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Rotierende Zerspanungswerkzeuge Kleinerer Durchmesser Die Erfindung
betrifft rotierende Zerspannungswerkzeuge kleinerar Durchmesser mit geklemmten Vendeschneidplatten,
insbesondere Schaft- und Aufsteckfräser sowie Senk-, Bohr-und Reibwerkzeuge, bei
denen jede Wendeschneidplatte in umfangsseitig im Wertzeuggrunndkörper vorgesehenen
Aufnahmenuten durch einen in Drehrichtung hinter der Wendeschneidplatte angebrachten,
in Richtung der Werkzeugachse spannbaren Spannkeil mit Hilfe einer in dessen Längsbohrung
befindlicherl mit links- und rechtsgängigem Gewinde versehenen Spannschraube in
einer formschlüssigen Aufnahme kraftschlüssig befestigt ist.
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Es ist bekannt, für die Befestigung von Wendeschneidplatten, an rotierenden
Zerspanungswerkzeugen Spannkeile zu verwenden, die durch eine in einer Längsbohrung
des Spannkeiles angeordnete Spannschraube gespannt werden. Die Spannschraube ist
zweckmäßigerweise als Gewindestift mit Links- und Rechtsgewinde ausgebildet, wobei
ein Gewindeteil im Spannkeil und der andere im Verkzeuggrundkörper in Gewindebohrungen
gelagert sind. Die Verwendung von derartigen Spannschrauben mit sogenanntem Summengewunde
haben als Vorteil einen kurzen Spannweg und gewährleisten ein sicheres Lösen des
Spannkeiles aus der Spannlage.
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Für Fresköpfe mit größerem Durchmesser haben sich derartige Keilspannungen
gut bewährt. Wenn jedoch kleinere Fräsköpfe, wie Schaft- und Aufsteckfräser oder
Bohr-, Senk- und Reibwerkzeuge mit Wendeschneidplatten bestückt werden sollen, so
ergeben sich Schwierigkeiten, eine genügend große Anzahl von .Jendeschneidplatten
mit den dazugehörigen Spannelementen unterzubringen, weil die Spannelemente infolge
ihrer Gestaltung und konstruktiv bedingten Anordnung zu viel Platz beanspruchen.
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In dieser Beziehung ist bei kleineren Werkzeugdurchmessern auch von
Bedeutung, ob der Spannkeil in Schnittrichtung gesehen vor oder hinter der Wendeschneidplatte
angeordnet wird und ob dessen Spannrichtung radial oder axial zum Werkzeuggrun dkörper
gerichtet ist. Die Anordnung des Spannkeiles vor der Wendeschneidplatte ist mit
dem Nachteil verbunden, daß sich die Dickentoleranz der Wendeschneidplatte als Rundlauffehler
im Schneidenflugkreis auswirkt, weil die Lage der Schneidkante durch die hintere
Anlagefläche und dadurch von der Plattendicke abhängig ist. Bei Anordnung des Spannkeiles
hinter der Wendeschneidplatte bestimmt allein die vordere Anlagefläche, die auch
die Spanfläche bildet, die tangentiale Lage der Schneidkante, so daß Toleranzen
in der Plattendicke vom Spannkeil ausgeglichen werden.
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Bezüglich der Spannrichtung des Spannkeils und der davon abilängigen
Lage der Spannschraube wird besonders bei größeren Fräsköpfen der Spannkeil in radialer
Richtung spannbar eingesetzt. Auch bekannte Keilspannungen für kleinere Werkzeugdurchmesser
sind konstruktiv in dieser Form ausgeführt, wobei sich bei den letzteren der Nachteil
des größeren Platzbedarfs durch eine verhältnismäßig große Schneidenteilung bemerkbar
macht. Es ist auch schon vorgeschlagen worden und zwar für Scheibenfräser den Spannkeil
in Richtung der 'J'Jerkzeugachse spannbar anzubringen. Hierbei ist die Spannschraube
in einer durchgehenden Gewindebohrung des Werkzeuggrundkörpers gelagert, so daß
die Spannschraube von der hinteren Stirnseite des Werkzeuggrunkörpers aus anziehbar
ist. Für kleinere Werkzeugdurchmesser und vor allem für Schaftwerkzeuge ist diese
Konstruktion nicht geeignet, weil die Bohrung für die Spannschraube zu nahe an der
Werkzeugaufnahme bzvt. im Durchmesserbereich des Werkzeugschaftes liegen würde.
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Was die Ausbildung des Gegenlagers der Abstützung der Spannschraube
anbelangt, so ist es bei Scheibenfra'sern mit radial zum Werkzeuggrundkörper liegender
Spannschraube bekannt als Gegenlager eine mit einer querliegenden Gewindebohrung
versehene zylindrische Spannmutter zu verwenden, die in einer längsbohrung des Werkzeuggrundkörpers
gelagert ist.
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Der Spannkeil ist hierbei mit seitlichen Führungsleisten versehen
und durch diese in der umfangsseitigen Ausnehmung des Werkzeugkörpers geführt. Dieses
für entsprechend große Scheibenfraser brauchbare Spannsystem ist für Werkzeuge kleineren
Durchmessers nicht geeignet, weil die radial angeordneten Spannelemente ebenfalls
wie bei der bereits vorher beschriebenen Werkzeugausführung zu nahe an der Aufnahme
bohrung oder im Bereich des Werkzeugschaftes liegen llaiirden.
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Die zylindrische Spannmutter mit querliegender Gewindebohrung ist
auch noch durch eine andere Konstruktion bekannt, bei der die zugehörige Spannschraube
nicht die Schneidplatte, sondern einen Schneidenträger in Aufnahmenuten am Umfange
eines Planmesserkopfes festspannt. Auch diese Konstruktion ist für kleinere Werkzeugdurchmesser
aufgrund des großen Platzbedarfs der Spannelemente nicht geeignet.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der an den bekannten Werkzeugen
der genannten Art vorhandenen Mängel, um durch eine zweckmäßigere Anordnung und
Gestaltung der Spalmelemente eine größere Anzahl von Werkzeugschneiden, insbesondere
bei rundlaufenden Werkzeugen kleinerer Durchmesser einsetzen zu können, wodurch
sich eine höhere Zerspanungsleistung ergibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Keilspannung
für Wendeschneidplatten unter Verwendung einer zylindrischen Spannmutter mit que
rliegende r Gewindebohrung hinsichtlich der besseren Wirkung des Spannkeiles und
dessen Anordnung und Abstützung im Werkzeuggrundkörper sowie die Anordnung des Spannsystems
zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spannkeil
außer in Spannrichtung auch in seinem senkrecht hierzu liegenden Querschnitt unter
einem Keilwinkel α 2 eine sich zur Umfangsfläche des Werkzeuggrundkörpers
hin verjüngende Keilform aufweist, der die keilförmige Ausnehmung im Werkzeuggrundkörper
angepaßt ist und daß die achsparallel zur Auflagefläche der Wendeschneidplatte angeordnete
Spannschraube sich in einer mit Gewinde versehenen Querbohrung einer an sich bekannten
zylindrischen Spannmutter abstützt, die schwenkbar und axial entsprechend der seitlichen
Bewegungsrichtung des
Spannkeiles verschiebbar in einer den Werkzeug-Grundkörper
sekantierenden Bohrung angebracht ist.
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Die Ausbildung des Spannkeiles mit einen Keilwinkel für die eigentliche
Spannwirkung zum Befestigen der '.'Jendeschneidplatte und einem weiteren Keilwinkel,
der eine Kraftkomponente in Richtung der Anlagepunkte erzeugt, verbunden mit der
Eombination der an sich bekannten Spannelemente und deren neuen Anordnung ergeben
ein Spannsystem, das durch seinen verhaltnismäßig geringen Platzbedarf an kleinen
Werkzeugdurchmessern gut untergebracht werden kann und eine überaus sichere Spannung
gewährleistet, die auch den bei hohen Zerspanungsleistungen auftretenden Beanspruchungen
standhält. Durch den geringen Platzbedarf der Spannelemente gegenüber den bekannten
S-)annsystemen können erfindungsgemäß ausgeführte Werkzeuge, insbesondere aber diejenigen
mit kleinerem Durchmesser eine kleinere Schneidenteilung bzw. eine größere Zähnezahl
erhalten, wodurch mit höheren Werkzeugvorschüben gearbeitet werden kann.
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Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1: die Vorderansicht eines Aufsteckfräsers nach
der Erfindung Fig. 2: eine Seitenansicht zu Fig. 1 Fig. 3: eine Seitenansicht zu
Fig. 1 im Schnitt A -Fig. 4: eine teilweise Seitenansicht entsprechend Fig. 3 im
Schnitt C - C Fig. 5: eine teilweise 5eitenanslcht entsprechend Fig. 2 im Schnitt
B - b, ausgerüstet zum Planfräsen Fig. 6: eine Seitenansicht wie Fig. 5, jedoch
mit Schneidenbestückung für Eckfräsen.
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Der als Ausführungsbeispiel dargestellte Aufsteckfräser besteht aus
dem Werkzeuggrundkörper 1, der eine zentrale Aufnahmebohrung 2 besitzt zweoks Befestigung
auf einem mit der Maschinenspindel in Verbindung stehenden Fräserdorn bzw. Fraserschaft.
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Eine an der hinteren Stirnseite des Grundkörpers 1 vorgesehene Mitnehmernut
3 dient in Verbindung mit entsprechenden Mitnehmersteinen der drehsicheren Übertragung
der Antriebskraft. An der Umfangsfläche des Grundkörpers 1 sind ausgehend von dessen
Stirnseite keilförmige Ausnehmungen 4 zur Führung des Spannkeiles 5 und prismatische
Äusnehmungen 6 zur Aufnahme von Auflageplattem#n 7 und 8 eingearbeitet. Die Wendeschneidulatten
9 in dreieckiger Form zum Planfräsen und 10 in rhombischer Form sind in entsprechende
Ausnehmungen 11 und 12 der Auflageplatten 7 und 8 einsteckbar, so daß der Aufsteckfräser
auf Plan- oder Eckfräsarbeiten umgerüstet werden kann.
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Die jeweils in die Auflageplatte eingestzte Wendeschneidplatte 9 oder
10, d.h. beim Aufsteckfräser gemäß Fig. 1 handelt es sich um einen Planfräser, so
daß hier die dreieckige Wendeschneidplatte 9 verwendet wird, liegt mit ihrer Spanfl-iche
11 an der Auflageplatte 7 an und mit ihrer Rückenfläche an dem Spannkeil 5, der
sich folglich in Schnittrichtung gesehen hinter der Wendeschneidplatte 9 befindet.
Der Spannkeil 5 ist mit einer durchgehenden Gewindebohrung 13 versehen, deren Achse
parallel zur Rückenfläche der Wendeschneidplatte 9 verläuft. In dieser Gewindebohrung
13 ist mit einem Gewindeteil die mit Rechts- und Linksgewinde ausgestattete Spannschraube
14 eingeschraubt. Das andere Gewindeteil der Spannschraube 14 befindet sich in einer
mit Gewinde versehenen Querbohrung 15 einer zylindrischen Spannmutter 16, dia iu
einer den Werkzeuggrundkörper 1 sekantierenden Bohrung 17 schwenk-und längsverschiebbar
angeordnet ist. Zwischen der keilförmigen Ausnehnung 4 und der Bohrung 17 ist ein
Durchbruch 18 für die Spannschraube 14 vorgesehen. Der Spannkeil 5 ist in der axialen
Anzugsriciitung unter dem Winkel A 1 und in radialer Anzugsrichtung unter dem Winkel
α2 keilförming ausgebildet.