DE2333240C3 - Schneidplattenspannung für ein insbesondere mit Wendeschneidplatten bestücktes Fräswerkzeug - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Schneidplattenspannung für ein insbesondere mit Wendeschneidplatten bestücktes Fräswerkzeug mit einem rundlaufenden Werkzeugkörper, der zur Aufnahme der Schneidplatte bestimmte Ausnehmungen aufweist, in denen die einzelnen, jeweils eine durchgehende Bohrung aufweisenden Schneidplatten auf einer Auflagefläche aufliegend, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Zwischenstücks, jeweils mittels eines lösbaren Spannelements gegen zwei Anlageflächen oder -stellen verspannt sind, wobei die in die Bohrung der einzelnen Schneidplatten eingreifenden Spannelemente jeweils mittels eines Gewindes in einer von der Achsrichtung der Bohrung der zugeordneten, auf der Auflagefläche aufliegende Schneidplatte um einen - senkrecht zur Auflagefläche gesehen - Winkel kleiner 90° abweichenden Richtung in den Werkzeugkörper einschraubbar sind und jedes der einstückig ausgebildeten Spannelemente an uiiiem an einen glatten zylindrischen, in dem Werkzeugkörper geführten Schaftteil anschließenden Spannkopf eine der Krümmung der Bohrungsinnenwand einer Schneidplatte folgend gekrümmte, wenigstens teilweise auf einer Kegelmantelfläche liegende Spannfläche aufweist, die ίο an der Bohrungsinnenwand der zugeordneten Schneidplatte an einer in Umfangsrichtung der Bohrung begrenzten Druckstelle anliegt, wobei der Krümmungsmittelpunkt der auf der Kegelmantelfläche liegenden Spannfläche des Spannkopfes jedes der Spannelemente zumindest längs eines Teils der Umfangsfläche des Spannkopfes exzentrisch zur Längsachse des Spannelements liegt.

Hierbei liegi der Krümmungsmittelpunkt, der auf

der Kegelmantelfläche liegenden Spannfläche des Spannkopfes jedes der Spannelemente zumindest längs eines Teils der Umfangsfläche des Spannkopfes exzentrisch zur Längsachse des Spannelements.

Di?se Schneidplattenspannung weist den Vorteil auf, daß die Schneidplatte exakt an der Auflagefläche und den seitlichen Anlageflächen oder -stellen angepreßt ist, während die exzentrische Ausbildung der Spannfläche des Spannkopfes bswirkt, Jaß der zum Fe-.tspannen der Schneidplatte notwendige Winkelwert der Verdrehung des Spannelements verhältnismäßig klein ist, so daß sich eine große Spannkraft mit entsprechenden Komponenten auf die Auflagefläche und die Anlageflächen bzw. -stellen ergibt.

Der Zusatzerfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Schneidplattenspannung nach dem Hauptpatent in dem Sinne weiterzubilden, daß die durch die Verdrehung hervorgerufene, wenn auch geringe Axialbewegung des Spannelementes, weiter verkleinert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Schneidplattenspannung gemäß der vorliegenden Zusatzerfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung jeder Schneidplatte wenigstens im Bereiche der Anlage der Spannfläche an der Bohrungsinnenwand in an sich bekannter Weise konisch ist. Dadurch ergibt sich die Wirkung, daß bereits eine reine Drehung des mit der exzentrisch angeordneten Spannfläche versehenen Spannkopfes die notwendige Axialkraftkomponente für das Festspannen zur Wen-, deschneidplatte erbringt, so daß eine axiale Bewegung des Spannkopfes selbst eigentlich nicht mehr notwendig ist. Demgemäß kann in einer abgewandelten Ausfülirungsform die Anordnung derart getroffen sein, daß jedes Spannelement mit einem durchgehenden glattwandig zylindrischen Schaftteil ausgebildet und durch einen Bund formschlüssig axial gegen den Werkzeugkörper abgestützt ist. Bei dieser Ausführungsform führen die Spannelemente beim Festziehen keine Axialbewegung mehr aus, so daß das sonst notwendige Gewinde entfallen kann, was eine erhebliche Vereinfachung der Herstellung mit sich bringt.

Bei der neuen Schneidplattenspannung wird durch den Exzenter erreicht, daß die Spannfläche des Spannelements beim Lösen von der Druckstelle rasch weggedreht wird, so daß sich ein großer Spalt ergibt und die Wendeschneidplatte bereits nach geringer Drehung des Spannelements trotz der konischen Bohrung herausgenommen werden kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des

Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. I ein Fräswerkzeug mit einer Schneidplattenspannung gemäß der Erfindung im axialen Schnitt in einer Seitenansicht im Ausschnitt und

Fig. 2 ein Fräswerkzeug mit einer Schneidplattenspannunggemäß der Erfindung in einer Seitenansicht, im Ausschnitt.

Das in den Fig. 1 und 2 in zwei verschiedenen Ausführungsformen jeweils im Ausschnitt dargestellte Fräswerkzeug weist einen rundlaufenden Werkzeugkörper 1 auf, der im Bereiche seines Umfangs Ausnehmungen 2 trägt, die in Gestalt von Nuten ausgebildet sind, in welche Wendeschneidplatten 3 eingesetzt sind. Die aus Hartmetall bestehenden Wendeschneidplatten verfügen jeweils über ein durchgehendes Loch 4, das in der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 kegelförmig ist, aber auch doppelkegelförmig sein kann und zum Spannen der Wendeschneidplatten mittels eines jeweils zugeordneten Sp-mnelements 12 bzw. 12b dient.

Die längs des Umfangs des Werkzeugkörpers 1 verteilten Wendeschneidplatten 3, von denen in den Fig. 1 und 2 jeweils nur eine dargestellt ist, liegen jeweils auf einer Auflagefläche 5 im Werkzeugkörper 1 breitseitig auf; sie sind außerdem gegen zwei Anlageflächen oder -stellen verspannt, von denen eine bei 6 dargestellt ist. Die Anlagefläche 6 wird hierbei vom Nutengrund gebildet, während die andere beispielsweise um 90° gegenüber der Anlagefläche 6 verdreht angeordnete, in der Zeichnung nich! dargestellte Anlagefläche an einem in den Werkzeugkörper 1 eingesetzten genau maßhaltigen zylindrischen Bolzen ausgebildet sein kann. An Stelle der durchgehend ebenen Anlagefläche 6 können auch zwei diskrete, im Abstand angeordnete Anlagestellen treten, so daß sich eine Zweipunktauflage ergibt. Es ist auch denkbar, wenigstens eine der Anlageflächen an einem Zwischenstück auszubilden, das im Bereiche jeder Ausnehmung 2 in den Werkzeugkörper 1 eingesetzt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist jedes der im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten einstückigen Spannelemente 12 mit einem Gewindeansatz 13 in eine von der Auflagefläche S des Werkzeugkörpers 1 ausgehende Bohrung 14 des Werkzeugkörpers 1 einschraubbar. Die Achsrichtung der Bohrung 14 und damk des zugeordneten Spannelements 12 ist mit 15 bezeichnet, während die Achsrichtung des Loches 4 der zugeordneten Wendeschneidplatte 3 jeweils durch eine Gerade 16 angedeutet ist. Der Winkel zwischen der Achse 15 des Spannelements 12 und der Achse 16 des Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 in der der Schnittebene entsprechenden Spannebene ist in Fig. 1 mit α bezeichnet.

Das Spannelement 12 bzw. 12b weist jeweils einen zylindrischen Schaftteil 18 bzw. 18b auf, der in einem zylindrischen Teil 180 der Bohrung 14 geführt und mit dem ein Spannkopf 19 verbunden ist, der an seinem Umfang eine als Kegelmantelfläche ausgebildete Spannfläche 20 trägt. Der Spannkopf 19 ist exzentrisch zur Achse 15 des Spannelements 12 bzw. 12b angeordnet; er ist im Querschnitt kreissymmetrisch, wobei sein maximaler Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser des Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 ist. Die Spannfläche 20 ist ersichtlich im wesentlichen der Krümmung der Innenwand des Loches 4 folgend gekrümmt; sie liegt an der Innenwand des Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 jeweils an einer in Umfangsrichtung des Loches flächenmäßig eng umgrenzten, d.h. sich nicht über den ganzen Lochumfang erstreckenden Druckstelle bei 21 an.

Der Spannkopf 19 kann im übrigen auch zu dem Schaftteil 18 bzw. 18 b zentrisch angeordnet oder lediglich über einen bestimmten Sektor kegelförmig ausgebildet sein. Auch kann die die Spannfläche 20 enthaltende Mantelfläche des Spannkopfes eine spiralenförmige Querschnittsform aufweisen oder einer ίο beliebigen Hubkurve folgen.

Der halbe Kegelwinkel der Spannfläche 20 am

Spannkopf 19 ist jeweils mit β bezeichnet, während der halbe Kegelwinkel der Innenwand des Loches 4 im Bereiche der Anlage der Spannfläche die Bezeichnung γ trägt.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen gilt, wie aus der Zeichnung zu entnehmen, die Winkelbeziehung:

α= β- γ

d.h. der Winkel zwischen der Achsrichtung 16 des Loches 4 einer Wendeschneidplatte 3 und der Achse 15 der das zugeordnete Spannelement 12 bzw. 12b aufnehmenden Bohrung 14 des Werkzeugkörpers 1 in der Spannebene ist im wesentlichen gleich der Differenz jes halben Kegelwinkels β am Spannkopf 19 und des halben Kegelwinkels γ der Lochinnenwand im Bereiche der Anlage der Spannfläche 20.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1 dadurch, daß das Spannelement 12b lediglich einen zylindrischen Schaftteil 18b aufweist, mit dem es in der glattwandigen zylindrischen Bohrung 180 geführt ist. An den Schaftteil 18b schließt sich endseitig dem Spannkopf 19 gegenüberliegend ein im wesentlichen zylindrischer Bund 30 an, der sich in Achsrichtung gegen eine Ringschulter des Werkzeugkörpers 1 abstützt, die durch eine entsprechende Ausnehmung 32 des Werkzeugkörpers 1 gebildet ist.

Bei allen Ausführungsformen weist das Spannelement 12 bzw. 12b vorzugsweise im Bereiche der Stirnfläche des Spannkopfes 19 eine Einrichtung zum Ansatz eines Spannwerkzeugs, beispielsweise eines Innensechskantschlüssels auf, die im einzelnen nicht dargestellt ist.

Wird das Spannelement 12 bzw. 12b mittels eines solchen Spannwerkzeugs im richtigen Sinne verdreht, so wird auf die zugeordnete Wendeschneidplatte 3 über die Spannfläche 20 und die Innenwand des Loches 4 bzw. Aa wegen der speziellen Lage der beiden Achsen 15, 16 und der speziellen Wahl der halben Kegelwinkel /3, y eine Kraft ausgeübt, die eine auf die Auflagefläche 5 zugerichtete und eine auf die Anlagefläche 6 zu weisende Komponente aufweisen. Ist noch, wie eingangs erwähnt, eine weitere nicht dargestellte Anlagefläche vorhanden, so kann durch entsprechende windschiefe Anordnung der Achse 15 auch eine auf diese weitere Anlagefläche zugerichtete Kraftkomponente erzeugt werden.

Unter der Wirkung dieser Kraftkomponenten wird die Wendeschneidplatte 3 fest gegen die Auflagefläche und die Anlagefläche 6 sowie gegebenenfalls die zusätzliche weitere Anlagefläche verspannt.

Bei diesem Spannen der Wendeschneidplatte 3 führt bei der Ausführungsform nach Fig. 1 das Spannelement 12 eine gewisse Axialbewegung aus, weil es bei der zum Spannen dienenden Drehbewegung tiefer in die Gewindebohrung 14 eingeschraubt

wird. Demgemäß findet auch eine geringfügige Axialverschiebung der Spannfläche 20 auf der Innenwand des zugeordneten Loches 4 der Wendeschneidplatte 3 statt.

Im Gegensatz hierzu wird das Spannelement 12b der Ausführungsform nach Fig. 2 beim Spannen der Wendeschneidplatte 3 lediglich verdreht, wobei es durch den an der Ringschulter 31 sich abstützenden Bund 30 axial unbeweglich gehalten ist.

Wird die Winkelbcziehung a = β - γ exakt eingehalten, so liegt die Spannfläche 20 längs einer Mantellinie an der Innenwand des Loches 4 der zugeordneten Wendeschneidplatte 3 an. Es sind aber auch Fälle denkbar, bei denen diese Winkelbeziehung Iediglic^u angenähert erfüllt ist, ohne daß hierdurch die Spannverhältnissc wesentlich nachteilig beeinflußt werden.

Der Spannkopf 19 ist im übrigen mit dem Schaftteil 18 bzw. 18Λ durch einen konischen Teil 190 verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Schneidplattenspannung für ein insbesondere mit Wendeschneidplatten bestücktes Fräswerkzeug mit einem rundlaufenden Werkzeugkörper, der zur Aufnahme der Schneidplatte bestimmte Ausnehmungen aufweist, in denen die einzelnen, jeweils eine durchgehende Bohrung aufweisenden Schneidplatten auf einer Auflagefläche aufliegend, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Zwischenstückes, jeweils mittels eines lösbaren Spannelementes gegen zwei Anlageflächen oder -stellen verspannt sind, wobei die in die Bohrung der einzelnen Schneidplatten eingreifenden Spannelemente jeweils mittels eines Gewindes in einer von der Achsrichtung der Bohrung der zuge-.ordneten, auf der Auflagefläche aufliegenden Schneidplatte um einen — senkrecht zur Auflagefläche gesehen - Winkel kleiner als 90° abweichenden Richtung in den Werkzeugkörper einschraubbar sind und jedes der einstückig ausgebildeten Spannelemente an einem an einen glatten zylindrischen, in dem Werkzeugkörper geführten Schaftteil anschließenden Spannkopf eine der Krümmung der Bohrungsinnenwand einer Schneidplatte folgend gekrümmte, wenigstens teilweise auf einer Kegelmantelfläche liegende Spannfläche aufweist, die an der Bohrungsinnenward der zugeordneten Schneidplatte an einer in Umfangsrichtung der Bohrung begrenzten Druckstelle anliegt, wobei der Krümmungsmittelpunkt der auf der Kegdmantelfläche liegenden Spannfläche des Spannkopfes jedes der Spannelemente zumindest längs eines Teils der Umfangsfläche des Spannkopfes exzentrisch zur Längsachse des Spannelements liegt, nach Hauptpatent P 21 64496.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (4) jeder Schneidplatte (3) wenigstens im Bereiche der Anlage der Spannfläche (20) an der Bohrungsinnenwand in an sich bekannter Weise konisch ist.
2. 2. Fräswerkzeug nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannelement (12b) mit einem durchgehenden, glattwandig zylindrischen Schaftteil (18) ausgebildet und durch einen Bund (30) formschlüssig axial gegen den Werkzeugkörper (1) abgestützt ist.