DE2112092A1

DE2112092A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE2112092A1
Application number: DE19712112092
Authority: DE
Inventors: Bennett John T
Original assignee: BENNETT JOHN T
Current assignee: BENNETT JOHN T
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1971-09-30
Also published as: DE2112092B2; US3688367A; CA979197A; DE2112092C3

Description

John T. Bennett

Dr. !πα. H. H^n

DVl. Ing. \'-.. H--ck Dip!. Pbys. Vv. Schmitz

8 Kündhen 15, ^Awcrislr. 23

Tel. 5 36 85 36

47, Paper Mill Lane

Newton Square, Pennsylvania

USA

11. März 1971 Anwaltsakte M-I518

Werkzeughalter

Die Erfindung betrifft Werkzeughalter mit wenigstens einem lösbar befestigten Schneideinsatz.

Der Trend zur Verwendung automatischer Geräte auf dem Gebiet der Herstellung hat zu einem Bedarf an Werkzeughaltern geführt, welche numerisch bzw.zahlenmäßig erfaßbar so eingestellt werden können, daß die Schneidkanten der Einsatzkörper genau bezüglich eines Bezugspunktes an der Maschine fixierbar sind. Insbesondere besteht ein großer Bedarf an drehbaren Werkzeughaltern, welche die Schneidkanten der Einsätze unter einem genauen radialen Abstand von der Drehachse des Werkzeuges führen und welche gleichzeitig einen genauen axialen Abstand von einem Bezugspunkt entlang des Werkzeuges gewährleisten.

Davon ausgehend soll mit der vorliegenden Erfindung ein Werkzeughalter, insbesondere ein Werkzeughalter für Drehwerkzeuge geschaffen werden, welcher dazu dient, wenigstens einen Schneideinsatz einstellbar in seiner Lage zu fixieren.

Mit Hilfe des Werkzeughalters soll der Schneideinsatz nach einer gewissen Gebrauchsdauer eingestellt werden können, um neue Schneidkanten unter gleichem vorbestimmten Abstand, der Ausgangs-·- position der verwendeten Schneidkanten entsprechend, innerhalb sehr enger Toleranzen auszurichten. Der Werkzeughalter soll als ' mehrfach einstellbarer Haltekörper ein Minimum loser Teile auf- ·; weisen, welche den Schneideinsatz halten. Der einstellbare Schnei4-einsatz soll so ausgebildet sein, daß er innerhalb verschiedenartiger Werkzeughalter einsetzbar ist und verbesserte, spanbrechende Eigenschaften besitzt.

Ein Werkzeughalter nach der vorliegenden Erfindung weist wenigstens einen, den Schneidkörper aufnehmenden Schlitz in einem Körper auf, wobei das Paar einander gegenüberliegender, paralleler und ebener Flächen des Schlitzes in Gestalt und Fläche dem Paar einander gegenüberliegender, paralleler und ebener Flächen der einzuführenden Schneideinsätze entspricht. Die einander gegen-

überliegenden, ebenen Flächen des Werkzeugkörpers werden gegen-

seitig zusammengezogen, um den Schneideinsatz unter Druck an den ■ einander gegenüberliegenden, parallelen und ebenen Flächen des Schlitzes zu halten. Dem den Schneidkörper aufnehmenden Schlitz ist eine verbesserte Vorrichtung zugeordnet, um den Schneidkörper in seiner Lage zu fixieren, wobei zwei Spindeln entlang angrenzender Kanten des den Schneidkörper aufnehmenden Schlitzes und zwischen den ebenen Flächen in den Werkzeughalter-Körper eingefügt sind. Die Spindeln sind so ausgebildet, daß sie am eingeführten Schneideinsatz nur auf einem Teil der Breite der angrenzenden Schneidkantenflächen und nahe der Mitte derselben

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anliegen. Infolge-dessen wird d?r eingeführteSchneideinsatz genau in seiner Lage zum Körper des Werkzeughalters fixiert, selbst, wenn die Kantenflächen des Schneideinsatzes durch vorangehende Benutzung an der Schneidkante abgenutzt worden sind. Dies Verfahren der Einstellung und Halterung eines Schneideinsatzes verhindert das Verbiegen einer Ecke des Einsatzkörpers, was die Ver-' wendung der Schneide nach Einstellung und bei Gebrauch beeinträchi tigen könnte.

Jede der beiden Spindeln, welche dem den Einsatz aufnehmenden Schlitz zugeordnet sind, ist entlang eines Teils unterschnitten, wodurch jeder Schneideinsatz an drei Stellen anliegt und dadurch in seiner Position genau bestimmbar ist. Falls ein Schneidkörper rechtwinklige, jedoch nicht quadratische Form besitzt, liegt die längere zweier angrenzender Kantenflächen vorzugsweise an einer Spindel an, welche in der Mitte unterschnitten ist, um zwei am Schneideinsatz anliegende Bereiche zu bilden, während die kürzere, angrenzende Kantenfläche des Schneideinsatzes an einer Spindel anliegt, welche an den Enden unterschnitten ist, wodurch ein einzelner, am Schneidansatz . anliegender Bereich verbleibt.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung weisen die beiden, zur Lagebestimmung des Einsatzes im Schlitz dienenden Spindeln einen Durchmesser auf, welcher der Dicke des eingefügten Einsatzes entspricht, oder geringer ist, wobei die genannte Dicke dem Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden, parallelen und ebenen Flächen des den Einsatzkörper aufnehmenden Schlitzes

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entspricht, wenn die Flächen des Schlitzes gegen einen Einsatzkörper angezogen sind. Eine Spindel dieser Größe gewährleistet, i daß die Kantenflächen des Schneideinsatzes nur auf einem kleinen j Teil der gesamten Kantenbreite berührt werden. Es können verschiedenartige Formen von Schneideinsätzen mit Hilfe zweier Spindeln fixiert werden, so Schneidkörper, welche quadratisch, dreieckig, rechtwinklig, fünfeckig, rautenförmig oder sogar bogenförmig geformt sind. Die Gestalt des einzufügenden Schneideinsatzes bestimmt den Winkel zwischen dem Paar von Spindeln, ^! welche einem im Schlitz befindlichen Schneideinsatz zugeordnet i sind. Die Verwendung in den Körper des Werkzeughalters eingeführ-; ter Spindeln geschieht vorzugsweise, anstatt den Werkzeugkörper selbst in entsprechender Weise zu formen, da die Herstellung eines Werkzeughalters der genannten Form leichter vorzunehmen ist und eine genauere Einstellung des Schneideinsatzes in seiner Lage zum Werkzeughalter ermöglicht wird. Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein drehbarer, mit mehreren Einsätzen versehener Schneider die Form des Spitzenfräsers auf, dessen zwei Spindeln im wesentlichen rechtwinklig zueinander liegen. Eine Spindel ist parallel zur Drehachse des Werkzeughalters, während die andere Spindel radial ausgerichtet ist.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der drehbare Werkzeughalter mit mehreren, einsetzbare Schneidkörper aufnehmenden Schlitzen versehen, welchen ein einzelner, großer Spindelkörper zugeordnet ist. Dieser Spindelkörper bestimmt die Radialposition jeder der einzelnen, eingesetzten

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Schneiden. Diese Schneiden werden in ihrer Axiallage jeweils durcji eine einzelne Spindel bestimmt, welche im wesentlichen recht- j winklig zum im Durchmesser großen Spindelkörper angeordnet ist. Eine Hülse, deren Innenabmessungen etwas größer sind als die Außenabmessungen der im Durchmesser großen Spindel ist mit die Einsätze aufnehmenden Schlitzen versehen, welche sich von einem Ende der Hülse erstrecken; die einander gegenüberliegenden Seiten jeden Schlitzes sind flächeneben. Die größere Spindel ist inner- j halb der Hülse und koaxial mit dieser angeordnet. Bei einer Ausführungsform, welche rechtwinklige Schneideinsätze verwendet, ist der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche der Hülse etwas größer als der Außendurchmesser einer zylindrischen, großen Spindel. Segmente der Hülse zwischen den die Einsätze aufnehmende^ Schlitzen sind sicher mit der Spindel verbunden, um die Schneideinsätze zusammenzudrücken und zu halten. Bei einer weiteren Ausführungsform, bei welcher die axiale Verlängerung der Hülse klein ist, wird ein Keil in der Hülse verwendet, um jedes Paar

i einander gegenüberliegender, glatter Schlitzseiten gegen einen ·■ eingefügten Schneidkörper zu drücken. Die große Spindel ist für jeden der die Schneidsätze aufnehmenden Schlitze mit einer Rippe oder Kante versehen, welche zwischen den einander gegenüberliegenf den, glatten Seiten des Schlitzes ausgerichtet ist. Diese Kante wird durch eine Nut an der Spindel gebildet, welche jeweils jedem Schlitz zugeordnet ist. Wahlweise kann die Spindel im Querschnitt vieleckige Form besitzen, um den Schneideinsatz am Schnittpunkt angrenzender, flacher Seiten der großen Spindel anliegen zu lassen.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird

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ein verbesserter, einstellbarer und aus Kohlenstoff- bzw. Hartmetall bestehender Schneideinsatz verwendet. Mehrere spanbrechende Nuten sind an der Schneidkante vorgesehen und erstrecken sich *

am

in die Fläche des Schneidkörpers nahe der Vorderseite der/Werkstück arbeitenden Schneidkante. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber bestehenden Schneiden dar, deren spanbrechende Schlitze sich nahe der Schneidkante entlang der hinteren Efasatzfläche erstrecken. Durch diese erfindungsgemäße Verbesserung werden Metallspäne vom Werkstück feiner abgebrochen und infolgedessen schneller abgeführt. Die zum Antrieb eines drehbaren Werkzeughalters erforderliche Kraft ist infolgedessen verringert und die Verteilung des Kühlmittels ist verbessert. Die spanbrechenden Nuten sind so vorgesehen, daß ihre Funktion durch Abnutzung der Schneidkante nicht beeinträchtigt ist.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Explosivansicht eines drehbaren Spitzenschnitt-Werkzeughalters nach der vorliegenden Erfin-,

dung; j

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten, drehbaren Werkzeughalters in zusammengesetzter Form;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des drehbaren Werkzeughalters von Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. M- ist eine Schnittansicht des drehbaren Werkzeughalters von

Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine weitere Schnittansieht des in Fig. ldargestellten j drehbaren Werkzeughalters von Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Ansicht eines für Schneideinsätze vorgesehenen, drehbaren Werkzeughalters nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ist eine Endansicht des in Fig. 6 dargestellten Werkzeughalters ;

j Fig. 8 ist eine Schnittansicht des in Fig. 6 dargestellten Werkzeughalters von Linie 8-8 in Fig. 6;

Fig. 9 ist eine Teil-Schnittansicht des in den Fign. 6 bis 8 dargestellten Werkzeughalters von Linie 9-9 in Fig. 7;

Fig. Io ist eine teilweise geschnittene Endansicht eines drehbaren

Werkzeughalters nach einer weiteren Ausführungsform der ^! . Erfindungj eine Weiterentwicklung des in den Fign. 6 bis 9 ' dargestellten, drehbaren Werkzeughalters darstellend;

i '

!Fig. 11 ist eine Schnittansicht des in Fig. Io dargestellten, ' drehbaren Werkzeughalters;

!Fig. 12 ist eine Perspektivansieht des inneren Spindelkörpers des

ι in den Fign. Io und 11 dargestellten, drehbaren Werkzeughalters; _Λλ_ΑΛ._α. .«.-.- -8-

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Fig. 13 ist die Darstellung eines drehbaren₅ für Schneideinsätze dienenden Werkzeughalters nach einer weiteren Ausführungs form der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 14 ist eine Teil-Schnittansicht des in Fig. 13 dargestellten drehbaren Werkzeughalters von Linie 14-14 in Fig. 13.

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In den Fign. 1-5 der Zeichnungen ist ein Werkzeughalter dargestellt, an welchem verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gebracht sind. Der Werkzeughalter ist primär als Spitzenfräser ausgebildet. Er weist einen im wesentlichen zylindrischen Körper 11 auf, in welchem Schneidklingen bzw. Schneiden 13 und 15 eingesetzt sind. Der Körper 11 endet in einem erweiterten Teil 17 und ist an einer Welle 19 angebracht). Der Werkzeughalter ist so ausgebildet, daß er mit Hilfe der j Welle 19 um eine bestimmte Drehachse 21 verdrehbar ist. Der Werkzeughalter hält die Schneidkanten der Schneidkörper in genauer ^! Lage bezüglich der Drehachse 21 und einer axial dazu befindlichen •Position, so bezüglich der rückwärtigen Fläche 2 3 des erweiterten; Teils 17. Ein Werkzeughalter mit eingeführten Schneidkörpern j dieser Anordnung kann, für eine bestimmte Arbeitsweise in ein automatisches Gerät eingesetzt werden. Das heißt, die Schneidkante 2 5 des Schneidexnsatzes 13 und die Schneidkante 27 des Schneideinsatzes 15 sind bei der dargestellten Ausführungsform parallel zur Drehachse 21 und unter einem bestimmten Abstand dazu angeordnet. Eine weitere Schneidkante 29 des Schneideinsatze^ 13 und eine Schneidkante 31 des Schneideinsatzes 15 sind unter einem bestimmten Abstand von der als axialer Bezug dienenden Fläche 2 3 angeordnet.

Der Schneideinsatz 13 wird durch einen Schlitz im Körper 11 geführt, welcher einander gegenüberliegende, ebene Flächen 33 und 35 aufweist. Die beiden Flächen 33 und 35 sind unter einem Abstand voneinander getrennt, welcher der Dicke des einzuführenden Schneideinsatzes 13 entspricht. Der Schneideinsatz 13 wird durch

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ein Paar von Schrauben 37 und 3 9 fest innerhalb des Schlitzes gehalten, wobei die Schrauben sich durch öffnungen 41 und 4 3 des Schneideinsatzes erstrecken. Die Schrauben 37 und 39 drücken " die einander gegenüberliegenden, ebenen Flächen 33 und 35 des den Einsatz aufnehmenden Schlitzes aufeinander zu, so daß der Schneideinsatz unter Druck in seiner Lage geführt ist. Natürlich können auch andere Formen der Befestigung für den Schneideinsatz 13 am Körper 11 vorgesehen sein; es hat sich indessen herausgestellt, daß rechtwinklig geformte Schneideinsätze 13 gemäß Darstellung vorzugsweise unter Anpressung fixiert werden, wobei wenigstens eine Schraube dazu verwendet wird, durch die Schneide selbst geführt zu werden. Der Schneideinsatz 15 wird in entsprechender Weise in einem zweiten, die Schneide aufnehmenden Schlitz des Körpers 11 gehalten. Einander gegenüberliegende, ebene und parallele Flächen 4 5 und 47 des Schlitzes werden mit Hilfe eines Paars von Schrauben 49 und 51 gegen den Schneidkörper aufeinander zu bezogen. Zu diesem Zweck sind die Schrauben 4 9 und durch öffnungen 53 und 55 des Schneideinsatzes 15 hindurchgeführt . i

Die Schneideinsätze 13 und 15 sind mit Hilfe eines Paars von Spindeln entlang angrenzender Schmalseiten ihrer entsprechenden ;

Schlitze innerhalb des Körpers 11 genau ausgerichtet." Die Position|s

bestimmung wird zunächst unter Bezugnahme auf den Schneideinsatz >

15 beschrieben. Eine runde öffnung 57 ist an der ebenen Fläche j 47 des den Schneidkörper aufnehmenden Schlitzes angrenzend vorgesehen. Eine Spindel 5 9 ist in die öffnung 57 eirgeführt und schließt teilweise den Schlitz zwischen seinen einander gegen-

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- 11 über liegenden Flächen **5 und 47 entlang einer Kante. Die Spindel ist in einem mittleren Abschnitt 61 unterschnitten, so daß am Ende Segmente 6 3 und 65 bestehen. Die Flächen dieser Segmente liegen an zwei Punkten an den gegenüberliegenden Enden des Schneidkörpersj an. Wie sich aus Fig. 3 der Zeichnungen ergibt, ist die Kantenfläche 67 am Punkt 63a in Anlage am Segment 63 der Spindel 59. Es ist erkennbar, daß der Bereich bzw.Punkt 6 3a der Berühang zwischen den einander gegenüberliegenden Schmalseiten des Schneideinsatzes 15 vorgesehen ist. Falls die Schneidkante 6 9 des Schneideinsatzes 15 durch vorangehenden Gebrauch abgenutzt wurde, wird dadurch die Lage einer neuen Schneidkante 27 relativ zur [ Drehachse 21 des Werkzeuges nicht beeinträchtigt. Die Kanten- ! fläche 67 liegt in vergleichbarer Weise am Segment 65 am anderen ! I

j Ende der Spindel an. Der- Durchmesser der Segmente 6 3 und 65 am j Spindelende ist vorzugsweise klein im Verhältnis zur Dicke des Schneideinsatzes; der Durchmesser kann etwa der Dicke des Schneidkörpers entsprechen oder geringer sein, so daß die Kontaktflächen (so die Fläche 63a) »wischen Spindel 59 und Kantenfläche 67 verhältnismäßig klein ist, verglichen mit der Gesamtbreite der Kantenfläche 67 selbst. Kleine Kontaktflächen zwischen Spindel und Schneidkante bzw. Schneidkantenfläche gewährleisten die Möglichkeit einer genauen Befestigung und Fixierung des Schneideinsatzes 15 ungeachtet der Abnutzung an den Schneidkanten.

Der im Körper 11 befindliche Schlitz zur Aufnahme des Schneideinsatzes 15 wird entlang einer weiteren Kante durch eine Axialspindel 71 geschlossen, welche einen Abschnitt bzw. ein Segment Il eines maximalen Durchmessers in der Mitte aufweist und damit an

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- 12 der Kantenfläche 75 des Schneidkörpers anliegt. Die Spindel 71 ist in eine Öffnung 77 des Körpers 11 eingeführt. Der maximale Durchmesser der Spindel 71 ist bezüglich der Dicke des Schneideinsatzes 15 so gewählt, daß die Berührungsfläche zwischen den beiden einen geringen Anteil der Breite der Kantenfläche 75 darstellt, wobei dieselben, bezüglich der Spindel 5 9 bereits erwähnten Gründe maßgeblich sind. Die öffnung 77, in welche die Spindel 71 eingeführt ist, ist in ihrer Lage bezüglich der einander gegen· über liegenden, ebenen Flächen 45 und 4-7 des Schlitzes so angeordnet, daß die Berührungsfläche zwischen dem Segment 7 3 der Axialspindel 71 und der Kantenfläche 7 5 des Schneideinsatzes 15 in von der Schneidkante 79 abgewandter Lage vorgesehen ist. Der Schneideinsatz 15 verändert sich also nicht in seiner Lage, wenn die Schneidkante 79 abgenutzt wird.

Der Schneideinsatz 1-5 ist also durch die Kombination einer Radialspindel 59 und einer angrenzenden Axialspindel 71 sowohl radial als auch axial genau in der Position bestimmbar. Die Schneidkanten 27 und 31 sind in genauer Lage ausgerichtet, da der Schneideinsatz 15 mit seinen Kanten an lediglich drei, verhältnismäßig kleinen Bereichen anliegt, welche genau bestimmt werden können. Diese drei Punkte der Berührung ermöglichen eine leichte und genaue Einstellung des Schneideinsatzes, wenn eine seiner Schneidkanten abgenutzt wird.

Der Schneideinsatz 13 wird in vergleichbarer Weise gehalten, so daß sich eine ins einzelne gehende Beschreibung der Halterung erübrigt. Eine Axialspindel 81 befindet sich in einer öffnung 8 3

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des Körpers 11 nahe der Fläche 35 des Schlitzes und dient zur ; Aufnahme und Halterung des Schneideinsatzes 13. Eine Radialspindel 8 5 ist in eine Öffnung 87 des Körpers 11 des Werkzeughalters eingeführt. Die Spindeln 81 und 85 als auch die einander gegenüberliegenden, ebenen Flächen 33 und 35 bilden infolgedessen die Flächen des Schlitzes, welche am Schneideinsatz 13 anliegen und diesen halten.

Es ist erkennbar, daß jede der Schneidkanten der Schneideinsätze [ 13 und 15 gemäß Fig. 1-5 der Zeichnungen mehrere Spanbrecher- ; nuten aufweist. Eine dieser spanbrechenden Nuten ist in Fig. 2 ! und 3 der Zeichnungen im einzelnen am Schneideinsatz 13 dargestellt. Die Basis 89 der spanbrechenden Nut erstreckt sich von der ebenen,

Fläche 91 unfeinem Winkel <p . Die Basis 8 9 der spanbrechenden Nut endet in der Kantenfläche 93 des Einsatzes. Durch die schrägwinklige Überschneidung der großen, ebenen Fläche 91 und der Kantenfläche 93 des Schneidkörpers wird die Schneidkante 25 ge-

I bildet. Bei der in den Fign. 1-5 der Zeichnungen dargestellten I Ausführungsform ist ersichtlich, daß die. breite Fläche 91 des Schneideinsatzes 13 die Vorderfläche bezüglich des zu schneidendeiji Werkstückes darstellt. Der Winkel j> ist ein kleiner Spitzwinkel, j

I dessen Größe von der Zuführungsgeschwindigkeit des Werkstückes j

abhängt; für viele Anwendungszwecke kann er im Bereich von 11 bist

ο !

2o liegen. Der Langteil jeder spanbrechenden Nut besteht an der j

i Vorderseite des Schneideinsatzes nahe zur Schneidkante, anstatt sich quer zur Hinterkante, so quer zur Kante 93 des Schneideinsatzes 13 zu erstrecken, wie dies zur Zeit üblich ist. Schneideinsätze, welche mit Hufe der verbesserten, spanbrechenden Nuten

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nach der vorliegenden Erfindung arbeiten, sind nicht nur für die vorliegend beschriebenen Werkzeughalter verwendbar, sondern benützen allgemeine Verwendungsfähigkeit.

Die in einem der Schneidsätze gemäß Fig. 1-5 der Zeichnungen dargestellten, spanbrechenden Nuten können nach einer Ausführungsform einen Abstand von etwa 6mm besitzen. Die Nuten auf den gegenüberliegenden Schneidkanten des Einsatzes können versetzt dazu angeordnet werden, wie sich am Schneideinsatz 15 gemäß Fig. 1 der Zeichnungen ergibt. Diese Staffelung ist von Vorteil bei Werkzeugen, welche mehr als einen Schneideinsatz bzw. eine Schneidklinge verwenden, da jeder der Schneideinsätze so eingesetzt werden kann, daß die spanbrechenden Nuten an der wirksamen Schneidkante eines Schneideinsatzes um die Hälfte eines Abstandes bezüglich der spanbrechenden Nuten der wirksamen Schneidfläche des anderen Schneideinsatzes versetzt sind. Die Schneideinsätze

13 und 15 gemäß Fig. 1-5 der Zeichnungen sind mit dieser Stapelung versehen dargestellt, wie sich insbesondere unter Bezugnahme auf die Fign. 1 und H ergibt.

i Ein weiterer, drehbarer Werkzeughalter, welcher den Schneideinsatz¹ mit Hilfe zweier Spindelkörper fixiert, ist in den Fign. 6-9 der Zeichnungen dargestellt.

Eine Welle lol ist als Teil derselben mit einer Hülse Io3 versehen., welche eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche Io5 aufweist.j Innerhalb der Hülse Io3 ist eine feste Spindel Io7 vorgesehen, j deren maximaler Außendurchmesser etwas geringer ist als der Innen-j

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durchmesser der Innenfläche Io5 der Hülse Io3. Die Hülse Io3 ist mit mehreren Schlitzen zur Aufnahme von Schneideinsätzen ausgestattet, wobei sich jeder Schlitz vom Ende der Hülse gegenüberliegend der Welle erstreckt. Jeder, einen Schneideinsatz aufnehmende Schlitz erstreckt sich von diesem Ende der Hülse und endet in einer Spindel, so beispielsweise in der Spindel Io9, welche sich in einer öffnung .111 der Hülse Io3 befindet. Die Spindel Io9 fixiert eine Kante des Schneideinsatzes 113 und zwar in gleicher Weise, wie dies unter Bezugnahme auf die Radialspindeln gemäß Fign. 1-5 beschrieben wurde. Auch in der Ausführungs-I form nach den Fign. 6-9 wird der Schneideinsatz 113 unter Druck ! zwischen Segnerten 115 und 117 der Hülse innerhalb derselben ge- ! halten. Die Segmente sind mittels Schrauben an der Spindel Io7 ! befestigt, so durch die Schrauben 119 und 121. Da die Abschnitte i bzw. Segmente 115 und 117 durch die Schrauben in Richtung der Spindel Io7 gezogen werden, werden die einander gegenüberliegenden den Schlitz zur Aufnahme des Schneideinsatzes bildenden und ebener Flächen 12 3 und 125 gegen den Schneideinsatz 113 gezogen, um diesen unter Druck in seiner Lage zu halten. Jeder der anderen durch die Hülse Io3 gehaltenen Schneideinsätze ist in vergleichbarer Weise angeordnet und fixiert.

Es ist erkennbar, daß die Spindel Io7₍ an jedem der durch die Hülse Io3 gehaltenen Schneideinsätze anliegt und diesen radial in seiner Lage hält, anstelle einen einzelnen, kleinen Spindelkörper für jeden der Schneideinsätze vorzusehen. Um jeden der Schneideinsätzej so den Schneideinsatz 113 in seiner Position zu fixieren, ist eine Kante, so die Kante 127 vorgesehen. Diese liegi

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' an einer Kantenfläche des Schneideinsatzes auf einer Fläche an, welche geringer ist als die Breite des Einsatzes. Die Kantenfläche des Schneideinsatzes 113 liegt an einem- Punkt auf der Kante 127 auf, welcher im Abstand von der nicht verwendeten Schneidkante 131 liegt. Falls die Schneidkante 131 durch vorangehende Benutzung nicht mehr brauchbar ist, wird eine wirksame Schneidkante 13 3 des Schneideinsatzes 113 genau relativ zur Drehachse des Werkzeughalters ausgerichtet. Die Rippe bzw. Kante ist an der Kante einer Nut 133 gebildet, welche in der

ist sonst zylindrischen Spindel Io7 vorgesehen/ Die Nut Io3 kann jede erforderliche Form besitzen, um eine Kante 127 zu bilden, welche bezogen auf die Breite der Kantenfläche nur auf einem kleinen Flächenbereich in von der Schneidkante abgewandter Position anliegt.

Wie im Falle der einzelnen Axialspindeln der in den Fign. 1-5 dargestellten Ausführungsform eines Werkzeughalters ist die Spindel Io7 in ihrer Mitte unterschnitten, wodurch Abschnitte bzw. Segmente 135 und 137 bestehen, welche Über eine tragende Kante an jedem Schneidansatz anliegen. Wie im Falle der vorangehend beschriebenen Ausführungsform eines Werkzeughalters ist jeder Schneideinsatz insgesamt an drei Punkten bzw. Bereichen angrenzender Kanten in Anlage, so daß eine genaue und wirksame Positionsfixierung der Schneidkanten ermöglicht ist.

Aus den Fign. 6-8 der Zeichnungen", ist ersichtlich, daß jeder der Schneideinsätze eine Axialneigung besitzt. Das bedeutet, daß die am Schneideinsatz anliegenden Kanten der Spindel Io7,

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so die Kante 127, auch unter einem Winkel angesetzt ist, um. dem Schneideinsatz entlang seiner Länge zu folgen und um ihn· radial abzustützen. Da es erwünscht ist, daß jeder Punkt an der Schneidkante 133 des Schneideinsatzes 113 einen konstanten, radialen Abstand von der Drehachse des Werkzeughalters besitzt, müssen auch alle Punkte der Kante 127, welche am Schneidansatz anliegen, gleichförmigen radialen Abstand von der Drehachse des Werkzeuges j besitzen. Falls die Spindel Io7 im wesentlichen zylindrische Form besitzt, kann eine Verstellung in der Nut vorgenommen werden, j so daß die Kante 127 diesen gleichförmigen radialen Abstand beibehält.

Eine weitere Ausführungsform eines in den Fign. 6-9 dargestellten Werkzeughalters ist aus den Fign. Io - 12 der Zeichnungen ersichtlich. Die Ausführungsform nach Fign. Io - 12 arbeitet mit einer Spindel 139, welche innerhalb der den Schneideinsatz halternden, zylindrischen Hülse vorgesehen ist. Die Hülse weist im Querschnitt die Form eines vielseitigen, regelmäßigen Polygons auf und ist nicht wie vorangehend beschrieben im Querschnitt kreisförmig. Zwei Abschnitte bzw. Segmente 141 und 143, welche als Kanten am Schneideinsatz anliegen und diesen in seiner Position bestimmen, befinden sich am Schnittpunkt von angrenzenden Seiten einer vielseitig geformten Spindel. Wie sich aus Fig. Io der Zeichnungen ergibt liegt die Kante 14 3 an der Kante eines Schneideinsatzes 145 zwischen dessen Seiten an, um die genaue Position beizubehalten und um den Werkzeughalter gemäß vorangehend beschriebener Ausführungsformen leicht einstellen zu können.

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Ein weiteres Merkmal des in Fig. 6 bis 9 dargestellten Werkzeughalters ist an dem in Fign. Io - 12 der Zeichnungen dargestellten Werkzeughalter in der Vorrichtung beschrieben und dargestellt, durch weihe axial jeder der Schneideinsätze in seiner Position ; bestimmbar ist. Gemäß Fig. 6 bis 9 der Zeichnungen wurde eine ^; einzelne Spindel für jeden Schneideinsatz verwendet. Bei der in Fig. Io - 12 dargestellten Ausführungsform wird jeder Schneid- ' einsatz mit Hilfe einer einzelnen Schraube axial eingestellt, so durch die Schraube 147, welche in die Hülse 149 eingeschraubt ist und ein Rundende 151 besitzt. Dieses Rundende liegt in einem begrenzten Bereich am Schneideinsatz 145 an. Bei der in den Fign. Io - 12 der Zeichnungen dargestellten Ausführungsform einer Einstellung des Schneideinsatzes wird das Merkmal beibehalten, jedenEinsatz an drei Punkten zu fixieren. Die Berührung geschieht dabei auf begrenzten Flächen bzw. auf Punktbereichen, was eine leichte und genaue Einstellung jeden Schneideinsatzes ermöglicht und wie unter Bezugnahme auf die vorangehend,beschriebenen Ausführungsformen erläutert wurde.

Eine weitere Ausführungsform eines drehbaren Werkzeughalters nach . der vorliegenden Erfindung unter Verwendung beider Verfahren zur . Einstellung des Schneideinsatzes ist in den Fign. 13 - 14 der Zeichnungen in Form eines Planfräsers dargestellt. Der Körper 161 , des drehbaren Werkzeughalters dreht sich um eine Achse 163 und ist mit einer zentrierenden Achsenhalterung 16 5 versehen. Die rückwärtige Fläche 167 des Körpers 161 dient als Bezugsf leiche, wobei einsetzbare Schneiden unter einem vorbestimmten Abstand von dieser Fläche an einer gegenüberliegenden Seite des Halter- j körpers eingesetzt shd. Die Fläche 167 ist mit einem Schlitz 169

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ausgestattet, in welchen der Antriebskeil der Maschine eingepaßt ^: ist, an welchen der Werkzeughalter angesetzt wird. ;

i Der Werkzeughalter gemäß Fign. 13 - IM- der Zeichnungen ist mit i mehreren Schlitzen zum Einführen und Halten sechseckig geformter J Schneideinsätze ausgestattet. Ein Schneideinsatz 171 ist in Fig. 14 in Einzelansicht dargestellt. Der Körper 161 des Werkzeughalters ist mit einem kurzen Hülsenteil 173 versehen, inner- j halb welchem eine große Spindel 175 gelagert und mittels mehrerer' Bolzen, einschließlich des Bolze»177, am Körper 161 befestigt ist. Der Schneideinsatz 171 wird durch Druck zwischen den Flächen 179 und 181 gehalten, wobei der Druck durch Keilschrauben 183

und 185 ausgeübt wird_s v'flohe in Schlitze 187 und 189 am Hülsen- ; teil 173 des Körpers eir%r-eifen. Wenn die Keilschrauben in den :

i Körper eingedreht werden, dann expandieren sich die Schlitze 187 j und 18 9 und drücken infolgedessen die Flächen 179 und 181 gegen den Schneideinsatz 171.

Wie im Falle der vorangehend bereits beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die unter Bezugnahme auf die Fign. 13 - IM- der Zeichnungen erläuterte Ausführungsform mit einen Paar von Spindeln versehen, um die Schneideinsätze axial und radie.l innerhalb des drehbaren Werkzeughalters zu fixieren. Die große Spindel 175 liegt an allen Schneideinsätzen an zwei Positionen entlang einer der sechs dünnen kanten an. Es ist erkennbar, daß die Spindel 175 am Teil 191 mit einer Ausnehmung versehen ist, wodurch Flächen 193 und 195 bestehen, welche an den gegenüberliegenden End-/.Γ siner Kante jeden Schneideinsatzes anliegen, so an den Kanten des in Fig. IH dargestellten Schneideinsatzes IT. .

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Die Flächen 193 und 195 werden durch die Kante eines Schlitzes 194, der unter Bezugnahme auf die Fign. 6- 9 der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsform vergleichbar, gebildet. Die Flächen 193 und 195 gemäß Fig. 13 der Zeichnungen liegen an einer Kante des Schneideinsatzes 171 zwischen den einander gegenüberliegenden den Einsatz aufnehmenden Flächen 179 und 181 des Schlitzes an.

Eine weitere Kante des Schneideinsatzes 171 wird durch eine Fläch 197 einer einzelnen Spindel 199 berührt, welche einen kleinen Durchmesser aufweist. Der Schneideinsatz 171 ist infolgedessen mit Hilfe eines Paars von am Einsatz anliegender Spindeln 175 und 199 in seinem Bezug zur axialen Bezugsfläche 167 des Werkzeughalters und dessen Drehachse 163 genau bestimmt. Die genaue Einstellung des Schneideinsatzes bei diesem Werkzeughalter nach der vorliegenden Erfindung ist von Vorteil, um den Winkel konstant zu halten, wenn ein Schneideinsatz durch einen anderen ersetzt wird, oder wenn ein abgenutzter Schneideinsatz neu eingestellt wird. Der Durchmesser der Spindel 191 zur Halterung des Schneideinsatzes 171 als auchcbr Durchmesser jeder weiteren Spindel für die anderen Schneideinsätze des Werkzeughalters wird im Vergleich zur Dicke des Schneideinsatzes klein genug gehalten, so daß nur ein kleiner Teil der Breite der Einsatzkante von der Spindel berührt wird.

Es ist erkennbar, daß bei all den vorangehend-beschriebenen Werkzeughaltern nach der vorliegenden Erfindung eine gemeinsame Technik zum Fixieren der einsetzbaren Schneiden verwendet wird. Der Schneideinsatz weist ein Paar breiter, ebener Flächen auf den gegenüberliegenden Seiten auf, welche unter einem bestimmten 109840/1236 - gi -

Abstand zueinander liegen; dieser Abstand ist verhältnismäßig : klein in Relation zur seitlichen Abmessung jeder der ebenen Flächen, wodurch die Schneideinsätze aus "dünnen" Schneidkörpern be- ■ stehen. Die gegenüberliegenden, ebenen Flächen der Einsätze sind !

im wesentlichen parallel, was indessen nicht genau der Fall zu i

ι sein braucht. Dyie Verbindung der einander gegenüberliegenden, !

ebenen Flächen jeden Schneideinsatzes geschieht über mehrere ebene; Kantenflächen. Der Einsatzkörper wird in einem Werkzeughalter pri-i

, j mär durch Druckkräfte gehalten, welche an den einander gegenüber- ■

liegenden, ebenen Flächen des Einsatzkörpers wirken. Ein Schneid- J einsatz kann innerhalb des Werkzeugkörpers genau in seiner Positioji

gehalten werden, wenn zwei ebene Kantenflächen an drei unabhängig :

j voneinander bestehenden Tragpunkten oder Tragbereichen aufliegen, i Eine der beiden ebenen Kantenflächen liegt an zweien der Trag- ! flächen bzw. Tragpunkte an, während die zweite der ebenen Kantenflächen am dritten Tragpunkt aufliegt. Die drei unabhängig voneinander bestehenden, tragenden Flächen oder Punkte werden an jedem Schneideinsatz vorzugsweise durch ein Paar von Spindelkörpern gebildet, welche in Öffnungen des Werkzeughalters einführbar sind.; Die drei Anlageflächen werden klein gehalten und sind entlang der Länge der Einsatzkanten unter einem Abstand angeordnet, welcher wenigstens so groß ist wie die Anlagefläche selbst.

ISMASJLIIISl.

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Claims

John T. Bennett

Paper Mill Lane

Newton Square, PA./USA - 11. März 1971

Anwaltsakte M-I518

Patentansprüche

^ Werkzeughalter mit einem um eine fixierte Achse drehbaren Körper,an dessen Umfang im Abstand zueinander befindliche Schlitze, die Achse umgebend_s angeordnet sind, so daß sie sich radial nach außen und in Axialrichtung des Körpers erstrecken,

jeder
wobei/der Schlitze zur einstellbaren Halterung eines dünnen Schneideinsatzes dient, an dessen einander gegenüberliegenden^ breiten und ebenen Flächen am Umfang winklig verlaufende, ebene Kantenflächen angrenzen, so daß die Schneideinsätze in den Schlitzen durch Druckkräfte gehalten werden, welche an den einander gegenüberliegenden, ebenen Flächen einwirken, dadurch; gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (59) im Körper (11) des Werkzeughalters jeweils eine Kante für jeden Schlitz bildet und jeweils an zwei Flächen (63, 65) an der zugehörigen Kanten-f fläche des Schneideinsatzes anliegt, daß die Berührungs- j

j flächen in Längsrichtung der einen Kantenfläche (67) einen j Abstand zueinander besitzen, welcher größer ist als die Abmessung einer der Berührungsflächen (63, 65;_ä daß eine Vorrichtung (71) im Körper (11) des Werkzeughalters eine.weitere

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Kante für jeden Schlitz bildendfainklig zur einen Kante jeden Schlitzes angeordnet ist₃ um an einer weiteren Kantenfläche (75) jeweils jeden Schneideinsatzes in einem einzelnen Berührungsbereich anzuliegen, daß die ersten und zweiten Vorrichtungen j winklig zueinander so angesetzt sind, daß die eine Vorrichtung die radialen Drucklasten aufnimmt₉ während die andere Vorrichtung die am Schneidansatz .ausgeübten axialen Drucklasten aufnimmt 3 und daß beide Vorrichtungen so geformt sind, daß die Berührungsflächen an den ebenen Kantenflächen des Schneideinsatzes zwischen den breiten Seitenflächen liegen und kurz davor enden.

j 2. Werkzeughalter nacvh ilßspz'uch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine des? eir-s ebene Kantenfläche des Schneideinsatzes berührenden Vorrichtungen aus einer zylindrischen Spindel (59) besteht» welche wenigstens zwei unterschiedliche Durchmesser (61; 63, 65) aufweist;, und daß der größere Durchmesser der Spindel' eine an der Kantenfläche des Schneideins at zejs anliegende Berührungsfläche bildet.

3ο Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vorrichtungen durch eine im Körper befindliche, zylindrische Spindel gebildet ist, wöbe}, sich eine der Spindeln im wesentlichen radial zum Körper des Werkzeughalters erstreckt, während die andere Spindel sich im wesentlichen axial dazu erstreckt»

eii.vJi&Itsx·· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der mit Schlitzen versehene Teil des Werkzeughalters aus einer

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Hülse (Io3) besteht, daß die erstgenannte Vorrichtung aus eine: Spindel (Io7) gebildet ist, welche sich innerhalb der Hülse befindet und starr mit dem Körper (11) verbunden ist, daß die Spindel (Iö7) mehrere, am Schneideinsatz anliegende Kanten (127) aufweist, welche sich axial dazu erstrecken und radial jeweils auf einen der Schlitze ausgerichtet sind, wobei jede Kante in ihrer Lage zwischen den einander gegenüberliegenden, ebenen Seiten des entsprechenden Schlitzes zu liegen kommt und eine Breite besitzt, welche beträchtlich geringer ist als der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden, ebenen Seitenflächen des zugehörigen Schlitzes.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen einander folgenden Schlitzen eine Vorrichtung (119, 121) durch jedes Segment der Hülse erstreckt, um die einander gegenüberliegenden, ebenen Seitenflächen des Schlitzes gegenseitig zusammenzuziehen, wodurch eine Druckkraft gegen die einander gegenüberliegenden, breiten Seitenflächen der eingefügten Schneideinsätze ausgeübt wird.

6. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Punkte des am Schneidansatz anliegenden Teile jeder Kante gleichen Radialabstand von der Drehachse besitzen.

7. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Schneideinsatz anliegenden Kanten der Spindel wenigstens teilweise durch sich axial erstreckende Nuten gebildet sind, welche sich am Umfang der Spindel befinden.

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8. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel im Querschnitt als regelmäßiges Vieleck geformt ist, wobei die einander schneidenden Flachseiten die Kanten bilden.

9. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

jede Kante im axialen Mittelteil radial vertieft sind, so daß j die Kanten an den gegenüberliegenden Seiten des Schneideinsatz4s an dessen Kantenfläche anliegen und in der Mitte keine radiale '

Abstützung "für die zugehörige Kantenfläche bilden. j

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