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Sinterwerkzeug Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sinterwerkzeug.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Sinterwerkzeug geschaffen,
das eine sich im wesentlichen umfangsmäßig um seine Achse erstreckende Außenfläche
aufweist, die eine Anzahl von wenigstens fünf aneinanderstoßenden Seitenflächen
(Facetten) umfaßt, wobei jede Seitenfläche im wesentlichen den gleichen Abstand
von der genannten Achse aufweist, wodurch das Werkzeug um die Achse relativ zu einem
das Werkzeug tragenden Werkzeughalter umfangsmäßig einstellbar ist, um unterschiedliche
Bereiche der facettierten Außenfläche in eine Arbeitsstellung zu bringen.
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Wenn ein Bereich der facettierten Arbeitsfläche während des Gebrauchs
des Werkzeuges stumpf geworden ist, kann somit das Werkzeug weitergestellt bzw.
verdreht werden, um einen anderen Bereich der ~ facettierten Arbeitsfläche in die
Arbeitsstellung bringen zu können.
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Die Anzahl der Facetten kann sich wenigstens um einen Halbkreis um
die Achse des Werkzeuges erstrecken und das Werkzeug kann im wesentlichen innerhalb
eines Halbkreises einstellbar sein, oder das Werkzeug kann eine im allgemeinen kreisförmige
Gestalt aufweisen, wobei die Anzahl der Facetten sich um den vollständigen Kreisumfang
erstrecken und das Werkzeug kann auf einem vollständigen Kreis einstellbar sein.
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Das Werkzeug kann gänzlich aus polycrystallinem Diamant und/oder kubischem
Bornitrid bestehen, wobei das Werkzeug als ein gesinterter Verbundstoff hergestellt
ist, und zwar entweder auf einer oder eingeschlossen in einer Metallmatrix. Alternativ
kann das Werkzeug ein Substrat umfassen, das z.B. aus Wolframkarbid in einer Matrix
aus Kobalt besteht und das eine Schicht aus polycrystallinem Material (entweder
allein oder, wenn als gesinterter Verbundstoff hergestellt, evtl. mit einer Metallmatrix
eingeschlossen) trägt, die den Arbeitsbereich des Werkzeuges bildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Werkzeug
im allgemeinen zylinderische Form auf und ist mit einer axialen Bohrung versehen,
um das Werkzeug in einem Werkzeughalter verdrehbar befestigen zu können. Alternativ
kann das Werkzeug, welches im allgemeinen zylinderische Form aufweist, auf einer
Metallgrundlage befestigt sein, die mit einer axialen Bohrung versehen ist, und
zwar zur Verwendung beim Befestigen des Werkzeuges in einem Werkzeughalter. Der
Winkel zwischen den aneinander angrenzenden
Facetten ist größer
als 900 und geringer als 1800 und das Werkzeug weist vorzugsweise zwischen 8 und
32 Facetten auf.
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Die Ebene der Facetten kann parallel zu der Achse des Werkzeug,gs
verlaufen oder unter einem Winkel zu dieser Achse geneigt sein.
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Der Werkzeughalter kann einen Schaft und einen werkzeugtragenden Abschnitt
aufweisen, der relativ zu dem Schaft in die gewünschte Stellung einstellbar ist.
Das werkzeugtragende Teil schließt ein Glied ein, welches das Werkzeug zur Verdrehung
um-seine Achse abstützt, und weist ferner Mittel zum Befestigen des Werkzeuges auf,
wobei jeder facettierte Bereich des Werkzeuges in der Arbeitsstellung feststellbar
ist. Vorzugsweise sind Rastmittel zum Definieren einer Vielzahl vorgesehenen Stellungen
des Werkzeuges um seine Achse vorgesehen, wobei jede Stellung der örtlichen Festlegung
eines unterschiedlichen facettierten Bereiches in der Arbeitsstellung entspricht.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der anliegenden Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Aufsicht
auf eine Ausführungsform eines Sinterwerkzeuges, Figur 2 einen Schnitt gemäß der
Linie II-II der Figur 1, Figur 3 eine Aufsicht auf einen Endbereich eines Werkzeughalters
mit dem Werkzeug,
Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der
Figur 3, Figur 5 einen wie in Figur 4 geführten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
eines Werkzeuges und eines Werkzeughalters, welch letzterer nur teilweise gezeigt
ist.
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In den Figuren 1 und 2 ist ein Werkzeug allgemein mit. 1 bezeichnet
und dieses Werkzeug umfaßt eine Schicht 2 aus gesintertem Diamant, die auf ein Substrat
3 aus Wolframkarbid gebunden ist. Das Werkzeug weist im allgemeinen zylinderische
Form auf und ist mit einer axialen Bohrung 4 versehen. Die seitliche Außenwand des
Werkzeuges ist aus einer Vielzahl von aneinanderstoßenden Seitenflächen 5 (Facetten)
gebildet, die unter Winkeln 5a zueinander stehen und eine facettierte Außenfläche
bilden. Vierundzwanzig solcher Facetten sind in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen
und die Ebene jeder Facette ist in bezug auf die Längsachse des Werkzeuges geneigt
verlaufend angeordnet. In einer Ausführungsform weist die gesinterte Diamantschicht
2 eine Dicke von 0,020" (0,058 mm) auf, während das Substrat 3 0,1 ~ (2,54 mm) dick
ist und die Facetten 5 weisen je in Umfangsrichtung eine Breite von 0,030" (0,762
mm) auf, wobei der Winkel zwischen ihnen 1650 und wobei ferner jede Facette in bezug
auf die ebene obere Fläche 6 des Werkzeuges unter einem Winkel von 830 geneigt verläuft.
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In den Figuren 3 und 4 ist ein vorstehend beschriebenes Werkzeug i
in einem Werkzeughalter befestigt gezeigt. Dieser Werkzeughalter umfaßt einen Schaft
7 und einen werkzeugtragenden Abschnitt, der
aus einem Basisteil
8 und einem Klemmstück 9 besteht. Das Basisteil 8 ist an dem Schaft mittels einer
bogenförmigen Schwalbenschwanzverbindung 17 befestigt, die es dem werkzeugtragenden
Bereich erlaubt, sich relativ zum Schaft zu verdrehen, um das Werkzeug in einem
gewünschten Schneidwinkel relativ zum Werkstück festzulegen bzw.
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einzustellen. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, trägt der obere Bereich
des Teiles 8 eine Skala, die mit einer Gradeinteilung für die winkelige Verstellbewegung
versehen ist. Der Schaft ist im Bereich des Schwalbenschwanzes mit einem Längsschnitt
10 versehen, und die Verbindung 17 kann in einer eingestellten Stellung durch Anziehen
der Schraube 11 festgesetzt bzw. blockiert werden, wobei die Schraube bei 12 in
einen Schaftteil eingeschraubt ist. Hierdurch wird der Schlitz in den Schaft geschlossen,
um den vom Basisteil 8 getragenen äußeren Teil des Schwalbenschwanzes auf dessen
inneren Teil zu klemmen. Eine Schraube 13 durchgreift das Klemmstück 9und die Bohrung
in dem Werkzeug und greift in eine Gewindebohrung 14 des Basisteiles 8 ein, und
durch Anziehen der Schraube 13 wird das Werkzeug in einer eingestellten Stellung
geklemmt.
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Das Werkzeug und der Werkzeughalter schließen ebenfalls Einstellmittel
zum rastenden Einstellen ein, die zwei gezahnte Scheiben 15 und 16 umfassen. Die
Scheibe 16 ist an dem Werkzeug und die Scheibe 16 ist an dem Basisteil befestigt.
Die Zähne der Scheiben greifen ineinander und die Zähnezahl entspricht der Anzahl
der Facetten des Werkzeuges, um eine zwangsläufig arbeitende Einrichtung zum Festlegen
unterschiedlicher Bereich der facettierten Außenfläche des Werkzeuges in der Arbeitsstellung
zu schaffen. Ein Lockern der
Klemmschraube 13 erlaubt dem Klemmstück
9 gelöst zu werden, und dem Werkzeug und seiner an ihm befestigten Scheibe 15, relativ
zur Scheibe 16 verdreht zu werden, um das Werkzeug einzurasten, um einen anderen
facettierten Bereich in die Arbeitsstellung zu bringen. Der Arbeitsbereich der facettierten
Außenfläche des Werkzeuges kann mehrere Facetten umfassen, und die Winkel dazwischen,
z.B. bei vier Facetten, hängen von der Größe der Facetten und der Tiefe des Schnittes
ab.
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Das in Figur 5 gezeigte Werkzeug 1a unterscheidet sich von dem Werkzeug
1 darin, daß das Werkzeug anstelle der axialen Bohrung 4 auf einer zylinderischen
Stahlunterlage 18 befestigt ist, die mit einer axiale Gewindebohrung 19 versehen
ist. Eine Schraube 20 durchgreift eine Durchbrechung 21 in dem Basisteil 8 und greift
in die Bohrung 19 ein, um das Werkzeug auf dem Basisteil verdrehbar befestigen zu
können. Das Werkzeug und der Werkzeughalter sind mit geeigneten Einstellmitteln
(nicht gezeigt) versehen, wie z.B.
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die gezahnten Scheiben 15 und 16 in Figur 4.
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Während ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist,
ist es klar, daß verschiedene Abänderungen vorgenommen werden können, ohne von dem
Gedanken der Erfindung, wie sie in den anliegenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen,
z.B. kann das gesinterte Werkzeug auf anderen Materialen hergestellt sein außer
den vorstehend speziell genannten. Anstelle des Vorsehens der Scheiben 15 und 16
können die aneinander anliegenden Bereiche des Werkzeuges 1 und des Basisteiles
8 auch aus ineinandergreifenden Vorsprüngen
gebildet sein. überdies
können die Facetten in der Breite ungleich oder gleich sein.
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In einer Abänderung umfaßt das Werkzeug eine Vielzahl von Arbeitssegmenten,
z.B. zwei Halbsegmente oder vier Viertelsegmente, die geeignet miteinander verbunden
sind. Solche Konstruktionen können hergestellt sein aus Segmenten, die von einem
sonst fehlerhaften Werkzeug geborgen bzw. abgenommen werden können, wodurch Kosten
reduziert werden. -Alternativ kann das Werkzeug nur ein einziges Arbeitselement
umfassen, wie z.B. eines der vorgenannten Segmente. In einer weiteren Abänderung
kann der Schwalbenschwanzteil der Verbindung 17 an dem Basisteil 8 mit einer zylinderischen
Erstreckung versehen sein, die eine innere Laufbahn für Kugeln bildet, die in einem
Rezeß befestigt sind, der eine äußere Laufbahn in dem Schaft 7 bildet, um das Verdrehen
des Basisteiles relativ zum Schaft zu erleichtern.
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Die Erfindung gestattet, daß unterschiedliche Bereiche des Werkzeuges
in einer Arbeitsstellung eingestellt bzw. eingerastet werden können, wodurch eine
längere Lebensdauer zwischen den Werkzeugwechseln gegeben ist gegenüber einem gleichen
Werkzeug mit nur einer einzigen Arbeitsstellung, während das Vorsehen der Facetten
eine gute Oberflächenendbearbeitung an dem Werkstück ermöglicht, und zwar bei verschiedenen
Vorschubwerten (d.h. bei Bewegungswerten des Werkzeuges, die parallel zur Rotationsachse
des Werkstückes erfolgen).