DE2548870A1

DE2548870A1 - Nut- und abstechwerkzeug

Info

Publication number: DE2548870A1
Application number: DE19752548870
Authority: DE
Inventors: James F Mccreery
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1974-11-01
Filing date: 1975-10-31
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR2289282A1; US3934320A; DE2548870C3; FR2289282B1; IT1045586B; DE2548870B2; CA1025654A; GB1476614A

Description

Nut- und Abstechwerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nut- und Abstechwerkzeug mit einem stabförmigen Werkzeughalter, an dessen Vorderseite ein dünnes, blattförmiges Tragelement hervorragt, in dessen Oberkante sich eine nach oben offene Einkerbung befindet, in welche die untere Kante eines Schneideinsa/tzes eingreift, und mit einem Spannglied, das auf dem Werkzeughalter montiert ist und einen nach vorn weisenden, über das blattförmige Tragelement reichenden Vorderteil hat und etwa gleich dick wie das blattförmige Tragelement ist und zum Festspannen eines Schneideinsatzes in der Einkerbung an der Oberseite des blattförmigen Tragelements dient.

Nut- und Abstechwerkzeuge dieser Art sind an sich bekannt. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie teuer sind und daß

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auch die für sie benötigten Schneideinsätze teuer und kompliziert sind. Ferner hat sich als ungünstig herausgestellt, daß sie schwache Konstruktionsteile haben, da man bisher den Halter (Support) für den Einsatz relativ dünn und schwach ausbildete, um zu vermeiden, daß der Halter bei der Bearbeitung des Werkstückes störte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nut- und Abstechwerkzeug der oben genannten Art zu schaffen, das so Widerstands fähig ist, daß alle vorkommenden Operationen ohne Bruchgefahr für das Werkzeug ausgeführt werden können, das jedoch gleichzeitig billig und ökonomisch im Gebrauch ist, wobei die Möglichkeit gegeben sein soll, den Schneideinsatz abzunehmen, zu schärfen und danach ohne komplizierte Handgriffe wieder einzubauen und neu einzustellen. Das Werkzeug soll so beschaffen
sein, daß ein besonders kleiner, harter und abriebfester
Einsatz verwendet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Spannglied zwei nach unten gerichtete Arme hat, von denen der erste mit der Oberseite des Werkzeughalters in Eingriff steht und der zweite in der Einkerbung liegt, die auf der Oberseite des blattförmigen Tragelements gebildet ist, wobei der nach
vorn weisende Vorderteil des Spanngliedes einen fingerartigen Vorsprung mit einer Nase aufweist, welche in die Oberseite
eines auf der Einkerbung ruhenden Schneideinsatzes eingreift, und der Vorsprung federnd mit dem Spannglied verbunden ist,

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um eine Nachgiebigkeit in der Ebene des blattförmigen Tragelements herzustellen, und daß eine Spannschraube von oben durch das Spannglied hindurchgesteckt und in den Werkzeughalter einge schraubt ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung hat die Einkerbung einen V-förmigen Querschnitt und das untere Ende des zweiten Armes hat ebenfalls eine V-Form, so daß der Arm in die Einkerbung paßt.

Andere Weiterbildungen der Erfindung bestehen darin, daß sich im Spannglied eine Langloch-Bohrung befindet, in welche die Spannschraube eingeführt ist und daß das Spannglied eine Anschlagfläche hat, an welcher das hintere Ende des Schneideinsatzes anliegt, der auf der Einkerbung aufliegt. Der Werkzeughalter kann eine einstellbare Anschlagschraube haben, die in der rückwärtigen Seite des Spanngliedes sitzt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der fingerartige Vorsprung einstückig mit dem Spannglied ist und eine Einkerbung hat, die ach schräg von vorn nach oben

eine hinten im Spannglied erstreckt, so daß/gewisse Elastizität des Spanngliedes erreicht \ird. Die Nase des fingerartigen Vorsprungs liegt dabei auf einem quer in der Oberfläche des Schneideinsatzes verlaufenden Einschnitt auf.

Um zu erreichen, daß die erzeugten Späne gut abgeführt werden,

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sehen Ausgestaltungen der Erfindung vor, daß die Oberseite des Schneideinsatzes einen Einschnitt aufweist, daß sich der Schneideinsatz in rückwärtiger Richtung nach innen verjüngt, daß er auf seiner Oberseite periphere Führungsfasen aufweist, innerhalb derer ein schalenförmiger Ausschnitt liegt, und daß mindestens das Vorderende des Einsatzes breiter als das blattförmige Tragelement und der fingerartige Vorsprung ist.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnerisch dargestellt, wobei auch weitere wichtige Merkmale ersichtlich sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Nut- und Abstechwerkzeuges nach der Erfindung, teilweise gebrochen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Werkzeug;

Fig. 3 eine Stirnansicht des Werkzeuges, gesehen von der rechten Seite in Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes, der zusammen mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug verwendet werden kann;

Fig. 5A eine Draufsicht auf den Einsatz 70 mit einem kleinen Rückenwinkel zwecks Kräuselung der Späne,

Fig. 6 die Seitenansicht einer Bauart des Einsatzes, dessen Oberseite konkav ausgebildet ist;

Fig. 6A, Fig. 6B, Fig. 6C Seitenansichten verschiedener Bau-

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arten der Oberfläche des Einsatzes 70;

Fig. 6D eine perspektivische Ansicht eines Einsatzes mit einer anderen Ausgestaltung der Oberfläche des Einsatzes.

In den Figuren Λ bis 4 ist der stabförmige Werkzeughalter 10, der in den Werkzeugsupport einer Werkzeugmaschine eingespannt werden kann, dargestellt. Der Werkzeughalter kann eine einstellbare Anschlagschraube 12 an der nach innen gerichteten Seite enthalten; an der äußeren (rechten) Seite weist der Halter 10 eine seitliche Aussparung 14 auf, in der ein dünnes, blattförmiges Tragelement 16 gelagert ist.

Das Tragelement 16 hat eine.untere Kante 18, die auf der Fläche 20 auf dem Boden der Aussparung 14 ruht, und hat weiter eine am vorderen Ende des Halters befindliche, nach hinten gerichtete Fläche 22, die an der Fläche 24 an der Vorderseite des Halters anliegt.

Schrauben 26, die vorzugsweise mit kegeligen Köpfen versehen sind, sind in das Tragelement 16 eingelassen und dienen zum festen Verspannen des Tragelements in der Aussparnung 14 des Halters 10.

Die sich längs erstreckende obere Kante des Tragelements 16 ist mit einer Einkerbung 28, welche die Form eines nach oben offenen V hat, versehen, in der nahe dem äußeren Ende der Einkerbung ein harter, verschleißfester Schneideinsatz 30

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eingesetzt ist, der z. B. aus gehärtetem Wolframcarbid bestehen kann.

Der Einsatz 30 ist relativ kurz und hat einen quer verlaufenden Einschnitt 32, der die obere Seite des Einsatzes etwa in der Mitte durchschneidet. Das hintere Ende des Einsatzes, das mit 34 bezeichnet ist, stößt gegen eine Anschlagfläche 36, die an einem dünnen fingerartigen, an dem vorderen Ende eines Spanngliedes 40 befindlichen Vorsprung 38 vorgesehen ist.

Das Spannglied 40 ist am Halter 10 vermittels einer Spannschraube 42 befestigt und hat, wie am besten aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, einen seitlichen Arm 43, der in einer länglichen, auf der Oberseite des Halters 10 befindlichen Ausnehmung 44 gelagert ist, während es auf der anderen Seite einen zweiten dünnen, nach unten gerichteten Arm 46 aufweist, dessen unteres Ende V-Form hat und in der Einkerbung 28 an der Oberseite des Tragelements 16 gelagert ist.

Der erwähnte fingerartige Vorsprung 38, der aus dem Halter herausragt, ist gekerbt, wie bei 48 dargestellt, so daß seine in den Einschnitt 32 eingreifende Nase 50 federnd mit dem Hauptteil des Spanngliedes 40 verbunden ist. Wenn die Schraube 42 angezogen wird, wird das Spannglied fest nach unten gegen den Werkzeughalter 10 gezogen und wird gleichzeitig fest gegen die Oberseite des Tragelements 16 gedrückt, wobei zur selben Zeit der Einsatz 30 nach hinten gegen die Anschlag- ·

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fläche 36 gezogen und nach unten in die Einkerbung 28 gedrückt wird.

Die Spannschraube 42 sitzt in einer Langloch-Bohrung 52 des Spanngliedes 40; die Bohrung ist nach unten hin verlängert, so daß eine Längseinstellung des Spanngliedes ermöglicht wird. Es ist ferner eine Einstellschraube 54 vorgesehen, die in den Halter 10 unmittelbar hinter dem Spannglied 40 eingeschraubt ist, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist.

Der Schneideinsatz 30 ist in Fig. 5 perspektivisch dargestellt. Er hat eine Schneidkante 60 am vorderen Ende und eine Vorderfläche 62, die nach hinten hin leicht geneigt ist, um einen seitlichen Spielraum zu schaffen, wenn der Einsatz am Werkstück angreift. Der Einsatz verjüngt sich an seiner Innenseite nach hinten, so daß die vorne befindliche Schneidkante 60 wesentlich breiter als das Tragelement 16 und auch breiter als der Vorsprung 38 des Spanngliedes 40 ist, wobei die vom Einsatz erzeugte Kerbe auf jeder Seite des Tragelements 16 und des Vorsprunges 38 einen Spielraum hat.

Fig. 6 zeigt eine besondere Form eines Einsatzes 70, dessen obere Fläche 72 konkav ausgebildet ist. Durch diese Form wird der durch den Schneideinsatz herausgearbeitete Span eine nach oben hin konkav gewellte Gestalt annehmen, wodurch ein Zwischenraum zwischen dem Span und den Seiten der vom Einsatz hervorgerufenen Kerbe entsteht. Gleichzeitig trägt die Form

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dazu bei, dem Span eine gewellte bzw. gekräuselte Gestalt zu geben, wenn er nach hinten über den Einsatz abläuft und auf die Vorderseite des Vorsprunges 38 des Spanngliedes auftrifft.

Es sei bemerkt , daß die Vorderseite des Vorsprunges 38 des Spanngliedes nach oben und hinten geneigt ist und so zwei Aufgaben erfüllt, nämlich den ablaufenden Span zu kräuseln und den Schneideinsatz 30 auf seinem Platz im Werkzeug festzuhalten,

Das vordere Ende des Schneideinsatzes 30 kann nach hinten und unten um einen Winkel von etwa 6° geneigt sein, um einen seitlichen Zwischenraum gegenüber dem Werkstück zu schaffen, während das vordere Ende des Tragelements 16 nach hinten um einen größeren Winkel z. B. von etwa 10° geneigt sein kann. Der Einsatz 30 verjüngt sich innen nach hinten, um hierdurch seitliche Zwischenräume gegenüber der von ihm gebildeten Einkerbung zu schaffen. Der Winkel zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Einsatz kann zwischen etwa 2°.und 6 liegen.

Man erkennt, daß entweder der Einsatz so geformt sein kann, daß er nach vorn und oben hin geneigt ist, oder daß das Tragelement 16 so ausgebildet sein kann, daß es den Einsatz in einer nach oben geneigten Lage hält.

Wie schon erwähnt, kann der Einsatz 30, wenn er stumpf geworden ist, aus dem Werkzeug ausgebaut und abgeschliffen werden. Wenn er in das Werkzeug wieder eingesetzt wird, wird

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eine Verstellung des Spanngliedes 40 nach außen das Schneidelement in seine ursprüngliche Lage zurückversetzen, in der es über seine ganze Länge durch das Tragelement 16 gehalten wird.

Es sei bemerkt, daß das Tragelement 16 äußerst fest auf dem Werkzeughalter 10 sitzt und zwar vermittels der Oberflächen 18 und 22 des Tragelements, welche gegen entsprechende Flächen des Werkzeughalters 10 stoßen, und vermittels der Schrauben Daher, ist das erfindungsgemäße Werkzeug für Schneidoperationen geeignet, die bei sehr hohen Schneidgeschwindigkeiten ausgeführt werden müssen.

Aus Fig. 1 kann noch entnommen werden, daß der Eingriff der V-förmigen unteren Kante des nach unten gerichteten Schenkels 46 des Spanngliedes 40 in der an der oberen Seite des Tragelements 16 befindlichen Einkerbung 28 einen außerordentlichen festen und sicheren Halt des blattförmigen Tragelements 16 gegen seitliche Verschiebung bei hohen Schneid- und Einstechgeschwindigkeiten liefert.

In den Figuren 6A, 6B, 6C und 6D sind alternative Ausgestaltungen der Oberfläche und Schneidkante des Schneidelements dargestellt, die auch den Zweck haben, dem ausgeschnittenen Span eine nach oben gerichtete, konkave, gekräuselte Konfiguration zu geben und gleichzeitig einen Zwischenraum zwischen dem Span und den Seiten der ausgeschnittenen Kerbe

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zu schaffen.

Die Fig. 6A zeigt einen Einsatz 70, dessen obere Fläche 74 konkav ausgestaltet ist und zwischen zwei seitlichen Schneidkantenrücken 76 liegt.

Fig. 6B zeigt einen Einsatz 70, dessen Oberfläche flach ist, mit Ausnahme einer schmalen Rinne 78, die sich in Längsrichtung des Einsatzes erstreckt.

Fig. 6C zeigt einen Einsatz 70, dessen Oberfläche 84 flach ist mit Ausnahme einer V-förmigen Rinne, die sich in Längsrichtung des Einsatzes erstreckt.

Fig. 6D zeigt einen Einsatz 70, dessen Oberfläche aus flachen Führungsfasen 88 besteht, die sich entlang der beiden Seitenflächen und der Vorderseite des Einsatzes erstrecken und einen schalenförmigen Ausschnitt 86 bilden, der sich vom Schneidkantenrücken nach hinten erstreckt.

Fig. 5A ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Einsatzes 70 und gleichzeitig Mittel zur Steuerung der Späne, damit diese sich kräuseln und einen Zwischenraum zu der ausgeschnittenen Einkerbung bilden. Es ist ein kleiner Rückenwinkel A vorgesehen, der beim Schneiden eines Werkstückes einen gekräuselten Span formt und einen Zwischenraum zwischen dem Span und der Einkerbung schafft.

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Claims

Patentansprüche

l.J Nut- und Abstechwerkzeug mit einem stabförmigen Werkzeughalter, an dessen Vorderseite ein dünnes, blattförmiges Tragelement hervorragt, in dessen Oberkante sich eine nach oben offene Einkerbung befindet, in welche die untere Kante eines Schneideinsatzes eingreift, und mit einem Spannglied, das auf dem Werkzeughalter montiert ist und einen nach vorn weisenden, über das blattförmige Tragelement reichenden Vorderteil hat und etwa gleich dick wie das blattförmige Tragelement ist und zum Festspannen eines Schneideinsatzes in der Einkerbung an der Oberseite des blattförmigen Tragelements dient, dadurch gekennzeichnet,

daß das Spannglied (40) - im Querschnitt gesehen - zwei nach unten gerichtete Arme hat, von denen der erste Arm (43) mit der Oberseite des Werkzeughalters (10) in Eingriff steht und der zweite Arm (46) in der Einkerbung (28) liegt, die auf der Ober-

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j seite des blattförmigen Tragelements (16) gebildet ist, wobei der nach vorn weisende Vorderteil des Spanngliedes (40) einen fingerartigen Vorsprung (38) mit einer Nase (50) aufweist, welche in die Oberseite eines auf der Einkerbung (28) ruhenden Schneideinsatzes (30, 70) eingreift, und wobei der Vorsprung (38) federnd an dem Spannglied (40) ausgebildet ist, um eine Nachgiebigkeit in der Ebene des blattförmigen Tragelements herzustellen, und daß eine Spannschraube (42) von oben durch das Spannglied (40) hindUKchgesteckt und in den Werkzeughalter (10) eingeschraubt ist.
2. Nut- und Abstechwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einkerbung (28) einen V-förmigen Querschnitt hat und das untere Ende des zweiten Armes (46) ebenfalls eine V-Form hat, so daß er in die Einkerbung (28) paßt.
3. Nut- und Abstechwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß sich im Spannglied (40) eine Langloch-Bohrung (52) befindet, in welche die Spannschraube (42) eingeführt ist.
4. Nut- und Abstechwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Spannglied (40) eine Anschlagfläche (36) hat, an welcher das hintere Ende des Schneideinsatzes (30, 70) anliegt, der auf der Einkerbung (28) aufliegt.

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5. Nut- und Abstechvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (lO) eine einstellbare Anschlagschraube (54) hat, die in der rückwärtigen Seite des Spanngliedes (40) sitzt.
6. Nut- und Abstechvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Tragelement (16) durch Schrauben (26) am Werkzeughalter (10) festgeschraubt ist.
7. Nut- und Abstechvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (42) zwischen den nach unten gerichteten Armen (43, 46) des Spanngliedes (40) liegt.
8. Nut- und Abstechvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (16) eine nach unten gerichtete Fläche (22) hat, die als Anschlagfläche an die Vorderseite des Werkzeughalters (10) dient.
9. Nut- und Abstechvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der fingerartige Vorsprung (38) einstückig mit dem Spannglied (40) ist und eine Einkerbung (48) hat, die sich ausgehend nahe vom vorderen unteren Ende des Spanngliedes (40)

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nach hinten oben in das Spannglied erstreckt.
10. Nut- und Abstechvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Einkerbung (28) ruhende Schneideinsatz (30, 70) einen quer verlaufenden Einschnitt (32) auf seiner Oberseite besitzt, in welchen die Nase (50) des fingerartigeu Vorsprungs (38) eingreift.
11. Nut- und Abstechvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (76, 80, 84) des Schneideinsatzes (70) zwischen dessen Seitenkanten einen Einschnitt (74, 78, 82) aufweist.
12. Nut- und Abstechvorrichtung nach Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (30, 70) sich in rückwärtiger Richtung nach innen verjüngt.
13. Nut- und Abstechvorrichtung nach Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (70) auf seiner Oberseite periphere Führungsfasen (88) aufweist, innerhalb derer ein schalenförmiger Ausschnitt (86) liegt.
14. Nut- und Abstechvorrxchtung nach Ansprüchen 10 bis 13,

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dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens das Vorderende des Einsatzes (30, 70) breiter als das blattförmige Tragelement (16) und der fingerartige Vorsprung (38) ist.
15. Nut- und Abstechvorrichtung nach Ansprüchen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schneideinsatz (30, 70) aus gehärtetem Metallcarbid besteht.

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