DE2800077A1

DE2800077A1 - Zusammengesetztes spanabhebendes werkzeug fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2800077A1
Application number: DE19782800077
Authority: DE
Inventors: William Halpern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1978-01-02
Publication date: 1978-07-13
Also published as: IT1090575B; GB1591399A; JPS5385590A; US4076443A

Description

Zusammengesetztes spanabhebendes Werkzeug für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein zusammengesetztes spanabhebendes Werkzeug für Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohrmaschinen bzw. -werke o.dgl., bestehend mindestens aus einem Schneidkopf, einem Bohrer sowie aus Einstell- und Haltemitteln.

Es ist bereits ein handelsübliches Bohr- und Senkwerkzeug zum Einsatz in Bohrmaschinen der verschiedensten Arten und in Drehmaschinen bekannt, das aus dem eingentlichen Halter mit Morsekegel-Schaft, einem Bohr- oder einem Senkmesser sowie einer Führungsrolle besteht. Dieses Werkzeug ermöglicht ausschließlich Ansenken, Plansenken bzw. das Herstellen von Tiefensenkungen. Voraussetzung für die Anwendbarkeit des Werkzeuges ist das vorherige Herstellen (in einem gesonderten Arbeitsgang) einer Bohrung mit einem zur nachmaligen Aufnahme der Führungsrolle des Werkzeuges ausreichendem Durchmesser. Dadurch ist das wenig vielseitige Werkzeug im Einsatz zeitaufwendig.

Die gleichen Nachteile weist ein handelsüblicher Zapfensenker auf, der aus dem eigentlichen Halter, einem Senker oder

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einem Führungszapfen besteht. Spannen des Senkers bzw. Führungszapfens ist mittels Stiftschlüssel über zwei in derselben Mittellängsebene durch den Halterkopf übereinanderliegende Spannschrauben möglich, die eine besondere und unterschiedliche Gestaltung des Spannteiles sowohl am Senker als auch am Führungszapfen voraussetzen.

Demgegenüber lassen sich mit einer ebenfalls bekannten handelsüblichen Klemmhülse, die lediglich als einen Mittellängsschlitz aufweisende Einsatzhülse mit Morsekegel ausgebildet ist, übliche, mit Zylinderschaft versehene Werkzeuge wie z.B. Spiralbohrer spannen. Indessen ist die Klemmwirkung der Klemmhülse insbesondere gegenüber schon häufig gebrauchten Werkzeugen ungenügend; ferner lassen sich Bohrungen und Senkungen nicht in einem einzigen, unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsgang herstellen.

Durch die US-PS 3 635 573 ist schließlich ein zusammengesetztes Schneidwerkzeug zum Erzeugen in einer unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsfolge sowohl einer Bohrung als auch einer zur Bohrung konzentrischen Senkung bekannt, das aus einem in einem üblichen Bohrfutter befestigbaren Spiralbohrer sowie je einem hülsenartig konzentrisch auf dem Bohrer sitzenden Senker samt zugehörigen Haltering besteht. Der Senker ist gegenüber dem Bohrer zunächst durch eine Madenschraube gehalten, deren Längsachse im Anpreß-

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punkt in der Tiefe der Span-Nut des Bohrers mit der Nutfläche einen von der Senkrechten abweichenden Winkel bildet. Auch der Haltering ist auf dem Bohrer mittels einer Madenschraube befestigt, deren Längsachse jedoch zentripetal senkrecht zur Längsachse des Bohrers liegt. Eine weitere Madenschraube durchsetzt den Haltering derart, daß durch sie auf die obere Ringfläche des Senkers eine Druckkraft ausgeübt werden kann. Sobald die drei genannten Madenschrauben angezogen sind, werden Senker und Haltering gegeneinander verspannt und dadurch auf dem Spiralbohrer festgehalten. Das für den Einsatz des Senkers erforderliche Drehmoment muß somit aus dem Bohrfutter auf den Bohrer und von hier auf den Senker übertragen werden. Sofern beispielsweise eine Senkung auf einem rohen Gußstück oder einem Werkstück mit gekrümmter Oberfläche erzeugt werden soll, muß über den verhältnismäßig dünnen sowie elastisch nachgiebigen Bohrerquerschnitt ein auf- und abschwellendes Drehmoment übertragen werden, was nicht nur in Hinblick auf die Schneidwirkung des Senkers und des Bohrer unerwünscht, sondern auch für die Verspannung des Senkers gegenüber dem Bohrer auf Dauer nicht besonders zuträglich ist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, das bekannte zusammengesetzte Schneidwerkzeug ganz allgemein weiterzuentwickeln. Zu den besonderen Entwicklungszielen rechnen ein arbeitszeitsparendes Schneidwerkzeug hoher Standzeit und

Fertigungsgenauigkeit, das in einer Arbeitsfolge das Herstellen einer Bohrung und das Ansenken, Plansenken bzw. Tiefsenken um die vom Bohrer erzeugte Bohrung herum ermöglicht. Das neue Werkzeug soll einfach im Aufbau, massiv, besonders leistungsfähig sowie unter den verschiedenen Einsatzbedingungen zuverlässig sein. Insbesondere soll das neue Werkzeug hinreichend steif und seine Einzelteile zuverlässig gegeneinander verspannt sein.

Die Lösung besteht bei einem zusammengesetzten spanabhebenden Werkzeug der eingangs beschriebenen Art darin, daß sowohl der Schneidkopf als auch der Bohrer durch die Haltemittel (z.B„ Gewinde, Halteschrauben) in einem seinerseits von Haltemitteln der Werkzeugmaschine gehaltenen Werkzeughalter gehalten sind.

Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sowie erzielte Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele sowie der zugehörigen Zeichnung hervor; in dieser zeigen:

Fig. 1 das zusammengesetzte spanabhebende Werkzeug in einer Ausgestaltung von der Seite gesehen,

Fig. 2 einen Mittellängsschnitt durch das Werkzeug nach Fig. 1 und

Fig. 3 das Werkzeug ähnlich Fig. 1, jedoch in einer etwas anderen Ausgestaltung.

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Gemäß Fig. 1 besteht das zusammengesetzte spanabhebende Werkzeug 2 im wesentlichen aus einem Werkzeughalter 4 mit einem Schneidkopf 6 sowie einem Bohrer 8, der Span-Nuten 9 und 11 aufweist. Der Werkzeughalter 4 hat einen Schaft 10, der in an sich bekannter Weise in einer beliebigen, nicht dargestellten Bohrmaschine o.dgl. einspannbar ist.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Werkzeughalter 4 eine mittige zylindrische Bohrung 12 aufweist, deren Durchmesser passend zum Aufnehmen des Bohrers 8 gewählt ist. Am oberen Ende des Werkzeughalters befindet sich eine Stellschraube 14 in einer Verlangerungsbohrung 16, die hierzu mit einem passenden Innengewinde versehen ist. Das untere Ende der Stellschraube 14 ruht auf dem Kopf des (zylindrischen) Schaftes 10 des Bohrers, so daß sich dieser innerhalb des Werkzeughalters nicht nach oben bewegen kann. Das obere Ende der Stellschraube 14 weist einen Innensechskant auf, in den ein Innensechskantschlüssel sich einführen läßt, um den Bohrer 8 in Richtung seiner Längserstreckung innerhalb der Bohrung 12 zu verschieben. Der Bohrer 8 ist ein genormter Spiralbohrer (mit Zylinderschaft) mit zwei Span-Nuten 9 und 11 sowie mit Schneidkanten 20 an seiner Spitze. Der Schneidkopf 6 ist hier als Kegelsenker ausgebildet, der in an sich bekannter Weise zwei Schneidpartien aufweist, die aus dem Werkstück zentrisch um die von dem Bohrer 8

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hergestellte Bohrung oben eine Senkung herausschneiden. Bezüglich Gestaltung und Wirkungsweise des Schneidkopfes 6 wird auf die US-PS 3 635 573 verwiesen; hier sind zwei Schneidpartien 30 ersichtlich, die gegenüber den Fasen 24 des Bohrers nachlaufend versetzt sind.

Unterhalb der Bohrung 12 befindet sich eine mit Innengewinde versehene erweiterte Bohrung 26, in die ein ebenfalls mit Gewinde versehener Schaft 28 des Schneidkopfes 6 hineingeschraubt ist. Die ringförmige Stirnfläche 32 auf dem Schneidkopf 6 um den Schaft 28 herum wird fest gegen die entsprechende Ringfläche am unteren Ende des Werkzeughalters gepreßt, so daß dieser dem Schneidkopf ein festes Widerlager bietet. Parallel zur Stirnfläche 32 ist in Gewindebohrungen im Schneidkopf ein Paar Halteschrauben 34 und 35 einschraubbar. Das Ende jeder Halteschraube drückt fest gegen die Fläche der jeweiligen Span-Nut 9 bzw. 11 auf dem Bohrer 8. Der Winkel, in dem diese Halteschrauben auf den Bohrer drücken, ist so gewählt, daß eine starke Klemmwirkung entsteht, die den Bohrer im Schneidkopf hält» Da zudem auf das obere Ende des Bohrers 8 die Stellschraube 14 drückt, wird der Bohrer daran gehindert, sich nach oben in der Bohrung 12 zu bewegen. Andererseits wird der Bohrer durch die Halteschrauben 34 und 35 fest im Schneidkopf und damit am Werkzeughalter gehalten.

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Hieraus kann man ersehen, daß das Drehen des Bohrers allein aus dem Schneidkopf heraus bewirkt wird, daß aber eine nach oben gerichtete Bewegung des Bohrers infolge der Stellschraube 14 unmöglich ist. Somit wird das Drehmoment vom Werkzeughalter über den Schneidkopf direkt auf den unteren Teil des Bohrers übertragen; in einem gewissen Sinne bilden also der Werkzeughalter sowie der Schneidkopf eine verstärkte Verlängerung für das obere Teil des Bohrers. Der Werkzeughalter und der Schneidkopf verleihen eine größere Steifigkeit im Vergleich zur herkömmlichen Einspannung eines derartigen Bohrers mittels seines Schaftes. Außerdem wirkt sich der verringerte Abstand zwischen dem Schneidkopf und der Bohrerspitze günstig aus. Ferner ist bemerkenswert, daß in Wechselwirkung der Bohrer den Schneidkopf fest führt, weil die Lage des Bohrers in der von ihm in dem Werkstück erzeugten Bohrung eindeutig bestimmt ist. Der Bohrer wirkt also als Führungszapfen für den Schneidkopf. Wie vorstehend bereits beschrieben, ist der Schneidkopf ständig fest am Werkzeughalter gehalten. An einander gegenüberliegenden Seiten sind sowohl unten am Werkzeughalter als auch oben am Schneidkopf je zwei Spannflächen 36 zum Ansetzen je eines Spannschlüssels angebracht. Hierdurch läßt sich der Schneidkopf fest- bzw. losschrauben.

Die Ausgestaltung nach Fig. 3 ist weitgehend ähnlich derjenigen nach Fig. 1 und 2, jedoch mit dem Unterschied, daß

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der Schneidkopf 40 als Flachsenker ausgebildet ist. Der Flachsenker weist zwei Schneidpartien 42 und 43 auf, und bearbeitet das Werkstück ähnlich wie der Schneidkopf 6 mit der einen Ausnahme, daß der Schneidkopf nach Fig. 3 ebene untere Stirn-Flächen 44 hat und daß er flache Ringflächen aus dem Werkstück herausarbeitet. Flachsenker dienen zum Erzeugen von ebenen Ringflächen auf dem Werkstück für Unterlegscheiben unter der Mutter einer Schraube bzw. unter dem Kopf einer Kopfschraube. Die erfindungsgemäßen Flachsenkereinrichtungen können auch auf Werkstücken mit gekrümmter Oberfläche zum Herstellen von Senkungen angewandt werden.

Erfindungsgegenstand ist also im wesentlichen ein zusammengesetztes spanabnehmendes Schneidwerkzeug für Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohrmaschinen bzw. -werke o.dgl., bestehend aus einem beim Ende eines Werkzeughalters angebrachten Schneidkopf sowie einem in Richtung seiner Längserstreckung einstellbaren sowie im Werkzeughalter befestigbaren, ferner den Schneidkopf durchsetzenden Bohrer. Der Schneidkopf kann zunächst als Kegelsenker zum Herstellen von kegeligen Senkungen am äußeren Ende der vom Bohrer in das Werkstück gebohrten Bohrung ausgebildet sein. Nach einer anderen Ausgestaltung ist der Schneidkopf als Flachsenker zum Herstellen von kreisrunden Plansenkungen um die vom Bohrer in dem Werkstück erzeugte Bohrung ausgebildet. Der Schneidkopf ist mit dem Werkzeughalter fest verbunden und

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über diesen antreibbar. Der Bohrer ist gegenüber dem Schneidkopf derart eingespannt, daß der Bohrer mit dem Schneidkopf von dem Werkzeughalter angetrieben wird« Durch Stellmittel ist der Bohrer im Werkzeughalter axial derart bewegbar, daß das Ansenken durch den Schneidkopf dann beendet ist, sobald eine Bohrung der gewünschten Tiefe durch den Bohrer gebohrt wurde, oder unmittelbar danach.

Claims

— Mein Zeichen bitte angeben' r"\. Ii ι— τ* .—-_ ι Mein Zeichen bitte an Dipl.-lng. E.Tergau + d>L# Pohl Γ28/45 (77669) Patentanwalt ' TOtTUtTT? Nürnberg, den William Halpern, Harrison N.Y. (U.S.A.) Patentansprüche

1.1 Zusammengesetztes spanabhebendes Werkzeug für Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohrmaschinen bzw. -werke o.dgl., bestehend mindestens aus einem Schneidkopf, einem Bohrer sowie aus Einstell- und Haltemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Schneidkopf (6,40) als auch der Bohrer (8) durch die Haltemittel (z.B. Gewinde, Halteschrauben) in einem seinerseits von Haltemitteln der Werkzeugmaschine gehaltenen Werkzeughalter (4) gehalten sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (4) eine mittige, den Bohrer (8) samt seinem Schaft (10) mit geringem Spiel aufnehmende Bohrung (12) sowie eine einen Schaft (28) des Schneidkopfes (6) aufnehmende erweiterte Bohrung (26) aufweist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (6,40) an seinem Schaft (28) und der Werkzeughalter (4) in der erweiterten Bohrung (26) mit ein-

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Hefnereplatz 3 Telefon (09 11) Telex Telegramme Bayer . Vereinebank Stadtsparknsae Poetacheckkonto 8500 Nürnberg 11 20 40 81 · 83 06/22 327 "Patwetzel" Nbg 6 311 695 Nbg. 1 :23.354 Nürnberg 111 51-853

ORIGINAL INSPECTED

ander entsprechenden, den Schneidkopf (6,40) am Werkzeughalter (4) haltenden Gewinden versehen sind und daß in der gleichen, senkrecht zur gemeinsamen Längsachse des zusammengesetzten Werkzeuges (2) liegenden Querebene zentripetal gegeneinander gerichtete, in Span-Nute (9,11) des Bohrers (8) eingreifende Halteschrauben (34,35) angeordnet sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 1 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (4) an seinem vom Schneidkopf (6) wegweisenden Ende eine mit der Bohrung (12) koaxiale, mit Innengewinde versehene Verlängerungsbohrung (16) aufweist und daß in diese Verlangerungsbohrung (16) eine auf das Ende des Schaftes (10) des Bohrers (8) wirkende Stellschraube (14) eingeschraubt ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (6) als Kegelsenker ausgebildet ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 1 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (40) als Flachsenker mit in einer zur Längsachse des Werkzeuges (2) senkrechten Ebene liegenden unteren Stirnfläche (44) ausgebildet ist.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1,5 bzw. 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (6,40) mindestens eine Schneidpartie (30,42) mit der Span-Fase (24) des Bohrers

(8) nachfolgend parallel geführter Schneidenfläche aufweist.

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8. Werkzeug nach Anspruch 1 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Körper sowohl des Werkzeughalters (4) als auch des Schneidkopfes (6/40) je zwei Spannflächen (36 bzw. 38) angebracht sind.

9. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

in das vom Schaft (10) des Bohrers (8) wegweisende Ende der Stellschraube (14) ein Innensechskant eingearbeitet ist.

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