DE2759840C2 - Werkzeughalter für Einstecharbeiten, insbesondere in Bohrungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für Einstecharbeiten, insbesondere in Bohrungen, mit einem Werkzeugträger, der eine einen Sebneidkörper aufnehmende, dessen Querschnitt angepaßte Nut und einen sich auf der die Spanfläche bildenden Oberseite des Sehneidkörpers abstützendes Klemmstück aufweist, wobei an beiden Enden des Schneidkörpers im wesentlichen quer zu dessen Längsmittelebene verlaufende Schneidkanten vorgesehen sind und der Querschnitt des Schneidkörpers sich zu seiner Oberseite hin trapezförmig erweitert

Bei einem derartigen Werkzeughalter gemäß einem älteren, nicht vorveröffentlichten Patent (DE-PS 27 05 360) ist die Oberseite des Schneidkörpers aus zwei zur Mitte des Schneidkörpers hin nach unten geneigten ebenen Flächen gebildet, so daß der Schneidkörper in seiner Mitte eine geringere Höhe aufweist als an seinen beiden Enden. Hierdurch wird erreicht, daß sich die jeweils an die beiden Schneidkanten angrenzenden Spanflächen zur Mitte des Schneidkörpers hin verjüngen. Damit ist sichergestellt, daß der Senneidkörper immer nur an seiner vordersten Schneidkante an dem Werkstück anliegt, seine Flanken jedoch nirgends mit dem Werkstück in Berührung stehen. Die beiden ebenen, zueinander geneigten, die Oberseite bildenden Flächen des Schneidkörpers können nur durch eine Profilschleifscheibe erzeugt werden, deren Achse parallel zur Längsmittelebene des Schneidkörpers verläuft Hierdurch bilden sich ϊώ der Spanfläche Schleifriefen, die parallel zu den Schneidkanten verlaufen und damit quer zum Spanfluß. Der Spanabfluß wird dadurch behindert

Bei einem anderen bekannten Werkzeughalter für Einstecharbeiten (US-PS 35 99 303) weist der Schneidkörper einen kreisförmigen Querschnitt auf.

Dieser Schneidkörper ist in einer in etwa halbkreisförmigen Nut des Schneidkörperträgers gelagert Eine Klemmpratze, die eine ebenfalls im wesentlichen halbkreisförmige Aussparung aufweist, drückt von oben her auf den mittleren Teil des Schneidkörpers, der in diesem Bereich einen vollen Kreisquerschnitt aufweist Dieser Schneidkörper ist verhäkersmäßig teuer in der Herstellung, denn die an die beiden Schneiden angrenzenden Spanflächen, welche sich parallel zur Achse des Schneidkörpers erstrecken, können nur getrennt bearbeitet werden. Auch die sich daran anschließenden bogenförmigen Spanleitflächen müssen jede für sich bearbeitet werden. Nachteilig hierbei ist es auch, daß die Spanflächen und die Spanleitflächen nur mit einer speziellen Profilschleifscheibe geschliffen werden können, deren Achse parallel zu der Achse des Schneidkörpers verläuft. Es entstehen infolgedessen in den Spanflächen und den Spanleitflächen Schleifriefen die parallel zur Schneidkante verlaufen. Diese Schleifriefen erstrecken sich also ebenfalls quer zu dem von der Schneidkante losgelösten Span und behindern den Spanabfluß. Nachteilig ist ferner der kreisrunde Querschnitt des Schneidkörpers, denn er ermöglicht keine sichere Halterung des Schneidkörpers im Einstechwerkzeug. Abgesehen davon, daß die Lage des Schneidkörpers gegenüber dem Schneidkörperträger bzw. der Klemmpratze nicht eindeutig bestimmt ist, kann sich der Schneidkörper unter den hohen Bearbeitungskräften auch gegenüber diesen Teilen verdrehen. Es ist auch schwierig, die Krümmungsradien der in dem Schneidkörperträger und der Klemmpratze vorgesehenen Nuten mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt genau dem Krümmungsradius des Schneidkörpers anzupassen, so daß nicht immer sichergestellt ist, daß der Schneidkörper tatsächlich

spielfrei in beide Nuten eingreift

Es ist ferner ein Drehmeißel bekannt (US-PS 2J 60 369), dessen Sehneidkörper einen sich m seiner Oberseite trapezförmig erweiternden Querschnitt aufweist An seinen beiden Enden ist der Schneidkörper verjüngt Die ebene Oberseite des Schneidkörpers bildet die Spanfläche. Einstecharbeiten, wie sie zur Herstellung von O-Rj'ng- oder Seeger-Ring-Nuten erforderlich sind, können mit diesem Drehmeißel nicht hergestellt werden, da sich die Spanflächen seines Schneidkörpers von der Schneidkante her zur Mitte hin nicht verjüngen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Werkzeughalter der eingangs erwähnten Gattung einen Schneidkörper vorzusehen, der einen guten Spanabfluß gewährleistet und trotzdem billig herstellbar ist

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Lösungsvorschlag nach der Erfindung dadurch gelöst daß die Oberseite des Schneidkörpers einen konkaven Zylindennantelabschnitt bildet dessen Achse quer zur Längsmittelebene des Schneidkörpers verläuft

Die gekrümmte Oberseite des Schneidkörpers läßt sich beispielsweise mittels einer Umfangsschleiischeibe, deren Drehachse quer zur Längsmittelebece des Schneidkörpers bearbeitet Hierbei entstehen Schleifriefen, die sich senkrecht zu den Schneidkanten und Schneidkörpers bearbeitet Hierbei entstehen Schleifriefen, die sich senkrecht zu den Schneidkanten und damit in Richtung des Spanabflusses erstrecken. Diese in Richtung des Spanabflusses verlaufenden Schleifriefen begünstigen den Spanabfluß ganz wesentlich. Durch die konkave Krümmung der Oberfläche verjüngt sich die Spanfläche des Schneidkörpers von den Schneidkanten weg zu dessen Mitte. Diese Verjüngung der Spanfläche ergibt sich durch die Verschneidung des konkaven Zylindermantelabschnittes mit dem trapezförmigen Querschnitt des Schneidkörpers. Die Verjüngung der Spanfläche stellt sicher, daß der Schneidkörper immer nur mit seiner vordersten Schneidkante an dem Werkstück anliegt und seine Flanken nirgends mit dem Werkstück in berührung stehen.

Gemäß einem zweiten Lösungsvorschlag besteht die Erfindung darin, daß die Oberseite des Schnesdkörpers durch drei konkave Zylindermantelabschnitte gebildet ist zwei an die Schneidkanten angrenzende Zylindermantelabschnitte mit einem ersten Krümmungsradius und einen die beiden äußeren ZylindennanielabschniUe verbindenden mittleren Zylindermantelabschnitt mit einem gegenüber dem ersten Krümmungsradius kleineren zweiten Krümmungsradius, wobei die Achsen der Zylindermantelabschnitte /m wesentlichen quer zur Längsmittelebene des Schneidkörpers verlaufen.

Auch dieser Schneidkörper weist die oben beschriebenen Vorteile auf. Ein Schneidkörperrohling wird beispielsweise aus Hartmetall so gesintert daß seine gesamte Oberseite entsprechend dem kleineren Krümmungsradius gekrümmt ist. Die beiden äußeren Zylindermantelabschnitte können in einem einzigen Arbeitsgang durch eine Schleifscheibe bearbeitet werden, deren Drehachse senkrecht zur Längsmittelebene des Schneidkörpers verläuft Das Schleifen braucht hierbei nur über einen sehr kleinen Teil der gesamten Oberfläche zu erfolgen. Der zwischen den beiden äußeren Zylindermantelabschnitten liegende mittlere Zylindermantelabschniu braucht nicht geschliffen zu werden. Auch hiertei ergeben sich an den beiden äußeren Zylindermantelabschnitten Schleifriefen, die in Richtung des Spanabflu.'jes verlaufen und diesen begünstigen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des zuletzt beschriebenen Schneidkörpers besteht darin, daß die Achsen der beiden äußeren Zylindermantelabschnitte gegenüber der Langsmjttelebene des Schneidkörpers in entgegengesetzten Richtungen unwesentlich geneigt im übrigen aber parallel zu den Schneidkanten sind. In diesem Fall verlaufen also die Mac'ellinien der beiden äußeren Zylindermantelabschnitte nicht senkrecht sondern etwas schräg zur Längsmittelebene des Schneidkörpers.

Hierdurch werden die Späne in Richtung der Drehachse des Werkstückes abgelenkt und zwar zum offenen Ende der Werkstückbohrung hin.

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Zylindermantelabschnittes bzw. der Zylindermantelabschnitte des Schneidkörpers eines Werkzeughalters nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, unter Verwendung einer Schleifscheibe, ist dadurch gekennzeichnet daß die Schleifscheibe als Umfangsschleifscheibe ausgebildet ist deren Drehachse gegenüber der Längsmittelebene des Schneidkörpers senkrecht bv-iv. unwesentlich geneigt im übrigen aber parallel zu den Schneidkanten ist
Dieses Verfahren wird vorteilhaft so ausgeführt daß der Radius der Umfangsschleifscheibe dem Krümmungsradius des Zylindermantelabschnittes bzw, den Krümmungsradien der Zylindermantelabschnitte entspricht
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in folgendem näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Werkzeughalter in etwa 5facher Vergrößerung nach der Linie I-I der Fig.2,

Fig.2.eine Teilansicht desselben in Richtung Il der

F i g. 3 eine Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Schneidkörpers,
Fig.4 eine Seitenansicht des Schneidkörpers im

Maßstab 10 :1.

Der in der Zeichnung dargestellte Werkzeughalter 1 besitzt einen zylindrischen Querschnitt An einer gewünschten Stelle weist er eine radial verlaufende Sackbohrung 2 auf. In der Sackbohrung 2 ist ein Werkzeugträger 3 mit im wesentlichen zylindrischen Schaft angeordnet Der Werkzeugträger 3 kann nach seiner Bearbeitung und seinem Einsetzen in die Sackbohrung 2 in dieser durch einen Fixierstift 4 gegen Herausfallen und Verdrehen gesichert werden. In dem Werkzeughalter 1 ist ferner eine Halteschraube 6 vorgesehen, deren Achse senkrecht zu der Achse der Sackbohrung verläuft

Der Werkzeugträger 3 weist eine sich achsparallel zu seinem Schaft erstreckende Nut 9 auf, die zur Halteschraube 6 hin offen ist Diese Nut 9 besitzt einen sich zur Halteschraube 6 hin erweiternden, trepezförnrigen Querschnitt. In der Nut 9 ist ein Schneidkörper 8 aus Hartmetall angeordnet, der einen entsprechenden, sich zu seiner Oberseite 7 hin erweiternden, trapezförmigen Querschnitt besitzt. Oer Schneidkörper 8 füllt nur den unteren Teil der Nut 9 aus. In dem verbleibenden oberen Teil der Nut ist ein Klemmstück iö vorgesehen, das sich unter Wirkung der Halteschraube 6 *nit seiner Unterseite 10a auf der Oberseite 7 des Schneidkörpers 8 abstützt. Die Unterseite 10a des Klemmstückes ist der Oberseite 7 des Sclif.eidkörpers 8 angepaßt. Das Klemmstück 10 weist an seiner der Halteschraube 6 zugekehrten Oberseite eine V-förmige Nut U auf. in

welche das konisch verjüngte Ende 6a der Halteschraube 6 eingreift.

In Verlängerung der Sackbohrung 2 ist eine Stellschraube 13 vorgesehen, an deren konisch verjüngtem vorderem Ende 13a sich der Schneidkörper 8 abstützt. Das hintere Ende 136 der Stellschraube 13 ist durch die Gewindebohrung 14 im Schaft bzw. Werkzeughalter 1 von außen her frei zugänglich. Damit die Stellschraube 13 frei in den Werkzeugträger 3 eingreifen kann, weist dieser eine Ausdrehung 12 auf. Mittels der Stellschraube 13 kann der radiale Abstand der jeweils außenliegenden wirksamen Schneide 8a des Schneidkörpers von der Achse des Werkzeughalters 1 genau eingestellt werden. Danach wird die Halteschraube 6 fest angezogen; durch das Klemmstück 10 ist der Schneidkörper 8 sicher gehalten. Es sei darauf hingewiesen, daß alle Teile des Werkzeughalters in den Fig. 1 und 2 etwa in 5facher Vergrößerung dargestellt sind. In Wirklichkeit sind diese Teile also 5mal kleiner; die zur AUinanme nes werKzeugtragers j ertorüerucne Sackbohrung 2 weist beispielsweise nur einen Durchmesser von 9 mm auf. Der Durchmesser des Werkzeughalters 1 beträgt 18 mm. Der Schneidkörper 8 könnte gegenüber seiner in F i g. 1 dargestellten Position noch weiter nach rechts verschoben werden, so daß der Werkzeughalter mit dem Schneidkörper in eine Bohrung eines Werkstückes mit nur 20 mm Durchmesser einführbar isi und an beliebiger Stelle dieser Bohrung die gewünschte Einstechnut herstellbar ist.

Der Schneidkörper 8 weist an seinen beiden Enden im wesentlichen quer zu seiner Längsmittelebene M verlaufende Schneidkanten 8a und Sb auf. Die Oberseite 7 des Schneidkörpers 8 bildet einen konkaven Zylindermantelabschnitt, dessen Achse quer zur Längsmittelebene M des Schneidkörpers 8 verläuft. Die Oberseite 7 bildet die Spanfläche des Schneidkörpers.

Die einen konkaven Zylindermantelabschnitt bildende Oberseite 7 des Schneidkörpers kann durch die Verwendung einer Umfangsschleifscheibe bearbeitet werden, deren Drehachse gegenüber der Längsmittelebene /V/des Schneidkörpers 8 senkrecht und parallel zu den Schneidkanten Sa und Sb ist. Durch eine derartige Bearbeitung der Oberseite mittels einer Umfangsschleifscheibe verlaufen die Schleifriefen in Richtung des Spanflusses und begünstigen damit den Spanabfluß. Durch die trapezförmige Ausgestaltung des Querschnittes des Schneidkörpers 8 und die Krümmung seiner Oberseite 7 verjüngen sich sowohl die Spanfläche als auch die Freifläche von der Schneidkante 8a, Sb weg zur Mitte des Schneidkörpers bzw. zu seiner Unterseite hin. Diese Verjüngung reicht aus, daß beide Schneiden bzw. Schneidkanten &a und 8Zj, die nacheinander zum Einsatz kommen, immer frei schneiden. Durch den Radius des konkaven Zylindermantelabschnittes wird der Spanwinkel γ bestimmt

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schneidkörper 8 in I Ofacher Vergrößerung dargestellt Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden nur durch eine etwas abweichende Ausgestaltung seiner Oberseite 7. Strichpunktiert ist in der Mitte der Querschnitt um 90° verdreht eingezeichnet. Die Oberseite 7 des Schneidkörpers 8 ist durch drei konkave Zylindermantelabschnitte 7a, Tb und Tc gebildet. Die beiden an die

■5 Schneidkanten 8a und Sb angrenzenden Zylindermantelabschnitie 7a und Tb weisen einen ersten Krümmungsradius R I auf, der den Spanwinkel γ bestimmt. Sie sind durch einen mittleren Zylindermantelabschnitt Tc verbunden, der einen gegenüber dem ersten Krümmungsradius R1 kleineren Krümmungsradius R2 aufweist. Auch hierbei verlaufen die Achsen der Zylindermantelabschnittc im wesentlichen quer zur Längsmittelebeti! M des Schneidkörpers 8, die Krümmungsmittelpunkte beider Radien Al und /?2 liegen

ii auf einer Linie s, die symmetrisch zu den beiden Schneidkanten 8a und Sb angeordnet ist.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Oberseite 7 des Schneidkörpers mittels Umfangsschleifscheibe bearbeitet, deren Drehachsen gegenüber der

"' Lällgsmiiieieueiic ni ucs Scimciukorpcrs S senkrecht und parallel zu den Schneidkanten sind. Die Radien der Umfangsschleifscheiben entsprechen dabei zweckmäßig den Krümmungsradien R\ und R 2 der Zylindermantelabschnitte 7a, Tb und 7c. Auch hierdurch wird wiederum erreicht, daß die Schleifriefen in Richtung des Spanabflusses verlaufen. Bei Schneidkörpern aus gesintertem Material kann gegebenenfalls der mittlere Radius Rl fertig gesintert werden; er braucht nicht gesch.rifen zu werden. Lediglich die beiden Zylinder-

JO mantelabschnitte 7a und Tb können in einem einzigen Arbeitsgang mittels einer Umfangsschleifscheibe mit dem Radius R 1 geschliffen werden.

Wie bereits erwähnt, spielt die Spanabfuhr gerade bei engen Bohrungen von Werkstücken eine große Rolle.

Um diese Spanabfuhr noch zu verbessern, ist es zweckmäßig, wenn die beiden äußeren Zylindermantelabschnitte 7a, Tb der Oberseite 7 gegenüber der Längsmittelebene M des Schneidkörpers 8', wie es in F i g. 3 dargestellt ist. in entgegengesetzten Richtungen unwesentlich geneigt, im übrigen aber parallel zu den Schneidkanten 8'a und S'b sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen also die Mantellinien der beiden äußeren Zylindermantelabschnitte 7a, Tb nicht senkrecht, sondern etwas schräg zur Längsmittelebene M.

⁴S Die Schneidkanten 8'a und S'b erfahren somit eine entgegengesetzte Neigung. Hierdurch werden die Späne gemäß F i g. 3 nach rechts zum offenen Ende der Werkstückbohrung hin abgelenkt. Dreht man den Schneidkörper 8' um. so nimmt die vorher nicht benützte Schneidkante S'b gegenüber der Längsmittelebene M die gleiche Neigung ein, wie vorher die Schneidkante 8'a. Man kann die unterschiedliche Neigung der Schneidkanten 8'a und S'b und der daran anschließenden, durch die äußeren Zylindermantelabschnitte 7a, Tb bestimmten Spanflächen dadurch erzielen, daß man die Mittelachse der die Spanflächen erzeugenden Umfangsschleifscheibe innerhalb einer Ebene, welche senkrecht zur Längsmittelebene M verläuft unwesentlich neigt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Werkzeughalter f&r E'msteenarbeiten, insbesondere in Bohrungen, mit einem Werkzeugträger, der eine einen Schneidkörper aufnehmende, dessen Querschnitt angepaßte Nut und ein sich auf der die Spanfläche bildenden Oberseite des Schneidkörpers abstützendes Klemmstück aufweist, wobei an beiden Enden des Schneidkörpers im wesentlichen quer zu dessen Längsmittelebene verlaufende Schneidkan- "> ten vorgesehen sind und der Querschnitt des Schneidkörpers sich zu seiner Oberseite hin trapezförmig erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (7) des Schneidkörpers (8) einen konkaven Zylindermantelabschnitt '⁵ bildet, dessen Achse quer zur Längsmittelebene (M) des Schneidkörpers verläuft

2. Werkzeughalter für Einstecharbeiten, insbesondere in Bohrungen, mit einem Werkzeugträger, der eine einen Schneidkörper aufnehmende, dessen QuerscJjjsjtt angepaßte Nut und ein sich auf der die Spanfläche bildenden Oberseite des Schneidkörpers abstützendes Klemmstück aufweist, wobei an beiden Enden des Schneidkörpers im wesentlichen quer zu dessen Längsmittelebene verlaufende Schneidkan- ^Μ ten vorgesehen sind und der Querschnitt des Schneidkörpers sich zu, seiner Oberseite hin trapezförmig erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (7) des Schneidkörpers (8, 8') durch drei konkave Zylindermantelabschnitte (7a, ^x 7 b, 7 c) gebildet ist, zwei an die Schneidkanten (8a, 86; 8% 8'b) angrenzende Zylindermantelabschnitte (7a, Ib) mit einem ersten KrCnmungsradius (R 1) und einen die beiden äußeren Zylindermantelabschnitte verbindenden mittleren Z-dmdermantelabschnitt ³* (Jc) mit einem gegenüber dem ersten Krümmungsradius (R 1) kleineren zweiten Krümmungsradius (R 2), wobei die Achsen der Zylindermantelabschnitte im wesentlichen quer zur Längsmittelebene (M) des Schneidkörpers verlaufen.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der beiden äußeren Zylindermantelabschnitte (7a, 7b) gegenüber der Längsmittelebene (M) des Schneidkörpers (8') in entgegengesetzten Richtungen unwesentlich ge· ^4S neigt, im übrigen aber parallel zu den Schneidkanten fc;i

4. Verfahren zur Herstellung des Zylindermantelabschnittes bzw. der Zylindermantelabschnitte des Schneidkörpers eines Werkzeughalters nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, unter Verwendung einer Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe als Umfangsschleifscheibe ausgebildet ist, deren Drehachse gegenüber der Längsmittelebene (M) des Schneidkörpers (8,8') senkrecht bzw, unwesentlich geneigt, im übrigen aber parallel zu den Schneidkanten (8a, 8b; 8'a, 8'b) ist,

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Umfangsschleifscheibe dem Krümmungsradius des Zylindermantelabschnit' ^M tes bzw. den Krümmungsradien (RY, Rl) der Zylindermantelabschnitte (7a, 7 b, 7c^entspricht.