DE2506902C3 - Drehwerkzeug mit auswechselbarem, mehreckförmigem Schneideinsatz - Google Patents

Description

a) der Schneideinsatz (4, 4') in an sich bekannter Weise eine zentrale Bohrung (13) und der Einsatzträger (3, 3') zwei parallel zueinander und senkrecht zur Grundfläche (6) verlaufende Gewinde (15, 17) aufweist, von denen das eine Gewinde (15) koaxial zu der zentralen Bohrung (13) angeordnet ist und zum Einschrauben einer den Schneideinsatz auf dem Einsatzträger haltenden Klemmschraube (14) und das andere Gewinde (17) zum Einschrauben der von unten in den Halter (2) eingesetzten Halteschraube (18) dient,

b) das Gewinde (17) zum Einschrauben der Halteschraube (18) im Einsatzträger (3, 3') unterhalb des Schneideinsatzes (4, 4') vorgesehen ist,

c) die Achse (A) der halbzylinderförmigen Stützfläche (7) vollkommen oder annähernd mit der Achse (A) der zentralen Bohrung (13) zusammenfällt und

d) der Radius (R) der Stützfläche (7) nur geringfügig größer ist als der Abstand (a) der Schneidspitzen (4a, 4b, 4c) von der Achse (A) der zentralen Bohrung (13).

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 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 (Tb) an der Gegenfläche (16) der Halteraussparung (5) anliegt.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stützfläche (7) über einen Winkelbereich von etwa 135 — 160° erstreckt.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzträger (3, 3') eine sich senkrecht zu seiner Grundfläche (6) erstreckende Fixierbohrung (20, 20'* für einen in die Fixierbohrung und eine entsprechende Bohrung (21) der Halteraussparung eingreifenden Fixierstift (19, 19') aufweist.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierbohrung (20,20') an einer von der Achse (A) der halbzylinderförmigen Stützfläche (7) entfernten Stelle angeordnet ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Halter (2') an einer von dem Fixierstift (19') entfernten Stelle eine auf die Stützfläche (7') des Einsatzträgers (3') einwirkende Stellschraube (22) vorgesehen ist

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

ίο 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, wobei der Einsatzträger eine ebene Grundfläehe 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.

Bei auswechselbaren Schneideinsätzen, die meistens aus Hartmetall bestehen, ist es wichtig, daß diese an ihrer der wirksamen Schneide abgekehlten 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 90° aufweiren, 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 Übertragung der bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte von dem Schneideinsatz auf den Halter zu gewährleisten, ohne daß hierbei die niehtbenutzten 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 Aniageflächen bisher kaum möglich gewesen.

Bei dem bekannten Drehwerkzeug der eingangs erwähnten Art, bei dem der Schneideinsatz an einem in

ho den Halter einsetzbaren Ersatzträger befestigt ist, weist der Einsatzträger die exakt bearbeiteten Anlageflächen für den Schneideinsatz auf und ist so gestaltet, daß die für den Einsatzträger notwendige Aussparung am Halter einfach herstellbar ist. Zwei parallel

f>5 zueinander verlaufende Seitenflächen sind durch eine halbzylinderförmige Stützfläche zu einem im wesentlichen U-förmigen Umriß miteinander verbunden. An seiner Unterseite weist der Einsatzträger eine ebene

Grundfläche auf. Mitteis 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 Klemmpratze gehalten wird, die sich mit ihrem vorderen Ende an dem Schneideinsatz und mit ihrem hinteren Ende an dem Einsatzträger abstützt Zur Unterbringung dieser Klemmpratze und einer die Klemmpratze haltenden Klemmschraube muß der Einsatzträger entsprechend groß ausgebildet sein. Der bekannte Einsatzträger erfordert wegen seiner Außen- ,₅ abmessungen auch eine verhältnismäßig große Aussparung, die zu einer erheblichen Schwächung des Halters führt. Auch aus diesem Grund ist dieser bekannte Einsatzträger vielfach nicht anwendbar.

Es ist zwar bei einem anderen Drehwerkzeug (US-Patentschrift 26 30 725) bekannt, daß der Einsatzträger in der Draufsicht eine im wesentlichen rechteckige Form aufweist, und daß an einer Ecke dieses Rechteckes der Schneideinsatz mittels einer Klemmschraube befestigt ist, die in eine zentrale Bohrung des Schneideinsatzes eingesetzt ist. Im Bereich der diagonal gegenüberliegenden Ecke weist der Einsatzträger ein Gewinde zum Einschrauben einer Halteschraube auf, 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.

Bei einem anderen bekannten Drehwerkzeug mit einem den Schneideinsatz tragenden Einsatzträger (US-PS 35 77 618) bildet die Stützfläche des Einsatzträgers den Teil eines Kegelstumpfes, und die Gegenfläche in der Aussparung des Halters ist ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet. Beide Flächen stützen sich jedoch nicht aneinander ab. Zur Aufnahme der Schneidkräfte weist der Einsatzträger eine zentrale Bohrung auf, in die ein im Halter eingesetzter Stift eingreift. Ein weiterer exzentrisch angeordneter Fixierstift verhindert eine Verdrehung des Einsatzträgers gegenüber dem Halter. Eine sichere Kraftübertragung der hohen Schneidkräfte ist jedoch durch diese beiden Stifte nicht gewährleistet. Außerdem kann sich der Einsatzträger beim Auswechseln des Schneideinsatzes von dem Halter lösen. Zur Halterung des Schneideinsatzes in der Aussparung des Einsatzträgers und zur Halterung beider Teile an dem Halter ist ferner eine Klemmpratze vorgesehen, die sich teils auf entsprechend geformten Flächen des Halters und teils auf dem Schneideinsatz abstützt. Eine Halteschraube greift neben dem Einsatzträger in den Halter ein. Die für die Abstützung der Klemmpratze erforderlichen Flächen und Aussparungen sowie die kegelstumpfförmige Aussparung für den Einsatzträger und auch die entsprechende kegelstumpfförmige Fläche am Einsatzträger selbst erfordern einen hohen Herstellungsaufwand insbesondere am Halter. Hierdurch wird r,₀ das angestrebte Ziel die Aussparungen am Halter einfacher zu gestalten nicht erreicht. Außerdem erfordert die Unterbringung der Klemmpratze verhältnismäßig viel Platz. Diese Konstruktion läßt sich deshalb bei kleineren Drehwerkzeugen und auch bei <>s solchen an denen mehrere Schneideinsätze in verschiedener Lage angebracht werden sollen, nicht verwenden. Bei diesem bekannten Drehwerkzeug fällt zwar die Achse der kegelstumpfförmigen Sitzfläche des Einsatzes mit der zentralen Bohrung des Schneideinsatzes zusammen, jedoch führt dies infolge der kegelstumpfförmigen Ausbildung der Stützfläche nicht zu kleinen Abmessungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehwerkzeug mit auswechselbarem, mehreckförrnigem Schneideinsatz der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem der Einsatzträger möglichst kleine Abmessungen aufweist und die für ihn im Halter erforderliche Aussparung mit einfachen Mitteln herstellbar ist, wobei aber auch ein sicherer Sitz des Einsatzträgers sowie seine genaue Lage gewährleistet bleibt.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß

a) der Schneideinsatz in an sich bekannter Weise eine zentrale Bohrung und der Einsatzträger zwei parallel zueinander und senkrecht zur Grundfläche verlaufende Gewinde aufweist, von denen das eine Gewinde koaxial zu der zentralen Bohrung angeordnet ist und zum Einschrauben einer den Schneideinsatz auf dem Einsatzträger haltenden Klemmschraube und das andere Gewinde zum Einschrauben der von unten in den Halter eingesetzten Halteschraube dient,

b) daß das Gewinde zum Einschrauben der Halteschraube im Einsatzträger unterhalb des Schneideinsatzes vorgesehen ist,

c) daß die Achse der halbzylinderförmigen Stützfläche vollkommen oder annähernd mit der Achse der zentralen Bohrung zusammenfällt und

d) daß der Radius der Stützfläche nur geringfügig größer ist als der Abstand a der Schneidspitzen von der Achse A der zentralen Bohrung.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehwerkzeug weist der Einsatzträger besonders kleine Abmessungen auf. Er ist in der Schneidplattenebene praktisch 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 Schneideinsatz und der Einsatzträger bei dem erfindungsgemäßen Drehwerkzeug erfordern nur geringfügig 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. Da sich der Einsatzträger mit seiner halbzylinderförmigen Stützfläche an dei entsprechend ausgebilJsten Gegenfläche der Halteraussparung abstützt, ist auch ein sicherer Sitz des Einsatzträgers im Halter gewährleistet. Die Befestigung des Einsatzträgers im Halter mittels einer eigenen Halteschraube hat den

Vorteil, daß der Einsatzträger beim Auswechseln des Schneideinsatzes nicht vom Halter gelöst wird und in seiner genau definierten Lage gegenüber dem Halter gewährleistet bleibt.

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 Halteraussparung eingreifenden Fixierstift aufweist. Mittels dieses Fixierstiftes wird der Einsatzträger exakt gegenüber dem Halter fixiert und eine Verdrehung bzw. Verschiebung des Einsatzträgers gegenüber dem Halter vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Drehwerkzeug zum Plandrehen in Draufsicht,

Fig. 2 die Stirnansicht desselben in Richtung II der Fig.l,

Fig.3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,

F i g. 4 eine Draufsicht auf den Einsatzträger,

F i g. 5 eine Draufsicht auf den Halter,

Fig.6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Drehwerkzeuges zum Schälen,

F i g. 7 eine Bohrstange in Draufsicht,

F i g. 8 bis 10 verschiedene Einsatzträger mit anderen mehreckförmigen Schneideinsätzen.

In der Zeichnung ist mit 1 das gesamte Drehwerkzeug bezeichnet. Dieses besteht aus einem Halter 2, einem Einsatzträger 3 und einem Schneideinsatz 4 aus Hartmetall od. dgl. Zur Aufnahme des Einsatzträgers weist der Halter 2 eine Ausnehmung 5 auf, in welche der Einsatzträger 3 genau hineinpaßt. Der Einsatzträger weist eine ebene Grundfläche 6 und eine sich senkrecht hierzu erstreckende, annähernd halbzyünderförmige Stützfläche 7 auf. Der Winkelbereich über den sich diese annähernd halbzyünderförmige Stützfläche erstreckt ist im wesentlichen abhängig von der Form der Schneideinsätze. Er beträgt bei den in F i g. 1 bis 7 dargestellten sechseckförmigen Schneideinsätzen und bei dem in F i g. 9 dargestellten parallelogrammförmigen Schneideinsatz etwa 135°, während er bei den in F i g. 8 und 10 dargestellten quadratischen bzw. dreieckförmigen Schneideinsätzen etwa 160° beträgt. Unter den Begriff »annähernd halbzylinderförmig« soll also auch ein Winkelbereich zwischen etwa 135 und 160° 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 stützt sich 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. 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, 46, 4c von der Achse der zentralen Bohrung. 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 Ta 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.

Zur Befestigung des Einsatzträgers 3 am Halter 2

_IL, 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 Einsatzträger 3 ständig am Halter 2 gehalten, so daß bei einem Auswechseln oder einem Umsetzen des Schneideinsatzes 4 der Einsatzträger 3 immer gegenüber dem Halter 2 fixiert bleibt.
Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, daß der Einsatzträger eine zu der zentralen Bohrung des Schneideinsatzes koaxiale Bohrung und der Haller hierzu ein koaxiales Gewinde zum Einschrauben einer Halteschraube aufweisen, die durch den Schneideinsatz und den Einsatzträger hindurchgeführt ist. In diesem Fall dient dann eine einzige Schraube sowohl zur Befestigung des Schneideinsatzes als auch des Einsatzträgers. Um den Einsatzträger 3 in seiner Lage gegenüber dem Halter 2 exakt zu fixieren ist vorteilhaft der Fixierstift 19 vorgesehen.

,o Zur Aufnahme dieses Fixierstiftes weist der Einsatz 3 eine sich senkrecht zu seiner Grundfläche 6 erstreckende Fixierbohrung 20 auf 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 Einsatzträger, der wie es in den Fig.l bis 6 dargestellt ist, zur Aufnahme eines sechseckförmigen Schneideinsatzes dient, bei dem jede zweite Ecke einen Winkel von etwas weniger als 90° einschließt, ist die Fixierbohrung 20 zweckmäßig am Schnittpunkt zweier Anlageflächen 11 und 12 angeordnet, die den Winkel von etwas weniger als 90" einschließen. Die Fixierbohrung dient in diesem Fall gleichzeitig als Freibohrung für die Ecke zwischen den Anlageflächen 11 und 12, so daß die Schneidspitze 4ί freiliegt. Durch den Fixierstift 19 wird der Einsatzträger 3 auch bei starker Beanspruchung stets in seiner Lage gegenüber dem Halter fixiert, so daß auch der Schneideinsatz seine vorbestimmte Lage beibehält.

Gegebenenfalls kann der Fixierstift auch zusätzlich noch als Drehachse dienen, die eine Feineinstellung des Einsatzträgers 3' und des Schneideinsatzes 4' ermög licht. Dies ist bei dem Drehwerkzeug in F i g. f dargestellt Durch die Stellschraube 22 kann dei Einsatzträger 3' um den Fixierstift 19' in einen begrenzten Bereich verstellt werden. Da diese Verstel

ho lung höchstens im Bereich von Zehntelmillimetei stattfindet und nur dazu dient, bei hohen Genauigkeits anforderungen etwaige Einbauabweichungen zu korn gieren, ist es zulässig, den Fixierstift 19' elastisch zi verformen, wenn der Einsatzträger 3' in der Nähe de:

Fixierstiftes bereits an der Gegenfläche 16' anliegt E: wird hierdurch eine besonders genaue und spielfrei« Einstellung ermöglicht Vergleicht man den Einsatzträger 3 gemäß Fi g. 1 mi

dem Einsat/.iräger 3' gemäß Fig.6, so stellt man fest, daß jeweils zwei Anlageflächen 10, 11 b/w. 10', 11' gegenüber der wirksamen Schneidspitze 4a bzw. 4a' ungeordnet sind, während die dritte Anlagefläche 12 b/w. 12' angrenzend an die wirksame Schneidkante 4t/ b/w. Ad' angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Schneideinsatz 4 bzw. 4' am besten gegenüber dem Finsat/irägcr 3 bzw. 3' fixiert und die auftretenden Krähe werden bestmöglich auf den Einsatzträger übertragen.

Hei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einsatzträger 3 an einer Bohrstange 21 angeordnet. Anhand dieser Figuren soll lediglich gezeigt werden, daß der Einsat/träger dank seiner geringen Bauabinessungen auch hier genauso wie bei Bohrköpfen und Spezialdrehwerk/.eugen Anwendung finden ki'nn.

In den Fig. 8 bis 10 sind Einsat/.t rager für quadratische, parallelograinmförmige und dreieckfor mige .Schneideinsatze dargestellt. Anhand dieser Figur soll ge/eigl werden, daß sich die Erfindung auch auf

,o andere mehreckförmige Schneideinsatze anwenden läßt.

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. 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 Anlagefiächen der Ausnehmung abstützt, 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, dadurch gekennzeichnet, daß