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kusdrehwerkseuE
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Ausdrehwerkzeug, bei dem ein auswechselbarer
Schneidkörper an einem Halter befestigt ist, der am Kopf eines aus einem Kopf und
einem Aufnahmeschaft bestehenden Grundkörpers auf verschiedene Ausdrehiurchmesser
einstellbar ist.
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Ein derartiges Ausdrehwerkzeug findet mit seinem AuSnahmeschaft Aufnahme
in der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine für die spanende Formung von Werkstücken
durch Drehen. Ausgedreht werden mit ihm Bohrungen insbesondere in metallischen Werkstücken.
Das zumeist recht teure Schneidmaterial ist auf den anteilsmäßig kleinen Schneidkörper
des Ausdrehwerkzeugs beschränkt. Während ein Zapfensenker mit seinem den Schneidkörper
in Richtung der Werkzeugachse überragenden Zapfen in der zu erweiternden Bohrung
eine zusätzliche Führung erhält, arbeitet das
Ausdrehwerkzeug sozusagen
frei mit Halt ausschließlich in der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine. Letzteres
setzt eine genaue gegenseitige Positionierung von Werkstück und Werkzeug in der
Werkzeugmaschine voraus und beim Feinausdrehen auf engere Toleranzen ferner eine
stabile Bauform des Ausdrehwerkzeugs. Die Einstellbarkeit des Halters des Schneidkörpers
des Ausdrehwerkzeugs dient der Verkleinerung des bereitzuhaltenden Werkzeugsorti
ments und damit der Verringerung der Werkzeugkosten.
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Es sind bereits Ausdrehwerkzeuge der eingangs angeführten Art bekannt,
bei denen zum Einstellen des Halters auf verschiedene Ausdrehdurchmesser zwischen
dem Kopf des Grundkörpers und dem Halter eine sich senkrecht zur Achse des Aufnahmeschafts
erstreckende Prismen- oder Schwalbenw schwanz führung in Kombination mit einer Mikrometerschraube
vorgesehen ist. Diese Einstellbarkeit wird mit recht hohen Gestehungskosten für
ein einzelnes Ausdrehwerkzeug erkauft, Außerdem leidet die Stabilität des Ausdrehwerkzeugs
und damit die Genauigkeit des Arbeitsergebnisses, unter anderem weil die Belastung
der Mikrometerschraube und der Prismen- oder Schwalbenschwanz führung in einer schwingungsanregenden
Weise mit dem Umlauf des Ausdrehwerkzeugs periodisch schwankt. Stabilitätsmindern
erweist sich ferner der Umstand, , daß als auswechselbarer Schneidkörper ein langgestreckter
Ausdrehmeißel oder ein langgestreckter Dorn mit einem an seiner Spitze einige setzten
Schneidplättchen vorgesehen ist, nachdem der am Kopf des Grundkörpers auf verschiedene
Ausdrehdurchmesser einstellbare Halter den Ausdrehmeißel oder Dorn in radialer Richtung
überragt. Damit ist das bekannte Ausdrehwerkzeug für die Serienfertigung oft ungeeignet,
weil auf ein Ausschleifen der Bohrung verzichtet wird und die Bearbeitung des Werkstücks
stattdessen mit einem Feinausdrehen auf engere Toleranzen endet
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ausdrehwerkzeug der eingangs angeführten
Art in einer Werkzeugkosten sparenden Weise eine einfache und schnelle Veränderung
des Ausdrehdurchmessers und ein Feiaausdrehen auf engere Toleranzen mit hoher Zerspanungsleistung
zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halter
des auswechselbaren Schneidkörpers auf einem vom Kopf des Grundkörpers an der dem
kufnahmeschaft abgewandten Stirnseite mit zur Achse des Aufnahmeschafts paralleler
Achse abstehenden Zapfen verdrehbar gelagert ist und zwischen dem Kopf des Grundkörpers
und dem Halter des auswechselbaren Schneidkörpers auf einem zur Achse des Zapfens
konzentrischen Kreis aufeinanderfolgende Rasten vorgesehen sind.
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Demnach erfordert die Verstellung des Halters des Schneidkörpers auf
einen anderen Ausdrehdurchmesser ein axiales Ausrasten, ein Verdrehen auf dem exzentrisch
angeordneten Zapfen und ein axiales Wiedereinrasten in eine andere Raststellung.
Da sich den einzelnen Rasten genaue Ausdrehdurchmesser zuordnen lassen, können bei
der Durchmesserzustellung umständliche Meßhandlungen vermieden werden. Unter Berücksichtigung
der starken Integration des Schneidkörpers in den Halter besteht das Ausdrehwerkzeug
im Grunde genommen nur noch aus zwei Teilen, nämlich einem Schneidring und dem Grundkörper
mit seinem exzentrisch angeordneten Zapfen zur Aufnahme des Schneidrings.
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Die damit verbundene kompakte Bauform des Ausdrehwerkzeugs erlaubt
ein Feinausdrehen auf engere Toleranzen mit hoher Zerspanungsleistung, was für die
Verwendung des Ausdrehwerkzeugs in der serienmäßigen Bearbeitung von Werkstücken
ohne ein Ausschleifen als letzter Bear-
beitungsstufe als Voraussetzung
angesehen wird. Bedeutsam ist in diesem Zusammenhang, daß die Belastung des Zapfens
und der maßgeblichen Raste nicht mit dem Umlauf des Ausdrehwerkzeugs periodisch
schwankt. Daneben ist bei allen Ausdrehdurchmessern zwischen dem Halter des Schneidkörpers
und dem Kopf des Grundkörpers mit einer gleichbleibenden Kontaktfläche stets derselbe
Halt gewährleistet Mit der Erfindung erzielte Vorteile bestehen aber insbesondere
auch darin, daß die Gestehungekosten für ein einzelnes auf verschiedene Ausdrehdurchmesser
einstellbares Ausdrehwerkzeug und für ein einen größeren Durchme 5 serbere ich abdeckendes
Werkz eugs ortiment vergleichsweise niedrig ausfallen. Für den Halter des auswechselbaren
Schneidkörpers können zwei oder mehr Grundkörper vorgesehen sein, die sich in der
Exzentrizität des vom Kopf des Grundkörpers mit zur Achse des Aufnahmeschafts paralleler
Achse abstehenden Zapfens voneinander unterscheiden. Es können aber auch für einen
Grundkörper zwei oder mehr aus Schneidkörper und Halter bestehende Schneidringe
unterschiedlichen Durchmessers bereitgehalten werden0 Ein aufgrund der in den Unteransprüchen
angegebenen Erfindungsausgestaltungen besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben0
Es zeigt Fig 1 eine Längsseitenansicht des beschriebenen Ausdrehwerkzeugs bei aufgesetztem
Schneidring, Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Langsseitenansicht bei abgenommenem
Schneidring,
Fig. 3 die hintere Stirnseite des in Fig. 1 aufgesetzten
und in Fig. 2 abgenommenen Schneidrings und Fig. 4 die vordere Stirnseite des in
Fig. 1 aufgesetzten und in Fig. 2 abgenommenen Schneidrings.
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Bei dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausdrehwerkzeug weist der
Halter 10 des auswechselbaren Schneidkörpers 11 an seiner dem Kopf 12 des Grundkörpers
13 zugewandten Stirnseite einen Halbkranz von zur Achse 14 des Zapfens 15 achsparallelen
Sackbohrungen als Rasten 16 auf und ragt in diese Rasten 16 ein vom Kopf 12 des
Grundkörpers 13 abstehender Zylinderstift 17 im Gleitsitz hinein. Die Rasten 16
sind damit in der Drehrichtung des Ausdrehwerkzeugs hochgradig belastbar und dementsprechend
genau in der Maßhaltigkeit des eingestellten Ausdrehdurchmesserie. Um die Scherkräfte
auf den Zylinderstift 17 und die von ihm erfaßte Raste 16 zu reduzieren, die Zahl
der Rasten 16 für unterschiedliche Ausdrehdurchmesser- zu steigern und zugleich
mit einem beschränkten Materialaufwand für den Kopf 12 und den Halter 10 auszukommen,
verlaufen die als Rasten 16 vorgesehenen Sackbohrungen dicht unter einer kreis zylindrischen
Mantelfläche des Halters 10 und ist der in die Rasten 16 passende Zylinderstift
17 in eine vom Kopf 12 des Grundkörpers 13 radial abstehende Nase 18 eingefügt.
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Dadurch, daß der Halter 10 des auswechselbaren Schneidkörpers 11 auf
einem vom Kopf 12 des Grundkörpers 13 an der dem Aufnahme schaft 19 abgewandten
Stirnseite 20 mit zur Achse 21 des Aufnahmeschafts 19 paralleler Achse 14 abstehenden
Zapfen 15 verdrehbar gelagert ist und zwi-
sehen dem Kopf 12 des
Grundkörpers 13 und dem Halter 10 des auswechselbaren Schneidkörpers 11 auf einem
zur Achse 14 des Zapfens 15 konzentrischen Kreis aufeinanderfolgende Rasten 16 vorgesehen
sind, kann die jeweilige Einstellung des Ausdrehdurchmessers ohne die Zuhilfenahme
von Meßgeräten vorgenommen werden. Zur zusätzlichen Erleichterung der Handhabung
des Ausdrehwerkzeugs beim Eini stellen auf einen bestimmten Ausdrehdurchmesser sind
die Rasten 16 auf einen Halbkreis beschränkt, dessen eine Endraste der größten und
dessen andere Endraste der kleinsten Exzentrizität des Schneidkörpers 11 zugeordnet
ist Als Nebeneffekt wird die Möglichkeit eröffnet, daß der in der Drehrichtung vor
dem Schneidkörper 11 liegende Spanraum 22 des Halters 10 in den Bereich des den
Rastenhalbkreis ergänzenden Halbkreises hineinreicht, was der Späneabfuhr und der
Kleinhaltung des Halters 10 gleicher maßen zugute kommt.
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Aus der Figur 3 der Zeichnung ist zu ersehen, daß der Schneidkörper
11 um 180 Winkelgrade mit seiner Arbeitsschneide 23 zur Mitte des Rastenhalbkreises
versetzt am Halter 10 befestigt ist. Mit dieser Zuordnung werden die Einstellmöglichkeiten
auf verschiedene Ausdrehdurchmesser am Ausdrehwerkzeug besonders übersichtlich angezeigt.
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Außerdem zeigt die Figur 3 der Zeichnung den Fall, daß die Rasten
16 in einer einheitlichen Winkelteilung aufeinanderfolgen, wodurch sich besonders
viele Rasten 16 unterbringen und besonders feine Ausdrehdurchmesser-Abstufungen
verwirklichen lassen. Bei einheitlichen Abstufungen des Ausdrehdurchmessers müßten
sich die Winkel zwischen zwei benachbarten Rasten 16 von der Mitte des Rastenhalbkreises
zu den beiden Endrasten immer mehr vergrößern. Eine solche Rastenkonfiguration dürfte
bei den größeren Ausführungen des Ausdrehwerkzeugs den Vorzug
finden.
Es ist dann auch besonders vorteilhaft, auf einem Halbkreis einundzwanzig Rasten
16 vorzusehen, weil dies neben Meßhandlungen auch noch rechnerische Überlegungen
beim Einstellen oder Zustellen des Ausdrehdurchmessers überflüssig macht.
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Für Grobarbeiten würde man beispielsweise einen Grundkörper 13 heranziehen,
bei dem die Achse 14 des Zapfens 15 um 2 mm zur Achse 21 des Aufnahmeschafts 19
versetzt ist. Das führt bei einem mittleren Ausdrehdurchmesser von 80 mm zu einem
Verstellbereich von 78 mm bis 82 mm.
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Mit der vorstehend aufgezeigten ungleichmäßigen Anordnung der einundzwanzig
Rasten 16 ergeben sich dann vom mittleren Ausdrehdurchmesser aus Je zehn Verstellschritte
zu Je 0,2 mm. Setzt man den aus Halter 10 und Schneidkörper 11 bestehenden Schneidring
dieses Ausdrehwerkzeugs auf einen Grundkörper 13, bei dem die Achse 14 des Zapfens
15 nur um 0,1 mm zur Achse 21 des Aufnahmeschafts 19 versetzt ist, so ergeben sich
vom mittleren Ausdrehdurchmesser aus Je zehn Verstellschritte zu lediglich 0,01
mm. Von den beim Feinausdrehen angestrebten Toleranzen her gesehen ist dies ein
außerordentlich niedriger Wert.
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Der Austausch des aus dem Kopf 12 und dem Aufnahmeschaft 19 bestehenden
Grundkörpers 13 oder auch des aus dem Schneidkörper 11 und dessen Halter 10 bestehenden
Schneidrings läßt sich besonders schnell und sicher dadurch ausführen, daß die im
Halter 10 des auswechselbaren Schneidkörpers 11 befindliche Aufnahmebohrung 24 für
den vom Kopf 12 des Grundkörpers 13 abstehenden Zapfen 15 von der freien vorderen
Stirnseite des Halters 10 durch eine Senkbohrung 25 für den Kopf einer in den Zapfen
koaxial eingreifenden Spannschraube 26 erweitert ist. Beim bloßen
Verändern
der Raststellung braucht die Spannschraube 26 nur um das Stück aus dem Zapfen 15
herausgedreht werden, welches der Zylinderstift 17 in die Rasten 16 hineinragt.
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Das beläßt dem Halter 10 zum Verdrehen auf dem Zapfen 15 eine ausreichende
Führung.
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Der Schneidkörper 11 ist als gleichseitiges Dreiecksplättchen ausgebildet,
in eine sich in einer Ebene der Achse des Halters 10 erstreckende Spanraumwand 27
eingelassen und dort durch eine mittige Senkechraube 28 gesichert. Damit kann die
Arbeitsschneide 23 des Schneidkörpers 11 bei einer materialsparenden Bauform des
Schneidkörpers 11 und einer besonders stabilen Führung des Schneidkörpers 11 zweimal
gewechselt werden. Außer dem vor dem Schneidkörper 11 liegenden Spanraum 22 , der
in den Bereich des den Rastenhalbkreis ergänzenden Halbkreises hineinreicht, sind
über den Umfang des Halters 10 verteilt noch drei weitere Spanräume 29 vorgesehen,
die Jedoch vor der Zone der Rasten 16 an der kreiszylindrischen Mantelfläche des
Halters 10 auslaufen. Der Auftlah meschaft 19 des Grundkörpers 13 ist als Zentrierkegel
30 mit einem sich anschließenden Gewinde stumpf 31 zum Festspannen ausgebildet und
wird durch zwei diametrale Mitnahmenuten 32 im angrenzenden Bereich des Kopfes 12
des Grundkörpers 13 ergänzt.
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11 Ansprüche 1 Blatt Bezugszeichenliste
Bezugszeichenliste
10 Halter 11 Schneidkörper 12 Kopf 13 Grundkörper 14 Achse 15 Zapfen 16 Raste 17
Zylinderstift 18 Nase 19 Aufnahmeschaft 20 Stirnseite 21 Achse 22 Spanraum 23 Arbeitsschneide
24 Aufnahmebohrung 25 Senkbohrung 26 Spannschraube 27 Spanraumwand 28 Senkschraube
29 Spanraum 30 Zentrierkegel 31 Gewindestumpf 32 Mitnahmenut