DE3008008C2 - Spanabhebendes Werkzeug - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein spanabhebendes Werkzeug, insbesondere Drehwerkzeug, Ausbohrwerkzeug od. dgl., mit einem in einer Ebene geteilten Schaft und wenigstens einem Schneidelement an dessen vorderem Ende, wobei die den Schaft bildenden Teile ^b5 jeweils auf ihrer Anlageseite mit einem Zahnprofil versehen sind und durch eine Schraubenverbindung miteinander verspannbar sind.

Bei einem bekannten Werkzeug dieser Art (DE-GM 1916171) ist ein Schneidelement an einem als »Werkzeug« bezeichneten Teil vorgesehen, das mit einem als »Bohrstange« bezeichneten Teil durch einen in eine axiale Gewindebohning des letzteren eingesehraubten Befestigungsbolzen verbunden ist Werden die beiden Teile zusammen als Schaft aufgefaßt, dann ist dieser Schaft unter einem Winkel zu seiner Längsachse geteilt, so daß beide Teile mit schräg zur Längsachse verlaufenden Trennflächen zur Aniage kommen. Die beiden Teile sind jeweils auf ihrer Anlageseite mit einem Zahnprofil versehen. Mit einer solchen Ausbildung sollte eine Sicherung gegen Verdrehen beider Teile zueinander erreicht werden.

In einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung (DE-AN P 29 02 258.0-14 = DE-OS 29 02 258) ist ein Bohrwerkzeug beschrieben, bei dem ein als Bohrkopf bezeichneter Teil mit einem Schaft verbunden ist wobei am Iunenumfang eines hohlzylindrischen Ansatzes des einen Teiles achsparallele Nuten vorgesehen sind, in die am Außenumfang des anderen Teiles angeordnete Leisten eingreifen.

Schließlich ist eine am vorderen Ende mit einem durch Schrauben befestigten Werkzeug versehene Bohrstange bekannt (US-PS 38 20 422), die zwei miteinander verschraubte Teile aufweist, von denen das hintere aus einem Material besteht, das gegenüber dem Materia! des vorderen Teiles einen höheren Elastizitätsmodul hat.

Auch bei Werkzeugen der erläuterten Ausführungen bleiben hinsichtlich des praktischen Einsatzes und des Arbeitsverhaltens immer noch Wünsche offen. Dies gilt u.a. mit Bezug auf die Gegebenheiten bei modernen Werkzeugmaschinen, namentlich NC- bzw. CNC-Maschinen, und die Durchführung von mehr oder weniger verwickelten Bearbeitungsprogrammen mit einer möglichst geringen Zahl von Werkzeugwechseln bzw. Umschaltvorgängen des Werkzeugträgers od. dgl. sowie ferner bezüglich eines möglichst schwingungsfreien Ablaufs der jeweiligen Bearbeitungsoperation.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein spanabhebendes Werkzeug der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das die Bestückung mit Schneidelementen in vielfältiger Weise ermöglicht und sich somit unterschiedlichen Einsatzbedingungen und Arbeitsoperationen leicht anpassen läßt und das zugleich auch gegen Schwingungen möglichst unanfällig ist bzw. sich schwingungsmindernd verhält und sich auch in dieser Hinsicht durch günstige Arbeitseigenschaften auszeichnet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Teilungsebene der Schaftteile sowie das jeweilige Zahnprofil in Längsrichtung des Schaftes verlaufen und daß die Schraubenverbindung in Querrichtung des Schaftes angeordnet ist.

Beim Zusammenfügen der Schaftteile greifen die Zahnprofile mit Flankenanlage ineinander, so daß sich durch das Verspannen beider Teile mittels der Schraubenverbindung ein einheitlicher kompakter Körper ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen behandelt.

Mit der Erfindung ist ein Werkzeug geschaffen, das eine Reihe besonders vorteilhafter Eigenschaften besitzt So lassen sich Schaftteile gleicher oder unterschiedlicher Art und Bestückung miteinander in vielfältiger Weise kombinieren, wodurch den verschiedensten Bearbeitungsaufgaben Rechnung getragen werden kann. Wenn in der vorliegenden Beschreibung

und in den Ansprüchen generell von »Schneidelement« gesprochen wird, so sollen darunter sowohl unmittelbar auf dem Schaftteil befestigte oder leicht lösbar festgelegte Elemente, beispielsweise ein aufgelötetes Hartmetallplättchen oder ein durch Klemmung festlegbares Keramikplättchen, als auch mittelbar, z. B. über zusätzliche Träger, Kassetten od. dgl, angebrachte Elemente verstanden werden.

Bei alledem zeichnet sich das erfindungsgemäße Werkzeug auch durch Vorteile in seinem Arbeitsverhalten aus. Die Bildung des Schaftes aus zwei miteinander verspannbaren Teilen mindert die Schwingungsneigung des Werkzeuges. Die Anlage zwischen beiden Schaftteilen bildet einen Reibschluß, der bei auftretender äußerer Erregerkraft energieverzehrend wirkt und dadurch die Ausbildung von Schwingungen hindert

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführung des Werkzeuges in Ansicht,

F i g. 2 eine Stirnansicht zu F i g. 1,

F i g. 3 eine weitere Ausführung des Werkzeuges in Ansicht,

F i g. 4 eine Stirnansicht zu F i g. 3,

F i g. 5 den vorderen Teil einer weiteren Ausführung des Werkzeuges,

F i g. 6 eine Einzelheit eines Werkzeuges in vergrößerter Teilansicht, teils im Schnitt,

F i g. 7 einen Teil einer Anlageseite eines Schaftteiles in Draufsicht,

Fig.8 einen vergrößerten Teilschnitt, im wesentlichen nach der Linie VIH-VlII in F i g. 1,

F i g. 9 einen etwa der F i g. 8 entsprechenden Schnitt bei einer anderen Ausführungsform und

Fig. 10 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine Ausführung eines Belages.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Werkzeug weist einen Schaft S auf, der aus zwei Teilen 1 und 2 zusammengesetzt ist. Jeder Schaftteil weist auf seiner dem anderen Teil zugekehrten Anlageseite A (vgl. F i g. 7) ein in Längsrichtung verlaufendes Zahnprofil 3 bzw. 4 auf. Die Form des Zahnprofils ist so gewählt, z. B. mit in Flächen 7, 8 endenden Zähnen 5,6(Fi g. 8), daß sich beim gegenseitigen Eingriff eine reine Anlage an den Zahnflanken ergibt. Das Zahnprofil kann jeweils über die ganze Länge der Schaftteile durchgehend sein oder aber z. B. auch nur in Bereichen nahe der Enden der Schaftteile vorhanden sein, wobei ein dazwischenliegender Teil (in F i g. 7 durch strichpunktierte Linien angedeutet) eben sein kann oder abgesetzt ist. Ais Teilungs- bzw. Trennungsebene £der Schaftteile 1,2 ist die im wesentlichen durch das Zahnprofil 3, 4 gelegte Ebene bezeichnet. Diese liegt bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel in einer Längsmittelebene des Schaftes S. Die Trennungsebene kann nicht nur, wie gezeigt, etwa unter einem rechten Winkel zur Schneidelement-Ebene verlaufen, sondern auch unter einem anderen Winkel.

Die Schaftteile können abweichend von der gezeigten Ausführung auch unterschiedliche Querschnitte haben. Ungeachtet der Ausbildung im einzelnen läßt sich für jeweils zu einem Werkzeug zusammenzusetzende Schaftteile gleicher oder verschiedener Werkstoff bzw. Werkstoff mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften vorsehen, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert ist.

Wie F i g. 1 erkennen läßt, ist der Schaftteil 1 mit zwei Gewindebohrungen 9 zur Aufnahme von Spannschrauben bzw. einer Schrauben verbindung 10, z. B. mit Innenmehrkant, versehen, die Langlöcher 11 in dem anderen Schaftteil durchgreifen und deren Köpfe in langlochartigen Ausnehmungen 12 zu liegen kommen. Das Vorderende des Schaftteile^ 1 ist unter Bildung eines etwas verbreiterten Köpft eiles la abgesetzt und weist einen Sitz 13 für ein Schneidelement L 1 auf, z. B. in Form einer Wendeschneidplatte, die in bekannter Weise auf ihrem Sitz lösbar befestigt ist, etwa mit ι ο Spannpratze, Deckplatte, Spanbrecheraufsatz od. dgl. In F i g. 1 ist lediglich schematisch eine Klemmschraube 15 für das Schneidelement angedeutet. Es kann auch eine aufgelötete Hartmetallplatte oder ein in einem zusätzlichen Träger, einer Kassette od. dgl. gehaltenes Schneidelement vorgesehen sein. Im letztgenannten Fall ist dann, die Kassette auf dem Kopfteil 1 a des Schaftteiles 1 lösbar und zweckmäßig einstellbar befestigt

Der andere Schaftteil 2 ist am vorderen Ende ähnlich

ausgebildet, d. h. er weist einen abgesetzten Kopfteil 2a mit Sitz 14 für ein Schneidelement RI auf, wobei das vorstehend zum Schaftteil I Gesagte hier sinngemäß und entsprechend gilt.

Bei der Ausführung nach den F i g. 1 und 2 trägt der Schaftteil 1 somit ein linkes, d. h. linksseitig arbeitendes Schneidelement L 1 und der Schaftteil 2 ein rechtes, d. h. rechtsseitig arbeitendes Schneidelement /?2. Darüber hinaus bestehen noch vielfältige andere Möglichkeiten der Art und Anordnung von Schneidelementen auf den Schaftteilen. So zeigen die F i g. 3 und 4 eine jo Werkzeugausführung, bei der ein Schaftteil 1 mit einem linken Schneidelement L 1 identisch mit dem entsprechenden Schaftteil der Ausführung nach den F i g. 1 und 2 ist. Der andere Schaftteil 21 unterscheidet sich von dem Schaftteil 2 gemäß F i g. 1 und 2 nur darin, daß er J5 einen dem Schaftteil 2 entsprechenden Kopfteil 21a mit einem ebenfalls linken Schneidelement L 2 aufweist, während seine sonstige Ausbildung mit der des Schaftteiles 2 übereinstimmt.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist ein ein linkes Schneidelement L 1 aufweisender Schaftteil 1 mit einem Schaftteil 22 kombiniert, dessen Kopfteil 22a einen Sitz 16 für ein rechtes Schneidelement R 2' von im Vergleich zu F i g. 1 anderer Art aufweist, wie es z. B. zum Drehen von abgesetzten Flächen, Schultern od. dgl. benötigt wird.

Aus den erläuterten Beispielen ergibt sich, daß es möglich ist, eine Vielzahl von Schaftteilen gewissermaßen im Sinne von Einzelwerkzeugen mit verschiedenartigsten Schneidelementen auszurüsten und dann durch Zusammenfügen entsprechender Schaftteile zu Werkzeugen zu gelangen, die dem jeweiligen Bearbeitungsproblem optimal angepaßt sind und die Durchführung auch schwieriger Arbeitsaufgaben gestatten, namentlich auf Werkzeugmaschinen mit modernen Sieuerungen. Abgesehen davon besteht die Möglichkeit, nur einen der Schaftteile mit einem Schneidelement auszurüsten. Auch dies ist allein wegen der grundsätzlichen Ausbildung des Werkzeuges in zahlreichen Fällen von Vorteil. Somit ist ein vielseitig verwendbares Werkzeugsystem geschaffen.

Das gesamte zusammengesetzte Werkzeug kann in der jeweils gewünschten Weise in einem Grundhalter, einem Support oder einem sonstigen Werkzeugträger einer V/erkzeugmaschine eingespannt werden.
b5 Beim Verspannen zweier Schaftteile miteinander können die Köpfe der Schrauben 10 zur festen Anlage auf dem Grund der Ausnehmungen 12 kommen (F i g. 1 und 2). Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestal-

tung des Werkzeuges, wie sie F i g. 6 veranschaulicht, ist zumindest einer Spannschraube 10, vorzugsweise der den vorderen Enden oder Kopfteile der Schaftteile I, 21' am nächsten befindlichen Schraube (z. B. linke Schraube 10 in Fig. 1), eine im Kraftfluß liegende > Druckfeder 17 zugeordnet, z. B. eine Ringfeder, ein Tellerfederpaket od. dgl. Bei der Ausführung nach Fig.6 sitzt die Feder 17 zwischen dem Kopf 10a der Schraube 10 und dem Grund 12a der Ausnehmung 12. Durch entsprechendes Drehen der Schraube 10 läßt sich i< > die Kraft, mit der die beiden Schaftteile Ϊ,2V verspannt werden, auf einen jeweils günstigen Wert einstellen. Damit kann eine optimale Abstimmung des Verhaltens des Werkzeuges auf die jeweiligen Bedingungen erfolgen. In Fig.6 ist außerdem dargestellt, daß das r> Werkzeug mit einer Abdrückschraube 18 versehen sein kann, die sich in einer Gewindebohrung 19 des Schaftteiles 2Γ befindet und mit ihrer Stirnfläche an der Anlageseite des anderen Schaftteiles 1 zum Angriff gebracht werden kann, sei es an der Oberseite des z. B. 2» abgeflachten Zahnprofils 3, sei es an einer dort vorgesehenen Planfläche, an der das Zahnprofil abgearbeitet ist. Mit der Abdrückschraube 18 können zusätzliche Einstellungen bewirkt werden, u. a. zur Kompensierung von Schneidelement-Verschleiß und r> ggf. auch zur Beeinflussung der Verspannung der Schaftteile miteinander.

Anstelle einer unmittelbaren Anlage der Flankenpartien der Zahnprofile an den Schaftteilen (F i g. 8) ist bei einer vorteilhaften weiteren Ausführung zwischen den j» Schaftteilen 1, 2 eine schwingungsdämpfende Lage vorgesehen. Dies kann insbesondere ein auf die Anlageseite wenigstens eines Schaftteiles 1 aufgebrachter Belag B sein, wie ihn F i g. 9 erkennen läßt. Dieser Belag B kann beim Auseinandernehmen des Werkzeuges auf dem Schaftteil 1 verbleiben. Der Belag B besteht bei einer zweckmäßigen Ausführung, die vergrößert in Fig. 10 veranschaulicht ist, aus einer viskoelastischen Kunstharzscliicht 25, die außer dem gewünschten Dämpfungsverhalten auch ein Haften auf dem Zahnprofil des Schaftteiles sichernde Klebereigenschaften hat. Auf dieser Schicht 25 und an dieser ebenfalls haftend befindet sich eine dünne Stahlfolie 26 als Abschluß. Die gesamte Dicke a des Belages B liegt zweckmäßig in der Größenordnung von Bruchteilen eines Millimeters und beträgt insbesondere etwa 0,1 mm.

Wenn in der vorstehenden Erläuterung der Figuren von einem linken bzw. linksseitig arbeitenden oder rechten bzw. rechtsseitig arbeitenden Schneidelement gesprochen wurde, so ist damit generell auch die Anordnung des betreffenden Schneidelements auf dem Schaftteil und die Ausbildung des letzteren zum Arbeiten in dem genannten Sinne gemeint. Die Schneidelemente selbst können verschieden oder gleich sein. So kann es sich z. B. bei der Ausführung nach Fig. 1 bei den Schneidelementen L\ und R2 um keramische Wendeschneidplatten gleicher oder gleichartiger Ausbildung handeln, die auf den unterschiedlichen Kopfteilen der Schaftteile 1 und 2 mit den verschieden liegenden Sitzen 13 und 14 wahlweise und austauschbar festzuspannen sind. Ungeachtet der Ausgestaltung der Schaftteile hinsichtlich des Sitzes oder der Aufnahme für ein Schneidelement ist vorteilhaft die Ausbildung im übrigen so getroffen, daß sich beim Zusammenfügen beliebiger Kombinationen von unterschiedlichen Schaftteilen deren Teilquerschnitte immer zu einem geschlossenen runden bzw. kreisförmigen oder auch eckigen Gesamtquerschnitt des Schaftes ergänzen, insbesondere zu einem stangenförmigen Schaft (vgl. Fig.2 und 4), der in den Aufnahmebohrungen von Werkzeugträgern moderner Werkzeugmaschinen in üblicher Weise gespannt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Spanabhebendes Werkzeug, insbesondere Drehwerkzeug, Ausbohrwerkzeug od. dgl, mit einem in einer Ebene geteilten Schaft und wenigstens einem Schneidelement an dessen vorderem Ende, wobei die den Schaft bildenden Teile jeweils auf ihrer Anlageseite mit einem Zahnprofil versehen sind und durch eine Schraubenverbindung miteinander verspannbar sind, dadurch gekennzeichne t, daß die Teilungsebene (E) der Schaftteile (1,2; 21; 21'; 22) sowie das jeweilige Zahnprofil (3; 4) in Längsrichtung des Schaftes (S^ verlaufen und daß die Schraubenverbindung (10) in Querrichtung des Schaftes angeordnet ist

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftteile (1, 2; 21; 2V; 22) in Längsrichtung relativ zueinander verstellbar sind.

3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaftteil (1, 2; 21,2Γ, 22) mit einem der Schneidelemente (L 1, L 2, R 2, R 2') versehen ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Schneidelemente als rechtsseitiges Schneidelement (R 2) und das andere der beiden Schneidelemente als linksseitiges Schneidelement (L 1) ausgebildet ist

5. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schneidelemente als jo gleichsinnige, d. h. als rechtsseitige oder linksseitige Schneidelemente (L 1, L 2) ausgebildet sind.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftteile (1, 2; 21; 2Γ; 22) aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Elastizitäts- bzw. Dämpfungsverhalten bestehen.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schaftteilen (1, 2) eine schwingungsdämpfende Lage vorgesehen ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfende Lage einen Belag (B) auf wenigstens einem der Schaftteile (1,2) bildet.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfende Lage bzw. der Belag (B) aus einer metallischen Folie (26) und einer Schicht (25) mit hoher Dämpfung besteht.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenverbindung (10) eine Feder (17) zugeordnet ist.

H. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung des Schaftes verlaufende Teilungsebene (E) die Längsmittelebene ist.