DE2832469A1

DE2832469A1 - Raeumwerkzeug

Info

Publication number: DE2832469A1
Application number: DE19782832469
Authority: DE
Inventors: Sylvester Eugene Proulx
Original assignee: JP Tool Ltd
Current assignee: JP Tool Ltd
Priority date: 1977-10-05
Filing date: 1978-07-24
Publication date: 1979-04-12
Also published as: FR2405109A1; JPS5761529B2; GB2005170B; FR2405109B1; AU3804878A; SE7807174L; IT1096039B; AU525815B2; JPS5454386A; SE439606B; GB2005170A; CA1082497A; IT7824951A0

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Räumwerkzeug zur Erzeugung eines runden oder halbrunden Loches.

Bei dem als Räumen bezeichneten Bearbextungsprozeß werden ein oder mehrere mit einer Anzahl von Zähnen besetzte Werkzeuge vollständig über ein Werkstück geschoben oder gezogen, und dieser Vorgang ist mit einem einzelnen Feilhub vergleichbar, üblicherweise erfolgt das Räumen entweder auf Hand-Spindelpressen oder auf hydraulischen Räummaschinen oder -pressen. Das Räumwerkzeug besitzt Zähne, deren Höhe zum Werkzeugende hin zunimmt, und die Zähne werden üblicherweise im feststehenden oder beweglichen Teil einer Räummaschine mittels eines Keilbolzens gehalten. Gewöhnlich sind die ersten wenigen Anfangszähne im Räumwerkzeug sehr flach eingestellt, damit das kleine Ende des Werkzeugs durch ein Loch im Werkstück hindurchpaßt, während die in der Mitte liegenden Zähne den größten Teil des Metalls abnehmen, und die letzten Zähne die Feinbearbeitung der Oberfläche auf Maßhaltigkeit übernehmen.

Ein typisches bekanntes Räumwerkzeug besitzt einen länglichen Körper mit einer Vielzahl quer zur Längsrichtung des Körpers verlaufenden beabstandeten ringförmigen Rippen. Durch Hartlöten sind mehrere Titankarbxdzähne auf die Seitenwände dieser Rippen in einer Position senkrecht zur Längsachse des Werkzeugkörpers angeordnet. Jeder dieser Zähne besitzt eine gekrümmte obere Schneidkante. Wenn sich diese Schneidzähne abgenutzt haben, ist es sehr teuer, abgenutzte Zähne zu entfernen und

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dann neue Zähne durch Hartlöten in Position gegen die Rippen zu bringen. Da ferner jede Schneidkante am Werkstück unter einem Winkel von etwa 90° angreift, wirken immense Belastungen am Werkzeug und den Schneidzähnen insbesondere dann, wenn Metalle geräumt werden.

Aus der US-PS 3 946 472 ist ein Räumwerkzeug bekannt, bei dem Schneidzähne in Form von Knöpfen oder Scheiben erfolgreich zum Räumen konkaver Oberflächen verwendet wurden. Es wurde dabei eine neue Winkelpositionierung der Scheiben verwendet, die es ermöglichte, eine weich gekrümmte Oberflächenkontur herzustellen. Obwohl dies eine wesentliche Verbesserung gegenüber zuvor bekannten Räumwerkzeugen darstellte, ergaben sich dabei einige Probleme. Bei den meisten Räumwerkzeugen war es z.B. notwendig, Spanabgangskanäle zwischen den Reihen aus Schneidscheiben vorzusehen, damit die erzeugten Späne leicht verteilt werden und nicht zwischen den Schneidscheiben eingeklemmt werden, wodurch sich Schwierigkeiten ergeben würden. Da die Schneidscheiben ferner in parallelen Reihen angeordnet waren, wirkten auf das Werkzeug große, sofort einsetzende Belastungen, wenn die einzelnen Reihen in Eingriff mit dem Werkstück gelangten.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Räumwerkzeug zum Räumen konkaver Oberflächen anzugeben, bei dem die Spanverteilung vereinfacht ist und eine im wesentlichen gleichförmige Belastung auf das Werkzeug während seines Einsatzes wirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Räum- oder Schneidwerkzeug einen länglichen Werkzeugkörper besitzt, der eine sich mindestens über 45° gewölbte Oberfläche besitzt. In dieser gewölbten Oberfläche

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sind mehrere Ausnehmungen ausgebildet, wobei jede Ausnehmung eine ebene Bodenfläche besitzt, die nach innen und nach hinten zwischen 1 bis 15° gegen die Längsachse des Körpers geneigt ist, jede Ausnehmung besitzt ferner eine Stützwand, die sich auf der Rückseite um die ebene Bodenfläche herum aufwärts erstreckt. Die Bodenflächen der Ausnehmungen liegen längs schraubenförmiger Kurven um die gekrümmte Oberfläche des Werkzeugkörpers herum und bilden mehrere beabstandete schraubenförmige Reihen, wobei eine schraubenförmige Kurve an einem Ende des Werkzeugkörpers einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser einer schraubenförmigen Kurve am anderen Ende des Werkzeugkörpers ist. Die Ausnehmungen jeder einzelnen Reihe sind bezüglich der Ausnehmungen der nächsten benachbarten Reihe in ümfangsrichtung versetzt, so daß sich Kurven aufeinanderfolgender Ausnehmungen teilweise überlappen. In die Ausnehmungen sind zylindrische Schneidscheiben eingesetzt, und jede Schneidscheibe besitzt eine Stirnfläche , in deren Umfangsbereich eine Schneidkante gebildet ist; jede Schneidscheibe ist um ihre Längsachse drehbar versetzbar, um nach und nach andere Schneidabschnitte in Schneidposition zu bringen.

Die gewölbte Oberfläche bildet einen Bogen von mindestens 45°, und üblicherweise von mindestens 90°. Für ein typisches halbrundes Räumwerkzeug verläuft der Bogen über 180°, er kann sogar ein vollzylindrisches Räumwerkzeug bilden. Die schraubenförmige Kurve legt normalerweise einen Winkel von etwa 5° bis 95° bezüglich der Längsachse des Körpers fest, und ein typisches Werkzeug besitzt einen Schrauben- oder Steigungswinkel in der Größenordnung von etwa 15°bis 45°.

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Die schraubenförmigen Kurven am hinteren Ende des Werkzeugkörpers besitzen größere Durchmesser als die Kurven am vorderen Ende, um fortschreitend größere Löcher zu erzeugen, während das Räumwerkzeug durch das Werkstück bzw. das Werkstück über das Räumwerkzeug bewegt wird. Bevorzugt nehmen die Durchmesser schrittweise vom vorderen Ende zum hinteren Ende zu, wobei die Durchmesserdifferenz zwischen benachbarten schraubenförmigen Kurven normalerweise sehr klein ist und z.B. in der Größenordnung von etwa 0,01 cm liegt. Es ist ferner möglich, die schrittweise Erhöhung derart durchzuführen, daß zwei oder mehr benachbarte Kurven gleiche Durchmesser besitzen.

Der Winkel der Schneidscheiben bezüglich der Längsachse des Körpers kann innerhalb des Bereichs von Γ bis 15° verändert werden. Werden die kleinen runden Schneidscheiben mit einem kleinen Winkel bezüglich der Längsachse des Körpers angeordnet, so bilden die Schneidkanten der Schneidscheiben kleine Bogen mit einem wesentlich größeren Durchmesser als dem Scheibendurchmesser. Dieses Merkmal bewirkt mit der Überlappung aufeinanderfolgender Schneiden, die durch die versetzte Anordnung der Schneiden in aufeinanderfolgenden Reihen verwirklicht wird, daß die Tiefe der in den abschließend bearbeiteten Oberflächen gebildeten Nuten sehr klein ist. Normalerweise sind die Scheiben zum Räumen eines Loches derart angeordnet, daß ihr Radius mindestens dem dreifachen Radius der einzelnen Schneidscheiben ist.

Der Werkzeugkörper ist auch ohne die eingesetzten Schneidscheiben neu und stellt ein Merkmal der Erfindung dar.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Räumwerkzeugs;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Räumwerkzeug der Fig. 1, von oben gesehen;

Fig. 3 einen Querschnitt durch Reihe 1 des Werkzeugs der Fig. 1 ;

Fig. 4 einen Querschnitt durch Reihe 2 des Werkzeugs gemäß Fig. 1; und

Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht einer Schneidscheibe und eines Sockels.

Das in der Zeichnung dargestellte Räumwerkzeug ist als Halbrund-Räumwerkzeug bekannt. Es besitzt einen länglichen Werkzeugkörper 20, der längs seiner gesamten Länge eine untere Keilfeder 21 zum Befestigen des Werkzeugs in einem Werkzeughalter besitzt. Das Werkzeug wird durch die Befestigungsschrauben 22 fest im Werkzeughalter gehalten.

An den unteren Kanten der zylindrischen Oberfläche sind mehrere Ausnehmungen 23 vorgesehen, die als Verbindungseinrichtungen für benachbarte ebene Räumwerkzeuge dienen, welche in Verbindung mit dem Halbrund-Räumwerkzeug verwendet v/erden können.

In der zylinderförmigen Oberfläche sind mehrere Schneidscheiben 24 in Sockeln oder Ausnehmungen 25 angeordnet. Jede dieser Ausnehmungen besitzt eine ebene Bodenfläche 26, die um einen kleinen Winkel von typischerweise etwa 11° gegen die Längsachse des Werkzeugkörpers 20 geneigt ist, und jede Ausnehmung besitzt ferner eine halbrunde Stützwand 27, die senkrecht zur Bodenfläche 26 verläuft. In den Körper 20 erstreckt sich durch die Fläche 26 ein Gewindeloch 32.

Jede Schneidscheibe 24 besitzt eine Zylinderfläche 29 und Stirnv/ände 28. Durch den Schneideinsatz ist ein

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Loch 31 mit einer konischen Ansenkung 30 eingebracht. Die Schneidscheibe besteht typischerweise aus Wolframkarbid. Sie wird mittels einer Gewindeschraube 33 festgehalten, die einen konischen Kopf besitzt, der in die Ansenkung der Schneidscheibe paßt, und der Kopf der Schraube besitzt ein Lager 34 zur Aufnahme eines Schraubenschlüssels. Wenn die Schneidscheibe in die Ausnehmung 25 eingesetzt ist und die Schraube festgezogen ist, wird der Schneideinsatz fest gegen die Stützwand 27 gepreßt. Wenn das Räumwerkzeug benutzt wird, werden die auf die Schneideinsätze wirkenden Kräfte voll auf die Stützwände 27 abgeleitet, sie wirken nicht auf die Schrauben.

Bei dieser Anordnung befindet sich nur etwa der vierte Teil der Schneidkante der Schneidscheiben zu einem Zeitpunkt im Einsatz. Dies bedeutet, daß die Schrauben 33 gelockert werden können und dann die Schneidscheiben genügend gedreht werden können, um einen unverbrauchten Teil der Schneidkante in Arbeitsstellung zu bringen, wenn die bisher arbeitende Schneidkante stumpf geworden ist. Anschließend werden die Schrauben wieder festgezogen. Auf diese Weise stehen bis zu vier Schneidkantenabschnitte auf einer Stirnwand einer Schneidscheibe zur Verfügung. Es ist darüber hinaus möglich, die Scheiben umkehrbar auszuführen, so daß weitere vier Schneidkantenabschnitte auf der rückseitigen Stirnwand verfügbar sind. Auf diese Weise lassen sich bis zu acht frische Schneidkantenabschnitten bei einer einzigen Schneidscheibe verwirklichen.

Eine typische Schneidscheibe kann einen Durchmesser im Bereich von etwa 1 cm bis etwa 2,5 cm besitzen, und derartige Schneidscheiben werden zum Schneiden von Löchern verwendet, die einen Durchmesser von mindestens 2,5 cm besitzen.

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In Fig. 1 sind acht schraubenförmige Reihen von Schneidscheiben dargestellt, und diese Reihen sind mit den Bezugszeichen 1 bis 8 versehen. Fig. 3 zeigt die Positionierung der Schneidscheiben in den Reihen 1, 3,5 und 7 der Fig. 1, während Fig. 4 einen Querschnitt darstellt, der die Lage der Schneidscheiben in den Reihen 2, 4, 6 und 8 der Fig. 1 zeigt. Insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, daß aufeinanderfolgende Reihen von Schneideinsätzen in einer in Umfangsrichtung versetzten Weise angeordnet sind. Die Achsen der Schneideinsätze der Reihe 2 sind zum Beispiel in halbem Abstand zwischen den Achsen der Einsätze der Reihe 1 angeordnet, während die Einsätze der Reihe 3 mit den Einsätzen der Reihe 1 fluchten. Der Durchmesser wird typischerweise von einer Reihe zur nächstfolgenden Reihe um einen Wert von 0,01 cm erhöht. Es ist jedoch ebenfalls möglich, daß zv/ei oder mehr benachbarte Reihen denselben Durchmesser besitzen, und daß sich dann zwei oder mehr Reihen mit einer erhöhten, untereinander gleichen Durchmesser anschließen. Es ist ebenfalls manchmal wünschenswert, daß der letzte Schneidansatz einer Reihe die gleiche Höhe wie der erste Schneidansatz der nächstfolgenden Reihe besitzt.

Ein Vorteil dieser schraubenförmigen oder spiralförmigen Anordnung besteht darin, daß keine besonderen Spangänge erforderlich sind, da der Abstand zwischen Schneidscheiben bei der schraubenförmigen Anordnung erhöht ist, so daß der Spanfluß leichter zwischen den Schneideinsätzen hindurch verlaufen kann. Der zweite und wichtigste Vorteil dieser schraubenförmigen Anordnung besteht darin, daß während des Einsatzes des Werkzeugs immer einige Scheiben beansprucht sind. Dadurch wird beim Eingriff aufeinanderfolgender Reihen von Schneidscheiben mit dem Werkstück die Gefahr von Stoßen verhindert. In den Fig. 1 und 2

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ist besonders gut erkennbar, daß die einzelnen Schneidscheiben jeder Reihe aufeinanderfolgend in Eingriff mit dem Werkstück gelangen, und daß in das Werkstück während des Eingriffs der letzten Schneidscheibe einer Reihe schon in Eingriff mit der ersten Schneidscheibe der nächsten Reihe kommt. Dadurch wird die Gefahr der Beschädigung des Räumwerkzeugs sowie die mögliche Gefahr eines Bruchs des bearbeiteten Werkstücks durch Stoßbelastung stark herabgesetzt.

Obwohl in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform eine Schraubverbindung zum Befestigen der Schneideinsätze in den Ausnehmungen vorgesehen ist, lassen sich auch viele andere Arten von Befestigungsmitteln einsetzen. So lassen sich z.B. Keilstifte etc. verwenden.

Obwohl ein Halbrund-Räumwerkzeug dargestellt ist, lassen sich erfindungsgemäß auch Räumwerkzeuge mit einer gewölbten Oberfläche bilden, deren Bogen kleiner als ein Halbkreis oder größer als ein Halbkreis ist und fast einen vollen Kreis beträgt.

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Leerseite

Claims

J. P. Tool Limited, 4011 Maiden Road, Windsor, Ontario N9C 2 G4 (Canada) Räumwerkz eug Ansprüche

1.) Räumwerkzeug mit einem länglichen Werkzeugkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper (20) eine sich mindestens über 45° erstreckende gewölbte Oberfläche und eine Vielzahl von Ausnehmungen (25) in der gewölbten Oberfläche besitzt, daß jede Ausnehmung (25) eine ebene Bodenfläche (26), die einwärts und nach hinten um 1° bis 15° gegen die Längsachse des Werkzeugkörpers (20) geneigt ist und eine Stützwand (27) aufweist, die die ebene Bodenfläche (26) hinten umgibt und sich aufwärts erstreckt, daß die Bodenflächen (26) der Ausnehmungen (20) auf schraubenförmigen Kurven um die gewölbte Oberfläche des Werkzeugkörpers (20) angeordnet sind und mehrere beabstandete schraubenförmige Reihen (1 bis 8) bilden, daß eine schraubenförmige

WR/il

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Kurve am einen Ende des Werkzeugkörpers (20) einen größeren Durchmesser besitzt als eine schraubenförmige Kurve am anderen Ende des Werkzeugkörpers (20) , daß die Ausnehmungen (25) jeder schraubenförmigen Reihe (1 bis 8) bezüglich der Ausnehmungen (25) der benachbarten Reihe in Umfangsrichtung derart versetzt sind, daß sich die Kurven aufeinanderfolgender Ausnehmungen (25) teilweise überlappen, daß zylindrische Schneidscheiben (24) in den Ausnehmungen (25) befestigt sind, daß jede Schneidscheibe (24) eine Stirnwand (28) besitzt, in deren Umfangsbereich eine Schneidkante gebildet ist, und um ihre Längsachse drehbar versetzbar ist, um nach und nach andere Schneidabschnitte in Schneidposition zu bringen.

2. Räumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede schraubenförmige Kurve einen Winkel von etwa 5° bis 95° bezüglich der Längsachse des Werkzeugkörpers (20) einnimmt.

3. Räumwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Oberfläche, welche die Schneidscheiben (24) aufnimmt, einen Bogen mit einem Winkel von 90° bildet.

4. Räumwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Oberfläche, welche die Schneidscheiben

(24) aufnimmt, einen Bogen von mindestens 180° bildet.

5. Räumwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Oberfläche in Richtung zum hinteren Werkzeugende einen wachsenden Durchmesser besitzt.

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6. Räumwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der schraubenförmigen Kurven stufenweise vom einen Ende des Werkzeugkörpers (20) zum anderen Ende des Werkzeugkörpers zunehmen.

7. Räumwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei benachbarte schraubenförmige Kurven denselben Durchmesser besitzen.

8. Werkzeugkörper zur Herstellung eines Werkzeugs gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein längliches Körperelement eine sich mindestens über 45° erstreckende gewölbte Oberfläche, und eine Vielzahl von Ausnehmungen (25) in der gewölbten Oberfläche besitzt, daß jede Ausnehmung (25) eine ebene Bodenfläche (26), die einwärts und nach hinten um 1° bis 15° gegen die Längsachse des Körperelements (20) geneigt ist, und eine Stützwand (27) aufweist, die die ebene Bodenfläche (26) hinten umgibt und sich aufwärts erstreckt, daß die Bodenflächen (26) der Ausnehmungen (25) auf schraubenförmigen Kurven um die gewölbte Fläche des Körperelements angeordnet sind und mehrere beabstandete schraubenförmige Reihen bilden, daß eine schraubenförmige Kurve am einen Ende des Werkzeugkörpers einen größeren Durchmesser besitzt als eine schraubenförmige Kurve am anderen Ende des Werkzeugkörpers, daß die Ausnehmungen jeder schraubenförmigen Reihe bezüglich der Ausnehmungen (25) der benachbarten Reihe in ümfangsrichtung derart versetzt sind, daß sich die Kurven aufeinanderfolgender Ausnehmungen (25) teilweise überlappen, daß die Ausnehmungen (25) zum Halten von zylinderförmigen Schneidscheiben ausgebildet sind, die alle eine Stirnwand mit einer Schneidkante am Umfang der Stirnwand besitzen.

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