DE2244293A1

DE2244293A1 - TOOL SHAFT FOR THREAD TAPPING HEADS

Info

Publication number: DE2244293A1
Application number: DE19722244293
Authority: DE
Inventors: Hans Mueller; Wilfried Prautsch; Heinz Schoedel
Original assignee: SCHMALKALDEN WERKZEUG
Current assignee: SCHMALKALDEN WERKZEUG
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1972-09-09
Publication date: 1973-09-06
Also published as: DD95964A1

Description

Werkzeugschaft für Gewindeschneidköpfe Die Erfindung betrifft einen Werkzeugschaft für Gewindeschneidköpfe zum Axialausgleich von Differenzen zwischen Maschinenvorschub und Gewindesteigung beim maschinellen Gewindeschneiden. Tool shank for thread cutting heads The invention relates to a Tool shank for thread cutting heads for axial compensation of differences between Machine feed and thread pitch for machine thread cutting.

Es sind. Werkzeugschäfte bekannt, die einen Axialausgleich von Vorschubdiffer-enzen gestatten. Sie bestehen in der Hauptsache aus einem Ausgleichsstück, welches mit Illit dem Gewindeschneidkopf verschraubt ist und einer Schafthülse, die in die Werkzeugmaschine eingespannt wird. Das Ausgleichsstück ist in der Schafthülse axial verschiebban angeordnet und wird durch eine Druckfeder so einseitig gegen die Schafthülse gedrückt, daß beim Schneidvorgang die Gesamtausglechslänge zur Verfügung steht.There are. Known tool shafts that provide axial compensation for feed differences allow. They mainly consist of a compensating piece, which with Illit the thread cutting head is screwed and a shank sleeve that goes into the machine tool is clamped. The compensating piece can be moved axially in the shaft sleeve arranged and is pressed on one side against the shaft sleeve by a compression spring, that the total compensation length is available during the cutting process.

Schafthülse und Ausgleichsstück werden in der Regel mit Hilfe einer Paßfeder am Verdrehen gehindert. Diese Paßfeder überträgt auch die Radlaikräfte beim Gewindeschneiden. Im Ausgleichsstück befindet sich noch ein mittels Gewinde axial verstellbarer Innenanschlag für den Gewindeschneidkopf zur Begrenzung der Gewindelänge. Dieser Innenanschlag ist durch eine Mutter und eine Scheibe mit dem Ausgleichsstück verschraubt. Die Scheibe wird hierbei an das Ausgleichsstück gedrückt und dient zur einseitigen Ausgleichsbegrenzung sowie als Gegenhalter für die Druckfeder.Shaft sleeve and compensation piece are usually with the help of a Key prevented from twisting. This feather key also transmits the wheel release forces when thread cutting. There is also a thread in the compensating piece axially adjustable inner stop for the thread cutting head to limit the Thread length. This inside stop is by a nut and a washer with the Compensating piece screwed. The disc is pressed against the compensation piece and serves to limit the compensation on one side and as a counter holder for the compression spring.

Diese bekannte Konstruktion geht davon aus, daß zum Gewirdeschneiden, wenn kein exakter Vorschub gegeben ist, die Vorschubwerte geringer als die Gewindesteigungen gewählt werden. Beim Gewindeschneiden führt sogleich diese Tatsache zum kontinuierlichen Auszug des Ausgleichsstückes aus der Schafthülse. Gegen diese Ausgleichsbewegung wirken die Kraft der Druckfeder und die Reibkräfte, die infolge der Schnittkräfte zwischen Paßfeder und Mitnehmernut auftreten. Nach Erreichen der Gewindelänge öffnet der Schneidkopf und das Auss'leichsstück wird durch die Druckfeder wieder in die Ausgangsstellung gebracht. Die Kräfte für die Ausgleichsbewegung müssen. hierbei ausschließlich von den bereits geschnittenen Gewindegängen aufgenommen werden, wobei die Eraftübertragung über die Gewindeschneidbacken zum Gewindeschneidkopf erfolgt, der mit dem Ausgleichßschaft gekoppelt ist, Zur Verminderung der schnittkraftabhängigen Reibkräfte während der Auagleichsbewegung gibt es konstruktive AusSührungen, die einen großen Mittenstand der Paßfeder und damit einen.großen Ilebelarm zur Erafttibertragung aufweisen. Die Qualität der mit solchen Gewindeschneidköpfen erzeugten Gewinde ist insbesondere bei großen Vorschubabweichurigen vor allem am Gewindeanfang unzureichend, weil seinerseits beim Schneidvorgang am Anfang nur wenige Gewindegänge zur Ausnahme der Reibkräfte vorhanden sind, zum anderen nur die Schneidenzahne und nicht die Führungszähne der Schneidbacken sich im Eingriff befinden utld des weiteren die Ausgleichsbewegung au3 dem Stillstand erst eingeleitet werden muß, also Haftreibung zu überwinden ist. Es besteht jedoch die Forderung, auch bei groBen Vorschubabweichungen qualitätsgerechts Gewinde mit Gewindeschneidköpfen zu erzeugen. Die bekannten Ausgleichsschä£te haben den Nachteil, dals infolge der SchnittkratFtübertragung durch PalJfedern die dabei auftretexlden ReibkEfte nicht entscheidend vermindert werden können. Auch einer Vergrößerung des Hebelarmes sind konstraktive Grenzen gesetzt, so daß unter den bereits beschrieberen Bedingungen Fehler an den geschnit-enen gewinden nicht auszuschließen sind.This known construction assumes that for thread cutting, if an exact feed is not given, the feed values are lower than the thread pitches to get voted. In thread cutting, this fact immediately leads to continuous Extraction of the compensation piece from the shaft sleeve. Against this compensatory movement the force of the compression spring and the frictional forces that result from the cutting forces act occur between the key and the keyway. When the thread length is reached, it opens the cutting head and the spacing piece are pushed back into the Brought to the starting position. The forces for the compensatory movement must. here can only be taken up by the threads that have already been cut, whereby the transfer of power via the thread cutting jaws to the thread cutting head takes place, which is coupled with the compensation shank, to reduce the cutting force-dependent Frictional forces during the equalizing movement, there are constructive designs that a large center position of the feather key and thus a large ilebel arm for force transmission exhibit. The quality of the threads produced with such thread cutting heads is Inadequate especially with large feed deviations, especially at the start of the thread, because, on the other hand, only a few threads are exceptional in the cutting process at the beginning the frictional forces are present, on the other hand only the cutting teeth and not the Guide teeth of the cutting jaws are in engagement utld furthermore the Compensation movement from standstill must first be initiated, i.e. static friction is to be overcome. However, there is a requirement, even with large feed deviations to produce high-quality threads with thread cutting heads. The well-known equalizing shafts have the disadvantage that, due to the transfer of cutting forces through spring springs, the the friction forces that occur cannot be significantly reduced. Even an enlargement of the lever arm are constrictive limits, so that under The conditions already described do not cause errors in the cut threads are to be excluded.

Zweck der Erfindung ist es, einen Werkzeugschaft zum Axialausgleich von Vorschubabweichungen zu schaffen, der es gestaPstet, auch aut Maschinen mit großen Differenzen des Vorschubes zur Gewindesteigung mittels Gewirldeschneidköpfen qualitätsgerechte Gewinde zu schneiden. Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde einen Ausgleichsschaft für Gewindeschneidköpfe zu entwickeln, bei dem die tatsachlichen Reibkräfte infolge der Schnittkrifte während der Ausgleichsbewegung minimal sind und der speziell in der phase des Anschneidens, also am Gewindeanfang, durch eine zusätzliche Axialkraft die Ausgleichsbewegung einleitet bzw. unterstützt und dadurch die auf Grund der normalerweise durch ungünstige Eingriffsverhältnisse der Schneidbacken usw. vorliegenden Nachteile kompensiert.The purpose of the invention is to provide a tool shank for axial compensation of feed deviations, which makes it possible, also for machines large differences between the feed rate and the thread pitch by means of thread cutting heads to cut high quality threads. The invention is based on the object to develop a compensation shank for thread cutting heads in which the actual Frictional forces due to the cutting forces are minimal during the compensation movement and especially in the cutting phase, i.e. at the start of the thread, by a additional axial force initiates or supports the compensating movement and thereby which due to normally through unfavorable engagement conditions the cutting jaws etc. compensates for the disadvantages present.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem in einer Schafthülse durch einen Kugelkäfig axial verschiebbar und drehbar gelagertem Ausgleichsstück -ein gabelförmig ausgebildeter Mitnehmer angeordnet ist, der eine schlitzartige Ausnehmung aufweist, die werkzeugseitig von einer zylindrischen Fläche abgeschlossen wird, deren Radius größer ausgeführt ist als der Radius der zu Beginn des Gewindeschneidvorganges an der Fläche anliegenden und sodann in der Ausnehmung geführten Rolle, die auf einem Wälzlager drehbar an der Schafthülse befestigt ist.According to the invention the object is achieved in that on one in one Shaft sleeve axially displaceable and rotatably mounted compensation piece through a ball cage -A fork-shaped driver is arranged, which has a slot-like Has recess which is closed on the tool side by a cylindrical surface whose radius is made larger than the radius at the beginning of the thread cutting process adjacent to the surface and then guided in the recess role on a roller bearing is rotatably attached to the shaft sleeve.

Es liegt weiterhin im Bereich der vorliegenden Erfindung, die Fläche der schlitzartigen Ausnehmung kurven- oder keilförmig auszubilden. Der gemäß der erfindung beschriebene Werkzeugschaft mit Axialausgleich hat eine wälzgeführte Rundführung und Drehmomentenübertragung und zeichnet sich deshalb durch eine reibungsarme Ausgleichsbewegung aus. Dies ist bereits ein Fortschritt gegenüber bekannten Ausgleichsschäften mit Gleitführung und Drehmomentenübertragung durch Paßfeder und dgl. Darüber hinaus besitzt der erfindungsgemäße Werkzeugschaft eine schnittkraftabhängig axiale Ausg$eichsunt er stützung in der Anschnittphase. Die aufgezeigten Verbesserungen gestatten auch an Maschinen und Automater mit großen Differenzen zwischen Vorschub und Gewindesteigung den funktionssicheren Einsatz von Gewindeschneidköpfen zur Herstellung qualitätsgerechter Gewinde.It is also within the scope of the present invention to use the area to form the slot-like recess in a curve or wedge shape. According to the Invention described tool shank with axial compensation has a rolling-guided round guide and torque transmission and is therefore characterized by a low-friction compensating movement the end. This is already a step forward compared to known compensating shafts with Slideway and torque transmission through feather key and the like. In addition the tool shank according to the invention has an axial compensation function that is dependent on the cutting force he support in the initial phase. The indicated improvements also allow on machines and automatic machines with large differences between feed and thread pitch the functionally reliable use of thread cutting heads for the production of higher quality Thread.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: die Vorderansicht eines Werkzeugschaftes für Gewindeschneidköpfe, Fig. 2: die Seitenansicht zu Fig. 1 im Schnitt, Fig. 3: die Dra@@sicht zu Fig. 1, Fig. 4: den Schnitt A t A gemäß Fig. 2, Mitnehmer und Rolle in Ausgangsstellung zum Gewindeschneiden, schematisch dargestellt, Fig. 5: den Schnitt A - A gemäß Fig. 2, Mitnehmernur und Rolle während des Anschnittvorganges in Arbeitsstellung, schematisch dargestellt.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained. The accompanying drawings show: FIG. 1: the front view of a tool shank for thread cutting heads, FIG. 2: the side view of FIG. 1 in section, FIG. 3: the Dra @@ view of FIG. 1, FIG. 4: the section A to A according to Fig. 2, driver and roller in the starting position for thread cutting, schematically 5: the section A - A according to FIG. 2, driver only and roller during of the cutting process in working position, shown schematically.

Die Schafthülse 8 dient zur Aufnahme in die Werkzeugmaschine.The shaft sleeve 8 is used for receiving in the machine tool.

Das Ausgleichsstück 1 ist über einen Kugelkäfig 7 in der Schafthülse axial verschiebbar und in minimalen Grenzen verdrehbar.The compensating piece 1 is in the shaft sleeve via a ball cage 7 axially displaceable and rotatable within minimal limits.

Im Ausgleichsstück 1 ist der Innenanschlag 9 eingeschraubt, der einmal zur einstellung und Begrenzung der Gewinde länge dient und zum anderen mit hilfe der Scheibe 11 und der Kontermutter 12 als einseitige Begrenzung der Ausgleichsbewegung. Die Druckfeder 10 drückt das Ausgleichsstück jeweils nach Abschluß des Gewindeschneidens in Ausgangsstellung. er Bolzen 6 dient zur Aufnahme der Rolle 5 bzw. des Kugellagers und ist mit Hilfe des Stiftes 13 in der Schafthülse befestigt. Zur Befestigung und zum Schutz des Kugellagers sind die Scheibe 14 und die Schraube 4 vorgesehen. Der Mitnehmer 3 wird durch die Schraube 2 in der Paßfeder nut des Ausgleichsstückes 1 gehalten. In der Ausgangsstellung zum Gewindeschneiden liegt die Rolle bzw. das Kugellager 5 mittig im halbrunden Auslauf der Mitnehmerauss.parunfig an. Während der Ausgleichsbewegung wird das Ausgleichsstück 1 um den erforderlichen Ausgleichsbetrag aus der Schafthülse 8 gezogen. Die Eingriffsverhältnisse zwischen Mitnehmer und Rolle 5 bzw. Kugella;er und Axialkraftkomponente PA bzw. Radialkraftkomponente PR sind in Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist demgemäß zwischen Ausgleichsstück 1 und SchaLthülse 2 ein Kugelkäfig 7 angeordnet, der eine reibungSarme Auszugsbewegung zwischen Ausgleichsstück 1 und Schafthülse 8 gestattet. Darüber hinaus ist in der Schafthülse 8 ein Bolzen 6 radial eingebaut und verstiftet, auf dessen herausragenden Ende eine Rolle 5 bzw. ein Kugellager mit Hilfe einer Schlitzschraube gehalten wird, welches seinerseits in einen Mitnehmer 3 eingreift, der wiederum auf dem Ausgleichsstück 1 befestigt ist. Die unmittelbare Drehmomentenübertragung beim Gewindeschneiden zwischen Ausgleichsstück 1 und Schafthülse 8 erfolgt über Rolle 5 und Mitnehmer 3 und sichert die reibunsarme Drehmomentenübertragung. Der gabelförmige Teil des Mitnehmers 3 besitzt eine Ausnehmung 3a, in die die Rolle 5 unmittelbar eingreift, so daß Rechts- oder Linksgewinde geschnitton werden kann und weiterhin auch eine einfache Montage und Demontage des Werkzeugscha@tes möglich ist. Die geschloss.ne Seite der ksnelmnung 3a des Mitnehmers 3, die durch eine zylindrische Bleche 3b gekennzeichnet ist, deren Radius gemäß der ErSindung stets größer als der Radius der Rolle sein muß, ermöglicht günstigere Kräfteverhältnisse zu Beginn des Arbeitsvorganges.In the compensation piece 1, the inner stop 9 is screwed, the once serves to set and limit the thread length and on the other hand with the help the disk 11 and the lock nut 12 as a one-sided limitation of the compensating movement. The compression spring 10 presses the compensating piece after each thread cutting has been completed in starting position. he bolt 6 is used to accommodate the roller 5 or the ball bearing and is fastened in the shaft sleeve with the aid of the pin 13. For fastening and The washer 14 and the screw 4 are provided to protect the ball bearing. Of the Driver 3 is by the screw 2 in the keyway of the compensation piece 1 held. In the starting position for thread cutting, the roller or the Ball bearing 5 in the middle of the semicircular run-out of the driver outer. While the compensating movement is the compensating piece 1 by the required compensatory amount pulled out of the shaft sleeve 8. The engagement relationships between driver and Roller 5 or Kugella; er and axial force component PA or radial force component PR are shown in Figs. In the construction according to the invention is accordingly A ball cage 7 is arranged between compensating piece 1 and switch sleeve 2, which has a Low-friction pull-out movement between compensating piece 1 and shaft sleeve 8 is permitted. In addition, a bolt 6 is radially installed and pinned in the shaft sleeve 8, on the protruding end of a roller 5 or a ball bearing with the help of a Slotted screw is held, which in turn engages in a driver 3, which in turn is attached to the compensation piece 1. The immediate torque transmission when thread cutting between compensating piece 1 and shank sleeve 8 takes place over Roller 5 and driver 3 and ensures the low-friction torque transmission. Of the fork-shaped part of the driver 3 has a recess 3a into which the roller 5 engages directly, so that right-hand or left-hand threads can be cut and easy assembly and disassembly of the tool holder is also possible is. The closed.ne side of the sleeve 3a of the driver 3, which is through a cylindrical Sheets 3b, the radius of which, according to the invention, is always greater than the radius the role must be, enables more favorable balance of power at the beginning of the work process.

In der Ausgangstellung zum Gewindeschneiden wird das Ausgleichsstück 1 gegen die Schafthülse 8 durch Federkraft der Druckfeder 10 axial verschoben. Sie stoßen jedoch axial nicht gegeneinander, weil die Bewegung durch die Rolle 5 und den Mitnehmer 3 begrenzt wird. Hierbei legt sich die Rolle 5 jedoch nicht gegen eine der beiden parallelen Flächen der Aussparung 3a des Mitnehmers 3, sondern wird durch die zylindrische Fläche 3b der Ausnehmung 3a in die Mitte gedrückt. Im Augenblick des Anschneidens des Gewi-ndeschneidkopfes wird die radial auftretende Schnittkraft auf Grund der mittigen Anlage der Rolle in der halbrunden Aussparung des Mitnehmers in eine Radialkraftkomponente 9 und eine Axialkraftkomponente PA umgewandelt. Letztere bewirkt eine gewünschte Unterstützung der Ausgleichsbewegung in-der Anschnittphase. Die Axialkräfte nehmen je nach Anlagepunkt der Rolle 5 an der zylindrischen Fläche 3b der Ausnehmung 3a ab und erreichen schließlich nach einem bestimmten Ausgleichsweg den Wert 0. Zu diesem Zeitpunkt wird jedoch die zum Ausgleich erforderliche Axialkraft mühelos von den bereits geschnittenen Gewindegängen aufgenommen.The compensating piece is in the starting position for thread cutting 1 axially displaced against the shaft sleeve 8 by the spring force of the compression spring 10. she do not butt against each other axially, because the movement through the roller 5 and the driver 3 is limited. Here, however, the roller 5 does not counteract one of the two parallel surfaces of the recess 3a of the driver 3, but becomes pressed to the center by the cylindrical surface 3b of the recess 3a. At the moment cutting the thread cutting head is the radial cutting force due to the central contact of the roller in the semicircular recess of the driver converted into a radial force component 9 and an axial force component PA. Latter causes a desired support of the compensating movement in the gate phase. The axial forces take depending on the contact point of the roller 5 on the cylindrical surface 3b of the recess 3a and finally reach after a certain compensation path the value 0. At this point, however, the axial force required to compensate easily picked up by the threads that have already been cut.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Tool shank with axial compensation for thread cutting heads, thereby characterized in that on one in a shaft sleeve (8) by a ball cage (7) axially displaceable and rotatably mounted compensation piece (1) a fork-shaped Driver (3) is arranged, which has a slot-like recess (3a) which is closed on the tool side by a cylindrical surface (3b), the radius of which is made larger than the radius at the beginning of the thread cutting process the surface (3b) adjacent and then in the recess (3a) guided roller (5), which is rotatably attached to the shaft sleeve (8) on a roller bearing.

2, tool shank according to claim 1, characterized in that the Surface (3b) of the slot-like recess (3a) is designed in the shape of a curve or a wedge is.

L e r s e i t e