DE3436858A1

DE3436858A1 - Machining tool with an exchangeable tool head

Info

Publication number: DE3436858A1
Application number: DE19843436858
Authority: DE
Inventors: Günter DDR 6081 Heßles Braband; Kurt DDR 6090 Schmalkalden Keller; Uwe DDR 6081 Struth-Helmershof Kretzschmann; Ralf DDR 6081 Asbach Rothamel
Original assignee: Veb Werkzeugkombinat Schmalkalden
Current assignee: Veb Werkzeugkombinat Schmalkalden
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1984-10-08
Publication date: 1985-07-11
Also published as: HU192644B; SE8405049L; SE8405049D0; HUT38070A

Abstract

The invention relates to a machining tool which is made up of a tool main body and an exchangeable tool head and is intended, in particular, for automatic tool-changing on machine tools. The aim of the invention consists essentially in perfecting such machining tools designed with exchangeable tool heads technically and functionally. The object on which the invention is based is to create a coupling connection between the tool main body and the tool head exchangeably attached to the latter, a coupling connection which remains stable even under alternating loads and is rigid in action. The essence of the invention consists in that the fixing of the tool head on the tool main body is performed non-positively in the direction of the longitudinal axis of the machining tool and positively in the direction of the main cutting force and likewise in the direction of the feeding force by means of dovetail positive-engagement elements attached to these two tool parts and that, on the end of the tie rod establishing the connection between the tool main body and the tool head, there is arranged a tenterhook which is provided with a wedge surface and comes into effective connection with a corresponding wedge surface of a flat slide seated in the tool head and engaging in a prismatic groove in the tool main body. The application of the invention is in the metal-working industry, in particular in the production and ... Original abstract incomplete. <IMAGE>

Description

Zerspanungswerkzeug mit auswechselbarem WerkzeugkopfCutting tool with exchangeable tool head

Die Erfindung betrifft ein aus Werkzeuggrundkörper und auswechselbarem Werkzeugkopf zusammengesetztes Zerspanungswerkzeug, insbesondere ur den automatischen Werkzeugwechsel auf Werkzeugmaschinen, bei dem der Werkzeugkopf durch prismatische Paßflächen am Werkzeuggrundkörper lagebestimmt aufgenommen und durch den Werkzeuggrundkörper langsachsig durchgreifende Spannelementes beispielsweise durch eine Zugstange festgespannt ist.The invention relates to a tool body and a replaceable tool Tool head composite cutting tool, especially for the automatic ones Tool change on machine tools in which the tool head is prismatic Mating surfaces on the tool body recorded in a defined position and by the tool body Slowly penetrating clamping element clamped for example by a pull rod is.

Zerspanungswerkzeuge der vorstehend genannten Art, darunter auoh solche mit zylindrischen Paßfiäohen an den einander zugekehrten Koppelstellen der Werkzeugt eilt sind bekannt (DE-OS 30 07 440; DE-OS 20 OO 576).Cutting tools of the aforementioned type, including such with cylindrical Paßfiäohen at the facing coupling points of the tool rushes are known (DE-OS 30 07 440; DE-OS 20 OO 576).

Neben diesen mit zylindrischen Paßflächen arbeitenden zusammensetzbaren Werkzeugen haben auch jene Ausführungen in der Werkzeug- und Fertigungstechnik Anwendung gefunden, bei denen zur Justierung bzw.In addition to these assemblable ones that work with cylindrical mating surfaces Tools also have those designs used in tool and manufacturing technology found, for which adjustment resp.

Lagebestimmung der beiden Werkzeugteile prismatische Paßflächen Anwendung finden.Determination of the position of the two tool parts. Application of prismatic mating surfaces Find.

So ist es nach der DE-05 31 30 484 sowie nach den EP2-Anmeldungen 00 55 998 und 00 10 074 bekannt, den Werkzeugkopf des Zerspanungswerkzeuges an der dem Werkzeuggrundkörper zugekehrten Seite unter mehrseitigem bzw. mehrflächigem Formschluß zur Anlage zu bringen, dadurch zumindest in einer der zugehörigen Querebene lagezubes t immen und durch Kraftschluß mit dem Werkzeuggrundkörper lösbar zu verbinden.So it is according to DE-05 31 30 484 and EP2 applications 00 55 998 and 00 10 074 known, the tool head of the cutting tool on the the side facing the tool body under multi-sided or multi-surface To bring positive engagement to the plant, thereby at least in one of the associated transverse plane Lagezubes t immen and releasably connect to the tool body by frictional connection.

Die lagebestimmung des Werkzeugkopfes in der anderen Querebene ist durch einen tasohenartigen Anschlag am Werkzeuggrundkörper bewirkt oder kann, wie das die DE-OS 31 30 484 vorsieht, durch einen artgleioh wirkenden, am Spannelement angeordneten Anschlag erfolgen.The determination of the position of the tool head in the other transverse plane is caused or can be caused by a tasohen-like stop on the tool body, such as which the DE-OS 31 30 484 provides, by a artgleioh looking, take place on the clamping element arranged stop.

Obzwar diese bekannten Lösungen hinsichtlich der erreichbaren Pcsitioniergenauigkeit des Werkzeugkopfes gegenüber dem Werkzeuggrundkörper den praktischen Anforderungen genflgen, und die genannten Wirkelemente der Koppelstelle vermeintlich auch eine ausreichende Steifigkeit der Koppelverbindung erreichen lassen, ist nicht zu überstehen, daß die Stabilität und die verläßlich sichere Funktion der Kopplung der beiden Werkzeugteile eine anspruchsvolle paßgenaue Herstellung der den Formschluß bewirken den Paßfläohen an den beiden Werkzeugteilen voraussetzt.Although these known solutions with regard to the achievable positioning accuracy of the tool head compared to the tool body meets the practical requirements genflgen, and the mentioned active elements of the coupling point supposedly also one allow sufficient rigidity of the coupling connection to be achieved, is not to be survived, that the stability and the reliably safe function of the coupling of the two tool parts a demanding, precisely fitting manufacture of the positive locking effect the fitting surfaces on both tool parts.

Das bedeutet eine relativ sorgfältige, uznständlochs und dadurch kostenaufwendige Fertigung dieser Werkzeugteile und stellt deshalb deren wirtschaftliche Anwendung in Frage.That means a relatively careful, inconvenient and therefore costly Manufacture of these tool parts and therefore provides their economic application in question.

Überdies ist es so, daß die notwendige Starrheit der Xopplungsstelle am Zerspanungswerkzeug und die sichere feste Verbindung der beiden Werkzeugteile in einem hohen Maße von der Stabilität des Spannelementes abhängt, weil die am Werkzeugkopf angreifenden Zerspanungskräfte in einer der beiden Hauptbelastungsrichtungen, nämlich in Richtung der Hauptschnittkraft und in Richtung der Vorschubkraft ausschließlich von dem als Zugstange ausgeführten Spannelement aufgenommen werden müssen.Moreover, the necessary rigidity of the coupling point on the cutting tool and the secure, fixed connection of the two tool parts depends to a large extent on the stability of the clamping element, because that on the tool head attacking cutting forces in one of the two main directions of loading, namely in the direction of the main cutting force and in the direction of the feed force exclusively must be absorbed by the tensioning element designed as a pull rod.

Das ist insofern nachteilig, als sldh die darin liegenden Stabilitätsschwächen unmittelbar auf die Herstellungsgenauigkeit und Oberflächengüte der mit einem solchen Werkzeug bearbeiteten Werkstuecke auswirken.This is disadvantageous in that it sldh the inherent stability weaknesses directly on the manufacturing accuracy and surface quality of such Affect the tool machined workpieces.

Das Bestreben der Werkzeughersteller geht hinsichtlich der vorhandenen Anspruche auf das Gebrauchsverhalten solcher Werkzeuge dahin, diese zusammengesetzten, mit auswechsolbarem Werkzeugkopf ausgeführten Zerspanungswerkzeuge in technischer und funktionel-1er Hinsicht zu vervollkommnen.The endeavors of the tool manufacturers go with regard to the existing ones Claims on the behavior of such tools in such a way that these composite, Machining tools designed with interchangeable tool heads in technical and functionally perfect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei vereinfachter Herstellung dieser an der Koppelstelle mit prismatischen Paßflächen ausgeführten Zerspanungswerkzeuge eine auch unter Wechselbelastungen stabil bleibende starr wirkende Koppelverbindung zwischen Werkzeugkörper und Werkzeugkopf zu schaffen.The invention is based on the object with simplified manufacture this cutting tools executed at the coupling point with prismatic mating surfaces a rigid coupling connection that remains stable even under alternating loads to create between tool body and tool head.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, das die Bestimmung des Werkzeugkopfes am Werkzeuggrund körper - in Richtung der Längsachse des Zerspanungswerkzeuges kraftschlussig durch an beiden Körpern ausgebildete ebene Stirnflächen, - in Richtung der Hauptschnittkraft formschlüssig durch an den Stirnflächen angeordnete schwalbenschwanzartige Anschläge, - in Richtung der Vorschubkraft formschlüssig durch einen am Werkzeugkopf befestigten, in eine in den Werkzeuggrundkörper eingearbeitete prismatische Nut einschiebbaren Flaohschieber vorgenommen und daß an der Stirnseite der Zugstange ein mit einer Kelifläche versehener Spannhaken angeordnet ist, der mit einer entsprechenden Keilfläche des Flachschiebers in Wirkverbindung steht.According to the invention, this object is achieved in that the determination of the tool head on the tool body - in the direction of the longitudinal axis of the cutting tool frictionally through flat end faces formed on both bodies, - in the direction the main cutting force positively by means of dovetail-like elements arranged on the end faces Stops, - in the direction of the feed force positively by one on the tool head fastened in a prismatic groove machined into the tool body retractable flaoh slide made and that on the front side of the pull rod a clamping hook provided with a Keliffläche is arranged, which is provided with a corresponding Wedge surface of the flat slide is in operative connection.

Durch die auf diese Weise hergestellte Koppelverbindung zwischen einem auswechselbaren Werkzeugkopf und einem Werkzeuggrundkö.rper werden die praktischen Anforderungen an eine technologisch einfach herstellbare, machinentechnisch, insbesondere handhabungstechnisch leicht zu bewirkende, stabile und auoh unter wechselseitigen Arbeitsbelastungen starr bleibende Kopplung in ansprechender Weise erfüllt, wobei vorallem der Werkzeugkopf in allen der beim Spanungsprozeß auftretenden Belastungsrichtungen durch den erfindungsgemLß geschaffenen Form- bzw. Kraftschluß an der Koppelstelle solide gesichert ist.The coupling connection established in this way between a exchangeable tool head and a tool body are practical Requirements for a technologically easy to manufacture, machine technology, in particular easy to handle, stable and mutual Workloads remain rigid Coupling in an appealing way met, especially the tool head in all of those occurring during the machining process Load directions due to the positive or frictional connection created according to the invention is solidly secured at the coupling point.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained.

Die zugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1 die Draufsicht auf ein Zerspanungswerkzeug nach der Erfindung teilweise im längsschnitt Fig. 2 die teilweise Seitenansicht nach Fig. 1 mit der Darstellung des in Richtung der Hauptschnittkraft wirkenden Formschlußelementes.The associated drawing shows in Fig. 1 the plan view of a cutting tool according to the invention partially in longitudinal section. FIG. 2 is a partial side view according to Fig. 1 with the representation of the acting in the direction of the main cutting force Form-locking element.

Das Zerspanungswerkzeug besteht im wesentliohen aus einem Werkzeuggrundkörper 1 mit Einspannschaft 2 und Anlageflansch 3 und einem am Werkzeuggrundkörper 1 auswechselbar angebrachten Arbeitskopf 4, der in bekannter Weise zur Aufnahme und Halterung einer Schneidplatte 5 dient. Der Werkzeuggrundkörper 1 hat eine zentrale Iängsbohrung 6, in welcher, wie an sich bekannt, eine Zugstange 7 mit kopfseitigem Spannhaken 8 angeordnet ist.The cutting tool consists essentially of a tool body 1 with clamping shank 2 and contact flange 3 and one on the tool body 1 interchangeable attached working head 4, which in a known manner for receiving and holding a Cutting plate 5 is used. The tool body 1 has a central longitudinal bore 6, in which, as is known per se, a pull rod 7 with a head-side clamping hook 8 is arranged.

Die Pfeilrichtung a bzw. b gibt die durch die Zugstange 7 ausgeführte Arbeitsbewegung zum Spannen oder Lösen des Werkzeugkopfes 4 vom Werkseuggrundkörper 1 an. Der Werkzeugkopf 4 ist am Werkzeuggrundkörper 1 in axialer Richtung kraftschlllssig angelenkt, wozu die an den beiden Körpern vorgesehenen ebenen Stirnflächen 9; 10 sowie die über einem dem Werkseugkopf 4 zugehörigen Flachschieber 11 und dem zugehöregen Spannhaken 8 der Zugstange 7 herstellbaren Wirkverbindungen dienen. Der Flachsohieber 11 trägt zu diesem Zweck eine Keilfläche 12 und der Spannhaken 8 eine entsprechende komplementäre Keilfläche 13.The direction of the arrows a or b indicates that carried out by the pull rod 7 Working movement for clamping or loosening the tool head 4 from the Werkseug base body 1 at. The tool head 4 is frictionally locked on the tool body 1 in the axial direction articulated, including the planar end faces 9; 10 as well as the flat slide 11 belonging to the Werkseugkopf 4 and belonging to it Clamping hooks 8 of the tie rod 7 are used to produce operative connections. The flax pot 11 carries a wedge surface 12 and the clamping hook for this purpose 8th a corresponding complementary wedge surface 13.

In Wirk- bzw Spannstellung des Flaohsohiebers 11 und der Zugstange 7 stützt sich dabei der erstere an der 5eitenfläche 14 einer in dem Werkzeuggrundkörper 1 quer eingearbeiteten prismatischen Nut 15 und die letztere an der gegenüberliegenden Seitenfläche 16 ab, wodurch der Werkzeugkopf 4 in Richtung der Vorschubkraft, die quer zur Werkzeuglängsachse liegt, sicher fixiert und gehalten ist.In the active or tensioned position of the Flaohsohiebers 11 and the pull rod 7, the former is supported on the side surface 14 of one in the tool body 1 transversely incorporated prismatic groove 15 and the latter on the opposite one Side surface 16 from, whereby the tool head 4 in the direction of the feed force, the lies transversely to the longitudinal axis of the tool, is securely fixed and held.

In Richtung der am Zerspanungswerkzeug wirkenden Hauptschnittkraft ist der Werkzeugkopf 4 durch an den Stirnflächen 9; 10 vorgesehene schwalbenschwanzartige Formschlußelemente in Form von Änschlägen 17; 18 festgelegt, wie das in Fig. 2 veranschaulicht ist.In the direction of the main cutting force acting on the cutting tool is the tool head 4 through on the end faces 9; 10 provided dovetail-like Positive locking elements in the form of Änschllagen 17; 18, as illustrated in FIG is.

Der Wechsel des Werkzeugkopfes 4 vom Werkzeuggrundkörper 1 erfolgt bei solchen Werkzeugen selbsttätig mit Hilfe einer Handhabeeinrichtung und geht wie folgt von statten: Wird während des Zerspanungsvorganges der notwendige Werkzeug- bzw. Werkzeugkopfwechsel, etwa durch Erreichen des Stumpfungsgrades an der Werkzeugschneide oder durch Schneidenausbruch mit hierzu geeigneten Hilfsmitteln signalisiert, erfolgt nach dem Zurückfahren des Werkzeugsohlittens in Ausgangsposition das Lösen der Spannung zwischen dem Werkzeugkopf 4 und dem in der Aufspannung verbleibenden Werkzeuggrundkörper 1. Das geschieht, indem die Zugstange 7 in Pfeilrichtung a bewegt wird. Der bis dahin wischen den Keilfläohen 12; 13 des Spannhakens 8 und des Flaohsohiebers 11 bestehende Kraftschluß wird aufgehoben und der Werkzeugkopf 4 kann mit Hilfe eines in entsprechende Position gebrachten Greifers nach oben, d.h. quer zur längsachse des Werkzeuggrundkörpers aus demselben entnommen werden.The tool head 4 is changed from the tool body 1 with such tools automatically with the help of a handle device and goes as follows: If the necessary tooling or changing the tool head, for example by reaching the degree of blunting on the tool cutting edge or signaled by cutting edge breakout using suitable tools after the tool base has moved back to its starting position, the tension is released between the tool head 4 and the tool body remaining in the clamping 1. This is done by moving the pull rod 7 in the direction of arrow a. The up then wipe the wedge surfaces 12; 13 of the tension hook 8 and of the flaoh puller 11 existing frictional connection is canceled and the tool head 4 can with the help of a placed in the corresponding position upwards, i.e. transversely to the longitudinal axis the tool body can be removed from the same.

Der versohlissene Werkzeugkopf 4 wird in an sich bekannter Weise abgelegt und ein neuer Werkzeugkopf dem Werkzeuggrundkörper in der entsprechenden Positionierung zugeführt.The tool head 4 which has been spanked is deposited in a manner known per se and a new tool head on the tool body in the corresponding position fed.

Nachdem der Werkzeugkopf 4 an den schwalbenschwanzartigen Formschlußelementen in Form der Anschläge 17; 18 fixiert und gleichermaßen auch der am Werkzeugkopf 4 angeordnete Flachsohieber 11 in der prismatischen Nut 15 des Werkzeuggrundkörpers 1 lagebestimmt angeordnet ist, wird die Zugstange in Pfeilrichtung b betätigt.After the tool head 4 on the dovetail-like interlocking elements in the form of stops 17; 18 and also the one on the tool head 4 arranged flat slide 11 in the prismatic groove 15 of the tool body 1 is arranged in a fixed position, the pull rod is actuated in the direction of arrow b.

Mit Hilfe ihres zugehörigen Spannhakens 8 hintergreift sie den Flaohschieber 11 an dessen Keilfläohe 12 und nimmt bei Ausführung ihrer Spannbewegung in Pfsilrlchtung b den Flachschieber 11 mit.With the help of its associated clamping hook 8, it engages behind the flaoh slide 11 on its wedge surface 12 and takes on execution of its clamping movement in Pfsilrlchtung b the flat slide 11 with.

Bei diesem Vorgang wird der Werkzeugkopf 4 fest und unverrückbar am Werkzeuggrundkörper 1 befestigt.During this process, the tool head 4 is fixed and immovable on Tool body 1 attached.

Das Zerspanungswerkzeug mit auswechselbarem Werk zeugkopf ist damit wieder funktionsfähig und kann in Bearbe itungsst ellung gebracht werden.The cutting tool with exchangeable tool head is thus functional again and can be brought into processing position.

Aufs teilung der in der Erfindungsbeschreibung verwendeten Bezugszeichen 1 - Werkzeuggrundkörper 2 - Einspannschaft 3 - Änlageflansch 4 - Werkzeugkopf - Schneidplatte 6 - zentrale Längsbchrung 7 - Zugstange 8 - Spannhaken 9 - Stirnfläohe am Werkzeug kopf 10 - Stirnfläche am Werkzeuggrundkörper 11 - Flachschieber 12 - Keilfläche des Flachschiebers 13 - Keilfläche des Spannhakens 14 - Seitenfläche 15 - prismatischs Nut 16 - Seitenfläche 17 - Anschlag 18 - Anschlag schwalbenschwanzartige Formschlußelemente Distribution of the reference numerals used in the description of the invention 1 - tool body 2 - clamping shank 3 - attachment flange 4 - tool head - Cutting plate 6 - central longitudinal notch 7 - pull rod 8 - clamping hook 9 - face on tool head 10 - face on tool body 11 - flat slide 12 - Wedge surface of flat slide 13 - wedge surface of clamping hook 14 - side surface 15 - prismatic groove 16 - side surface 17 - stop 18 - stop dovetail-like Form-locking elements

Claims

Patent to pru oh cutting tool with exchangeable factory head, especially SUr the automatic tool change on machine tools, in which determining the position of the tool head by means of prismatic mating surfaces on the tool body added and by a pull rod extending through the tool body along the longitudinal axis is clamped, characterized in that the determination of the tool head (4) on the tool body (1) - in the direction of the longitudinal axis of the cutting tool flat end faces (9; 9; 10), - in the direction of the main cutting force, positively through on the end faces (9; 10) arranged dovetail-like stops (17; 18), - in the direction of Positive feed force through a fixed to the tool head (4) into a prismatic groove (15) machined into the tool body (1) which can be inserted Flat slide (11) made, and that on the front side of the pull rod (7) with a Xeilfläohe (13) provided clamping hook (8) is arranged with a corresponding KeU-fläohe (12) of the flat slide (11) is in operative connection.