DE2911358A1 - Countersink - Google Patents
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Description
BOEHMERT &.BOEHMERT G 896BOEHMERT & .BOEHMERT G 896
23. März 1979March 23, 1979
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Senker mit einstellbaren Schneideinsätzen beispielsweise aus Hartmetall oder Keramik, zum Oberflächen- und Tiefsenken bei der spanabhebenden Metallbearbeitung, wie er im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist.The invention relates to a countersink with adjustable cutting inserts, for example made of hard metal or ceramic, for surface and deep countersinking in metal cutting, as described in the preamble of claim 1 is described.
Ein Senker dieser Art ist allgemein als Zapfenbohrer (center cock bit bzw. pilot drill) bekannt, obwohl er auch zu Senkzwecken an Oberflächen Verwendung finden kann. Die Verwendung einstellbarer Schneideinsätze ist in anderen Zusammenhängen bereits seit langer Zeit bekannt, jedoch sind diese für ein tieferes Bohren bisher nicht verwendbar gewesen, und zwar in erster Linie deshalb, weil ihnen der notwendige Raum für die Späne fehlte.A countersink of this type is commonly known as a center cock bit or pilot drill, although it is also can be used for countersinking purposes on surfaces. The use of adjustable cutting inserts is in others Relationships have been known for a long time, but these have not yet been usable for deeper drilling primarily because they lacked the necessary space for the chips.
Insbesondere diese Nachteile, also die Schaffung eines maximalen Spanraums, werden auf insgesamt überraschende Weise durch erfindungsgemäße Ausgestaltung des Senkers vermieden, wenn dieser zunächst einmal gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ausgestaltet ist und im übrigen zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder Flügel des Schneidkörpers an der Stirnseite eine gleichmäßige Dicke besitzt, odor daß seine Dicke in Richtung auf den Flügelumfang an der Stirnseite abnimmt; und daß dasIn particular, these disadvantages, i.e. the creation of a maximum chip space, are surprising on the whole Way avoided by the inventive design of the countersink if this is initially according to the preamble of claim 1 is designed and otherwise to solve the underlying of the present invention Task is characterized in that each wing of the cutting body on the end face a uniform Has thickness, or that its thickness decreases in the direction of the wing circumference at the end face; and that that
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■:"' Verhältnis des Abstandes zwischen den Hinterkanten der ■ : "' Ratio of the distance between the trailing edges of the
ΐ Flügel längs einer (ersten) Bezugslinie, welche sichΐ Wing along a (first) reference line, which is
I rechtwinklig zur und durch die Mittelachse des Senkers I' erstreckt und entweder die Hinterkante oder eine vonI perpendicular to and through the centerline of the countersink I 'extends and either the trailing edge or one of
■;' der Hinterkante oder einem tangentialen Punkt auf der■; ' the trailing edge or a tangential point on the
»| Hinterkante oder einem tangentialen Punkt auf der Hinterkante projizierte Normale zu der (ersten) Bezugslinie im rechten Winkel schneidet, und dem Abstand zwischen den Umfangs-Seitenflachen der Flügel längs einer zweiten Be-E zugslinie, welche die erste Bezugslinie und die Mittel-»| Trailing edge or a tangential point on the trailing edge projected normal to the (first) reference line intersects at right angles, and the distance between the Peripheral side surfaces of the wings along a second Be-E line, which is the first reference line and the central
f. achse an einem gemeinsamen Schnittpunkt rechtwinklig f. axis at a common intersection point at right angles
$ schneidet und parallel zu den Vorderkanten der Flügel$ cuts and parallel to the leading edges of the wings
II verläuft, kleiner ist als 1:1,70, und zwar vorzugsweise I innerhalb des Intervalls 1:1,75 bis 2,40 bzw. höchst II runs, is less than 1: 1.70, preferably I within the interval 1: 1.75 to 2.40 or at most
μ vorzugsweise innerhalb des Intervalls 1:1,80 bis 2,20 μ preferably within the interval 1: 1.80 to 2.20
I liegt.I lies.
U Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung U Preferred embodiments of the present invention
I sind in den Unteransprüchen beschrieben.I are described in the subclaims.
't Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen 'T The invention is hereinafter of exemplary embodiments
;i unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert.; i further explained with reference to a drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Senkers mit Halter und Führungszapfen; 1 shows an exploded view of a countersink according to the invention with a holder and guide pin;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Senkers;Fig. 2 is a perspective view of a second embodiment of the invention Sinker;
Fig. 3 einen im wesentlichen gemäß Fig. 1 ausgestalteten Senker in einer Ansicht auf das Arbeitsende; und3 shows a countersink designed essentially according to FIG. 1 in a view of the End of work; and
Fig. 4 eine andere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Senkers in einer Darstellung gemäß Fig. 3.4 shows another embodiment of a countersink according to the invention in a representation according to Fig. 3.
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: .BOEBMERT &J50EHMERT: .BOEBMERT & J50EHMERT
Das Werkzeug gemäß Fig. 1 zeigt einen Halter 1 und einen Oberflächen- oder Tiefsenker 2 mit einer zylindrischen Welle 3 und einen Schneidkörper 4, wobei die Welle 3 und der Schneidkörper 4 aus einem Stück hergestellt sind. Die Welle 3 kann konisch ausgebildet sein, falls dieses gewünscht ist. Der Halter 1 ist so ausgestaltet, daß er mit einer Spindel einer Werkzeugmaschine für die spanabhebende Behandlung von Metall verbunden werden kann. Das eine Ende des Halters 1 besitzt eine zentrische Bohrung zur Aufnahme der Welle 3 des Senkers, die zu diesem Zwecke in dem Halter 1 mittels einer Schraube 5 befestigt ist, welche mit einer flachen Fläche einer Ausnehmung 6 in der Welle 3 zusammenwirkt. Eine Längsnut 7 in der Welle 3 und ein entsprechender Längsvorsprung in der Bohrung hält den Senker 2 in Umfangsrichtung.The tool according to FIG. 1 shows a holder 1 and a surface or countersink 2 with a cylindrical shaft 3 and a cutting body 4, the shaft 3 and the cutting body 4 being made from one piece. The shaft 3 can be conical if this is desired. The holder 1 is designed so that it can be connected to a spindle of a machine tool for the machining treatment of metal. One end of the holder 1 has a central bore for receiving the shaft 3 of the countersink, which for this purpose is fastened in the holder 1 by means of a screw 5 which cooperates with a flat surface of a recess 6 in the shaft 3. A longitudinal groove 7 in the shaft 3 and a corresponding longitudinal projection in the bore hold the countersink 2 in the circumferential direction.
Der Senker 2 ist außerdem mit einer axialen Durchgangsbohrung 8 zur Aufnahme einer Welle 10 eines Führungszapfens (pilot) 9 versehen, dessen freies Ende in einer zweiten axialen Bohrung des Halters 1 aufgenommen wird, wobei der Führungszapfen 9 am Halter 1 mittels einer SchraubeThe countersink 2 is also provided with an axial through hole 8 for receiving a shaft 10 of a guide pin (pilot) 9 provided, the free end of which is received in a second axial bore of the holder 1, wherein the guide pin 9 on the holder 1 by means of a screw
11 befestigt ist.11 is attached.
Der Schneidkörper 4 des Senkers hat zwei vor- und nachstehend auch als Flügel bezeichnete, flügelartige TrägerThe cutting body 4 of the countersink has two wing-like supports, also referred to above and below as wings
12 und 13, an denen jeweils ein einstellbarer Einsatz befestigt ist, der in Schneidstellung von einem Klemmelement 15 gehalten ist.12 and 13, on each of which an adjustable insert is attached, which is in the cutting position by a clamping element 15 is held.
Die Flügel 12, 13 stehen in einander gegenüberliegenden Richtungen vor, d.h. also auf jeder Seite der Mittelachse a des Senkers 2, und sind relativ zueinander diametral angeordnet, d.h. also, daß die Flügel 12, 13 relativ zueinander parallel verlaufen. Jeder Flügel 12, 13 besitzt eine Stirnfläche 16, die von der Welle 3 fortgerichtet ist, wo-The wings 12, 13 project in opposite directions , that is to say on each side of the central axis a of the countersink 2, and are arranged diametrically relative to one another, that is to say that the wings 12, 13 run parallel to one another. Each wing 12, 13 has an end face 16 which is directed away from the shaft 3, where-
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bei diese Stirnflächen 16 vorzugsweise in ein und derselben Ebene liegen, für welche die Mittelachse a die Normale darstellt. Die Stirnflächen 16 können teilweise oder vollständig bezüglich dieser Ebene angephast bzw. abgeschrägt sein, falls dieses gewünscht ist. Jeder Flügel 12, 13 besitzt außerdem eine Vorderseite 17, die in dieselbe Richtung weist wie die Drehrichtung des Senkers 2, und eine Rückseite 18, die in die entgegengesetzte Richtung weist, sowie eine Umfangs-Seitenflache 19, welche entgegen der Drehrichtung gerichtet ist und sich im wesentlichen längs der Mittelachse a erstreckt.these end faces 16 preferably lie in one and the same plane for which the central axis a represents the normal. The end faces 16 can be partially or completely chamfered or beveled with respect to this plane if this is desired. Each wing 12, 13 also has a front 17 facing in the same direction points like the direction of rotation of the countersink 2, and a back side 18, which points in the opposite direction, and a circumferential side surface 19, which contrary to the Direction of rotation is directed and extends substantially along the central axis a.
Die Flügel 12, 13 sind mit Ausnehmungen 20 versehen, welche Sitze zur Aufnahme einstellbarer Einsätze 14 darstellen bzw. bilden. Die Ausnehmungen 20 sind in den Vorderseiten 17 nahe der Vorderkante 21 angeordnet, welche die Vorderseite 17 und die flache Stirnseite 16 verbindet. Die Ausnehmungen 20 sind zugespitzt und der Formgebung der zur Verwendung kommenden, einstellbaren Einsätze angepaßt, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Körper von gleichseitiger Dreiecksform bilden, wobei die Stellung dieses Körpers schwenkbar ist, wenn eine Schneidkante verbraucht ist. Jeder einstellbare Einsatz besitzt drei Schneidkanten und kann demgemäß dreimal geschwenkt werden. Die Klemmelemente 15 sind mit einer Schraube 22 versehen, mit der dafür zu sorgen ist, daß die Klemmelemente 15 mit den einstellbaren Einsätzen 14 in Anlage kommen.The wings 12, 13 are provided with recesses 20 which represent seats for receiving adjustable inserts 14 or form. The recesses 20 are arranged in the front sides 17 near the front edge 21, which the front 17 and the flat end 16 connects. The recesses 20 are pointed and the shape the coming to use, adjustable inserts adapted, which in the illustrated embodiment a Form body of equilateral triangular shape, the position of this body is pivotable if a Cutting edge is used up. Each adjustable insert has three cutting edges and can therefore be swiveled three times will. The clamping elements 15 are provided with a screw 22, with which it is to be ensured that the clamping elements 15 come into contact with the adjustable inserts 14.
Um eine genaue Beschreibung des erfindungsgemäßen Senkers zu ermöglichen, sind in den Fig. 3 und 4 zwei Bezugslinien χ und y eingeführt. Die Bezugslinie χ verläuft senkrecht durch die Mittelachse a des Senkers 2 und in der dargestellten Ausführung in der erwähnten Ebene, die mit den flachen Stirnseiten 16 der Flügel 12, 13 zusammen-To get a detailed description of the countersink according to the invention To enable, two reference lines χ and y are introduced in FIGS. 3 and 4. The reference line χ runs perpendicular through the central axis a of the countersink 2 and in the illustrated embodiment in the mentioned plane, the with the flat end faces 16 of the wings 12, 13 together
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< BOEHMERT & BOEHMERT<BOEHMERT & BOEHMERT
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fällt. Die Bezugslinie y schneidet die Bezugslinie χ und | die Mittelachse a senkrecht im gleichen Schnittpunkt, wobeifalls. The reference line y intersects the reference line χ and | the central axis a perpendicular to the same point of intersection, where
die Bezugslinie y parallel zu den Vorderkanten 21 der pthe reference line y parallel to the leading edges 21 of the p
Flügel 12, 13 verläuft, die zwischen den Vorderseiten 17 M und den flachen Stirnflächen 16 liegen. Demgemäß verläuft die Bezugslinie χ auch im rechten Winkel zu den Vorder- i kanten 21.Wing 12, 13 extends, which lie between the front sides 17 M and the flat end faces 16. Accordingly, the reference line χ also runs at right angles to the front edges 21.
Wie noch deutlicher aus Fig. 2 erkennbar ist, sind die beiden Vorderkanten 21 relativ zueinander parallel versetzt und liegen auf jeder Seite des Durchmessers bzw. der Bezugslinie y, vorzugsweise in einem Abstand von etwa 1,0 mm. Demgemäß hat jeder Flügel 12, 13 Vorderkantenabschnitte, die benachbart der Vorderkante 21 liegen, die hinter der Bezugslinie verläuft, und demgemäß eine er- j,As can be seen even more clearly from FIG. 2, the two front edges 21 are offset in parallel relative to one another and lie on each side of the diameter or the reference line y, preferably at a distance of approximately 1.0 mm. Accordingly, each wing 12, 13 has leading edge portions which are adjacent to the leading edge 21, the runs behind the reference line, and accordingly an er j,
wünschte, effizientere Stellung für den einstellbaren Einsatz schaffen. Die Rückseiten 18 sind ebenfalls parallel zueinander und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen ihre Hinterkanten 23 parallel zu der Bezugslinie y und demgemäß zu der Vorderkante 21. Die Hinterkante könnte jedoch auch bezüglich der Bezugslinie 21 angestellt sein, d.h. die Rückseihen der Flügel 12, 13 könnten bezüglich einer durch die Bezugslinie y und die Mittelachse a verlaufenden mittleren Ebene angestellt U wanted to create more efficient position for adjustable use. The rear sides 18 are also parallel to one another and in the illustrated embodiment their rear edges 23 run parallel to the reference line y and accordingly to the front edge 21. a middle plane running through the reference line y and the central axis a employed U
verlaufen, so daß die Flügel 12, 13 konisch zulaufen und J; zu ihren Umfangsseitenf lachen 19 hin schmaler werden. ■·run so that the wings 12, 13 are tapered and J; towards their circumferential side faces 19 become narrower. ■ ·
Diese Ausgestaltung wird nachstehend als "alternative |This configuration is hereinafter referred to as "alternative |
Ausgestaltung" bezeichnet. Jeder Flügel 12, 13 hat dem- | gemäß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine ||Design ". Each wing 12, 13 has | according to the illustrated embodiment a ||
gleichmäßige Dicke an der Stirnfläche 16, oder aber eine 4 im Hinblick auf den Umfang des Flügels abnehmende Dicke an der Stirnfläche gemäß der alternativen Ausgestaltung. Wie weiter oben bereits erwähnt worden ist, sind die Vorderseiten 17 so angeordnet, daß ihre Vorderkanten 21 |j innerhalb oder vor der Bezugslinie y liegen und parallel {'■ uniform thickness on the end face 16, or a 4 decreasing thickness on the end face with regard to the circumference of the wing according to the alternative embodiment. As has been already mentioned above, the front faces 17 are arranged such that their leading edges 21 | y j be within or in front of the reference line and parallel { '■
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- 8 - I- 8 - I.
I I I 1 · t V . · · ·I I I 1 * t V. · · ·
p zu dieser verlaufen, während die Vorderseiten in rückwärti- p run to this, while the front sides in reverse
^ ger Richtung angestellt sind (bezüglich der Drehrichtung) ,^ ger direction are employed (with regard to the direction of rotation),
fi. und zwar von der Vorderkante 21 aus, so daß jeder Flügel fi. from the leading edge 21, so that each wing
f: 12, 13 zur Welle 3 hin konisch zuläuft. Die Anstellung f: 12, 13 tapers conically towards shaft 3. The employment
f οf ο
i\: der Vorderseite 17 beträgt 5 im Hinblick auf eine sichi \: the front 17 is 5 in terms of a self
f] durch die Bezugslinie 17 und die Mittelachse a erstrecken- f] extend through the reference line 17 and the central axis a-
de Mittelebene.de median plane.
u Das Verhältnis zwischen der kleinsten Dicke des Schneid- u The ratio between the smallest thickness of the cutting
; körpers oder dem Abstand an der Bezugslinie χ und der; body or the distance at the reference line χ and the
j größten Dicke oder der Abstand an der Bezugslinie y istj is the greatest thickness or the distance on the reference line y
; im wesentlichen erfindungsgemäß ausgebildet, um den erforderlichen Raum für die Späne zu erhalten, wie es in Kombination hiermit auch ein weiteres Merkmal ist, daß jeder Flügel 12, 13 an der Stirnseite 16 eine gleichmäßige Dicke besitzt bzw. gemäß der alternativen Ausgestaltung eine Dicke, die in Richtung auf den Umfang des Flügels an der Stirnseite 16 konisch zuläuft. Dieses Dickenverhältnis (wie es im einzelnen weiter oben in der Beschreibungseinleitung beschrieben worden ist) hat sich erfindungsgemäß überraschenderweise als weniger als 1:1,70 herausgestellt. Dieses Verhältnis liegt vorzugsweise innerhalb des Intervalls von 1:1,75 bis 2,40 und höchst vorzugsweise innerhalb des Intervalls von 1:1,80 bis 2,20, d.h. Ι der Abstand zwischen den Umfangs-Seitenflachen 19 der; essentially designed according to the invention to the required To get space for the chips, as in combination with this it is also another characteristic that everyone has Wing 12, 13 has a uniform thickness on the end face 16 or according to the alternative embodiment a thickness which tapers conically in the direction of the circumference of the wing at the end face 16. This thickness ratio (as it has been described in detail further above in the introduction to the description) according to the invention Surprisingly turned out to be less than 1: 1.70. This ratio is preferably within the interval from 1: 1.75 to 2.40 and most preferably within the interval from 1: 1.80 to 2.20, i.e. Ι the distance between the peripheral side surfaces 19 of the
Ι« Flügel 12, 13 ist erheblich größer als der rechtwinkligeΙ «Wing 12, 13 is considerably larger than the right-angled one
f? Abstand zwischen den Rückseiten 18 der Flügel 12, 13.f? Distance between the rear sides 18 of the wings 12, 13.
P Die niedrigeren Grenzen von 1:2,40 bzw. 1:2,20 werdenP The lower limits of 1: 2.40 and 1: 2.20 respectively become
$ durch die Materialfestigkeit und die extrem hohen Schneid-$ due to the material strength and the extremely high cutting
!; gesuhwindigkeiten festgelegt, die mit einem erfindungs-!; set speeds, which with an inventive
U gemäßen Senker möglich sind, wobei beispielsweise Um- U according countersink are possible, with, for example, Um-
U fangsgeschwindigkeiten bis zu etwa 400 m/min möglich sind. U catch speeds of up to about 400 m / min are possible.
|j Es wurde gefunden, daß das Verhältnis außerhalb dieses| j It has been found that the relationship is outside of this
\i Intervalls, also einerseits beispielsweise ein Verhältnis \ i intervals, so on the one hand, for example, a ratio
?; - von 1:1,60, einen zu kleinen Raum für die Späne ergibt,?; - from 1: 1.60, results in too small a space for the chips,
II. 909843/0660909843/0660
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und andererseits beispielsweise ein Verhältnis von 1:2,60 in einem Bruch des Schneidkörpers resultieren kann, der durch unzureichende Festigkeit bedingt ist.and on the other hand, for example a ratio of 1: 2.60 can result in a breakage of the cutting body which is due to insufficient strength.
Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung, bei welcher die Bezugslinie χ eine projizierte Normale auf diese Linie von jeder Hinterkante durchsetzt, welche sodann ebenso wie der in Rede stehende Flügelabschnitt eine Dicke besitzt, die in Richtung auf die Welle abnimmt, und welche die Eigenschaften eines erhöhten Spanraums weiter verbessern. Bei dem alternativen Ausführungsbeispiel, wie es oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 erörtert worden ist, bei dem der Flügel in Richtung auf seinen Umfang und zur Stirnfläche 16 hin konisch abnimmt, schneidet die Bezugslinie χ eine projizierte Normale auf diese Linie von einem tangentialen Punkt auf der Hinterkante 23.Fig. 3 shows an embodiment in which the reference line χ is a projected normal to this line of each Trailing edge penetrated, which then, like the wing section in question, has a thickness that decreases in the direction of the shaft, and which further improve the properties of an increased chip space. at the alternate embodiment, as discussed above with reference to FIG. 4, in which the Wing decreases conically in the direction of its circumference and towards the end face 16, the reference line χ intersects projected normal onto this line from a tangential point on the trailing edge 23.
Die vorliegende Erfindung macht es weiterhin möglich, daß die einstellbaren Einsätze mit unterschiedlichen Abständen vom Mittelpunkt angeordnet werden, so daß sie einander während der Bearbeitung überlappen und jeder Flügel seinen eigenen radialen Abschnitt in Umfangsrichtung bearbeitet. Derartige Ausgestaltungen sind in den Fig. 2 und 4 dargestellt. Dieses ermöglicht unterschiedliche Senkungsdimensionen unter Verwendung von einstellbaren Einsätzen gleicher Größe. Die einstellbaren Einsätze können jeglicher Form sein, beispielsweise quadratisch, rhomboid, kreisförmig o.dgl., oder beispielsweise wie bereits erwähnt dreiecksförmig, wobei auch Kombinationen dieser oder anderer Formen für ein und denselben Senker möglich sind. Die Ausnehmungen in den Vorderseiten der Flügel werden selbstverständlich so ausgestaltet, daß sie die zur Verwendung kommenden, einstellbaren Einsätze für einen bestimmten Senker aufnehmen können.The present invention also makes it possible for the adjustable inserts to have different spacings from the center so that they overlap each other during machining and each wing is his Own radial section machined in the circumferential direction. Such configurations are shown in FIGS. This enables different dimensions of the depression using adjustable inserts same size. The adjustable inserts can be of any shape, for example square, rhomboid, circular or the like. Or, for example, as already mentioned triangular, with combinations of these or other shapes are possible for one and the same countersink. The recesses in the front of the wings will be Of course designed so that they come to use, adjustable inserts for a particular Can accommodate countersink.
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Das Prinzip versetzter einstellbarer Einsätze ermöglicht die Verwendung kleinerer und weniger aufwendigerer Einsätze, wobei gleichzeitig die gleiche Lebensdauer erzielt wird.The principle of offset adjustable inserts enables smaller and less expensive inserts to be used, while the same service life is achieved at the same time.
Der drehende Führungsstift (pilot) ermöglicht eine Zentrierung während der Senkoperation, die um eine vorgebohrte Bohrung oder Ausnehmung herum ausgeführt wird. Dieser sich drehende Führungsstift kann, falls dieses gewünscht wird, durch einen Einsatzbohrer ersetzt werden, wenn beispielsweise eine Schulter angesenkt werden soll.The rotating guide pin (pilot) enables centering during the countersinking operation carried out around a pre-drilled hole or recess. This rotating guide pin can, if this is desired, be replaced by an insert drill, if, for example, a shoulder is to be countersunk.
Der Führungsstift ruht in einem kreisförmigen Kragen 24 um die Führungsbohrung. Dieser Kragen 24 ist 0,5 mm jenseits der Einsätze angeordnet. Aufgrund dieser Konstruktion werden die einstellbaren Einsätze nicht von dem Führungsstift beschädigt, wenn irgendwelche möglichen Schlagbeanspruchungen o.dgl. auf die Stirnseite des Führungsstiftes einwirken.The guide pin rests in a circular collar 24 around the guide hole. This collar 24 is located 0.5 mm beyond the inserts. Because of this construction the adjustable inserts are not damaged by the guide pin, if any Impact loads or the like. act on the face of the guide pin.
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