DE3021410A1

DE3021410A1 - Werkzeugeinheit fuer vertikaldrehmaschinen

Info

Publication number: DE3021410A1
Application number: DE19803021410
Authority: DE
Inventors: Juraj Dipl Ing Andel; Ladislav Dipl Ing Dekany
Original assignee: TOVARNE STROJARSKEJ TECHNIKY KONCERNOVY VYSKUMNY USTAV NARADIA VUNAR; Tovarny Strojirenske Techniky
Current assignee: TOVARNE STROJARSKEJ TECHNIKY KONCERNOVY VYSKUMNY USTAV NARADIA VUNAR; Tovarny Strojirenske Techniky
Priority date: 1979-06-08
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1980-12-11
Also published as: PL138046B1; CS210846B1; GB2053747B; FR2458340A1; FR2458340B3; JPS5633202A; RO81363A; YU150680A; JPS6322923B2; YU43473B; IT1212420B; GB2053747A; RO81363B; PL224806A1; IT8022597A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinheit für Vertikaldrehmaschinen, die ein einfaches und schnelles Wechseln von Werkzeugköpfen, ein Schleifen der Schneidekante von Werkzeugköpfen für Beenden der Operation außerhalb der Maschine, ein Abschaffen physisch anstrengander Manipulationen mit den Werkzeugen und ein allfälliges Anwenden von Werkzeugköpfen für Längs- und Querdrehen ermöglicht, wodurch die benötigte Zahl der Werkzeugköpfe wesentlich herabgesetzt wird.

Bei derzeit üblichen Werkzeugköpfen werden die Drehbankmesser mittels zweier vertikalen und einer mit der Einspannfläche des Kopfes parallelen Nut durch drei Spannschrauben eingespannt. Die Werkzeugköpfe haben große Abmessungen, vor allem für Drehbankmesser mit einem Querschnitt 50 χ 50 und 63 χ 63 mm. Beim Nachschleifen der Messer ändert sich die Höhe der Schneidekante, was gemäß laufender Praxis durch Einlegen von Blechen verschiedener Dicke unter den Messerkörper kompensiert wird. Dadurch wird die Steifheit des Einspannens beeinträchtigt und es kommt oft zu einem Erzeugen von selbsterregten Schwingungen. Ein wiederholtes Bestücken des Messerkopfes durch ein Drehbankmesser ist zeitraubend, das Wechseln ist physisch anstrengend und vom Standpunkt des Arbeitsschutzes unvorteilhaft. Bei digital gesteuerten Vertikaldrehmaschinen

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erfordert das wiederholte Bestücken des Messerkopfes durch Drehbankmesser entweder ein Demontieren des Messerkopfes und ein Einstellen mittels eines Einstellgerätes außerhalb der Maschine und ein darauffolgendes Montieren mittels eines besonderen Gerätes, oder ein Wechseln des abgestumpften Drehbankmessers ohne Demontieren des Messerkopfes und ein Einstellen mittels eines Einstellgerätes, das an der Maschine vorgesehen ist. In beiden Fällen des Wechselns des abgestumpften Werkzeuges muß die Maschine auf längere Zeit stillgelegt werden, mit der Folge eines beträchtlichen Steigens der Verlustzeit beim Bearbeiten. Weitere Nachteile bekannter Messerköpfe sind ein Herabsetzen der maximalen Höhe des Stirndrehens wegen deren Länge, die durch die Länge der Körper der Drehbankmesser gegeben ist, die im Messerkopf senkrecht zur Einspannfläche eingespannt werden und deren Gewicht etwa 0,2 bis 0,4 kN beträgt, was die Manipulation erschwert.

Die erwähnten Nachteile werden durch eine Werkzeugeinheit für Vertikaldrehmaschinen behoben, die einen Haupthalter und wenigstens einen erfindungsgemäßen Werkzeugkopf enthält, deren Wesen darin beruht, daß die Anschließflächen des Haupthalters mit der Achse der Werkzeugeinheit einen

fi\c:. i^;V~-~^7TWinkel 45⁰ einschließen und mit der Schneidekante den

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■" ■-■- Winkel C/= A^ 45 . Die Werkzeugköpfe werden mittels einer

geeignet gebildeten Fläche in eine Ausnehmung des Haupt-

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halters eingelegt und mittels eines Spannelementes gesichert.

Die Anschließfläche des Haupthalters kann in Form eines internen beiderseitigen, beiderseitig schrägen Schwalbenschwanzes, allfällig eines beiderseitigen, einseitig schrägen Schwalbenschwanzes für einen äusseren Schwalbenschwanz des Werkzeugkopfes ausgeführt werden. Im Haupthalter ist eine zugepaßte Öffnung, die in ein Muttergewinde für ein Außengewinde einer Spannschraube des Werkzeugkopfes übergeht. Die Spannschraube besitzt unterhalb des Kopfes eine, mit einer Abflachung versehene zugepaßte Zylinderfläche. Die Einspannfläche der Spannschraube ist als Schraubenfläche mit, gegenüber dem Außengewinde entgegengesetzter Steigung. Gemäß einer weiteren Ausführung ist die Anschließfläche des Haupthalters als einseitiger Schwalbenschwanz des Werkzeugkopfes ausgebildet. Die Anschließfläche und die Hauptfläche ^p, die mit der Achse der Werkzeugeinheit parallel ist und mit der Schneidekante einen Winkel Ji= 0 einschließt, sind unter einem Winkel 50 bis 90°. Im Haupthalter ist ein zugepaßtes Muttergewinde ausgeführt, das in eine zugepaßte Öffnung für die Spannschraube übergeht.

Erfindungsgemäß kann ferner im Körper des Werkzeugkopfes eine Ausnehmung für einstellbare Schneidewerkzeuge ausgeführt werden, deren Seitenfläche einen Winkel 45° gegenüber der Anschließfläche einschließt, wobei im Körper

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des Werkzeugkopfes ein Muttergewinde für die Spannschraube des Schneidewerkzeuges ausgeführt ist.

Im Werkzeugkopf kann eine Ausnehmung für Drehbankmesser ausgeführt werden, deren Seitenfläche mit der Anschließfläche einen Winkel 45° einschließt, wobei im Werkzeugkopf Muttergewinde für Außengewinde von Spannschrauben der Drehbankmesser ausgeführt sind.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Werkzeugeinheit ist ein einfaches und schnelles Wechseln des Werkzeugkopfes, der die Aufgabe eines Cchneidewerkzeuges erfüllt und dessen starres Einspannen. Beim Wechseln eines Schneidewerkzeuges wird beim Einstellen lediglich mit einem Werkzeugkopf eines Gewichtes 10 bis 15 N manipuliert, was mit Rücksicht auf Arbeitsschutz und Beschränkung der physischen Anstrengungvorteilhaft ist. Da eine Genauigkeit der Lage der Schneidekante gegenüber der Anschließflache des Werkzeugkopfes und die Genauigkeit der Anschließflächen ohne besondere Ansprüche der Erzeugung in Toleranzen, die für Schrupparbeit zulässig sind, eingehalten werden kann, wird die Notwendigkeit eines Einsteilens der Schneidekante beim Schruppen an digital gesteuerten Vertikaldrehmaschinen abgeschafft. Für nachträgliches Bearbeiten sind Werkzeugköpfe mit einer Ausnehmung für Einspannen von einstellbaren Schneidewerkzeugen, allfällig mit einer Aus-

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nehmung zum Einspannen von Drehbankmessern bestimmt, die ein Einstellen der Schneidekante außerhalb der Maschine ermöglichen, in einer Vorrichtung mit mechanischen Anschlägen oder in einem einfachen optischen Einstellgerät. Die Lage der Anschließflächen im Hauptkörper ermöglicht eine alternative Anwendung eines Werkzeugkopfes für Längs- und Querdrehen mit gleicher Einstellung der Schneidekante, wodurch der Satz der Werkzeugköpfe um 50 % verringert wird.

Die kleinen Abmessungen des Werkzeugkopfes und die Einfachheit der Anschließfläche mit einem Spannelement ermöglichen die Länge der Werkzeugeinheit im Vergleich mit derzeit verwendeten Messerköpfen wesentlich herabzusetzen, wodurch die Höhe des Stirndrehens maximal erhöht wird.

In den beiliegenden Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Werkzeugeinheit für vertikale Drehmaschinen dargestellt, wo

Fig. 1 eine Werkzeugeinheit mit Anschließflächen in Form eines beiderseitigen, beiderseitig schrägen Schwalbenschwanzes vorstellt;

Fig. 2 eine Ansicht in einer, in Fig. 1 mit Q bezeichneten Richtung;

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Fig. 3 einen Schnitt in einer, in Fig. 1 mit A-A bezeichneten Ebene,

Fig. 4 eine Ansicht in einer, in Fig. 1 mit £ bezeichneten Richtung;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Anschließflächen in Form eines beiderseitigen, einseitig schrägen Schwalbenschwanzes;

Fig. 6 einen Schnitt in einer, in Fig. 5 mit B-B bezeichneten Ebene;

Fig. 7 eine Werkzeugeinheit mit Anschließflächen in Form eines einseitigen Schwalbenschwanzes;

Fig. 8 einen Schnitt entlang einer in Fig. 7 mit C-C bezeichneten Ebene;

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei schrägen Anschließflächen mit senkrechten zugepaßten Öffnungen;

Fig. 10 einen Schnitt entlang einer, in Fig. 9 mit D-D bezeichneten Ebene;

Fig. 11 eine Werkzeugeinheit mit einer Ausnehmung zum Ein-

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spannen einstellbarer Schneidewerkzeuge im Werkzeugkopf;

Fig. 12 einen Schnitt entlang einer, in Fig. 11 mit E-E bezeichneten Ebene;

Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Ausnehmung zum Einspannen von Drehbankmessern im Werkzeugkopf;

Fig. 14 einen Schnitt entlang einer, in Fig. 13 mit F-F bezeichneten Ebene;

Fig. 15 ein Schneidewerkzeug für Drehbänke und Hobelmaschinen.

Die Werkzeugeinheit gemäß Fig. 1, 2, 3, 4, 5 und 6 besteht aus einem Haupthalter 10, einem Werkzeugkopf 20, Spannelementen 30 und einstellbaren Düsen 60. Am Haupthalter 10 sind zwei Anschließflächen 11 für den Werkzeugkopf 20 ausgeführt, die mit der Achse 0 der Werkzeugeinheit einen Winkel 45° und mit der Schneidekante 22 einen Winkel OT = öL*=·" 45^U einschließen, wo % der Einstellwinkel der Schneidekante ist. Die erwähnte Anordnung ermöglicht ein alternatives Anwenden eines Werkzeugkopfes 20 für Längs- und Querdrehen, wie in Fig. 1 ersichtlich ist. Beim Einspannen des Werkzeugkopfes 20 an der linken Anschließfläche 11 wird

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die Werkzeugeinheit für Längsdrehen in Richtung der Achse Z^ mit einem Einstellwinkel % der Schneidekante verwendet. Das Einspannen des Werkzeugkopfes 20 an der rechten Anschließflache 11 ermöglicht ein Querdrehen in Richtung der Achse Z^ mit gleichem Einstellwinkel % der Schneidekante. Die Anschließfläche 11 ist als interner beiderseitiger beiderseitig schräger Schwalbenschwanz ausgeführt (Fig. 4), allfällig als interner beiderseitiger einseitig schräger Schwalbenschwanz 12 (Fig. 5, 6)/in welchen mit einem überragen an der Stirnseite ein äusserer Schwalbenschwanz 21 des Werkzeugkopfes 20 eingelegt wird. Das erwähnte Überragen ermöglicht ein Einspannen des Werkzeugkopfes 20 durch eine Spannschraube 30a. Die Einspannfläche 33 der Spannschraube 30a ist als Schraubenfläche mit entgegengesetzter Steigung als die äußere Schraubenfläche 35 ausgeführt, wodurch das Einspannen des Werkzeugkopfes 20 unabhängig von dessen Einfallen im Haupthalter 10 in vorbestimmten Toleranzen ermöglicht wird. Ein Verdrehen der Spannschraube 30a in eine Lage, wo deren Abflachung 32 an deren Kopf 31 gegen die Anschließfläche 11 gekehrt ist und mit ihr parallel ist, ermöglicht ein Wechseln des Werkzeugkopfes 20 ohne ein vollkommenes Ausschrauben der Spannschraube 30a, wodurch die Zeit des Wechselns wesentlich verkürzt wird. Die Werkzeugeinheit wird an ein Gleitstück oder an einen Revolverkopf einer vertikalen Drehmaschine mittels der Spannfläche 13 einge-

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spannt. Über eine Bohrung im Haupthalter 10 und einstellbare Düsen 60 wird die Schneideflüssigkeit den Schneidekanten 22 zugeführt.

Bei der Ausführung der Werkzeugeinheit nach Fig. 7 und 8 schließen die Anschließflächen 11 des Haupthalters 10 mit der Hauptfläche ψ , die mit der Achse 0 und der Schneidekante 22 mit einem Neigungswinkel J\,= 0° einen Winkel 50 bis 90° Und mit der Achse 0 einen Winkel 45° ein. An die Anschließfläche 11, die als einseitiger Schwalbenschwanz 12 ausgeführt ist, sitzt ein äußerer Schwalbenschwanz 21a des Werkzeugkopfes 20. Ein zugepaßter Lagenbolzen 40, der im Haupthalter 10 unter einem Winkel C^ eingeschraubt ist und in eine zugepaßte Ausnehmung 23 des Werkzeugkopfes einfällt, bestimmt die Lage des Werkzeugkopfes 20 gegenüber dem Haupthalter 10. Die durch die Spannschraube 30a, die im Lagenbolzen 40 eingeschraubt ist, erzeugte Spannkraft wird auf den Werkzeugkopf 20 über den Kopf 31 der Schraube 30a übertragen, die in eine Ausnehmung 24 des Werkzeugkopfes 20 einfällt.

Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 9 und 10 schließen die Anschließflächen 11 des Haupthalters 10 mit der Ebene ψ , die mit der Achse 0 der Werkzeugeinheit und der Schneidekante 22 mit einem Neigungswinkel J^ = 0° einen Winkel 50 bis 90° ein und mit der Achse 0 den Win-

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kel 45°. Im Haupthalter 10 sind senkrecht zu den Anschließflächen 11 zugepaßte zylindrische Öffnungen 12b ausgeführt, in welche ein zugepaßter Bolzen 21b des Werkzeugkopfes 20 einfällt. Die Spannschraube 30a, die mittels ihrer Einspannfläche 33 an die schräge Abflachung am zugepaßten Bolzen 21b anliegt, erzeugt eine Spannkraft in Richtung der Achse des zugepaßten Bolzens 21b und nimmt gleichzeitig das Drehmoment von der Schneidekraft auf.

Bei der Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 11 und 12 ist im Körper des Werkzeugkopfes 20 eine Ausnehmung 26 für einstellbare Schneidewerkzeuge ausgeführt, deren Seitenfläche 27 mit der Anschließfläche 11 einen Winkel 45° einschließt. Die erwähnte Lage der Ausnehmung 26 ermöglicht ein Längs- und Querdrehen unter Anwendung eines Werkzeugkopfes, der mit dem erwähnten Schneidewerkzeug bestückt ist. Das einstellbare Schneidewerkzeug ist in der Ausnehmung 26 mittels einer Spannschraube eingespannt, die in einem Muttergewinde 27a eingeschraubt ist. Die Einstellbarkeit des Schneidewerkzeuges wird durch zwei Schrauben gesichert, die im Körper des Schneidewerkzeuges eingeschraubt sind, die sich gegen Seitenflächen 27 und 27b der Ausnehmung 26 stützen.

Bei der Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 13 und 14 ist im Körper des Werkzeugkopfes 20 eine Ausnehmung 28 für Dreh-

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bankmesser ausgeführt, deren Seitenfläche mit der Anschließfläche 11 einen Winkel 45° einschließt. Das Drehbankmesser wird in einer Ausnehmung 28 durch Spannschrauben 50 eingespannt. Die Erfindung kann auch an Revolverköpfen von digital gesteuerten Drehmaschinen verwendet werden. Ferner kann die Erfindung für ein Schneidewerkzeug an Dreh- und Hobelmaschinen gemäß Fig. 15 Anwendung finden, wo die Anschließfläche 11 des Haupthalters 10 mit der Achse des Haupthalters einen Winkel 45° einschließt und mit der Schneidekante 22 des Werkzeugkopfes 20 einen

einschließt. In der rechten und linken Ausführung des Haupthalters 10 können Werkzeugköpfe 20 mit gleichen Vorteilen eingespannt werden, wie bei früher erwähnten Beispielen der Werkzeugeinheit.

Die Erfindung läßt sich nach obigem kurz umreissen als Werkzeugeinheit für Vertikaldrehmaschinen, die ein einfaches und schnelles Wechseln eines Werkzeugkopfes ermöglicht unter Beibehaltung der richtigen Lage der Schneidkante und unter Beschränkung der physischen Anstrengung der Bedienung, welche Einheit auch ein Einspannen einstellbarer Schneidwerkzeuge ermöglicht, deren Einstellen außerhalb der Maschine erfolgen kann.

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Claims

DR. BERG DIPL.-ING. STAFF DIPL.-ING. SCHWABE DU. DR. SAWDMAIR

PATENTANWÄLTE
Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte 30 963

6. Juni 1980

Tovärne strojarskej techniky koncernovy vyskumny üstav näradia VUNAR, Nove Zämky, Nämestie VOSR 2/a, CSSR

Werkzeugeinheit für Vertikaldrehmaschinen

Patentansprüche :

,—j.
1. Werkzeugeinheit für vertikale Drehmaschinen, die einen

Haupthalter und wenigstens einen Werkzeugkopf enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugköpfe (20) im Haupthalter (10) eingelegt und mittels eines Spannelements (30) gesichert sind, wobei Anschließflächen (11) des Haupthalters (10)

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«■(089)988272 /ab Telegramme: 988273 BERGSTAPFPATENT München 988274 TELEX: 983310 052456OBERGd

Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

ORK3INAL-mPECTED

mit der Achse (O) der Werkzeugeinheit einen Winkel 45° einschließen und mit der Schneidekante (22) einen

2. Werkzeugeinheit für vertikale Drehmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschließfläche (11) des Haupthalters (10) in Form eines internen, beiderseitigen, beiderseitig schrägen Schwalbenschwanzes ausgebildet ist, allfällig in Form eines internen beiderseitigen,einsei tig schrägen Schwalbenschwanzes (12) für einen äusseren Schwalbenschwanz (21) des Werkzeugkopfes (20), wobei im Haupthalter (10) eine zugepaßte Öffnung (14) ausgeführt ist, die in ein Muttergewinde (15) für ein Außengewinde (35) einer Spannschraube (30a) übergeht, wobei die Spannschraube (30a) unterhalb ihres Kopfes

(31) eine mit Abflachung (32) versehene zylindrische zugepaßte Fläche (34) besitzt, deren Einspannfläche (33) als Gewindefläche mit entgegengesetzter Steigung als das Außengewinde (35) ausgeführt ist.

3. Werkzeugeinheit für vertikale Drehmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschließfläche (11) des Haupthalters

(10) als einseitiger Schwalbenschwanz (12a) für einen einseitigen Schwalbenschwanz (21) des Werkzeugkopfes (20)

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ausgeführt ist, wobei die Anschließfläche (11) und eine Fläche (Φ), die parallel ist mit der Achse (0) der Werkzeugeinheit und mit der Schneidekante (22) mit einem Neigungswinkel JL = 0°, einen Winkel 50 bis 90 einschließen, wobei im Haupthalter (10) unter einem Winkel oC eine zugepaßte Öffnung (16) ausgeführt ist, die in ein Muttergewinde (17) für ein Außengewinde (41) eines zugepaßten Lagenbolzens (40) übergeht, in welchem ein Muttergewinde (42) für eine Spannschraube (30a) ausgeführt ist, wobei im Werkzeugkopf (20) eine zugepaßte Ausnehmung (23) für den zugepaßten Lagenbolzen (40) vorgesehen ist und eine Ausnehmung (24) für den Schraubenkopf (31) der Spannschraube (30a).

4. Werkzeugeinheit für vertikale Drehmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Haupthalter (10) eine zylindrische zugepaßte Öffnung (12b) ausgeführt ist, die senkrecht zur Anschließfläche (11) steht, für einen zugepaßten Bolzen (21b) des Werkzeugkopfes (20), an welchem eine Abflachung (25) ausgeführt ist, wobei die Anschließfläche (11) und die Ebene ( f ) , die parallel ist mit der Achse (0) der Werkzeugeinheit und mit der Schneidekante (22) mit einem Neigungswinkel Jt= 0°, einen Winkel 5O bis 90 einschließen, wobei im Haupthalter (10) ein Muttergewinde (18) ausgeführt ist, das in eine zugepaßte Öffnung (19) für die Spannschraube (30a) über-

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geht.

5. Werkzeugeinheit für vertikale Drehmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß im Körper des Werkzeugkopfes (20) eine Ausnehmung (26) ausgeführt ist für einstellbare Schneidewerkzeuge, deren Seitenfläche (27) mit der Anschließfläche (11) einen Winkel 45° einschließt, wobei im Körper des Werkzeugkopfes (20) ein Muttergewinde (27a) für eine Spannschraube des einstellbaren Werkzeuges ausgeführt ist.

6. Werkzeugeinheit für vertikale Drehmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Körper des Werkzeugkopfes (20) eine Ausnehmung (28) für Drehbankmesser ausgeführt ist, deren Seitenfläche (29) mit der Anschließfläche (11) einen Winkel 45° einschließt, wobei im Werkzeugkopf (20) Muttergewinde (29a) für Außengewinde (51) von Spannschrauben (50) der Drehbankmesser vorgesehen sind.

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