DE29809638U1

DE29809638U1 - Schneidwerkzeug und auswechselbarer Schneidkopf dafür

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Publication number: DE29809638U1
Application number: DE29809638U
Authority: DE
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2008-05-29
Also published as: DE69825586T2; HUP0002263A3; ATE273097T1; KR100536875B1; JP3810094B2; KR20010013084A; NO995758D0; AR012880A1; HU220755B1; NZ500839A; DK0984841T3; PT984841E; ES2224394T3; HUP0002263A2; AU7448098A; WO1998053943A1; ZA984629B; CA2288674C; JP2002501441A; CZ417599A3

Description

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U.Z.: C 1792 GM
Case: 110710.1 EP
ISCAR LTD.

Schneidwerkzeug und auswechselbarer Schneidkopf dafür

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zusammengesetztes Werkzeug mit mindestens zwei Elementen, die so miteinander verbunden sind, daß ein Drehmoment von einem auf das andere Element übertragen werden kann. Die Erfindung betrifft insbesondere ein zusammengesetztes Schneidwerkzeug mit einem auswechselbaren Schneidkopf und mit einem Werkzeugschaft, auf dem der Schneidkopf angeordnet ist, zur Verwendung bei spanabhebenden Bearbeitungen mit rotierendem Werkzeug/Werkstück oder Rotations-Schneidarbeiten, wie beispielsweise beim Bohren, Fräsen und ähnlichen Arbeiten.

Ein Beispiel eines zusammengesetzten Rotations-Schneidwerkzeugs mit einer Kupplungs- oder Verbindungsanordnung des vorstehend beschriebenen Typs ist in der EP-A-0742065 beschrieben. Das zusammengesetzte Werkzeug weist eine erste und eine zweite Komponente mit in ihren Wechselwirkungsflächen ausgebildeten, ineinanderpassenden Einsteck- und Auf-

nahmekupplungselementen auf, wobei die Kupplungselemente sich radial erstreckende Armabschnitte zur Drehmomentübertragung und einen zwischen den Elementen angeordneten Zentrierungsabschnitt aufweisen. Das Schneidwerkzeug wird durch Einführen des Einsteckkupplungselements in das Aufnahmekupplungselement und durch koaxiales Verbinden der Elemente durch eine Befestigungsschraube zusammengesetzt.

Durch die Verwendung von Befestigungsschrauben in zusammengesetzten Schneidwerkzeugen des vorstehend beschriebenen Typs wird das Schneidwerkzeug geschwächt und wird die Miniaturisierung des Werkzeugs, insofern Schneidwerkzeuge mit kleinen Durchmessern betroffen sind, ernsthaft eingeschränkt, insbesondere wenn diese Werkzeuge sich axial erstreckende Spannuten aufweisen, so daß sie keine ausreichend große Querschnittsfläche und keinen ausreichend starken oder stabilen Werkzeugkörper aufweisen, um geeignete Befestigungsschrauben aufzunehmen.

Das Problem ist noch kritischer, wenn Rotations-Schneidwerkzeuge mit auswechselbaren Schneidköpfen mit einer sich zur Mitte des Schneidwerkzeugs erstreckenden Schneidkante betrachtet werden, weil solche Schneidköpfe nicht durch eine in der Mittel-Längsachse angeordnete durchgehende Befestigungsschraube gesichert werden können.

In der EP-A-0118806 wird ein zusammengesetztes Bohrwerkzeug mit einem zylinderförmigen Werkzeugschaft, in dem zwei Spannuten ausgebildet sind, die sich allgemein entlang einer Längsachse des Schaftes erstrecken, und einem auswechselbaren plattenförmigen Bohrkopf beschrieben, der ohne Verwendung einer Befestigungsschraube selbsthaltend am Schaft befestigt ist. Der Bohrkopf weist zwei diametral angeordnete, im wesentlichen flache Schneidabschnitte in der Form von Schneidplatten auf, und der Werkzeugschaft weist einen BohrkODfaufnahmeschlitz auf, der zwischen zwei diametral ange-

ordneten und radial ausgerichteten Vertiefungen definiert ist, die an Seitenflächen der Spannuten ausgebildet sind und sich entlang diesen in axialer Richtung erstrecken, wobei die Vertiefungen mit den Schneidplatten des Bohrkopfes zusammenpassen und dazu geeignet sind, diese aufzunehmen- Die Schneidplatten und die Vertiefungen weisen schmale Basisflächen auf, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Werkzeugs ausgerichtet sind und dazu geeignet sind, den Schneidkopf im Werkzeughalter axial zu halten oder zu stützen, und hohe Seitenwände, die quer zu den Basisflächen ausgerichtet sind und als Drehmomentübertragungswände dienen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Bohrwerkzeug ist die relativ geringe Breite der Basisflächen unzureichend, um den während Schneidarbeiten auf das Werkzeug ausgeübten Axialkräften zu widerstehen. Außerdem ist der vorstehend beschriebene Bohrkopf mit einer länglichen flachen Struktur nicht widerstandsfähig, wenn er unter Torsionsbedingungen verwendet wird. Darüber, hinaus weisen solche Werkzeuge bezüglich der Querschnittsfläche ihres Werkzeugschaftes und auch bezüglich -der Höhe ihrer Drehmomentübertragungswände eine kleine Grund- oder Basisfläche auf, was zu ihrer Instabilität beiträgt. Mindestens aus diesen Gründen kann der Bohrkopf mit der vorstehend beschriebenen flachen Struktur kaum für kleinformatige und insbesondere nicht für Miniaturschneidwerkzeuge verwendet werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges zusammengesetztes Schneidwerkzeug und einen neuartigen Schneidkopf dafür bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.

Vorzugsweise weist jeder Kupplungsabschnitt einen Vorsprung mit einer erhöhten Basisfläche und eine Vertiefung mit einer abgesenkten Basisfläche auf.

Wenn der Werkzeugschaft, auf dem der Schneidkopf angeordnet werden soll, Spannuten aufweist, weist der Schneidkopf vorzugsweise Spannutenabschnitte auf, die kontinuierlich in die Spannuten des Werkzeugschaftes übergehen. Dadurch erhält die gesamte Anordung eine vollständig gleichmäßige oder glatte Struktur, und durch ihre kontinuierlichen Spannuten werden Späne sehr gleichmäßig oder glatt abgeleitet.

Das erfindungsgemäße zusammengesetzte Werkzeug kann außerdem eine Sicherungsanordnung, z.B. in der Form eines Schlitzes im Werkzeugschaft, aufweisen, um den Schneidkopf darauf elastisch zu sichern.

Durch die erfindungsgemäße Kupplungs- oder Verbindungsanordnung wird ermöglicht, daß der Schneidkopf und der Werkzeugschaft starke breite Enden mit maximal verfügbarer Querschnittsfläche und niedrigen Drehmomentübertragungswänden aufweisen, wodurch die Stabilität des zusammengesetzten Schneidwerkzeugs verbessert wird. Durch die Kupplungsanordnung kann außerdem ein großes Drehmoment vom Werkzeugschaft auf den Schneidkopf übertragen werden, und die Kupplungsanordnung kann großen Axialkräften widerstehen, die bei Schneidarbeiten, z.B. beim Bohren, darauf ausgeübt werden. Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung ist insbesondere für zusammengesetzte Miniaturschneidwerkzeuge geeignet, besonders wenn solche zusammengesezten Werkzeuge Spanableitungsnuten aufweisen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammensetzen und Demontieren des vorstehend beschriebenen zusammengesetzten Schneidwerkzeugs.

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung, und um zu zeigen, wie diese in der Praxis ausgeführt sein kann, wird nachstehend auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen:

Fig. i eine isometrische Explosionsansicht einer Ausführ ungs form eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs im nicht zusammengesetzten Zustand;

Fig. 2 eine isometrische Ansicht eines Schneidkopfes des in Fig. 1 dargestellten Schneidwerkzeugs;

Fig. 3 eine Unteransicht des in Fig. 2 dargestellten Schneidkopfes;

Fig. 4a eine isometrische Teilansicht eines Werkzeugschaftes des in Fig. 1 dargestellten Schneidwerkzeugs;
Fig. 4b eine isometrische Teilansicht einer alternativen Ausführungsform des in Fig. 4a dargestellten Werkzeugschaftes ;

Fig. 5 eine Vorderansicht des in Fig. 4a dargestellten Werkzeugschaftes;

Fig. 6 eine isometrische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Schneidwerkzeugs in einer Anfangsphase seiner Montage;

Fig. 7 eine isometrische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Schneidwerkzeugs im zusammengesetzten Zustand;
Fig. 8 eine Querschnittansicht des in Fig. 7 dargestellten zusammengesetzten Schneidwerkzeugs;

Fig. 9 eine isometrische Explosionsansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs im nicht zusammengesetzten Zustand;

Fig. 10 eine isometrische Ansicht eines Schneidkopfes des in Fig. 9 dargestellten Schneidwerkzeugs;

Fig. 11 eine isometrische Teilansicht eines Werkzeugschaftes des in Fig. 9 dargestellten Schneidwerkzeugs;

Fig. 12 eine Querschnittansicht des in Fig. 9 dargestellten Schneidwerkzeugs im zusammengesetzten Zustand;

Fig. 13 eine isometrische Teil-Querschnittansicht eines in Fig. 9 dargestellten Schneidwerkzeugs in einer Anfangsphase seiner Montage; und

Fig. 14 und 15 verschiedene Ausführungsformen einer Montagevorrichtung zur Verwendung mit dem in den Figuren 9 bis 13 dargestellten Schneidwerkzeug.

In den Figuren 1 bis 9 ist ein erfindungsgemäßes zusammengesetztes Schneidwerkzeug für Bohrarbeiten dargestellt.

Das in Fig. 1 dargestellte Schneidwerkzeug 1 weist einen auswechselbaren massiven oder kompakten Wegwerf- oder Einweg-Schneidkopf 2 und einen Werkzeugschaft 4 mit einer Längsachse 6 und einer 180°-Rotationssymmetrie bezüglich der Längsachse 6 auf, wobei der Werkzeugschaft und der Schneidkopf auf selbstklemmende Weise zusammengesetzt werden können.

Im Schneidkopf 2 und im Werkzeugschaft 4 sind jeweils Spannutenabschnitte 8a, 10a und 8b, 10b ausgebildet, so daß, wenn das Schneidwerkzeug zusammengesetzt ist, die Abschnitte 8a und 8b und die Abschnitte 10a, 10b kontinuierliche, vorzugsweise spiralförmige Nuten 8 und 10 bilden, die sich vom Schneidkopf 2 zur Rückseite des Werkzeugschaftes 4 erstrekken.

Wie in Fig." 2 und 3 dargestellt, weist der Schneidkopf 2 in der Nähe des vorderen Endes 13 des Schneidkopfes einen Schneidabschnitt 12 und in der Nähe des hinteren Endes 15 des Schneidkopfes einen Schneidkopfbefestigungsabschnitt 14 auf.

Der Schneidabschnitt 12 des Schneidkopfes wird hierin nicht beschrieben, weil er nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Es sollte jedoch erwähnt werden, daß der Schneidabschnitt 12 des Schneidkopfes eine beliebige geeignete Struktur aufweisen kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt, weist der Schneidkopfbefestigungsabschnitt 14 eine ümfangsflache 16 und ein Paar diametral angeordnete Schneidkopfkupplungsabschnitte 20 auf, die jeweils durch die Ümfangsflache 16 und die Spannutenab-

schnitte 8a und 10a begrenzt sind. Jeder Schneidkopfkupplungsabschnitt 20 weist eine einstufige Struktur mit einer an einen Spannutenabschnitt 8a, 10a angrenzenden abgesenkten Basisfläche 22, einer an den anderen Spannutenabschnitt 8b, 10b angrenzenden erhöhten Basisfläche 24 und einer dazwischen angeordneten Drehmomentübertragungswand 26 auf, die sich alle von der Umfangsfläche 16 des Schneidkopfbefestigungsabschnitts 14 zur Längsachse 6 erstrecken. Die abgesenkte Basisfläche 22 und die Drehmomentübertragungswand 26 enden beide an einer Fixierwand 28, die über einen runden Eckabschnitt 27 in die Drehraomentübertragungswand übergeht und mit der abgesenkten Basisfläche 22 und der Drehmomentübertragungswand 26 eine Vertiefung 29 bildet. Die Schneidkopfkupplungsabschnitte 20 weisen eine mittlere Basisfläche 30 auf, die sich dazwischen erstreckt und in die erhöhten Basisflächen 24 der Schneidkopfkupplungsabschnitte 20 übergeht.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die abgesenkte, die erhöhte und die mittlere Basisfläche 22, 24 und 30 des Schneidkopfes im- wesentlichen flach und allgemein senkrecht zur Längsachse 6 ausgerichtet, und die Drehmomentübertragungswand 26 und die Fixierwand 28 sind quer zu den Basisflächen 22 und 24 ausgerichtet.

Wie in Fig. 3 dargestellt, erstreckt sich die DrehmomentÜbertragungswand 26 jedes Schneidkopfkupplungsabschnitts 20 allgemein radial bezüglich der Längsachse 6 und ist bezüglich den Basisflächen 22 und 24 im spitzen Winkel angeordnet. Die Drehmomentübertragungswand 2 6 muß keine ebene oder flache Fläche sein, sondern kann eine gekrümmte Fläche sein, von der sich nur ein Teil radial erstreckt. Außerdem kann die Drehmomentübertragungswand 26 im stumpfen Winkel zu der). Basisflächen angeordnet sein und muß sich nicht exakt in die radiale Richtung erstrecken, sondern kann unter einem

Winkel zu dieser Richtung angeordnet sein. Eine axiale Abmessung oder Ausdehnung d (Fig. 2) der Drehmomentübertragungswand 26 jedes Schneidkopfkupplungsabschnitts 20 ist wesentlich kleiner als ein Abstand D (Fig. 3) zwischen den radial äußersten Punkten 21' und 21'· der jeweiligen Spannutenabschnitte 8a und 10a. Die axiale Abmessung d ist nicht größer als, und vorzugsweise wesentlich kleiner als die Hälfte des Abstandes D und kleiner als eine Höhe H (Fig. Z) des Schneidkopfes 2, gemessen zwischen dem vorderen Ende 13 und seinen abgesenkten Basisflachen 24.

Wie in Fig. 3 dargestellt, erstreckt sich die .Fixierwand 28 bezüglich der Längsachse 6 in ümfangsrichtung entlang der abgesenkten Basisfläche 22. Alternativ kann sich die Fixierwand 28 entlang des gesamten Kupplungsabschnitts 20 oder entlang eines beliebigen Teilabschnitts davon erstrecken.

Wie in Fig. 1, 2, 6 und 7 und am besten in Fig. 8 dargestellt ist, sind die Fixierwände 28 schwalbenschwanzförmige konische oder Kegelflächen, die in Richtung vom vorderen Ende 13 des Schneidkopfes weg auseinanderlaufen oder divergieren. Diese schwalbenschwanzförmigen Kegelflächen weisen eine mit der Längsachse 6 übereinstimmende Achse (nicht dargestellt) auf und können verschiedenartige geeignete Formen haben, z.B. eine Spiralform, eine elliptische Form oder eine ähnliche Form.

Wie in den Figuren 4a und 5 dargestellt, weist der Werkzeugschaft 4 eine vordere Fläche 4 0 mit einem darauf ausgebildeten Schneidkopfaufnahmeabschnitt 42 auf. Der Schneidkopfaufnahmeabschnitt 42 weist eine Umfangsflache 43 auf, die in der Form und in den Abmessungen mit der Umfangsflache 16 des Schneidkopfbefestigungsabschnitts 14 zusammenpaßt. Der Schneidkopfaufnahmeabschnitt 42 weist diametral angeordnete Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 44 auf, die in

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der Form und in den Abmessungen mit den Schneidkopfkuppl'jngsabschnitten 20 zusammenpassen. Daher weist jeder Werkzeugschaft kupplungsabschnitt 4 4 eine erhöhte Basisfläche 43, eine abgesenkte Basisfläche 50, eine dazwischen angeordnete Drehmomentübertragungswand 52 und eine in die Drehmomentübertragungswand 52 übergehende schwalbenschwanzförmige Fixierwand 54 auf- Zwischen der erhöhten Basisfläche 48 und den Drehmomentübertragungs- und Fixierwänden 52 und 54 sind Vorsprünge 56 definiert, die mit den Vertiefungen 29 des Schneidkopfbefestigungsabschnitts 14 zusammenpassen und darin aufgenommen werden können. Zwischen den Werkzeugschaftkupplungsabschnitten 44 ist eine mittlere Basisfläche 60 angeordnet. Die erhöhten, abgesenkten und mittleren Basisflächen 48, 50 und 60 und die Drehmomentübertragungs- und Fixierwände 52 und 54 der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 44 entsprechen hinsichtlich der Ausrichtung und den Abmessungen den abgesenkten, erhöhten bzw. mittleren Basisflächen 22, 24 und 30 und den Drehmomentübertragungs- und Fixierwänden 26 und 28 der Schneidkopfkupplungsabschnitte 20, wobei die An-Ordnung jedoch derart ist, daß die Fixierwände 28 der Schneidkopfkupplungsabschnitte 20 eine Winkelausdehnung ct_c (Fig. 3) aufweisen, die kleiner ist als ein Winkelabstand ß_t (Fig. 5) zwischen Enden der Fixierwände 54 der Werkzeugschaft kupplungsabschnitte 44.

Die Fixierwände 28 und 54 der Kupplungsabschnitte 20 und 44 des Schneidkopfes 2 bzw. des Werkzeugschaftes 4 sind so konstruiert, daß dazwischen ein Fest- oder Preßsitz gebildet wird. Ein solcher Fest- oder Preßsitz zwischen den Fixierwänden 28 und 54 kann alternativ durch Ausbilden eines elastischen Schützes 62 im Werkzeughalter 4 erhalten werden, wie in Fig. 4b dargestellt.

Wie in Fig. 2, 3 und 4a dargestellt, weisen der Schneidkopf und der Werkzeugschaft außerdem Einsteck- und

Aufnahmeführungselemente 64 (Fig. 2) bzw. 66 (Fig. 4a), die auch umgekehrt angeordnet sein können, für die Anfangsausrichtung des Schneidkopfes 2 im Werkzeugschaft 4 auf.

Wie in Fig. 6 dargestellt, wird der Schneidkopfbefestigungsabschnitt 14 des Schneidkopfes 2 im Schneidkopfaufnahmeabschnitt 42 des Werkzeugschaftes 4 angeordnet, indem die Schneidkopfkupplungsabschnitte 20 zwischen den Vorsprüngen 56 der Werkzeugschaftkupplungsabschnite 44 quer eingesetzt werden und der .Schneidkopf 2 in Richtung A gedreht wird (entgegengesetzt zur Drehrichtung des Schneidwerkzeugs), so daß seine abgesenkten Basisflächen 22 entlang den erhöhten Basisflächen 48 der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 44 gleiten, bis die Drehmomentübertragungswände 2 6 der Schneidkopf kupplungsabschnitte 20 an den entsprechenden Drehmomentübertragungswänden 52 der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 4 4 anliegen und die Vorsprünge der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 44 in den Vertiefungen 29 der Schneidkopf kupplungsabschnitte 20 vollständig aufgenommen sind, und bis die schwalbenschwanzförmigen Fixierwände 28 der Schneidkopfbefestigungsabschnitte 20 mit den entsprechenden schwalbenschwanzförmigen Fixierwänden 54 der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 44 in Eingriff kommen. Im in Fig. 4a dargestellten Werkzeughalter wird der Eingriff zwischen den Fixierwänden 28 und 54 durch die elastische Verbreiterung des elastischen Schlitzes 62 erhalten.

Fig. 7 und 8 zeigen das vorstehend beschriebene Schneidwerkzeug 1 im zusammengesetzten Zustand. Während einer spanabhebenden oder Schneidbearbeitung wird durch den Kontakt der abgesenkten Basisflächen 22 des Schneidkopfes 2 mit den entsprechenden erhöhten Basisflächen 48 des Werkzeugschaftes 4 eine breite axiale Unterstützung für den Schneidkopf 2 im Werkzeugschaft 4 erhalten. Außerdem kann die axiale Unterstützung durch den Kontakt der erhöhten Ba-

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sisflächen 24 des Schneidkopfes 2 mit den abgesenkten Basisflächen 50 des Werkzeugschaftes 4 wesentlich erhöht werden. Die Fixierwände 28 und 54 des Schneidkopfes 2 bzw. des Werkzeugschaftes 4 dienen als Fixierflächen, die durch eine gegenseitig verblockende Einsteck-Aufnahmeverbindung koaxial wechselwirken und während eines Schneidvorgangs eine geeignete Sicherung des Schneidkopfes auf dein Werkzeughalter gewährleisten, und die außerdem verhindern, daß der Schneidkopf sich vom Werkzeugschaft löst oder davon weggezogen wird, wenn das Schneidwerkzeug von einem maschinell bearbeiteten Werkstück zurückgezogen wird.

Figuren 9 bis 14 zeigen eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs 101, dessen Kupplungsanordnung derjenigen des in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Schneidwerkzeugs im wesentlichen gleich ist, außer daß die Schneidkopf- und Werkzeugschaftkupplungsabschnitte des Schneidwerkzeugs 101 eine zweistufige Struktur aufweisen, wobei die Fixieranordnungen auf einer anderen axialen Stufe angeordnet sind als die Basisflächen und die Drehiuoinentübertragungswände. Daher wird in der nachstehenden Beschreibung des Schneidwerkzeugs 101 nur auf die Teile Bezug genommen, die für die Beschreibung der Fixieranordnung wesentlicht sind.

Wie in Fig. 9 dargestellt, weist das Schneidwerkzeug 101 einen massiven oder kompakten Schneidkopf 102 und einen Werkzeugschaft 104 mit einer Längsachse 106 und mit zwei Spannuten (nicht bezeichnet) auf.

Der in Fig. 10 separat dargestellte Schneidkopf 102 weist einen in der Nähe des vorderen Endes 113 des Schneidkopfes angeordneten Schneidabschnitt 112 und einen in der Nähe des hinteren Endes 115 des Schneidkopfes angeordneten Schneidkopfbefestigungsabschnitt 114 auf. Der Schneidkopfbefestigungsabschnitt 114 weist ein Paar diametral angeordnete

Schneidkopfkupplungsabschnitte 120 mit jeweils einer abgesenkten Basisfläche 122, einer erhöhten Basisfläche 124, einer Drehmcmentübertragungswand 126 und einer dadurch gebildeten Vertiefung 129 auf.

Der in Fig. 11 dargestellte Werkzeugschaft 104 weist eine vordere Fläche 140 mit einem darauf ausgebildeten Schneidkopfaufnahmeabschnitt 142 auf. Der Schneidkopfaufnahmeabschnitt 142 weist Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 14 4 mit erhöhten Basisflächen 148, abgesenkten Basisflächen 150, Drehmomentübertragungswänden 152 und dadurch gebildeten Vorsprüngen 156 auf, die in der Form und in den Abmessungen mit den Vertiefungen 129 der Schneidkopfkupplungsabschnitte 120 zusammenpassen.

Wie in Fig. 9, 10 und 11 dargestellt, weist das Schneidwerkzeug 101 Einsteck- und Aufnahme-Befestigungselemente 200 und 210 auf, die im Schneidkopf 102 bzw. im Werkzeugschaft 104 ausgebildet sind und radiale Abmessungen aufweisen, die wesentlich kleiner sind als die radiale Abmessung des Schneidkopfes und des Werkzeugschaftes. Das Einsteck-Befestigungselement 200 des Schneidkopfes 102 steht von seinem hinteren Ende 115 hervor, und das Aufnahme-Befestigungselement 210 des Werkzeugschaftes 104 ist bezüglich seiner vorderen Fläche 140 vertieft.

Wie in Fig. 10 und 11 dargestellt, weisen das Einsteck- und das Aufnahme-Befestigungselement 200 und 210 des Schneidwerkzeugs 101 jeweils konische Fixierwände 128 und 154 und dazwischen mittlere Basisflächen 130 und 160 auf, die eine ähnliche Form aufweisen und auf ähnliche Weise wechselwirken wie die entsprechenden Fixierwände 28 und 54 und die Basisflächen 30 und 60 der Schneidkopfkupplungsabschnitte 20 und der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 44 des Schneidwerkzeugs 1. Insbesondere weist das Schneidwerkzeug 101, ähnlich wie das Schneidwerkzeug 1, einen Winkelabstand

zwischen seinen benachbarten Enden der Fixierwände 154 des Werkzeugschaftes 104 auf, der größer ist als ein Winkelmaß der Fixierwände 128 des Schneidkopfes 102. Das Winkelmaß der Fixierwände 128 des Schneidkopfes 102 ist jedoch größer als das der Fixierwände 28 des Schneidkopfes 2, und der Winkelabstand zwischen benachbarten Enden der Fixierwände 154 des Werkzeugschaftes 104 ist kleiner als derjenige zwischen den Fixierwänden 54 des Werkzeugschaftes 4. Außerdem weisen die erhöhten Basisflächen 124 der Schneidkopfkupplungsabschnitte 120 des Schneidwerkzeugs 101 jeweils ein Winkelmaß auf, das wesentlich kleiner ist als der Winkelabstand zwischen den erhöhten Basisflächen 148 der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 144.

Wie in Fig. 12 dargestellt, verlaufen die konischen Fixierwände 128 und 154 des Einsteck- und des Aufnahme-Fixierelements 200 und 210 vom vorderen Ende 113 des Schneidkopfes weg divergent und wirken durch eine Schwalbenschwanzverbindung zusammen, wobei dazwischen ein Gleitsitz gebildet wird.

Ähnlich wie-die Ausführungsform des Schneidwerkzeugs 1, bei dem der Wsrkzeugschaft 4 die in Fig. 4a dargestellte Struktur hat, kann das Schneidwerkzeug 101 eine Einrichtung zum elastischen Sichern des Schneidkopfes am Werkzeugschaft aufweisen. Fig. 10, 11 und 13 zeigen ein alternatives Beispiel einer solchen Sicherungseinrichtung.

Die Sicherungseinrichtung weist zwei zylinderförmige Sicherungsstifte 220 (Fig. 11 und 13) auf, die von der mittleren Basisfläche 160 des Aufnahme-Fixierelements 210 des Werkzeugschaftes 104 radial hervorstehen und in der Nähe der konischen Fixierwände 154 angeordnet sind, und zwei entsprechende zylinderförmige Sicherungsnuten 222 (Fig. 10 und 13), die in den konischen Fixierwänden 128 des Einsteck-Fixierelements 200 des Schneidkopfes 102 ausgebildet und da-

zu geeignet sind_/ die Sicherungsstifte 220 aufzunehmen. Die Sicherungsstifte 220 sind zur Längsachse 106 hin geneigt, so daß sie im wesentlichen in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, wie die divergierenden konischen Fixierwände 128 und 154 des entsprechenden Einsteck- bzw. Aufnahme-Fixierelements 220 und 210.

Wie in Fig. 13 dargestellt, sind die Sicherungsstifte 220 auf elastische Weise im Werkzeugschaft 104 angeordnet, was bei der beschriebenen Ausführungsform erreicht wird, indem jeder der Sicherungsstifte 220 in einem stufenförmig ausgebildeten länglichen Loch 230 angeordnet wird, das im Werkzeugschaft 104 in der Nähe der konischen Fixierwände 154 ausgebildet ist und zwei Bohrungsabschnitte mit verschiedenen Durchmessern aufweist, so daß ein unterer Abschnitt 232 des Stifts 220 in einen unteren schmalen Abschnitt 236 der Bohrung 230 eingepaßt ist und ein oberer Abschnitt 240 des Stifts 220 von einem oberen breiten Abschnitt 242 der Bohrung 230 umschlossen ist, so daß der Stift sich darin in geringem Maße verbiegen kann.

Dadurch gleiten, wenn der Schneidkopf 102 beim Zusammensetzen des Schneidwerkzeugs 101 in den Schneidkopfaufnahmeabschnitt 142 des Werkzeugschaftes 104 eingesetzt und in Richtung A gedreht wird, die konischen Fixierwände 128 des Einsteck-Fixierelements 200 unter die konischen Fixierwände 154 des Aufnahme-Fixierelements 210, und die Stifte 220 werden nach außen zu den Wänden 154 hin vorgespannnt.

Wenn die Drehmomentübertragungswände 12 6 der Schneidkopf kupplungsabschnitte 200 an den Drehmomentubertragungswänden 152 der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte 44 anliegen, wird die Drehbewegung des Schneidkopfes 102 beendet, und die Sicherungsstifte 220 treten in die Sicherungsnuten ein. Dadurch wird der Schneidkoof 102 durch die elastischen

Sicherungsstifte 220 zuverlässig in seiner Halteposition auf dem Werkzeugschaft 104 gehalten.

Die erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuge können ferner eine Verbindungs- oder Montagevorrichtung aufweisen. Fig. 14 und 15 zeigen zwei Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung zur Verwendung mit einem beliebigen der vorstehend beschriebenen Schneidwerkzeuge, die nachstehend unter Bezug auf das Schneidwerkzeug 101 beschrieben werden. Wie dargestellt, weisen eine Montagevorrichtung 300 (Fig. 14) und eine Montagevorrichtung 400 (Fig. 15) jeweils einen länglichen zylinderförmigen Hohlraum 310, 410 mit einem dem Durchmesser des Schneidwerkzeugs 101 entsprechenden Durchmesser auf. Die Montagevorrichtungen 300 und 400, oder mindestens ihre Hohlräume 310 und 410, bestehen aus einem geeigneten Material und weisen einen Schneidkopfhalteabschnitt 320, 420 und einen Werkzeugschaftaufnahmeabschnitt 330, 340 auf, durch dem der Schneidkopf 102 und der Schneidkopfaufnahmeabschnitt 142 des Werkzeugschaftes 104 umschlossen oder gehalten werden kann· Die Schneidkopfhalteabschnitte 320 und 420 der Hohlräume 310 und 410 weisen eine bezüglich einer Außenstruktur des Schneidkopfes 102 komplementäre Form auf und weisen daher konvexe Abschnitte 340 und 440 auf, die in den Spannutenabschnitte des Schneidkopfes aufgenommen werden können, so daß seine Drehbewegung bezüglich den Montagevorrichtungen 300 und 400 verhindert wird. Die Montagevorrichtungen 300 und 400 können ferner eine Einrichtung aufweisen, die verhindert, daß der Schneidkopf aus den Schneidkopfhalteabschnitten 320 und 420 der Vorrichtungen herausfällt. Daher sind diese Einrichtungen in der in Fig. 14 dargestellten Montagevorrichtung 300 flexible Elemente 350, und in der in Figur 15 dargestellten Montagevorrichtung 4 00 werden diese Elemente durch konvexe Elemente 440 mit einer geeigneten Form und mit geeigneten Abmessungen gebildet. Alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Elementen 350

und 440 können die Schneidkopfhalteabschnitte 320 und 420 der zylinderförmigen Hohlräume 310 und 410 einen Durchmesser aufweisen, der etwas kleiner ist als derjenige des Schneidkopfes 102, so daß er im entsprechenden Schneidkopfhalteabschnitt durch einen Fest- oder Preßsitz gehalten werden kann. Wenn das Schneidwerkzeug 101 auseinandergenommen oder demontiert wird, wird der Schneidkopf von der entsprechenden Montagevorrichtung entweder durch Herausdrücken des Schneidkopfes an ihrem hinteren Ende 360 aus der Vorrichtung 300 (Fig. 14) oder durch Wegziehen des Schneidkopfes an ihrem vorderen Ende 460 von der Vorrichtung 400 gelöst.

Das erfindungsgemäße zusammengesetzte Schneidwerkzeug und Komponenten davon können alternative Konfigurationen und Merkmale aufweisen, die von den vorstehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Merkmalen verschieden sind. Beispielsweise kann das Schneidwerkzeug mehr als zwei Spanableitnuten aufweisen, oder das Schneidwerkzeug kann keine solchen Nuten aufweisen und/oder es kann einen lokal ausgebildeten Spanableitungsraum aufweisen. Im letztgenannten Fall werden, die abgesenkten Flächen des Schneidkopfes und des Werkzeugschaftes die gesamte Fläche zwischen den erhöhten Flächen einnehmen. Außerdem können der Schneidkopfbefestigungsabschnitt und der Schneidkopfaufnahmeabschnitt des Werkzeugschaftes mehr als zwei Kupplungsabschnitte aufweisen, die gleichmäßig oder ungleichmäßig beabstandet sein können. Darüber hinaus kann die in den Zeichnungen dargestellte Struktur des Schneidkopfbefestigungsabschnitts und des Schneidkopfaufnahmeabschnitts des Werkzeugschaftes in diesen Abschnitten umgekehrt ausgebildet sein. Die im Schneidwerkzeug verwendete Sicherungseinrichtung kann eine beliebige geeignete Struktur aufweisen. Das zusammengesetzte Schneidwerkzeug kann weitere Merkmale aufweisen, z.B. eine Kühleinrichtung.

Claims

Anspruch«

1. Werkzeug für Rotations-Schneidarbei-

ten, mit einem auswechselbaren Schneidkopf und mit einem Werkzeugschaft, die eine gemeinsame Längsachse und zusammenpassende Umfangsflächen aufweisen; wobei

der Schneidkopf in der Nähe seines vorderen Endes einen Schneidabschnitt und in der Nähe seines hinteren Endes einen Schneidkopfbefestigungsabschnitt aufweist, und wobei der Werkzeugschaft einen an einer vorderen Fläche davon ausgebildeten Schneidkopfaufnahmeabschnitt aufweist, wobei der Schneidkopfbefestigungsabschnitt und der Schneidkopfaufnahmeabschnitt des Werkzeugschaftes jeweils mindestens zwei Kupplungsabschnitte aufweisen und die Schneidkopfkupplungsabschnitte und die Werkzeugschaftkupplungsabschnitte durch die Umfangsflächen begrenzt sind und in der Form und in den Abmessungen zusammenpassen;

jeder Kupplungsabschnitt aufweist: eine Basisfläehe, die sich quer zur Längsachse erstreckt und dazu geeignet ist, als Teil einer axialen Unterstützung des Schneidkopfes im Werkzeugschaft zu dienen, eine Drehmomentübertragungswand, die sich allgemein in radialer Richtung bezüglich der Längsachse erstreckt und quer zur Basisfläche ausgerichtet ist, und eine Fixierwand, die angrenzend an die Drehmomentübe.rtragungswand angeordnet ist und sich quer dazu und bezüglich der Längsachse in Umfangsrichtung erstreckt, wobei die Fixierwand jedes Schneidkopfkupplungsabschnitts ein Winkelmaß aufweist, das kleiner ist als ein entsprechender Winkelabstand zwischen benachbarten Enden der Fixierwände zweier verschiedener Werkzeugschaftkupplungsabschnitte;

und wobei das Schneidwerkzeug zusammengesetzt wird, indem zu Beginn der Schneidkopfbefestigungsabschnitt bezüglich des Schneidkopfaufnahmeabschnitts derart angeordnet wird, daß die Fixierwände der Schneidkopfkupplungsabschnitte zwischen die entsprechenden Fixierwände der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte eingesetzt werden und anschließend der Schneidkopf bezüglich des Werkzeugschaftes gedreht wird/ bis die Schneidkopfkupplungsabschnitte vollständig über den entsprechenden Werkzeugschaftkupplungsabschnitten angeordnet sind und ihre Basisflächen und ihre Drehmomentübertragungswände aneinander anliegen und ihre Fixierwände durch eine gegenseitig verblockende Einsteck-Aufnahmeverbindung koaxial wechselwirken, wodurch der Schneidkopf selbstklemmend auf dem Werkzeugschaft gehalten wird,

2. Werkzeug nach Anspruch I₇ wobei die Schneidkopfkupplungsabschnitte und die Werkzeugschaftkupplungsabschnitte zusammenpassende Stufenstrukturen aufweisen, bei denen jeweils ein Paar Basisflächen vorgesehen sind, von denen eine Fläche erhöht und die andere abgesenkt ist, wobei die Basisflächen über die Drehmomentübertragungswand ineinander übergehen.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, wobei die abgesenkten Basisflächen der Schneidkopfkupplungsabschnitte am hinteren Ende des Schneidkopfes ausgebildeten Vertiefungen zugeordnet sind, und wobei die erhöhten Basisflächen der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte an der vorderen Fläche des Werkzeugschaftes ausgebildeten Vorsprüngen zugeordnet sind, wobei die Vertiefungen bezüglich der Umfangsausdehnung des zugeordneten Kupp-

lungsabschnitts relativ flach ausgebildet sind und die Vorsprünge bezüglich der Umfangsausdehnung des zugeordneten Kupplungsabschnitts eine relativ geringe Höhe aufweisen.
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4. Werkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3,

wobei im Werkzeugschaft mindestens zwei Spannuten ausgebildet sind.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, wobei im

Schneidkopf Spannutenabschnitte ausgebildet sind, die kontinuierlich in die im Werkzeugschaft ausgebildeten Spannuten übergehen.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, wobei jeder

Kupplungsabschnitt sich zwischen zwei Spannuten so erstreckt, daß seine abgesenkte Fläche angrenzend an eine der Nuten und seine erhöhte Fläche angrenzend an die andere Nut angeordnet ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 3, wobei im

Werkzeugschaft Spannuten ausgebildet sind und im Schneidkopf Spannutenabschnitte ausgebildet sind, die kontinuierlich in die im Werkzeugschaft ausgebildeten Spannuten übergehen, und wobei die Vertiefungen und die Vorsprünge der Schneidkopfkupplungsabschnitte bzw. der Werkzeugschaftkupplungsabschnitte jeweils an einer Seite davon durch eine benachbarte Nut und an der anderen Seite davon durch die Drehmomentübertragungswand begrenzt sind.

g. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1

bis 7 zur Verwendung für Dreharbeiten.

9. Werkzeug nach Anspruch 8 zur Verwendung für Bohrarbeiten.

10. Auswechselbarer Schneidkopf zur Anordnung auf einem Werkzeugschaft mit einem vorderen Schneidkopfaufnahmeabschnitt, in dem mindestens zwei Kupplungsabschnitte ausgebildet sind, die jeweils durch eine Werkzeugschaf tumfangsf lache begrenzt sind und eine Basisfläche, eine Drehmomentübertragungswand und eine Fixierwand aufweisen; wobei

der Schneidkopf aufweist: eine mit der Werkzeugschaftuinfangsflache zusammenpassende Umfangsfläche, einen in der Nähe eines vorderen Endes des Schneidkopfes angeordneten Schneidabschnitt und einen in der Nähe eines hinteren Endes des Schneidkopfes angeordneten Schneidkopfbefestigungsabschnitt, wobei im Schneidkopfbefestigungsabschnitt mindestens zwei durch die Umfangsflache des Schneidkopfes begrenzte Kupplungsabschnitte ausgebildet sind;

jeder Kupplungsabschnitt des Schneidkopfes aufweist: eine Längsachse und eine Basisfläche, die sich quer zur Längsachse erstreckt und dazu geeignet ist, als Teil einer axialen Unterstützung des Schneidkopfes im Werkzeugschaft zu dienen, eine Drehmomentübertragungswand, die sich in einer allgemein radialen Richtung bezüglich der Längsachse erstreckt und quer zur Basisfläche ausgerichtet ist, .und eine Fixierwand, die angrenzend an die Drehmomentübertragungswand angeordnet , ist und sich quer dazu erstreckt und sich in Umfangsrichtung relativ zur Längsachse erstreckt, wobei die Fixierwand jedes Schneidkopfes eine Winkelausdehnung aufweist, die kleiner ist als ein entsprechender Win-

kelabstand zwischen benachbarten Enden der Fixierwände zweier verschiedener Werkzeugschaftkupplungsabschnitte.

11. Schneidkopf nach Anspruch 10, wobei im Schneidkopf Spannutenabschnitte ausgebildet sind, wobei sich mindestens einer der Kupplungsabschnitte zwischen zwei benachbarten Spannutenabschnitten erstreckt, und wobei die abgesenkte Basisfläche des Kupplungsabschnitts angrenzend an einen der Spannutenabschnitte und die erhöhte Basisfläche des Kupplungsabschnitts angrenzend an den anderen Spannutenabschnitt angeordnet ist.

12. Schneidkopf nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Körper des Schneidkopfes massiv bzw. kompakt ist.

13. Vorrichtung zum Zusammensetzen und Demontieren des

Schneidwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem länglichen zylinderförmigen Hohlraum mit einem dem Durchmesser des Schneidwerkzeugs entsprechenden Durchmesser, wobei mindestens der Hohlraum aus einem elastischen Material besteht, wobei der Hohlraum einen Schneidkopfhalteabschnitt und einen Werkzeugschaftaufnahmeabschnitt aufweist, wobei diese Abschnitte den Schneidkopf und den Schneidkopfaufnahmeabschnitt des Werkzeugschaftes elastisch umschließen können, der Schneidkopfhalteabschnitt eine bezüglich einer Außenstruktur des Schneidkopfes komplementäre Form aufweist, so daß die Drehbewegung des Schneidkopfes bezüglich der Montagevorrichtung verhindert wird, und wobei die Vorrichtung eine Einrichtung aufweist, die verhindert, daß der Schneidkopf aus dem Schneidkopfhalteabschnitt der Montagevorrichtung herausfällt.