-
Drehwerkzeug für die Endenbearbeitung von Wellen, Zapfen,
-
Rohren und dergleichen.
-
Die Erfindung betrifft ein Drehwerkzeug für die Endenbearbeitung von
Wellen, Zapfen, Rohren und dergleichen, mit einem mit der Spindel einer Drehmaschine
verbindbaren, scheibenförmigen Grundkörper und mehreren an diesem lösbar befestigten
Werkzeughaltern, von denen jeder mindestens einen, mittels einer Stellschraube radial
zur Drehachse verstellbaren und festklemmbaren, eine Schneidplatte tragenden Schneidplattenträger
aufweist.
-
Unter Endenbearbeitung versteht man die vollständige Bearbeitung des
Endes einer Welle, eines Zapfens oder eines Rohres mit einem einzigen Drehwerkzeug,
welches mehrere fest eingestellte Schneidplattenträger mit darauf angeordneten Schneidplatten
aufweist. In einem einzigen axialen Vorschub des Drehwerkzeuges gegenüber dem Werkstück
oder umgekehrt erfolgt dabei z.B. eine Planbearbeitung der Stirnfläche, eine Bearbeitung
des Außendurchmessers auf eine begrenzte Länge, die Anbringung von Phasen am AuSendurchmesser
und die Herstellung einer Zentrierbohrung.
-
Bei einem bekannten Drehwerkzeug der eingangs erwähnten Art sind die
Werkzeughalter an der Stirnfläche des Grundkörpers fest verschraubt. Um eine exakte
Positionierung der Werkzeughalter zu erreichen, weist dabei die Stirnfläche Nuten
auf, in welche die Werkzeughalter eingreifen. An jedem Werkzeughalter ist mindestens
ein Schneidplattenträger mittels einer Stellschraube radial verstellbar. Mit diesem
Drehwerkzeug ist es zwar möglich, in einem gewissen Durchmesserbereich unterschiedliche
Durchmesser zu bearbeiten, jedoch weisen die bearbeiteten Flächen stets den gleichen
Abstand von der stirnseitigen Planfläche des bearbeiteten Werkstückendes auf. Nur
durch Austauschen der Werkzeughalter gegen andere, dem zu bearbeitenden Werkstück
angepaßte Werkzeughalter, könnte man das Drehwerkzeug auch
für ein
anderes Werkstück verwenden. Da jedoch Werkstücksenden die verschiedensten Formen
aufweisen können 5 müßte man eine große Anzahl von verschiedenen Werkzeughaltern
vorrätig haben oder jeweils passende Werkzeughalter anfertigen. Bereits die Herstellung
der Nuten in der Stirnrläche des Grundkörpers ist ein aufwendiger Arbeitsworgang.
-
Hinzu kommt, daß bei jedem Werkzeughalter die in die Nut eingreifenden
Flächen genau bearbeitet sein müssen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehwerkzeug für die
Endenbearbeitung von Wellen, Zapfen, Rohren und dergleichen der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, welches mit wenigen Grundtypen von Werkzeughaltern die Bearbeitung
einer großen Anzahl verschiedener Werkstückenden ermöglicht, ohne wesentliche Änderung
dem jeweiligen Wnrkstückende angepaßt werden kann und dabei einfach in seinem Aufbau
ist.
-
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Grundkörper
für jeden Werkzeughalter mindestens eine zur Drehachse parallele Aufnahmebohrung
und der Werkzeughalter einen in diese passenden zylindrischen Schaft aufweist, daß
jeder Werkzeughalter eine parallel zur Drehachse bzw. Schaftachse verschraubbare
Stellschraube aufweist, die sich am Grundkörper oder einem mit- diesem verbundenen
Tragkörper abstützt und daß ferner zwischen dem Schaft und dem Grundkörper eine
Verdrehsicherung und eine Klemmeinrichtung vorgesehen sind, mittels welcher der
Schaft in der eingestellten Akialstellung festklemmbar ist.
-
Durch die Verwendung von zylindrischen Aufnahmebohrungen und in diese
passende zylindrische Schäfte ist die Herstellung des gesamten Drehwerkzeuges sehr
vereinfacht worden. Der scheibenförmige Grundkörper mit den zylindrischen Aufnahmebohrungen
ist dabei so einfach herstellbar, daß sogar der Verwender des Werkzeuges sich einen
derarti-
gen Grundkörper selbst anfertigen kann, wenn es das zu
bearbeitende Werkstück erfordern sollte. Dies dürfte jedoch in der Regel nicht der
Fall sein, denn durch die Verstellbarkeit der Werkzeughalter in axialer Richtung
und die zusätzliche Verstellbarkeit der Schneidplattenträger in radialer Richtung,
kann man das Drehwerkzeug den verschiedensten zu bearbeitenden Werkstückenden anpassen.
Auch ist es möglich, durch Austausch von Schneidplattenträgern gegen solche mit
einer anderen Form eine Anpassung vorzunehmen.
-
Diese Anpassungsmöglichkeiten können noch dadurch erweitert werden,
daß der Grundkörper mehrere, in unterschiedlichem radialen Abstand von der Drehachse
angeordnete Aufnahmebohrungen aufweist. Wenn nämlich der radiale Verstellbereich
eines Schneidplattenträgers nicht ausreichend ist, so kann man den jeweiligen Werkzeughalter
durch Lösen der Klemmeinrichtung leicht von dem Grundkörper entfernen und seinen
Schaft in eine radial weiter außen oder weiter innen liegende Aufnahmebohrung einstecken
und dort festklemmen. Das Drehwerkzeug ermöglicht somit Bearbeitungen in einem sehr
großen Durchmesserbereich.
-
Erwähnenswert ist noch, daß man nach den bisherigen Feststellungen
mit nur zwei Grundtypen von Werkzeughaltern auskommt und damit eine große Anzahl
der verschiedensten Werkstückenden bearbeiten kann.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
-
Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen: Figur 1 eine Stirnansicht des Drehwerkzeuges, Figur 2 eine
Seitenansicht in Richtung II der Figur 1 unter Weglassung eines Teiles der Werkzeughalter,
Figur
3 eine Seitenansicht in Richtung III unter Weglassung eines anderen Teiles der Werkzeughalter,
Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Figur 1, Figur 5 eine Stirnansicht
eines zweiten Ausführungsbeispieles des Grundkörpers, Figur 6 eine Draufsicht auf
einen ersten Typ eines Werkzeughalters, Figur 7, 8, 9 Draufsichten auf verschiedene,
bei diesem Werkzeughalter verwendbare Schneidplattenträger, Figur 10 eine Draufsicht
auf einen zweiten Typ eines Werkzeughalters, Figur 11 einen Schnitt nach der Linie
XI-XI der Fig. 10.
-
Das Drehwerkzeug weist einen scheibenförmigen Grundkörper 1 auf, dessen
vordere Stirnfläche 1a und dessen hintere Stirnfläche 1b vorzugsweise plangeschliffen
sind. Der Grundkörper 1 liegt mit seiner hinteren Grundfläche 1b an einem Tragkörper
2 an und ist mit diesem über nicht dargestellte Schrauben verbunden. Der Tragkörper
2 dient zur Befestigung an der Spindel einer Drehmaschine und kann zu diesem Zweck
einen genormten Konus 3 aufweisen oder auch als Flanschplatte ausgebildet sein.
-
Der Grundkörper 1 weist bei dem in Figur 1 - 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
vier Aufnahmebohrungen 4 auf, die in geeigneten Radialabständen von der Drehachse
D-D angeordnet sind und sich parallel zu dieser Drehachse erstrecken. Der Durchmesser
dieser Aufnahmebohrungen kann für kleinere Drehwerkzeuge etwa 25 mm und für größere
etwa 36 mm betragen. Die Aufnahmebohrungen 4 dienen zur Aufnahme von gleichartig
ausgestalteten zylindrischen Schäften 5 von Werkzeughaltern 6,7, die weiter unten
noch näher beschrieben sind. Da die Ausgestaltung der Schäfte 5 und der zu ihrer
Klemmung, Verdrehsicherung und Axialverstellung dienenden Elemente bei beiden Typen
von Werkzeughaltern 6,7, gleichartig sind, sind diese Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet und werden zunächst
beschrieben.
-
Als Verdrehsicherung und Klemmeinrichtung ist in dem Schaft 5 ein
Klemmbolzen 8 vorgesehen, der in eine in die Wandung der Aufnahmebohrung 4 eingearbeitete,
achsparallele Nut 9 eingreift. Zur Betätigung des Klemmbolzens dient eine Schraube
10, die parallel zur Schaftachse A-A angeordnet ist und mit einem kegelförmigen
Kopf 10a in eine kegelförmige Ansenkung 11 des Klemmbolzens eingreift. Die Achsen
der Schraube 10 und der kegelförmigen Ansenkung 11 sind dabei so zueinander versetzt
angeordnet, daß beim Anziehen der Schraube 10 der Klemmbolzen 11 durch das Zusammenwirken
des kegelförmigen Kopfes 10a mit der kegelförmigen Ansenkung 11 radial nach außen
gedrückt wird. Anstelle einer kegelförmigen Ansenkung könnte der Klemmbolzen auch
eine zum Kegelkopf passende, sich quer zur Klemmbolzenachse erstreckende Quernut
aufweisen.
-
Der Klemmbolzen 8 ist vorteilhaft in einer senkrecht zur Verstellrichtung
V eines auf dem Werkzeughalter 6,7 angeordneten Schneidplattenträgers 12,13 verstellbar.
Hierdurch wird erreicht, daß sich beim Anziehen des Klemmbolzens 8 die radiale Einstellung
des Schneidplattenträgers nicht verändert.
-
Dementsprechend ist die achsparallele Nut 9 jeweils in einer zu der
durch die Achse der Aufnahmebohrung senkrechten Ebene angeordnet. Dies ermöglicht
eine besonders einfache und exakte Herstellung und Lagebestimmung der achsparallelen
Nut 9.
-
Die achsparallele Nut 9 weist vorteilhaft einen halbkreisförmigen
Querschnitt auf und der Klemmbolzen 8 einen hierzu passenden Kopf 8a. Neben einer
einfachen Herstellbarkeit der achsparallelen Nut 9 hat diese Ausgestaltung den Vorteil,
daß nach dem Anziehen der Schraube 10 der Kopf 8a des Klemmbolzens 8 auch in Umfangsrichtung
der Aufnah-
mebohrung 4 spielfrei in die Nut eingreift.
-
Zur axialen Verstellung weist jeder Werkzeughalter 6,7 eine parallel
zur Drehachse D-D bzw. Schaftachse A-A verschraubbare Stellschraube 14 auf, die
vorzugsweise am schaftseitigen Ende des Werkzeughalters 6,7 angeordnet und durch
eine im Bereich der Schneidplattenträger 12,13 mündende Bohrung 15 zugänglich ist.
Bei dem Werkzeughalter 6 sind die Stellschraube 14 und die Bohrung 15 im Schaft
5 angeordnet, während bei dem Werkzeughalter 7 die Stellschraube 14 und die Bohrung
15 in einem Kopfteil 16 vorgesehen sind. In heiden Fällen dient jedoch die Bohrung
15 zum Durchtritt eines Sechskant-Schlüssels, der in einen entsprechenden Sechskant
14a in der Stellschraube einsetzbar ist. Der Durchmesser der Bohrung 15 ist dabei
so bemessen, daß er in etwa dem Umkreisdurchmesser des Sechskant-Schlüssels entspricht,
so daß dieser direkt in den jeweiligen Innensechskant 14a geführt wird.
-
Hauptsächlich in den Figuren 2,4 und 6 ist ein erster Typ eines Werkzeughalters
6 näher dargestellt. Dieser weist an seinem Kopfteil 17 für die Abstützung des Schneidplattenträgers
12 eine parallel zur Schaftachse A-A verlaufende Stützfläche 18 und eine in einer
Radialebene verlaufende Anlagefläche 19 auf. In der Stützfläche sind zwei etwas
schräg zur Stützfläche, jedoch zueinander parallele Gewindebohrungen 20,20a vorgesehen,
von denen jeweils eine zum Einschrauben einer Klemmschraube 21 dient. Der Schneidplattenträger
12 weist ein sich radial zur Schaftachse A-A erstreckendes Langloch 22 auf, durch
welches die Klemmschraube 21 hindurchtritt. Ferner trägt der Schneidplattenträger
12 in einer Aussparung eine auswechselbare Schneidplatte 23.
-
Zur exakten radialen Verstellung des Schneidplattenträgers 12 ist
im Kopfteil 17 des Berkzeughalters 6 eine sich parallel zu der Anlagefläche 19 und
zu der Stützfläche 18
erstreckende Gewindebohrung 24 vorgesehen,
die teilweise in die Anlagefläche 19 ausläuft. In dieser Gewindebohrung ist als
Stellschraube für den Schneidplattenträger 12 ein kurzer Gewindestift 25 verschraubbar.
Dieser Gewindestift 25 greift in eine Aussparung 26 des Schneidplattenträgers 12
ein 7 welche in etwa die gleiche Länge wie der Gewindestift aufweist. Wird die Klemmschraube
21 etwas gelöst, so kann man den Gewindestift 25 mittels eines in seinen Innensechskant
25a eingesetzten Sechskantschlüssel drehen, wodurch der Gewindestift 25 in Richtung
der Gewindebohrung 24 verstellt und dabei den Schneidplattenträger 12 mitnimmt.
Wenn seine Schneidplatte 23 die gewünschte Einstellung erreicht hat, wird die Klemmschraube
21 wieder festgezogen.
-
Der erste Grundtyp von Werkzeughalter 6 dient in erster Linie, wie
es in Figur 2 dargestellt ist, zur Planbearbeitung von Stirnflächen 27 eines Werkstückes,
beispielsweise einer Welle W. Die Stirnfläche kann dabei, wie es in Figur 2 dargestellt
ist, von den beiden Schneidplatten 23 zweier gleichartig ausgebildeter Werkzeughalter
6 bearbeitet werden. Weist die Stirnfläche 27 in radialer Richtung größere Abmessungen
auf, so werden die Schneidplattenträger 12 an beiden Werkzeughaltern 6 unterschiedlich
eingestellt, so daß die Schneidplatte 23 des einen Schneidplattenträgers 12 beispielsweise
den inneren Teil der Stirnfläche 27 und die andere Schneidplatte 23 den äußeren
Teil der Stirnfläche 27 bearbeitet. Durch die Anordnung von zwei versetzt zueinander
angeordneten Gewindebohrungen 20,20a läßt sich der Schneidplattenträger 12 in einem
verhältnismäßig großen Bereich verstellen.
-
Soll jedoch, wie es in Figur 7 dargestellt ist, eine Stirnfläche 27a
bearbeitet werden, die auf einem größeren Durchmesser liegt, so kann man anstelle
des in Figur 6 dargestellten Schneidplattenträgers 12 auch den in Figur 7 dargestellten
Schneidplattenträger 12a verwenden, der seine
Schneidplatte 23
an der entgegengesetzten Seite aufweist.
-
Nur durch Austausch eines kleinen Teiles, nämlich des Schneidplattenträgers,
kann man so einen großen Durchmesserbereich bearbeiten.
-
Man kann diesen Durchmesserbereich noch dadurch erweitern, daß der
Grundkörper 1', wie es in Figur 5 dargestellt ist, mehrere in unterschiedlichem
radialen Abstand R1, R2 und R3 angeordnete Aufnahmebohrungen aufweist. Entsprechend
der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe wird dann der Schaft 5 des Werkzeughalters 6
in die passende Aufnahmebohrung 4 eingesetzt. Das gleiche gilt natürlich auch bezüglich
des Werkzeughalters 7.
-
Außer den bereits beschriebenen Schneidplattenträgern 12, 12a kann
man auf dem Werkzeughalter 6 auch die in Fig. 8 und 9 dargestellten Schneidplattenträger
12b und 12c verwenden, die das Abphasen einmal eines Innendurchmessers und einmal
eines Außendurchmessers ermöglichen. Ein zweiter Typ von Werkzeughaltern 7 ist in
den Figuren 3,10 und 11 näher dargestellt und nachfolgend beschrieben. Dieser Typ
von Werkzeughalter 7 weist ebenfalls ein Kopfteil 16 au-f, dessen Zentrum jedoch
vorzugsweise gegenüber der Schaftachse A-A versetzt angeordnet ist. Auf diese Weise
kann man den Grundkörper 1 bzw. 1' im Durchmesser verhältnismäßig klein halten.
-
In dem Kopfteil 16 ist mindestens eine radial zur Schaftachse A-A
verlaufende Sackbohrung 28 mit einem darin verschiebbaren Schneidplattenträger 13
mit zylindrischem Ansatz 29 verschiebbar angeordnet. Der Ansatz 29 weist eine ebene
Klemmfläche 30 auf, auf welche eine im Kopfteil 16 senkrecht zur Sackbohrungsachse
verschraubbare Klemmschraube 37 einwirkt. Zur Verstellung des Schneidplattenträgers
13, der ebenfalls eine auswechselbare Schneidplatte 31 trägt, ist in dem zylindrischen
Ansatz eine koaxiale Stellschraube 32 vorgesehen, die sich mit ihrem Kopf 32b am
Grund
28a der Sackbohrung 28 abstützt. Der Kopf 32b weist einen Innensechskant 32a auf,
der durch eine im Kopfteil vorgesehene Bohrung 33 zugänglich ist. Nach Lösen der
Klemmschraube 37 kann man mittels eines Sechskant-Schlüssels, der durch die Bohrung
33 hindurchgeführt wird, die Stellschraube 32 verdrehen und damit die Schneidplatte
31 des Schneidplattenträgers 13 in die gewünschte Position bringen. Anschließend
wird die Klemmschraube 37 wieder festgezogen.
-
Um einerseits eine optimale Unterstützung des Schneidplattenträgers
13 zu erreichen und andererseits eine gute Späneabfuhr zu gewährleisten, weist das
Kopfteil 16 im Bereich oberhalb der Schneidplatte 31 einen stirnseitig und nach
obenen offenen Spanraum 34 auf.
-
Der Werkzeughalter 7 kann ferner noch, wie es in Fig. 10 dargestellt
ist, einen oder mehrere, axial versetzte Schneidplattenträger 13a aufweisen, von
denen jeder in der gleichen Weise radial verstellbar ist. Die Verstellung in axialer
Richtung erfolgt mittels der Stellschraube 14.
-
Da die Sackbohrung verhältnismäßig einfach zu fertigen ist kann man
einen bereits vorhandenen Werkzeughalter 7 leicht mit einer weiteren Sackbohrung
versehen, falls dies für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe notwendig ist. Dies kann
sogar der Benutzer des Drehwerkzeuges selbst durchführen.
-
Werkzeughalter 7 des zweiten Typs dienen, wie es in Fig. 3 dargestellt
ist, hauptsächlich zur Außenbearbeitung des Endes einer Welle W. Hierbei wird durch
die beiden Schneidplatten 31a der Außenumfang 34 und der Absatz 35 bearbeitet, während
der Schneidplatten träger 13 mit der Schneidplatte 31 so eingestellt ist, daß er
das Wellenende abphast.
-
Um eine möglichst einfache Herstellung der Aufnahmebohrungen 4 zu
erreichen, sind diese zweckmäßig als Durchgangs
bohrungen ausgeführt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, die vordere und hintere Stirnfläche 1a und 1b des #rundkörpers
1 planzuschleifen. Die vordere Stirnfläche 1a kann dann zum Aufsetzen von Meßwerkzeugen
dienen, mittels derer die genaue Einstellung der Schneidplattenträger 12,13 mit
den darauf angeordneten Schneidplatten 23,31 in der oben beschriebenen Weise vorgenommen
werden kann. Hierbei ist nicht nur eine radiale Verstellung der Schneidplattenträger
möglich, sondern durch Axialverstellung der Werkzeughalter 6,7 mittels der Stellschrauben
14 auch eine Axialverstellung. Nachdem alle Werkzeuge richtig eingestellt sind,
kann man in einem einzigen Bearbeitungsvorgang die Außenfläche 34, den Absatz 35,
die Planfläche 27 und die zwischen Planfläche und Außenfläche 34 vorgesehene Phase
bearbeiten. Außerdem kann noch ein Zentrierbohrer 36 in den Grundkörper 1 eingesetzt
sein, der gleichzeitig eine Zentrierbohrung am Ende der Welle W herstellt.
-
Da der Grundkörper 1 mit den Aufnahmebohrungen 4 und den Nuten 9 ein
verhältnismäßig einfaches Bauteil ist, kann sich der Benutzer gegebenenfalls selbst
einen geeigneten Grundkörper herstellen, wenn die oben aufgezeigten zahlreichen
Verstellmöglichkeiten sich in bestimmten Bearbeitungsfällen als nicht ausreichend
erweisen.
-
Ferner ist es zweckmäßig, wenn bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug
alle Stellschrauben 14,25,32 und Klemmschrauben 21,37 Innensechskante 14a, 21a,
25a, 32a, 37a gleicher Größe aufweisen. Man kann dann die Verstellung und Klemmung
der Werkzeughalter 6,7 und der Schneidplattenträger 12,13,13a mit ein und demselben
Sechskant-Schlüssel vornehmen.