DE2411759A1

DE2411759A1 - Spanabhebendes werkzeug

Info

Publication number: DE2411759A1
Application number: DE2411759A
Authority: DE
Inventors: Terry Lee Sletten
Original assignee: Valeron Corp
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1973-03-14
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1974-09-26
Also published as: BE812248A; US3844008A; DE2411759B2; SE417066B; DE2411759C3; JPS545864B2; IT1003764B; FR2221214A1; JPS49127276A; CA1004449A; AU6659274A; GB1467373A; FR2221214B1

Description

Spanabhebendes Werkzeug

Typische Ferkzeugeinsätze zur spanabhebenden Bearbeitung von Teilen, die in einer drehbaren Aufspannvorrichtung, beispielsweise einer Drehbank, gehalten werden, sind in den US Patenten 2 846 756, 3 354 457 und 3 543 363 gezeigt. Die meisten dieser Werkzeuge verwenden einen engen, flachen blattförmigen Einsatz, der in einem Längsschlitz im Werkzeugkörper montiert ist. Über dem Einsatz ist ein separates Einspannelement angeordnet, im allgemeinen in einem zweiten Schlitz im Werkzeugkörper. Derartige Konstruktionen machen es erforderlich, daß eine ziemliche Materialmenge vom Arbeitsende des Werkzeugschaftes entfernt werden muß, wodurch die

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Festigkeit des Bereiches, der die meisten/auftretenden Bearbeitungskräfte absorbiert, geopfert wird. Darüber hinaus weisen die Schafte der bekannten Werkzeuge nahe an ihrem Ende zwei oder mehr Gewindebohrungen auf, um das Trägerblatt und die Einspannvorrichtung zu sichern, wodurch ein weiterer Festigkeitsverlust entsteht und die Herstellung kompliziert wird. Die Längsschlitze können bei Maschinendefekten Beschä-

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digungen ausgesetzt sein.

Die bekannten Werkzeughalter sind darüber hinaus auf eine einzige Einsatzbreite und eine einzige Bearbeitungsstellung begrenzt. Das ist. in erster Linie auf Konstruktionsmerkmale zurückzuführen, die die Verwendung von. alternierenden Einsatzfixierstellungen auf einem einzigen Schaft ausschließen.

Das erfindungsgemäße spanabhebende Werkzeug umfaßt einen Werkzeugkörper, ein Fixierelement für einen Einsatz, zur spanabhebenden Bearbeitung, das eine Fläche zum Fixieren eines Einsatzes einschließt, der sieh über das Ende des Werkzeugkörpers hinauserstreckt, Einspannmittel, um den Einsatz gegen diese Fläche zu fixieren, seitlich in Eingriff tretende Haltemittel auf sich überlappenden Seiten des Fixierelementes und des Körpers, wobei diese Haltemittel beide parallele vertikale Wände und normal dazu angeordnete Wände, die im Abstand zum Ende des Körpers angeordnet sind, aufweisen, miteinander in Eingriff tretende ebene Halte- und Stützflächen an der seitlichen Grenzfläche zwischen dem Körper und dem Fixierelement, die sich in unmittelbarer Nähe der Haltemittel befinden, und · Mittel zum Befestigen des Fixierelementes am Werkzeugkörper, wobei die Haltewände und -flächen miteinander in Eingriff treten.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Fixierelement für einen Einsatz zur spanabhebenden Bearbeitung vor, das einen einstückigen rechteckförmigen Vorsprung oder Holm aufweist, der

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seitlich, vorstellt und sowohl vertikale als auch horizontale Kanten zum Fixieren aufweist. Der Holm ist genau geformt, um in einen von mehreren Paßschlitzen zu passen, die im Werkzeugkörper ausgebildet sind. Das Fixierelement wird mit einer einzigen Schraube am Werkzeugkörper befestigt, wobei der Holm und der Schlitz miteinander in Eingriff treten.

Die Erfindung schließt die Verwendung eines einstückigen Fixierelementes ein, das einen Klemmteil aufweist, der in ausreichender Weise gegenüber dem restlichen Einsatzstütz- und Anschlußteil flexibel ist, so daß er mit einer Klemmschraube heruntergezogen werden kann und einen Einsatz für die spanabhebende Bearbeitung fixieren kann. In diesem Zustand hält jedes Fixierelement einen Einsatz fest in einer Bearbeitungsstellung, ohne daß dieses in Wechselwirkung mit dem Werkzeugkörper tritt. Es können deshalb verschiedenartige Fixierelemente für eine Vielzahl von Einsatzbreiten und Formen vom Benutzer mit minimalen Kosten gespeichert

werden und in einfacher Weise wieder auswechselbar auf einem einzigen Schaft montiert werden, so daß damit eine Vielzahl von Operationen durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ermöglichen die genauen Fixierflächen die Verwendung des Werkzeughalters bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen. Die Werkzeuge können gewechselt werden, ohne daß der Schaft aus dem Revolverkopf oder dem Schlitten entfernt werden muß, und der vertikale Schlitz ermöglicht einen Werkzeugwechsel mit einer minimalen Zurückbewegung des Schlittens von der Arbeitsstelle.

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Die beigefügten Zeichnungen dienen zur besseren Verdeutlichung der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Bearbeitungswerkzeuges;

Fig. 2 eine Endansicht des Bearbeitungswerkzeuges;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Fixierelementes;

Fig. h eine Endansicht des Fixierelementes; und

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Fixierelement.

Wendet man sich Fig. 1 zu, so erkennt man, daß der Werkzeugkörper 10 transversale rechteckförmige Schlitze 12, 14 und aufweist, die jeweils in gegenüberliegenden Seitenwänden und in einer Endwand ausgebildet sind. Die Schlitze erstrecken sich in vertikaler Richtung vom oberen Ende 18 des Werkzeugkörpers 10 nach unten und werden jeweils durch Endwände 20, 22 und 24 begrenzt. Die Endwände 20, 22 und Zk können in üblicher Weise ausgebildet sein, müssen sich jedoch in einer genauen Lage befinden, da sie dazu dienen, die Bearbeitungskante des Einsatzes in vertikaler Richtung zu fixieren. Die Seitenwände 26, 28 und 30 eines jeden Schlitzes sind jeweils parallel zueinander und sind so angeordnet, daß sie die Bearbeitungskante in Längsrichtung fixieren und die durch das Fixierelement 32 übertragenen Bearbeitungskräfte aufnehmen können. Die Schlitze werden in üblicher Weise auf das genaueste hergestellt.

Das Fixierelement 32 kann einen Bearbeitungseinsatz Jk in Fixiermitteln aufnehmen, die einen Schlitz mit einer V-förmigen

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unteren Stützfläche 36 und einer flachen oberen Klemmfläche 38 umfassen. Mit dem restlichen Teil des Fixierelementes ist ein Klemmteil 40 über einen engen Hals 42 an der Rückseite des Schlitzes 44 verbunden. Der enge Hals 42 sichert eine ausreichende Flexibilität, so daß die Klemmfläche 38 nach unten gegen den Bearbeitungseinsatζ Jh durch das Anziehen einer Standard-Alien-Kopf schraube 46 (standard Allen head screw) gezogexi werden kann, die mit einer Gewindebohrung 48 im unteren Teil des Fixierelementes 32 in Eingriff tritt. Der Kopf der Schraube 46 ist in einer Senkbohrung 50 im Klemmteil 40 des Fixierelementes angeordnet.

Vorzugsweise schließt das Fixierelement 32 eine Stützwand ein, die mit dem rückwärtigen Ende $h des Bearbeitungseinsatzes 34 in Berührung tritt und dadurch eine genaue Fixierung der Bearbeitungskante des Einsatzes Jh in Längsrichtung sichert. ■ Die Wand 52 ist derart ausgebildet, daß sie mit dem Einsatz unterhalb dessen oberer Endfläche in Berührung tritt, so daß die Verwendung von umdrehbaren Einsätzen möglich wird.

Das Fixierelement 32 schließt einen einstückig damit ausgebildeten Vorsprung oder Holm 64 ein, der mit dem Schlitz 12 in Eingriff tritt. Obwohl sich, wie in Fig. 1 gezeigt ist, der Vorsprung 64 von der rechten Seite des Fixierelementes aus erstreckt, kann er auch wahlweise auf der anderen Seite des Elementes angeordnet sein und auch von dort mit dem Schlitz 14 in Eingriff treten. Wahlweise kann, die rechte oder linke Version des Fixierelementes 32 in dem Schlitz 16 am Ende des Werkzeugkörpers 10 angeordnet werden. Der Werkzeugkörper, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, kann auch gedreht

werden, so daß ein invertiertes Bearbeiten möglich wird.

¥ie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, erstreckt sich der rechteckförmige Vorsprung 64 von einer ebenen Seitenfläche 66 des Fixierelementes aus. Der Vorsprung 64 steht eine geringfügig, geringere Strecke vor als der Schlitz 12 tief ist. Die Fläche 66 ist auf das genaueste bearbeitet, beispielsweise durch Schleifen, und tritt mit einer entsprechenden ebenen Seitenfläche auf dem Werkzeugkörper 10, in unmittelbarer Nähe zum Schlitz 12, in Eingriff. Die miteinander in Eingriff tretenden Flächen sorgen für eine genaue Fixierung der Bearbeitungskante in seitlicher Richtung und stützen sie über den gesamten vorderen Bereich 74, der eine Seitenabweichung verhindert. Die parallelen Seitenwände 68 und die untere Endwand 70 des Vorsprungs 64 sind in gleicher Weise genau geformt, beispielsweise durch Schleifen, so daß sie einen engen, festen Eingriff mit den Endwänden 20 und Seitenwänden 26 des Schlitzes 12 oder den entsprechenden Wänden des Schlitzes 14 und 16 vorsehen.

Das Fixierelement 32 ist mittels einer einzigen Standard-Allen-Kopfschraube 56, die mit einer Bohrung 58 i^m Fixierelement in Eingriff tritt, an diesem befestigt. Die Bohrung, durch die sich die Schraube 56 erstreckt, ist geringfügig größer als die Schraube, so daß das Fixierelement an den Wänden des Schlitzes fixiert werden kann. Die Schraube 56 tritt mit einer einzigen Gewindebohrung 60 in Eingriff, die sich durch den Werkzeugkörper 10 in Verbindung mit den beiden Schlitzen 12 und 14 erstreckt. Dadurch wird es möglich, daß

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Fixierelemente auf jeder Seite des Werkzeugkörpers montiert werden können und daß dazu nur eine einzige Gewindebohrung gebracht wird, wodurch sich die Herstellung des Werkzeugkörpers wesentlich vereinfacht. Für den Endschlitz 16 ist eine zusätzliche Gewindebohrung 62 vorgesehen.

Die besondere Ausbildung des Fixierelementes 32 ermöglicht das Gießen des Elementes mit geringem Aufwand und reduziert die erforderlichen Bearbeitungsgänge auf das Schleifen der Fixierflächen 66, 68 und 70 sowie 36, 38 und 52. Die maschinellen Arbeitsgänge sind auf das Formen der Fixierflächen und das Bohren und Schneiden der Schraubendurchführungen beschränkt. Auf diese Weise wird eine im Vergleich äen bekannten Werkzeugen besonders einfache Herstellung erreicht.

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter besitzt eine größere Festigkeit am vorderen Ende des Werkzeugkörpers, wo sie am meisten erforderlich ist. Vom Werkzeugkörper ist nur eine geringfügige Metallmenge zur Bildung der Schlitze und Schraubendurchführungen entfernt. Auf diese Weise verbleibt eine maximale Metallmenge in dem Bereich 7^·» so daß den auftretenden Bearbeitungskräften besser Widerstand geleistet werden kann. Die Verbindung zwischen dem vertikalen Vorsprung und dem Schlitz führt ebenfalls zu einer Reaktion auf die Bearbeitungskräfte an einem Punkt, der näher am Bearbeitungseinsatz liegt. Die Gesamtstruktur ist den bekannten, mit einem Längsschlitz versehenen Konstruktionen infolge einer größeren Festigkeit und einer größeren Widerstandsfähigkeit gegenüber Abweichungen überlegen und weist darüber hinaus eine einfache

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räumliclie Form auf.

Für verschieden breite Einsätze können verschiedene Fixierelemente gespeichert werden, wodurch, nicht mehr für jede Arbeit ein anderer Werkzeughalter auf Vorrat gehalten werden muß. Wenn ein dünner Einsatz für enge Schnitte verwendet wird, kann das getrennte Fixierelement derart ausgebildet werden, daß sich der unterhalb des Einsatzes befindliche Teil bis unter die Unterwand des Werkzeugkörpers 10 erstreckt, so daß auf diese Weise eine zusätzliche Abstützung und Festigkeit erreicht wird.

Derjenige Teil des Fixierelementes 32, der sich über das Ende des Werkfczeugkörpers hinauserstreckt, ist vorzugsweise schmaler ausgebildet als der übrige Teil des Elementes und ist gegenüber der ebenen Fixierfläche nach außen versetzt. Dadurch wird die Festigkeit des Fixierelementes weiter erhöht und es wird möglich., Einsätze zu verwenden, die breiter sind als der sich über das Ende des Werkzeugkörpers hinauserstreckende Teil des Fixierelementes, ohne daß der Werkzeugkörper schmaler gemacht werden muß. Darüber hinaus kann man, indem man denjenigen Teil des Fixierelementes, der den Werkzeugkörper überlappt, dicker ausbildet, die Klemmschraube 46 und die Gewindebohrung 48 größer ausbilden, so daß man auf diese Weise größere Haltekräfte für den Einsatz erreichen kann.

Die Werkzeughalter der Erfindung sind unter einer Vielzahl von Bearbeitungsbedingungen erfolgreich bei der spanabhebenden Bearbeitung von Stahl 8620, 4i4o und 52100 eingesetzt worden.

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In Tests, in denen der vorliegende Werkzeughalter mit einem gebräuchlichen Halter unter den gleichen Arbeitsbedingungen verglichen wurde, ermöglichte der vorliegende Halter eine Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeiten um

Der erfindungsgemäße Ferkzeughalter kann derart konstruiert werden, daß sich der Endschlitz am gleichen Ende befindet wie die beiden gegenüberliegenden Schlitze. Ein einziger Werkzeugkörper mit drei Schlitzen kann für ein rechtes oder linkes I.D.- oder 0.D.-Bearbeiten (i.D.- oder O.D. machining) verwendet werden. Das getrennte Fixierelement kann ebenfalls dazu verwendet werden, um die sichere Schrägstellung des Einsatzes zu fördern. Der vertikale Schlitz und Vorsprung sind keinen Beschädigungen unterworfen, wenn der Halter zufällig zu weit in das Werkstück eingefahren worden ist.

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Claims

Patentansprüche:

M.)Spanabhebendes Werkzeug, das einen Werkzeugkörper, ein Fixierelement für einen Einsatz zur spanabhebenden Bearbeitung, das eine Fixierfläche für einen Einsatz einschließt, der sich über das Ende des Werkzeugkörpers hinauserstreckt, Klemmittel zum Festklemmen eines Einsatzes gegen die Einsatzfixierfläche aufweist, gekennzeichnet durch seitlich in Eingriff tretende Haltemittel auf überlappenden Seiten des Fixierelementes und des Werkzeugkörpers, ,wobei beide Haltemittel parallele vertikale Fixierwände und normal dazu angeordnete Fixierwände, die im Abstand vom Ende des Werkzeugkörpers angeordnet sind, einschließen, miteinander in Eingriff tretende ebene Fixier- und Stützflächen an der seitlichen, Grenzfläche zwischen dem Werkzeugkörper und dem Fixierelement, die den Haltemitteln benachbart sind, und Mittel zum Befestigen des Fix^ierelementes am Werkzeugkörper, so daß die Fixierwände und -flächen miteinander in Eingriff treten.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch am Fixierelement montierte Klemmittel.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel einstückig mit dem Fixierelement ausgebildet sind.

h» Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzfixierfläche eine V-förmige Nut

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ist, die im Fixierelement ausgebildet ist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper mindestens zwei alternierende Haltemittel einschließt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Körpers angeordnet sind.

6. Werkzeug nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Haltemittel über eine einzige Gewindebohrung miteinander in Verbindung stehen.

7. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch dritte alternierende Haltemittel, die an einem Ende des Werkzeugkörpers ausgebildet sind.

8i Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Fixierelementes, der sich über ein Ende des Werkzeugkörpers hinauserstreckt, dünner ausgebildet ist als der übrige Teil des Elementes und einen seitlichen Abstand von den ebenen Fixierflächen aufweist·

°. Werkzeug nach Anspruch 1, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierelement eine Rückenwand zum genauen Fixieren der Einsatzlängsstellungen einschließt.

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