DE2313229A1

DE2313229A1 - Schneidwerkzeug fuer spanabhebende bearbeitung

Info

Publication number: DE2313229A1
Application number: DE19732313229
Authority: DE
Inventors: Sven Axel Olof Wirfelt
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1973-10-04
Also published as: JPS5316545B2; BR7301893D0; PL84779B1; IT981453B; ES412694A1; DE2313229C3; AU470051B2; JPS492193A; FR2176093A1; CH548245A; CA970949A; SE361274B; AU5339673A; FR2176093B1; DE2313229B2; GB1389974A

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHf.¹
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22 Wl DENMAYERSTRASSE 6 TEL. (0811) 22 25 3O- 28 5182

16. März 1973 A 75/76 73 B/Es

Pinna SAIiDVIK AETIEBOLAG, Fack, 811 01 Sandviken 1, Schweden

Schneidwerkzeug für spanabhebende Bearbeitung

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug für spanabhebende Bearbeitung von Metallen und anderen Materialien mit einem Halter für die Lagebestimmung und Halterung eines auswechselbaren Schneideinsatzes an einer Bodenfläche und an miteinander zusammenwirkenden Seitenträgern eines den Einsatz aufnehmenden Sitzes im Halter.

Insbesondere beim Schneiden von Metallen tritt eine fortschreitende Abnutzung der Schneidkante auf, die es erforderlich macht, den Schneideinsatz nach einer gewissen

309840/0364

aus Merck. Rnck «, Co., München, Nr. 20464 I Bankhaus H. Aufhäuser. München, Nr.2613OO Poetecheck: München 20904-800

Telegrammadresse: Patentsenlor

Bearbeitungszeit zu ersetzen. Bei Verwendung üblicher Werkzeughalter "bewirken solche Auswechselvorgänge häufige Unterbrechungen der normalen Arbeitsweise der Werkzeugmaschine. Im übrigen ist ein Eingriff von Hand für das Lösen und das Wiederfestklemmen des Schneideinsatzes erforderlich. Da solche Auswechselarbeiten nicht nur einen verhältnismäßig teueren Eingriff von Hand, sondern auch einen Stillstand der Werkzeugmaschine erfordern, stellen sie bezüglich der Produktionskosten ein Problem dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., ein Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem ein Auswechseln des Schneideinsatzes in einer so kurzen Zeitspanne durchgeführt werden kann, daß dieser Auswechselvorgang vorgenommen werden kann, wenn sich das Sehneikerkzeug ausser Eingriff mit dem Werkstück befindet. Dies wird bei einem Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß bei einem Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art wenigstens einer der Seitenträger als erste bewegliche Vorrichtung für die Zuführung eines neuen Einsatzes aus einem Magazin im Halter in den den Einsatz aufnehmenden Sitz ausgebildet ist, daß eine äweite bewegliche Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Klemmvorrichtung für die Halterung

309840/0364

des Schneideinsatzes im Sitz aufweist, und daß die erste "bewegliche Vorrichtung mit der zweiten beweglichen Vorrichtung derart¹ zusammenwirkt, daß am Ende der Zuführbewegung die Klemmvorrichtung "betätigt wird. Hierdurch wird es ermöglicht, eine Auswechslung des Schneideinsatzes auf rein mechanischem Wege in außerordentlich kurzer Zeit zu bewerkstelligen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes

Schneidwerkzeug, und zwar entlang der Linie I-I in Jig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-IIEin Fig. 2;

Fig. 4- einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1, wobei aber die Auswechselvorrichtung in einer anderen Lage als in Fig. 2 gezeigt ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes, wie er in dem vorher gezeigten Werkzeughalter befestigt werden kann;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Teil der Auswechselvorrichtung;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführung gemäß der Erfindung;

3098 40/0364

Fig. 8 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels

nach Pig. 7i wo "bei jedoch der Auswechselns chanisnnis in einer anderen Lage gezeigt ist;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Sehneideiii-' satzes, der in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 verwendet werden kannj und

Fig.10 eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7 und 8.

In¹ der folgenden Beschreibung sind einander entsprechende Teile der Ausführungsbeispiele mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Werkzeughalter "bezeichnet, der an einem Ende einen Sitz für die Aufnahme eines Schneideinsatzes 11 enthält. Dieser Sitz hat eine Bodenfläche 12 und Seitenträger in zwei Richtungen. Vorzugsweise einer dieser Seitenträger enthält zwei Lagebestimmungsglieder 13 und 14- in Form von Vorsprüngen in einer Seitentragfläche, welche den Sitz im Halter 10 begrenzt, während der andere Seitenträger ein oder mehrere Lagebestimmungsglieder

15 enthält, die als Vorsprünge in der Endfläche eines 'beweglichen Arms 16 ausgebildet sind. Dieser bewegliche Arm

16 bildet einen Teil der Auswechselvorrichtung des Werkzeughalters. Der Einsatz wird auf der Oberseite durch eine

3098 4 0/0364

Klemmplatte 26 festgeklemmt.

Der Arm 16 ist beweglich. Er ist aber so angeordnet, daß er in der in Pig. 2 gezeigten Lage einen festen Seitenträger für den Einsatz darstellt. Der Arm 16 ist im Bereich seines Endes 15 mit einem sich nach aufwärts erstreckenden Stift 17 versehen, welcher in einen Schlitz 18 eingreift, welcher in Längsrichtung des Halters orientiert ist und der in einer Abdeckplatte 19 vorgesehen ist. In der in J¹Ig. 2 dargestellten Lage liegt das entgegengesetzte Ende 20 des Arms 16 an einer Tragfläche 21 des Halters an, wodurch eine axiale Verschiebung des Armes 16 verhindert wird. Aus diesem Grunde liegt die Fläche 15 in dieser Lage fest und stellt einen festen Seitenträger für den Einsatz 11 dar· Der Arm 16 ist auch mit einem vorspringenden Teil 22 mit;einem Schlitz 23 versehen. In diesen Schlitz greift ein Vorsprung

24 ein, der auf einer Stange 25 angeordnet ist. Diese Stange

25 ist in Längsrichtung des Halters verschiebbar.

Neben dem den Schneideinsatz aufnehmenden Sitz ist der Schaft des Halters mit einem Magazin 30 für Schneideinsätze versehen. Dieses Magazin 30 ist als offene Ausnehmung ausgebildet, die sich in vertikaler Richtung erstreckt. Dabei

309840/0364

ist im Boden dieser Ausnehmung ein Federelement 31 vorgesehen, welches die Einsätze nach aufwärts drängt. Das Magazin 30 ist unterhalt des Schlitzes 18 angeordnet.

Wenn ein Einsatz ausgewechselt werden soll, arbeitet die oben "beschriebene Auswechselvorrichtung in folgender Weise: Die Stange 25 wird in Richtung des Pfeiles A (Fig. 2) axial "bewegt. Der Schlitz 23 ist so gerichtet, daß, wenn der Vorsprung 24· durch axiale Bewegung der Stange 25 "bewegt wird, der Arm 16 in Richtung des Pfeiles B verschwenkt wird, wobei eine Keilwirkung zwischen dem Vorsprung 24- und dem Schlitz 23 auftritt. Der Arm 16 ist so lange nicht axial verschiebbar, als seine Endfläche 20 in Berührung mit der Tragfläche 21 ist. Wenn der Arm 16 so weit verschwenkt worden ist, daß sein Seitenteil 32 an der Tragplatte 33 anliegt, so berührt die !Fläche 20 nicht mehr die Fläche 21, und es führt dann die fortgesetzte Bewegung der Stange 25 in Richtung des Pfeiles A zu einer axialen Verschiebung des Armes 16 in Richtung des Pfeiles A, wobei der Arm 16 durch den Stift 17 entlang dem Schlitz 18 und durch die Wände 33 und 34- geführt wird.

309840/0364

Diese Bewegung wird fortgesetzt, "bis die Endfläche 15 des Armes über das Magazin in die in Fig. 4 gezeigte Lage hinwegbewegt ist. Hierdurch wird die öffnung des Magazins freigegeben, so daß die Feder 31 die in dem Magazin befindlichen Einsätze nach oben drücken kann, wodurch der oberste Einsatz 35 in die gleiche Ebene mit dem Einsatz 11 des Sitzes gebracht wird.

Wenn die Stange 25 wieder in Richtung des Pfeiles C (Fig. 4) zurückbewegt wird, wird der Arm 16 mit der Stange zusammen zurückbewegt, wodurch der neue Einsatz 35 vor dem Arm 16 hergestoßen wird. Bei dieser Bewegung stößt der Einsatz 35 den Einsatz 11 aus dem Sitz heraus und nimmt dessen Stelle ein.

Wenn der Arm 16 seine vorderste Lage erreicht hat, wird er aufgrund der Keilwirkung zwischen dem Stift 24 und dem Schlitz 23 in die in Fig. 2 gezeigte Lage zurückgeschwenkt, so daß die Fläche 20 in Berührung mit der Fläche 21 gebracht wird. Die Fläche 20 ist zylindrisch geformt, wobei ihr Mittelpunkt 38 einen Abstand L von dem Stift 17 (Fig. 6) hat, so daß der Arm 16 bei seiner Drehung in Richtung D weiter

3098A0/0364

nach vorne verschoben wird, bis der Stift 17 den Endteil des Schlitzes. 18 erreicht hat. In dieser Lage ist der Arm 16 absolut fest gehalten und steht mit seiner Endfläche 20 in Berührung mit der Tragfläche 21, wobei die Endfläche 15 einen festen Seitenträger für den Einsatz 11 darstellt. Der Druck- mit welchem der Einsatz während des Schneidvorganges gegen die Fläche 15 drückt, verändert die Lage des Armes 16 nicht, da der Abstand L so klein ist, daß der Kontakt zwischen den Flächen 20 und 21 selbstblockierend ist. Die Klemmplatte 26, die oben auf dem Einsatz 11 angeordnet ist, besitzt einen Vorsprung 40, der in eine rinnenförmige Ausnehmung 41 des Einsatzes eingreift. Die Platte 26 ist an einem bewegbaren Arm 42 befestigt, der um den Stift 44"schwenkbar ist. Am Ende der Bewegung der Stange 25 in Richtung C wird der Arm 42 durch einen Riegelhaken 43 an der Stange beeinflußt, wodurch der Einsatz 11 in seinem Sitz festgeklemmt wird. Der Vorsprung 40 sollte an der Seite der Ausnehmung 41 anliegen, die den Lagebestimmungsgliedern 13 und 14 am nächsten gelegen ist, und es sollte die Kontaktfläche wenigstens um 45 zu der darunter befindlichen Seite des Einsatzes geneigt sein, um sicherzustellen, daß der Einsatz gegen die Lagebestimmungsglieder gedruckt wird. In dem dar-

309840/0364

— 9 —

gestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung 41 parallel zur Hauptschneidkante 36 orientiert, entlang welcher ein Spanbrecher 37 vorgesehen ist·

Statt den Arm 16 längsverschieblich zu machen, um ihn gegen eine axiale Verschiebung zu sichern, ist es beispielsweise auch möglich, den Arm drehbar zu machen und ihn mit Anschlägen zu versehen, die so angeordnet werden können, daß sie mit entsprechend geformten Flächen im Schaft 10 bei der Drehbewegung des Armes zusammenwirken.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 "bis 10 ist ein Werkzeughalter 10 vorgesehen, der an einem Ende einen Sitz für die Aufnahme eines Schneideinsatzes 11 enthält. Dieser Einsatz ist mit eine? Hauptschneidkante 36 mit einer Hasenabrundung 45 versehen. Der Schneidkante ist ein Spanbrecher 37 zugeordnet, und es ist eine Ausnehmung 41 für die Aufnahme einer Klemmplatte 26 vorgesehen. Der Sitz in dem Halter 10 enthält eine Bodenfläche 12 und Seitenträger in zwei Richtungen. Die Seitenträger können in einer Richtung in Form einer oder mehrerer Tragflächen ausgebildet sein, die sich in der gleichen Ebene

- 10 -

309840/0364

erstrecken. In dieser Ausführung sind die Seitenträger in einer Richtung als Tragfläche 14 auf einer Leiste 46 ausgebildet. Die Bodenfläche 12 des Sitzes ist schräg unter einem spitzen Winkel von 45 Ms 75° j vorzugsweise 60 "bis 70 , in Bezug auf die Ebene der Tragfläche 14 an der Leiste angeordnet. Der andere Seitenträger enthält ein Lagebestimmungsglied, das als Vorsprung 15 auf der Endfläche einer Platte 47 gebildet ist. Diese Platte 47 ist in dem Halter 10 mit Hilfe einer Stange 25 axial "beweglich. Die Platte ist "beweglich, a"ber so ausgebildet, daß sie einen Seitenträger für den Einsatz 11 in der in Fig. 8 gezeigten Lage darstellt.

In den Fig. 7 und 8 ist die Platte 47 mit ihrem Vorsprung 15 in einer Lage hinter einem Einsatz gezeigt, der aus dem Magazin 30 entnommen ist* Dabei ist in dem oberen Endteil des Magazins 30 eine Feder vorgesehen=, welche die Einsätze nach auswärts, d.h. gemäß den Fig. 7 bis 8 nach abwärts, drückt. Die Platte 47 wird in axialer Richtung mittels der Stange 25 und eines hieran angeordneten Vorsprunges 24 in Richtung 0 verschoben, wobei der Vorsprung 24 so angeordnet ist, daß er in einen Schlitz 23 eines Elements 48 eingreift. Dieses Element 48 ist ebenfalls mit einem

- 11 -

309840/0364

Vorsprung 49 versehen, der in ein Loch in der Platte 47 eingreift. Das Element 48 kann nicht gedreht werden, obgleich der Vorsprung 24 gegen eine Seitenwand des Schlitzes 23 wirkt. Die Platte 47 setzt somit ihre Vorwärtsbewegung fort, Ms eine Ecke 90 auf dem Element 48 an der Ecke 51 der !Tragfläche 21 im Halter 10 vorbeibewegt ist. Unmittelbar darauf legt sich eine Tragfläche 52 auf der Platte 47 gegen einen festen Anschlag 53· Aufgrund der Wirkung des Vorsprunges gegen den Schlitz 23 wird das Element 48 gedreht, Ms die Tragfläche 20 an dem Element 48 in Eingriff mit der entsprechenden Tragfläche 21 im Halter gebracht ist. Die Tragfläche

20 ist zylindrisch geformt, wobei der Mittelpunkt in einigem Abstand oberhalb des Mittelpunktes des Vorsprunges 49 liegt, wodurch eine Keilwirkung zwischen den Flächen 20 und

21 bewirkt wird, so daß die Platte 47 in ihrer vordersten Stellung wirksam verriegelt wird, wodurch das Slement 48 gegen auf die Platte 47 über deren Vorsprung 15 wirkende Kräfte sel"bstMockierend gemacht wird. Aufgrund dieser Anordnung wird jeder toter Gang zwischen den verschiedenen beweglichen Elementen ausgeschaltet, und es erhält der Einsatz 11 einen festen Seitenträger gegen Schneidkräfte, die auf ihn einwirken. Dies ist von größter Bedeutung für die Abmessungsgenauigkeit, die an Werkstücken erreichbar ist, die von dem Einsatz bearbeitet werden.

- 12 309840/0364

Wenn das Element 48 gedreht worden ist und in der oben beschriebenen Weise eine Verriegelung erreicht ist, ist die Vorwartstewe-gung des Vorsprunges 24 "beendet. Der Vorsprung 24 ist über eine 3?edereinrichtung mit der Stange 25 verhundrn , so daß, wenn die Stange ihre Vorwärtsbewegung fortsetzt, der Vorsprung 24 auf eine Seitenwand in dem Schlitz 23 mit größer werdender Federwirkung einwirkt, während eine Schrägfläche 54 an der Stange 25 in Berührung gebracht wird mit einem drehbaren Rad 551 das an dem bewegbaren Arm 42 befestigt ist. Dieser Arm 42 ist um einen Stift 44 schwenkbar und wird durch eine Feder 56 vorgespannt. Das Rad 55 bewegt sich somit aufwärts entlang der Fläche 54, wodurch eine Abwärtsbewegung der Klemmplatte 26 bewirkt wird, die an dem Arm 42 befestigt ist. Dadurch wird der Einsatz 11 gegen die Bodenfläche in dem Sitz geklemmt.

Während seiner nach vorwärts gerichteten Zuführung wird der Einsatz in einer längsgerichteten Ausnehmung 57 im Halter geführt. Diese Ausnehmung ist so ausgebildet, daß der Einsatz während der Zuführung schräg ausgerichtet ist. Diese Schräge entspricht derjenigen der Bodenfläche 12 in dem den Einsatz aufnehmenden Sitz im Halter 10. Der Einsatz 11 wird in der genannten schrägen Lage geführt durch die obere Endfläche

- 13 309840/0364

Γ einer Abdeckplatte 58, die in den Fig. 7 "bis 8 weggelassen ■ ist. iDiese Endfläche ist schräg in Bezug auf die Schräge der Bodenfläche 12 und liegt an der Bodenfläche des Einsatzes 11 während seiner Zuführbewegung.

Während seiner Zuführbewegung wird der bewegbare Arm 42 leicht durch die Eeder 56 vorgespannt, und es wirkt die Klemmplatte 26 nur mit geringem Druck gegen den Einsatz 11, um das Ausstoßen des alten Einsatzes durch den eingeführten neuen Einsatz zu erleichtern. Wenn die Stange 25 zurückgezogen wird, so wird das Bad 55 wiederum abwärts bewegt, während es sich in Berührung mit der Schrägfläche 54 befindet, wodurch der auf den Einsatz 11 in seinem Sitz wirkende Druck ausgelöst wird. Der Vorsprung 24 wirkt dann gegen die gegenüberliegende Wand des Schlitzes 23 und dreht somit das Element 48, so daß die Fläche 20 an dem Element 48 ausser Eingriff mit der !"lache 21 gebracht wird. Die Platte 47 und das sie begleitende Elementf;48 können dann in Richtung A frei axial bewegt werden.

- 14 -

309840/0364

Claims

PATENTANSPRUCH E

1.» Schneidwerkzeug für die spanabhebende Bearbeitung von Metallen und anderen Materialien mit einem Halter mit einem Sitz für die Lagebestimmung und Halterung eines auswechselbaren Schneideinsatzes an der Bodenfläche und an miteinander zusammenwirkenden Seitenträgern dieses Sitzes, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Seitenträger (13» 14·," 15) als erste bewegliche, vorzugsweise axial bewegliche, Vorrichtung (16, 25, 4-7, 4-8) für die Zuführung eines neuen Einsatzes (11) aus einem Magazin (30) im Halter in den den Einsatz aufnehmenden Sitz ausgebildet ist, daß eine zweite bewegliche Vorrichtung (4-2) vorgesehen ist, die eine Klemmvorrichtung (26) für die Halterung des Schneideinsatzes im Sitz aufweist, und daß die erste bewegliche Vorrichtung mit der zweiten beweglichen Vorrichtung derart zusammenwirken, daß am Ende der Zuführbewegung die Klemmvorrichtung (26) betätigt wird.

- 15 -

3 0 9 8 4 0/0364

2. Schneidwerkzeug nach Anspamch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste "bewegliche Vorrichtung ein erstes Element (16, 48) enthält, das am Ende der Zuführbewegung derart verschwenkt wird, daß eine !Tragfläche (20) des Elements in Berührung mit einer entsprechend geformten Tmgflache (21) des Halters gebracht wird, welche die Schneidkräfte aufnimmt.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bewegliche Vorrichtung ein zweites Element (25) enthält, das in dem Halter axial beweglich ist und mit einem Vorsprung (24) versehen ist, der in eine Ausnehmung des ersten Elements (16, 48) eingreift und dessen Bewegung bewirkt.

4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das axial bewegliche Element (25) mit einem Vorsprung (43) versehen ist, welcher mit dem zweiten beweglichen Element (42) zusammenwirkt und den Einsatz (11) gegen die Bodenfläche (12) klemmt.

5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß das axial bewegliche Element (25)

- 16 -

309840/036

mit einer Schrägung (54·) versehen ist, die mit einem auf der zweiten beweglichen Vorrichtung (4-2) angeordneten drehbaren Rad (55) derart zusammenwirkt, daß der Einsatz (11) gegen die Bodenfläche (12) des Sitzes geklemmt wird.

6.-.„ Schneidwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zusammenwirkenden Tragflächen (20, 21) zylindrisch geformt sind.

7· Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (26) als Klemmplatte ausgebildet und mit einem Vorsprung (4-0) versehen ist, der in eine Ausnehmung (4-1) des Einsatzes (11) eingreift.

8. Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführbewegung im wesentlichen parallel zur Hauptschneidkante des Schneideinsatzes erfolgt.

9. Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenträger in einer Richtung als Tragfläche (14-) ausgebildet ist und daß die Bodenfläche (12) des Sitzes schräg unter einem spitzen Winkel von 4-5 bis 75° * vorzugsweise 60 bis 70° in Bezug auf die Ebene der Seitenträgerflache (14-) verläuft.

8 4Ϊ/0

10. Schneidwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet _% daß das die Einsätze enthaltende Magazin (30) sich im wesentlichen senkrecht zur Bodenfläche (12) erstreckt.

309840/0364