DE2135376A1 - Werkzeug zur Bearbeitung von Metal - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. E. E. Enkener
Dipl.-Ing. W. Ernesti Taper Tip Limited

Patentanwälte ,-,, -, , ,

Cheltenham

463 Bochum ____»_______

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Werkzeug zur Bearbeitung von Metallen

Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeuge zur B-earbeitung von Metallen.die in Drehbänken oder anderen Werkzeugmaschinen verwendbar sind, insbesondere auf Werkzeuge mit getrennt gebildeten Schneidspitzen aus einem geeigneten harten Material.

Die Schneidspitzen werden normalerweiser aus einem harten Spezialmaterial, zum Beispiel aus einem Karbid oder Schnelldrehstahl hergestellt und es ist üblich, die Schneidspitze an dem Werkzeug durch Hartlöten zu befestigen. Obschon diese Methode zufriedenstellende Ergebnisse liefert, weist sie Nachteile auf; insbesondere ist es schwierig oder unmöglich, eine abgenutzte oder gebrochene Schneidspitze auszuwechseln.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, ein Werkzeug zur Metallbearbeitung mit einer abnehmbaren Schneidspitze zu versehen. Das Problem besteht jedoch nicht nur darin, Mittel vorzusehen, um die Schneidspitze von dem Schaft des Werkzeuges abnehmen zu können, sondern es ist für die Praxis ebenfalls notwendig, daß die Schneidspitze sehr fest an dem Werkzeug befestigt ist, um der starken Schneidbelastung widerstehen zu können, ohne daß die Schneidspitze abbricht. Ferner ist es in den meisten Fällen wichtig, die Schneidspitze in bezug auf den Werkzeugkörper genau anzuordnen, insbesondere wenn die Spitze eine in besonderer Weise geform-

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te Schneidkante hat. Die Schwierigkeiten sind besonders vorhanden, wenn es sich um einen Abstechstahl handelt, der normalerweise äußerst schmal sein muß und bei dem eine oder beide Flanken der Schneidspitze hinterschnitten sein müssen, d.h. nach innen von der Schneidkante weg geneigt verlaufen, so daß das Werkzeug selbst frei von dem Werkstück schneidet, wenn es sich radial nach innen gegen die Mittellinie des Werkstückes bewegt. Die Schneidkante der Schneidspitze soll also das Werkstück nur an einem Punkt oder an einer Linie oder auf einem sehr begrenzten Abschnitt berühren, und diese Bedingung soll aufrechterhalten werden, wenn das Werkzeug tief in das Werkstück hineinschneidet.

Die Erfindung besteht darin, daß das Werkzeug zur Metallbearbeitung aus einem Schaft mit einer sich konisch verjüngenden Aussparung zur Aufnahme einer konischen abnehmbaren Schneidspitze besteht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Werkzeug einen vorstehenden Abschnitt in Form eines schmalen Streifens in der Nähe der Mündung der Ausnehmung mit einer teilweise konisch verlaufenden Oberfläche, die eine Fortsetzung der Wandung der Ausnehmung bildet, um eine Stütze für einen Teil der entfernbaren Schneidspitze zu bilden, die aus der Ausnehmung herausragt. Durch die sich verjüngende Ausnehmung verläuft vorzugsweise eine weitere mit einem Gewinde, versehene Bohrung. Diese kann ein Befestigungsteil, z.B. eine Feststellschraube aufnehmen, die so ausgebildet ist, daß sie innerhalb der Ausnehmung gegen einen Teil der Schneidspitze anliegt. Beispielswei se kann die Spitze mit einer Abflachung an ihrem innen liegenden Ende versehen sein, die genau zu einer oder mehreren Schneidkanten an ihrem äußeren Ende liegt, so daß durch genaues Einsetzen der Abflachung und Anziehen der Feststellschraube die Winkelstellung der Schneidkante

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oder der Schneidkanten in "bezug auf den Schaft des Werkzeuges festgelegt wird.

Die sich verjüngende Ausnehmung ist ferner mit einer Querbohrung versehen, die vorzugsweise glatt gebohrt ist und leicht verjüngt sein kann, um ein' konisch verlaufendes Werkzeug, zum Beispiel einen Durchschläger zur Entfernung einer Schneidspitze aus der Ausnehmung einführen zu können.

Der von der konischen Aussparung eingeschlossene Winkel liegt vorzugsweise unter 3O > üblicherweise ist er weniger als 10°. Die Konizität soll so sein, daß die Schneidspitze durch Reibung fest in der Aussparung gehalten wird. In allen Fällen ist vorgesehen, daß die Mittellinie oder Achse der Aussparung so zu der Schaftlänge des Werkzeuges im Verhältnis steht, daß, wenn die Schneidspitze in üblicher Weise an dem Werkstück angesetzt wird, die Gegenkräfte, die auf die Schneidspitze ausgeübt werden, die Spitze in die Ausnehmung drücken. Es ist jedoch wichtig, daß die Spitze fest in der Ausnehmung sitzt; eine Konizität von 5° oder darunter ist, wie sich herausgestellt hat, für diesen Zweck ausreichend und führt zu einer guten Klemmwirkung.

Andererseits soll der Verjüngungswinkel oder die Konizität ausreichend sein, um die Schneidspitze genau in der Ausnehmung in Längsrichtung zu halten, das heißt parallel zu ihrer Mittellinie. Wenn die Konizität zu klein ist, kann die Abweichung zu groß sein; in der Praxis hat sich als bevorzugt herausgestellt, daß der eingeschlossene Winkel nicht kleiner ist als etwa 2°.

Die Erfindung ist für verschiedene Arten von Werkzeug verwendbar, wobei alle üblichen Abstechstähle, die bei Drehbänken

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benutzt werden und auch andere Arten von Werkzeugen, wie zum Beispiel Fräser eingeschlossen sind. Besonders geeignet ist die Erfindung jedoch für Abstechstähle, "bei denen die konische Verjüngung der Schneidspitze nicht nur dazu dient, sie in der konischen Ausnehmung zu "befestigen, sondern auch den Erfordernissen der Plankenneigung eines A"b stechstahl es Rechnung trägt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das Werkzeug selbst, das so ausgebildet ist, daß es eine auswechselbare Schneidspitze aufnehmen kann, sondern auch auf ein Werkzeug, das mit einer konischen, in der Ausnehmung angebrachten Schneidspitze versehen ist. Ferner betrifft die Erfindung eine konische Schneidspitze aus geeignetem Material , z.B. einem Karbid oder einem Schnellauf stahl, die auf einem derartigem Werkzeug befestigt werden kann. Die Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Eine Ausführungsform der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt; es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf das wirksame Ende eines Abstechstahls gemäß vorliegender Erfindung mit einer eingesetzten abnehmbaren Schneidspitze,

Figur 2 eine Vorderansicht des Werkzeuges,

Figur 3 einen senkrechten Schnitt durch das Werkzeug nach der Linie A-A der Figur 2,

Figur 4 eine Draufsicht auf die von dem Schaft abgenommene Schneidspitze,

Figur 5 eine Seitenansicht der Schneidspitze, die die Schneidflächen teilweise perspektivisch zeigt 209808/1213

Figur 6 eine Vorderansicht der Schneidspitze.

Die dargestellte Ausführungsform zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Abstechstahl für eine Drehbank. Das Werkzeug besteht aus einem Schaft 10 aus Gußstahl und ist im Querschnitt praktisch rechteckig, wie die auf Figur dargestellte Vorderansicht zeigt. Ein Ende des Schaftes ist, wie sich aus Figur 1 ergibt, bei 11 mit einem Winkel von etwa 45° verjüngt, so daß am vorderen Ende ein schmaler Streifen praktisch über die gesamte Höhe des Schaftes vorsteht. Die beiden Flächen 13 und 14 dieses Streifens sind nach hinten und nach innen zu mit einem kleinen Winkel o< , der zwischen 1 und 2° liegt (Figur 1) und nach unten mit einem Winkel ei , der ebenfalls zwischen 1 und 2° liegt, geneigt (siehe Figur 2). Die senkrechte Vorderfläche des Streifens, die eine Stärke B von etwa 5 mm an ihrer Vorderkante haben kann, ist nach hinten und nach unten zu mit einem Winkel |3 von etwa 6 geneigt.

Bei einem üblichen Abstechstahl ist die Schneidkante an der oberen Vorderkante des Streifens mit einem Einsatz aus einem Karbid versehen, der in eine schmale Hute, die in dem Streifen ausgenommen ist, eingelötet wird. Bei dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Werkzeug dagegen mit einer getrennten abnehmbaren Schneidspitze 20versehen, die in der konisch verjüi^en Ausnehmung 21 untergebracht ist. Die Ausnehmung 21 erstreckt sich nach innen und nach unten von der obäeren Vorderkante des Streifens 12 gegen den Hauptschaft 10 des Werkzeuges. Wie die Draufsicht zeigt, verläuft die Achse 22 der sich verjüngenden Ausnehmung annähernd parallel zu dem Schaft 10. Aus dem auf Figur 3 dargestellten senkrechten Schnitt ergibt sich, daß die Achse 22

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in einem Winkel γ von etwa 20° nach unten geneigt verläuft. Der eingeschlossene Verjüngungswinkel der konischen Wandung der Ausnehmung liegt zwischen 2 und 4°; die Gesamtlänge der Ausnehmung.bis zu ihrem inneren Ende ist etwas größer als 7,5 mm. Die Ausnehmung endet in der oberen und der vorderen Kante des Streifens 12, so daß die Schneidspitze 20, die in der Ausnehmung angeordnet ist, an der vorderen und oberen Kante des Streifens freiliegt. Neben dem inneren Ende der Ausnehmung, jedoch im Abstand von diesem, befindet sich eine Gewiiidebohrung 24-, die sich von der Oberfläche des Werkzeugschaftes nach unten erstreckt und in die Ausnehmung rechtwinklig zur Achse 22 eintritt. In dieser Bohrung ist eine kleine Feststellschraube 25 befestigt, um die Spitze 20 in ihrer Stellung zu halten. Eine weitere waagerechte Bohrung 26 mit kleinem Durchmesser verläuft durch das Werkzeug und schneidet die Ausnehmung 21 in der Nähe ihres inneren Endes; diese Bohrung dient dazu, einen Austreiber oder ein anderes Werkzeug einzuführen, mit dem eine Schneidspitze 20, falls erforderlich, aus der Ausnehmung entfernt werden kann.

Die Schneidspitze 20 ist auf den Figuren 4· und 5 dargestellt. Sie hat eine konische Form und besteht aus gesintertem Karbid, Schnellaufstahl oder einem anderen geeigneten Material. Die Gesamtlänge der Spitze ist etwa 7,5 mm; an ihrem äußeren Ende ist die Spitze mit zxvei sich schneidenden Oberflächen 28 und 29 versehen, die eine Schneidkante bilden, die zum Abstechen geeignet ist. Bei dieser besonderen Ausführungsform ist die Fläche 28 so angeordnet, daß sie parallel zur und in der gleichen Ebene wie die Vorderfläche 15 des Streifens 12 des Werkzeuges liegt, die nach unten und hinten zu in einem Winkel von 6 und in Querrichtung in einem Winkel von 10° geneigt verläuft, wie sich aus Figur .1 ergibt. Die Fläche 29 ist nach unten mit einem

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Winkel von 8° geneigt, wie die Figuren 3 und 5 zeigen und so angeordnet, daß sie die Vorderflache 28 annähernd auf der waagerechten Querschnittslinie schneidet, wie sich aus Figur 6 ergibt.. Die Teile der Schneidspitze unterhalb der Schneidkante 31 sind daher alle nach unten und innen geneigt, um eine Berührung mit einem Werkstück zu vermeiden, wenn das Werkzeug eindringt. An ihrem inneren Ende mit dem kleineren Durchmesser ist die Spitze 20 mit einer kleinen Abflachung 30 versehen, die so angeordnet ist, daß wenn die Schneidkante 31 richtig am äußeren Ende der Schneidspitze sitzt, die Abflachung 30 bündig mit der Feststellschraube 25 und senkrecht zur Achse der Bohrung 24 für die Stellschraube liegt. Auf diese Weise wird durch Festziehen der Stellschraube auf der Atflachung die Schneidspitze v/irksam in ihrer richtigen Stellung befestigt und daran gehindert, sich um die Achse der Ausnehmung zu drehen.

Das Werkzeug wird in üblicher Weise zum Abstechen benutzt. Die Belastungen, die auf die Schneidkante des Werkzeuges ausgeübt werden, neigen dazu, die Schneidspitze 20 in den Sockel 21 zu treiben und die Klemmung zu erhöhen. Um die Schneidspitze auszuwechseln, ist es lediglich erforderlich, die Feststellschraube 25 zu lockern und einen Austreiber in die Querbohrung 26 einzuschlagen. Ersatzspitzen sind genau dimensioniert geschliffen, so daß sie nach dem Einsetzen in die Ausnehmung des Werkzeuges automatisch in der richtigen Stellung sind.

Pat entansprüche

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   Werkzeug für die Bearbeitung von Metallen, d a - ■ urch gekennzeichnet , daß der Schaft (10) eine konisch verlaufende Ausnehmung (21) zur Aufnahme einer konischen auswechselbaren Schneidspitze (20) hat.
2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Nähe des Austritts der Ausnehmung (21) einen vorstehenden Abschnitt (12) in Form eines schmalen Streifens mit einer teilweise konischen Oberfläche hat, die eine Fortsetzung der Wandung der Ausnehmung darstellt, um eine Stütze für einen Teil der Schneidspitze, die aus der Ausnehmung herausragt, zu bilden.
3. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die konische Ausnehmung (21) eine Gewindebohrung (24) geführt ist.
4. 4. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3_? dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (21) mit einer weiteren quer verlaufenden Bohrung (26) versehen ist, die dazu dient, das Auswechseln der Schneidspitze (20) zu erleichtern.
5. 5. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel der Ausnehmung (21) unterhalb 30° ist.
6. 6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel kleiner ist als 10°.
7. 7. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, das als Abstechstahl ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen schmalen Schaft (10) unc^einen dünnen vorstehenden Streifen (12) am Ende des Schaftes, wobei die konische Ausnehmung (21) nach unten geneigt und im allgemeinen parallel zu dem Schaft von einer Öffnung an der Spitze des Streifens verläuft.

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8. 8. Werkzeug nach, den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch, gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (21) eine herausnehmbare Schneidspitze (20) befestigt ist, die aus hartem Schneidmaterial besteht und deren Eörper konisch verläuft.
9. 9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schneidspitze (20) eine Abflachung (30) an
   ihrem inneren Ende und eine oder mehrere Schnittkanten an ihrem äußeren Ende hat.

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