidewerkstoffe oder der Grundwerkstoffe sehr
groß sind und im Nutzungsverhältnis der Schneidenlänge zum Volumen wirtschaftlich
ungünstig liegen und zu dem noch nur eine Schneide aufweisen, Des weiteren noch,
daß der Halterschaft nicht höhenverstellbar ist, was besonders dann nachteilig ist,
wenn die Schneidenhöhe durch eine feste Schafthöhe über der Schnittlinle liegt und
eine Tieferstellung in der Werkzeugauf nahme nicht mehr möglich ist. Dies trifft
vielfach dann zu, wenn das Abstechwerkzeug umgekehrt oder im hinteren Stahlhalter
der Drehmaschinen eingespannt werden soll.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Abstechwerkzeug
zu schaffen, welches alle bekannten Mängel ausschließt und den Bedürfnissen und
Anforderungen der Zerspanungstechnik und den Besonderheiten der Zerspanungsmaschinen
nachkonimt Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an einem Schaft ende
sich stirnseitig ein Schneidewerkzeug - Klemmhalter llefindet, wobei am Schaft selbst
zusctzlich wechselseitig, links oder rechts, ein Seitenhalter angebracht ist, den
man in der Höhe verstellen kann und dessen Ende stirnseitig mit der Innenseite des
Klemmhalters abschließt und daß eine mehrschneidige Schneideplatte in quadratisch,
rechteckiger oder ähnlicher Ausführung als Schneidewerkzeug dient, das in der Elemmstellung
nicht hemmend über horizontale Schnittlinie hinaus dem Spanablauf entgegen wirkt,
des weiteren darin, daß der Klemmhalter an seiner Innenseite einen annähernden Viertelkreis
bildet, dessen Radius den maximal abzustechenden !;rerkstückdurchmesser bestimmt
und zugleich die maximal erforderliche Ausladung in Verbindung mit dem Seitenhalter
ist, wobei deren Maß unverRnderlich ist und nur durch den chneidenverbrauch reduziert
wird.
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Die Klemmdiagonale des Klemmhalters liegt in der Tinkellage so, daß
alle bekannten Schneidewinkel der verschiedenen Werkstoffe mittmäßi durchschnitten
werden und ist dabei mitbestimmend für die Klemmdiagonale der Schneideplatte, wobei
die Schneideplatte zweckmäßig entgegengesetzt der Diagonale je eine Schneide besitzt,
deren Schneidenwinkel mittmäßig durch die Diagonale geschnitten werden.
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In der Variation kann der Klemmhalter auch so angebracht sein, daß
er wechselseitig, links oder rechts, sich am Schaftende befindet, wobei das Schaftende
stirnseitig mit der Innenseite des Klemmhalters abschließt und dadurch der Seitenhalter
entfällt, jedoch kann dann das Abstechwerkzeug nicht in sich selbst in der Höhe
verstellt werden.
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Des weiteren wird erreicht, daß durch die seitliche Anbringung des
Klemmhalters, dieser trotz der festbestimmten Ausladung sich in der Werkzeugaufnahme
der Drehmaschine vom Null - bis t-Iaximaldurchmesser verschieben läßt und wobei
bei dieser Ausführung sich die Schneidenspitze in Verbindung mit der Höhenverstellung
der Werkzeugaufnahme und der des Seitenhalters in Jeder Spannhöhe
auf
die Schittachse einstellen läst.
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Des weiteren wird noch erreicht, daß das Schneidewerkzeug in der Ausführung
als 1W: t te in der Schnittstellung ilil @uerschnitt der gesamten Höhe den Schnittdruck
auffängt und dadurch in der Schnittbreite sehr gering gehalten werden kann.
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Die Erfindung erzielt in ihrer Kombinationinsgesamt noch besondere
Vorteile, die darin bestehen kleine Panmaße, keine über die horizontale bchnitti
tnle hinausragenden Teile, Vers-tellberkeit auf eine gegebene Einstichtiefe trotz
festbestimmter Maximalwerkstückdurchmesserausladung, Höhenverstellung der horizontalen
Schnittlinie, Schneidewerkzeug mit mchreren Schneiden, mit geringer Schnittbreite
und ungehindertem Spanablauf, die Möglichkoit @erkstückdurchmesser nach oben au
z.B. @@@@t ein- und abzustechen, wobei die wirtschaftlichen Vorteile in der gönstigen
@erstellung des Halters und des Schneindewerksenres @ieqen, sowie in der Verkstoffeinsparung
des Schneidewerkstoffes oder des Grundwerkstoffes bei aufgesetzten Schneidewerkstoffen
und in der Sinsparung von Werkstoffen infolge der geringen Schnittbreite und zudem
noch in der Erzielung und Ausnützung hoher Schnittgeschwindigkeiten, sowie durch
die Symetrie der Schneideplatten durch stückzahlmäßige Bearbeitung in einer Aufspannung
der verschiedenen Arbeitsgänge.
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Ausführungsbeisp:Lele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht in
Schnittrichtung und Null- Ausladung auf der Auflagefläche der Werkzeugaufnahme des
erfindungsgemäßen Abstechwerkzeuges im Maßstab 1 : 1 im Ausführungsbeispiel in der
Größe für Werkstückdurchmesser bis 70 mm, mit in der Klemmdiagonale geklemmter Schneideplatte.
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Fig. 2 eine Draufsicht in Schnittrichtung und in Maximal - Ausladung
mit angebrachten Seitenhaltern, wobei dcnn in der Arbeitsausführung der in der Draufsicht
links angebrachte Seitenhalter entfällt.
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Fig. 3 eine Schneideplatte mit Bestückunì in der Lage der Elemmdiagonale
in Seiten- uibVcrderansicht, Pig. 4 eine Schneideplatte aus Vollschneidewerkstoff
in der Lage der Klemmdiagonale in der Seiten- und Vorderansicht, Fig. 5 und 6 einen
Schnitt durch den Seitenhalter mit liöhenmäßig veränderlichen Aufnahmebohrungen,
wobei die Ausführungen darstellungemäßig nicht mit der Praxisausführung übereinstimmen
muß, Fig. 7 das Abstechwerkzeug in Vorderansicht in Schnittstellung mit seitlich
angebrachtem Seitenhalter, wobei der Seitenhalter auf der Auflagefläche der Werkzeugaufnahme
liegt, Ansicht in Schnitt- und Arbeitsstellung mit oben abschließendem Span, Fig.
8 desgleichen jedoch in umge@ehrter Binspannung mit unten abfließenden Span.
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Die Fig. P - 8 brauchen in den Ausführungen der praxis nicht ganz
mit den Ausführungen der Darlegungen übereinstimmen, die Darlegungen mit den Ausführungen
in den Zeichnungen können annähernd sein.
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Das in der Zeichnung dargestellte Abstechwerkzeug besteht im wesentlichen
aus dem Halter 1, dem Seitenhalter 14 und der Schneideplatte 19. Der Halter 1 setzt
sich aus dem Schaft 1 a, dem Klemmhalter 1 b und dem Seitenhalter 14 zusammen. Der
Elemmhalter 1 b ist mit dem Schlitz 8 zur Klemmung der Schneidplatte 19 und den
Schraubenbohrungen und Schrauben 18 und 22 versehen, am Schaft 1 a sind die Schraubenbohrungen
und Schrauben 18 für die Befestigung des Seitenhalter 14.
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Der Klemmhalter 1 b ist an der Innenseite 6 mit einem Viertelkreisbogen
ausgebildet, dessen Mittelpunkt die Schneidenspitze der Schneideplatte 19 ist, der
Radius hierbei ist zugleich der Maximalabstechdurchmesser 9. Der Rücken des Klemmhalter
1 b bildet zweckmäßig einen Winkel und ist so ausgeführt, daß die zweite Schneide
20 und 21 mit ihrer Breite und Länge nicht in das festbestimmte Maß des Schlitzes
8 kommt, der Rückenauslauf kann auch in einen
Anschlagwinkel 7 übergehen.
Die Diagonale 13 der Schraubenbohrungen 18 und 2 liegt mittmäßig in den berkonnten
Sclneidenwinkel der verschiedenen Werkstoffe. Im schaft 1 a und in seinem uebergang
zum Klemmhalter 1 b sind die Schraubenbohrungen 18 zur Befestigung der Seitenhalter
14, wobei der Seitenhalter 14 mit seiner vorderen Stirnseite mit der Innenseite
6 abschließt. Der Seitenhalter 14 kann wechselseitig am Halter 1 Fig. 2,7,8 je nach
Schnittstellung nbrcht sein, wobei der komplette Malter 1 immer außerhalb der Werkzeugaufnahme
40 liegt. Der Halter 1 läßt sich somit in der Werkzeugaufnahme 40 von seiner maximalen
Auslage 24 in Richtung 5 bis zur Null - Ausladung zur Innenkannte 40 a der lerkzeugaufnahme
40 40 stufenlos verschieben, Fig. 1 und 2.
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Zur zusätzlichen Höhenverstellung auf die jeweils erforderliche Spitzenhöhe
der Schnittachse kann die Bohrungsachse 17 im Seitenhalter 14 variabel sein, Fig.
6 und 7.
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Der Halter 1 mit Schaft 1 a und Klemmhalter 1 b ist so ausgeführt,
daß am Ubergang vom Schaft 1 a zum Klemmhalter 1 b über der Halterfläche 5 sich
kein Teil Fig. 1,7,8 befindet.
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Die zum Abstechwerkzeug dazugehörende Schneideplatte 19 ist in zwei
Ausführungen dargestellt, dabei zeigt Fig. 3 die Schneideplatte mit Schneidewerkstoffbestückung
20 und 21 mit gehärtetem Plattenkörper 27, den Klemmbohrungen 29 die diagonal 13
verlaufen. Die Diagonale 13 und der Spanwinke1 liegen in der Klemmstellung mittmäßig
in den bekannten Schneidewinkeln der verschiedenen Werkstoffe, wobei der SpanwinkelOt
der Schneiden 20 und 21 verschieden sein kann.
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Der Freiwinkel R wird durch die quadratische, rechteckige oder ähnliche
Ausführung durch die Klemmstellung 13 mitbestimmt, ebenso sind die Nebenfreiwinkel
31,32,33,34 festbestimmt, wobei zum Nach- oder Umschleifen nur die Spanfläche 26
und der Freiwinkel a geschliffen werden braucht. Die Spanleitfläche 28 ist annähernd
wa@gerecht und geht nicht liter die Halterflciche 5 hinaus Fig.1, sie ist in Verbindung
mit der Spanfläche so gearbeitet, daß sie einem waegrechten Späneabfluß nicht entgegen
wirkt. Die Spannfläche 39 ist über die gesamte Fläche gleich der Dicke 35 und wird
nur auf die Schneidenbreite 30 zu durch die Nebenfreiwinkel 31 und 33 konisch erweitert,
wobei die Dicke 35
gleich der Schlitzbreite B ist.
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Die Schneidenplatte 19 der Fig. 4 ist aus Vollschneidewerkstoff, wobei
der Spanwinkel # gleich Null ist und der jeweils erf orderliche Spanwinkel 38 mit
der Spanleitfläche 37 ausgearbeitet wird.
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Die weiteren Ausführungen sidn hierbei gleich der Fig. 3.
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Die Ausführungen der Schneideplatten nach Fig. 3 und 4 sind symetrisch
bis annähernd symetrisch und können durch diese Ausführungen in der Bearbeitung
satzweise in den einzelnen Arbeitsgängen erfaßt werden.
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Die Erfindung soll sich nicht nur auf die dargestellten Ausführrungen
der Zeichnungen beschränken, sondern sie soll sich den Erfordernissen der Praxis
anpassen, wobei die Darlegungen der Zeichnungen annähernd sind.