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Drehwerkzeug mit auswechselbarem, mehreckförmigem Schneideinsatz.
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Die Erfindung betrifft ein Drehwerkzeug mit auswechselbarem, mehreckförmigem
Schneideinsatz, insbesondere für die Metallbearbeitung, bestehend aus einem Halter
mit einer Aussparung, einem in die Aussparung eingesetzten und dort mittels einer
Halteschraube befestigten Einsatzträger mit einer Ausnehmung für den Schneideinsatz,
der sich an einer Auflagefläche und mindestens zwei im Winkel zueinander verlaufenden
Anlageflächen der Ausnehmung abstützt und mittels einer Klemmschraube in der Ausnehmung
gehalten ist, wobei der Einsatzträger eine ebene Grundfläche und an seiner der wirksamen
Schneidspitze abgekehrten Seite eine senkrecht zu der Grundfläche verlaufende, annähernd
halbzylinderförmige Stützfläche aufweist, mit der er sich an entsprechenden Gegenflächen
der Halteraussparung abstützt.
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Bei auswechselbaren Schneideinsätzen, die meistens aus Hartmetall
bestehen, ist es wichtig, daß diese an ihrer der wirksamen
Schneide
abgekehrten Seite mit möglichst breiter Fläche an dem Halter abgestützt werden.
Aus diesem Grund sind an dem Halter bzw. auch einem in den Halter eingesetzten Einsatzträger
mindestens zwei im Winkel zueinander verlaufende Anlageflächen vorgesehen. Bei den
vielfach verwendeten sechseckförmigen Schneideinsätzen, die an jeder zweiten Ecke
einen Winkel von etwas weniger als 900 aufweisen, wäre es zur Gewährleistung eines
verdrehsicheren und maßgenauen Sitzes wünschenswert, wenn diese Schneideinsätze
sich an drei Anlageflächen abstützen würden. Auf eine einwandfreie Abstützung muß
größter Wert gelegt werden, um einerseits den Schneideinsatz maßgenau gegenüber
dem Halter zu fixieren und um andererseits eine Ubertragung der bei der Bearbeitung
auftretenden Kräfte von dem Schneideinsatz auf den Halter zu gewährleisten, ohne
daß hierbei die nichtbenutzten Schneiden beschädigt werden. Die Herstellung dieser
Anlageflächen, die nicht nur in einem der Außenkontur des Schneideinsatzes entsprechenden
Winkel zueinander verlaufen müssen, sondern auch noch exakt in einem ebenfalls durch
die Form des Schneideinsatzes bestimmten Winkel gegenüber der Auflagefläche erfordert
teure Spezialwerkzeugmaschinen. Oft stößt bei komplizierten Werkzeugen die Herstellung
der Anlageflächen auf Schwierigkeiten, wenn wenig Platz vorhanden ist und Orientierungspunkte
fehlen, um den Schneideinsatz maßlich richtig zu plazieren. Vielfach möchten auch
die Benutzer der Drehwerkzeuge die eigentlichen Werkzeughalter, wie Drehmeisselhalter,
Bohrstangen, Bohrköpfe und sonstige Sonderwerkzeuge selbst herstellen und nur die
von einer anderen Firma hergestellten Schneideinsätze an diesen Haltern befestigen.
Dies ist jedoch wegen der schwierig herzustellenden Anlageflächen bisher kaum möglich
gewesen.
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Es ist zwar ein Drehwerkzeug der eingangs erwähnten Art bekannt, bei
dem der Schneideinsatz nicht direkt an dem Halter sondern an einem in den Halter
einsetzbaren Einsatzträger
befestigt ist. Der Einsatzträger weist
die exakt bearbeiteten Anlageflächen für den Schneideinsatz auf. Seine äußere Form
ist jedoch so gestaltet, daß die für den Einsatz notwendige Aussparung am Halter
einfacher herstellbar ist. Ein bekannter Einsatzträger besitzt einen im wesentlichen
U-förmi#en Umriß.
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Zwei parallel zueinander verlaufende Seitenflächen sind durch eine
halbzylinderförmige Stützfläche miteinander verbunden.
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An seiner Unterseite weist der Einsatzträger eine ebene Grund fläche
auf. Mittels eines Fingerfräsers kann in dem Halter verhältnismäßig einfach eine
Aussparung zur Aufnahme dieses Einsatzträgers hergestellt werden. Dieser bekannte
Einsatzträger kann jedoch in vielen Fällen nicht angewendet werden, da seine Außenabmessungen
im Verhältnis zum Schneideinsatz zu groß sind. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen,
daß der Schneideinsatz an dem Einsatzträger mittels einer Elemmpratze gehalten wird,
die sich mit ihrem vorderen Ende an dem Schneideinsatz und mit ihrem hinteren Ende
an dem Einsatzträger abstützt. Zur Unterbringung dieser Klemnpratze und einer die
Kleininpratze haltenden Klemmschraube muß der Einsatzträger entsprechend groß ausgebildet
sein. Der bekannte Einsatzträger erfordert wegen seiner Außenabmessungen auch eine
verhältnsmäßig große Aussparung, die zu einer erheblichen Schwächung des Halters
führt. Auch aus diesem Grund ist dieser bekannte Einsatzträger vielfach nicht anwendbar.
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Es ist auch ein anderes Drehwerkzeug (aus der US-Patentschrift 2 630
725) bekannt, bei welchem der Einsatzträger in der Draufsicht eine im wesentlichen
rechteckige Form aufweist. An einer Ecke dieses Rechteckes ist der Schneideinsatz
mittels einer Klemmschraube befestigt, die in eine zentrale Bohrung des Schneideinsatzes
eingesetzt ist. Im Bereich der diagonal gegenüberliegenden Ecke besitzt der Einsatzträger
ein Gewinde zum Einschrauben einer Halteschraube, mit der er am Halter
befestigt
ist. Auch dieser bekannte Einsatzträger hat den Nachteil, daß er verhältnismäßig
viel Platz erfordert, wobei noch hinzukommt, daß die für seine Aufnahme erforderliche
rechteckige Aussparung im Halter schwierig herstellbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehwerkeeug mit auswechselbarem,
mehreckförmigem Schneideinsatz der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem
der Einsatzträger möglichst kleine Abmessungen aufweist und die für ihn im Halter
erforderliche Aussparung einfach herstellbar ist.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Schneideinsatz
in an sich bekannter Weise eine zentrale Bohrung für die Klemmschraube aufweist,
daß die Achse der vollkonimen Stützfläche vollkommen o#er halbzylinderförmigen Stützfläche/annähernd
mit der Achse der zentralen Bohrung zusammenfällt und daß ein Gewinde oder eine
Bohrung für die Halteschraube im Einsatzträger unterhalb des Schneideinsatzes vorgesehen
ist. Zweckmäßig ist hierbei der Radius der Stützfläche nur geringfügig größer als
der Abstand der Schnddspitzen von der Achse der zentralen Bohrung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Drehwerkzeug weist der Einsatzträger besonders
kleine Abmessungen auf. Er ist in der Schneidplattenebene kaum größer als der Schneideinsatz
selbst. Unterhalb des Schneideinsatzes weist er eine Höhe auf, die etwa der Höhe
des Schneideinsatzes entspricht. Da jedoch bei den meisten Drehwerkzeugen ohnehin
zwischen dem Halter und dem Schneideinsatz Unterlegplatten angeordnet werden ist
der Platzbedarf den der Schneideinsat# und der Einsatzträger bei dem erfindungsgemäßen
Drehwerkteug erfordern nur geringzügig größer als der Platzbedarf den ein Schneideinsatz
mit einer Unterlegplatte benötigt. Wegen seines geringen Platzbedarfes kann der
Einsatzträger praktisch überall dort angewendet werden, wo bisher der Schneideinsatz
direkt in den Halter eingebaut war. Die einfache Außenkontur des Einsatzträgers
mit annähernd halbzylinderförmiger Stützfläche und
ebener Grundfläche
erfordert in dem Halter eine Aussparung, die mittels eines Fingerfräsers sehr einfach
hergestellt werden kann. Aus diesem Grund können sich die Benutzer von Drehwerkzeugen
diese im Bedarfsfall selbst herstellen. Sie beziehen lediglich von einem anderen
Hersteller die Schneidplatten und die Einsatzträger, die dann in großen Stückzahlen
mittels geeigneter Spezialmaschinen mit großer Genauigkeit, und da sie unabhängig
von dem jeweiligen Drehwerkzeug stets die gleiche Form aufweisen, in großer Stückzahl
hergestellt werden können.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drehwerkzeuges
besteht darin, daß der Einsatzträger eine sich senkrecht zu seiner Grundfläche erstreckende
Fixierbohrung für eine in die Fixierbohrung und eine entsprechende Bohrung der Halteaussparung
eingreifenden Fixierstift aufweist.
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Mittels dieses Fixierstiftes wird der Einsatzträger exakt gegenüber
dem Halter! fixiert und eine Verdrehung bzw. Verschiebung des Einsatzträgers gegenüber
dem Halter vermieden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung ist anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Drehmeissel zum Plandrehen in Draufsicht Fig.
2 die Stirnansicht desselben in Richtung II der Fig. 1 Fig. 3 einen Querschnitt
nach der Linie 111-111 der Fig. 1 Fig. 4 eine Draufsicht auf den Einsatzträger
Fig.
5 eine Draufsicht auf den Halter Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Drehmeissels
zum Schälen Fig. 7 eine Bohrstange in Draufsicht Fig. 8 - 10 verschiedene Einsatzträger
mit anderen mehreckförmigen Schneideinsätzen.
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In der Zeichnung ist mit 1 der gesamte Drehmeissel bezeichnet.
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Dieser besteht aus einem Halter 2, einem Einsatzträger 3 und einem
Schneideinsatz 4 aus Hartmetall oder dgl. Zur Aufnahme des Einsatztträgers weist
der Halter 2 eine Ausnehmung 5 auf, in welche der Einsatztträger 3 genau hineinpaßt.
Der Einsatzträger besitzt eine ebene Grundfläche 6 und eine sich senkrecht hierzu
erstreckende ~annähernd halbzylinderförmige Stützfläche 7.
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Der Winkelbereich über den sich diese annähernd halbzylinderförmige
Stützfläche erstreckt ist im wesentlichen abhängig von der Form der Schneideinsätze.
Er beträgt bei den in Fig. 1 bis 7 dargestellten sechseckförmigen Schneideinsätzen
und bei dem in Fig. 9 dargestellten parallelogrammförmigen Schneideinsatz etwa 1350,
während er bei den in Fig. 8 und 10 dargestellten quadratischen bzw. dreieckförmigen
Schneideinsätzen etwa 1600 beträgt. Unter den Begriff "annähernd halbzylinderförmig"
soll also auch ein Winkelbereich zwischen etwa 135 und 1600 fallen. Der Einsatzträger
3 weist ferner eine Ausnehmung 8 zur Aufnahme des Schneideinsatzes 4 auf. Diese
Ausnehmung ist begrenzt durch die Auflagefläche 9 und die Anlageflächen 10, 11 und
12. An diesen Flächen stütztsich der Schneideinsatz 4 ab. Er weist eine zentrale
Bohrung 13 auf, und wird mittels einer Klemmschraube 14, die in ein Gewinde 15 des
Einsatzträgers 3 eingeschraubt ist, an diesem gehalten. Die Achse der halbzylinderförmigen
Stützfläche 7 und die Achse A der zentralen
Bohrung 13 fallen bei
den gezeigten Ausführungsbeispielen zusammen bzw. sollen sie zumindest annähernd
zusammenfallen.
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Um möglichst kleine Bauabmessungen zu erreichen, ist es ferner vorteilhaft,
wenn der Radius R der Stützfläche 7 nur geringfügig größer ist als der Abstand a
der Schneidspitzen 4a, 4b, 4c von der Achse der zentralen Bohrung.
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Die im Halter 2 vorgesehene Gegenfläche 16, an welcher sich die Stützfläche
7 abstützt, weist den gleichen Radius auf wie die Stützfläche. Um eine gute Anlage
zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Stützfläche 7 in ihrem mittleren
Bereich 7a einen etwas kleineren Radius aufweist, als an ihren äußeren Bereichen
7b, so daß sie nur mit ihren äußeren Bereichen an der Gegenfläche 16 der Halteraussparung
5 anliegt.
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Zur Befestigung des Einsatzträgerspan dem Halter 2 besitzt dieser
ein Gewinde 17 für eine von unten in den Halter 2 eingesetzte Halteschraube 18.
Dieses Gewinde 17 ist unterhalb des Schneideinsatzes 4 vorgesehen, damit der Einsatzträger
3 möglichst kleine Abmessungen aufweist. Durch die Halteschraube 18 wird der Einsatztträger
3 ständig an dem Halt er 2 gehalten, so daß bei einem Auswechseln oder einem TT###itzen
des Schneideinsatzes 4 der Einsatzträger immer gegenüber den Halter fixiert bleibt.
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Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, daß der Binsatzträger eine zu
der zentralen Bohrung des Schneideinsatzes koaxiale Bohrung und der Halter hierzu
ein koaxiales Gewinde zum Sinschrauben einer Xalteschraube aufweisen, die durch
den Schneideinsatz und den Einsatztträger hindurchgeftlirt ist. In diesem Fall dient
dann eine einzige Schraube sowohl zur Befestigung des Schneideinsatzes als auch
des Einsatzträers. Um den Einsatzträger 3 in seiner Lage gegenüber dem Halter 2
exakt zu fixieren ist vorteilhaft der Fixierstift 19 vorgesehen.
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Zur Aufnahme dieses Fixierstiftes weist der Einsatz 3 eine sich senkrecht
zu seiner Grundfläche 6 erstreckende Fixierbohrung 20/und der Halter 2 ist mit einer
entsprechenden koaxialen Bohrung 21 versehen. Die Bohrung 21 am Halter wird vorteilhaft
dadurch hergestellt, daß man den Einsatzträger 3 zunächst mit der Halteschraube
18 auf dem Halter 2 befestigt und dann die bereits vorgebohrte Fixierbohrung 20
als Bohrlehre für die Herstellung der Bohrung 21 verwendet. Bei einem Einsatz#räger,
der wie es in den Fig. 1 bis 6 dargestellt ist, zur AuSnahme eines sechseckförmigen
Schneideinsatzes dient, bei dem jede zweite Ecke einen Winkel von etwas weniger
als 900 einschließt ist die Fixierbohrung 20 zweckmäßig am Schnittpunkt zweier Anlageflächen
11 und 12 angeordnet, die den Winkel von etwas weniger als 900 einschließen. Die
Fixierbohrung dient in diesem Fall gleichzeitig als Freibohrung für die Ecke zwischen
den Anlageflächen 11 und 12, so daß die Schneidspitze 4b freiliegt. Durch den Fixierstift
19 wird der Einsatz#träger 3 auch bei starker Beanspruchung stets in seiner Lage
gegenüber dem Halter fixiert, so daß auch der Schneideinsatz seine vorbestimmte
Lage beibehält.
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kann Gegebenenfallder Fixierstift auch zusätzlich noch als Drehachse
dienen, die eine Feineinstellung des Einsatzträgers 3' und des Schneideinsatzes
4' ermöglicht. Dies ist bei dem Drehmeissel in Fig. 6 dargestellt. Durch die Stellschraube
22 kann der Einsatzträger 3' um den Fixierstift 19' in einem begrenzten Bereich
verstellt werde. Da diese Verstellung höchstens im Bereich von Zehntelmillimeter
stattfindet und nur dazu dient, bei hohen Genauigkeitsanforderungen etwaige Einbauabweichungen
zu korrigieren, ist es zulässig den Fixierstift 19' elastisch zu verformen, wenn
der Einsatzträger 3' in der Nähe des Fixierstiftes bereits an der Gegenfläche 16'
anliegt. Es wird hierdurch eine besonders genaue und spielfreie Einstellung ermöglicht.
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Vergleicht man den Einsatzträger 3 gemäß Fig. 1 mit dem Einsatzträger
3' gemäß Fig. 6, so stellt man fest, daß jeweils zwei Anlageflächen 10, 11 bzw.
10', 11' gegenüber der wirksamen Schneidspitze 4a, bzw. 4'a angeordnet sind, während
die dritte Anlagefläche 12 bzw. 12' angrenzend an die wirksame Schneidkante 4d bzw.
4'd angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Schneideinsatz 4 bzw. 4' am besten
gegenüber dem Einsatzträger 3 bzw. 3' fixiert und die auftretenden Kräfte werden
bestmöglich auf den Einsatzträger übertragen.
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Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einsatzträger
3 an einer Bohrstange 23 angeordnet.
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Anhand dieser Fig. soll lediglich gezeigt werden, daß der Einsatzträger
dank seiner geringen Bauabmessungen auch hier genauso wie bei Bohrköpfen und Spezialdrehwerkzeugen
Anwendung finden kann.
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In den Fig. 8 bis 10 sind Einsatzträger für quadratische, parallelogrammförmige
und dreieckförmige Schneideinsätze dargestellt. Anhand dieser Fig. soll gezeigt
werden, daß sich die Erfindung auch auf andere mehreckförmige Schneideinsätze anwenden
läßt.