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Drehmeißel mit Wendeschneidplatte
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Die Erfindung betrifft einen Drehmeißel mit Wendeschneidplatte, insbesondere
zum Längs- und Plandrehen auf Drehmaschinen, bestehend aus einem stabförmigen Halterschaft,
der zumindest eine ebene, sich in Längsrichtung erstreckende Auflagefläche aufweist
und der an einem Endabschnitt mit einer im Stabquerschnitt des Halters vertieft
angeordneten Aufnahmefläche für die aus Hartmetall oder aus einem oxidkeramischen
Schneidstoff bestehenden, mit mehreren Ilauptschneidkanten versehene Wendeschneidplatte
versehen ist, die mittels einer zentralen Schraube auf der Aufnahmefläche lösbar
befestigt ist.
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Au 13er Wendeschneidplatten, die auf sog. Klemmhaltern befestigt werden
und die bis zu acht Hauptschneiden aufweisen können, sind auch solche Wendeschneidplatten
bekannt, die eine dreieckige,
rhombische oder quadratische Flachform
aufweisen und die in ihrem Flächenzentrum mit einer Schraubbohrung versehen sind,
durch welche eine Befestigungsschraube gesteckt werden kann, die in eine entsprechende
Gewindebohrung einer Aufnahmefläche des Halterschaftes zur Befestigung der Wendeschneidplatte
eingeschraubt wird. Während die bekannten, mit sechs- oder acht Hauptschneiden versehenen
Wendeschneidplatten nur dort eingesetzt werden können, wo es bei der Zerspanungsarbeit
auf einen optimalen Spanwinkel und Freiwinkel der Hauptschneiden nicht ankommt,
sind die bekannten, quadratischen, mit vier Hauptschneiden versehenen Wendeschneidplatten
nur mit einem Einstellwinkel benutzbar, der kleiner ist als 90°, sodaß diese bekannten
vierschneidigen Wendeschneidplatten ausschließlich zum Längsdrehen solcher Werkstücke
verwendet werden können, die am Ende der gedrehten Fläche eine schräge Schulterfläche
aufweisen. Längsgedrehte Werkstücke mit einer planebenen Radialschulter können mit
solchen Wendeschneidplatten nicht bearbeitet werden. Für derartige Dreharbeiten
werden in der Regel dreieckige Wendeschneidplatten mit drei Hauptschneiden oder
rhombische Wendeschneidplatten mit lediglich zwei Haupt schneiden verwendet.
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Dabei liegen diese Wendeplatten meist flach auf Aufnahmeflächen des
Halterschaftes auf, die zumindest annähernd parallel zu der unteren Auflagefläche
des Halterschaftes verlaufen und von der Oberseite her versenkt in den Querschnitt
des Halterschaftes eingearbeitet sind.
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Es ist auch schon bekannt, die Aufnahmeflächen beispielsweise
für
quadratische oder dreieckige Wendeschneidplatten versenkt in der vorderen Stirnfläche
senkrecht zur Auflagefläche verlaufend anzuordnen und die Schneidkanten an den Schmalseiten
der Wendeschneidplatte vorzusehen.
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Wenn derartige Drehmeißel, die für alle Arten von Drehmaschinen verwendet
werden können, in Drehautomaten eingesetzt und eng nebeneinander angeordnet sind,
sind sowohl die Befestigungsschrauben der stirnseitig befestigten Wendeschneidplatten
als auch die Befestigungsschrauben der flach auf einer parallel zur Auflagefläche
verlaufenden Aufnahmefläche sitzenden Wendeschneidplatten nur sehr schwer zugänglich,
insbesondere dann, wenn der Kopf der Befestigungsschraube in der Wendeschneidplatte
sitzt. Hinzu kommt, daß bei den stirnseitig am Halterschaft befestigten Wendeschneidplatten,
nur eine verhältnismäßig kurze Schneidkante zur Verfügung steht und daß im anderen
Fall der Schneiddruck annähernd senkrecht auf die Aufnahmefläche bzw. die Flachseite
der Wendeschneidplatte gerichtet ist. Letzteres führt häufig zum Bruch der Wendeschneidplatte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Drehmeißel mit Wendeschneidplatte
der eingangs genannten Art zu schaffen, der insbesondere zum Längs- und Plandrehen
für Drehautomaten geeignet ist, der die Verwendung einer Wendeschneidplatte mit
vier verhältnismäßig langen Hauptschneidkanten zuläßt, dessen Befestigungsschraube
auch bei beengten Raumverhältnissen innerhalb der Drehmaschine gut zugänglich ist
und bei
deren Verwendung der Schneiddruck nicht senkrecht auf die
Auflagefläche gerichtet ist, sondern etwa parallel dazu.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, - daß die Wendeschneidplatte
eine quadratische Flach form mit vier auf der selben Flachseite angeordneten, jeweils
von einer Ecke ausgehenden Hauptschneidkanten aufweist und auf der anderen Flachseite
mit zwei sich im Schnittpunkt der Diagonalen rechtwinklig kreuzenden, V-förmig profilierten
Nuten versehen ist, - daß die Aufnahmefläche im wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche
und in Längsrichtung des Halterschaftes verläuft und - daß auf der Aufnahmefläche
wenigstens zwei rechtwinklig zueinander verlaufende, dem Nutenprofil angepaßte Stützrippen
derart angeordnet sind, daß sich jeweils eine Hauptschneidkante in Schneidposition
befindet, wenn die Stützrippen zentriert in den Nuten der Wendeschneidplatte sitzen.
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Außer den sich aus der Aufgabe ergebenden Vorteilen wird durch diese
Befestigungsart der Wendeschneidplatte am Halterschaft erreicht, daß raltiv große
Spanquerschnitte ermöglicht werden, daß ein exakter Sitz der Wendeschneidplatte
auf dem Halterschaft auch dadurch leichter erreicht werden kann, daß sich Drehspäne
von den Sitzflächen der Nuten und der Stützrippe bzw. Stützrippen leichter fernhalten
bzw. beseitigen lassen als von großflächigen Aufnahmeflächen mit rechtwinkligen
oder
spitzwinkligen Ecken, und es wird auch eine wesentlich höhere
Bruchsicherheit erzielt.
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Die fertigungstechnisch einfachste Ausführungsform wird dadurch erreicht,
daß die Aufnahmefläche gegenüber der Senkrechten zur Auflagefläche eine dem Hauptfreiwinkel
entsprechende Neigung aufweist.
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Dadurch ist es nämlich nicht erforderlich, die Hauptschneidkanten
der Wendeschneidplatte jeweils mit einem Freiwinkel zu hinterschleifen.
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Während es ohne weiteres möglich ist, die V-förmig profilierten Nuten
auf der Rückseite der Wendeschneidplatte so anzuordnen, daß sie jeweils parallel
zu den Hauptschneidkanten verlaufen, wird eine Vergrößerung der Sitzflächen und
damit eine Verbesserung der Auflage dadurch erreicht, daß die Nuten der Wendeschneidplatte
diagonal verlaufen und daß die Aufnahmefläche des Halterschaftes mit zwei ebenfalls
diagonal verlaufenden, in der Mitte durch eine Schraubbohrung unterbrochenen Stützrippen
versehen ist.
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Dadurch, daß die Wendeschneidplatte in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung mit einer zentrisch angeordneten Gewindebuchse versehen ist und der Halteschaft
im Schnittpunkt seiner Stützrippenachsen eine Schraubbohrung aufweist, deren Achse
senkrecht auf der Aufnahmefläche steht, wird der weitere Vorteil
erzielt,
daß mit jedem Auswechseln einer stumpf gewordenen Wendeschneidplatte gegen eine
neue auch ein neues Muttergewinde und ggf. auch eine neue Schraube zur Verfügung
steht, so daß durch festes Anziehen der Spannschraube ein sicherer fester Spannsitz
der Wendeschneidplatte auf dem Halterschaft gewährleistet ist. Die Gewinde brauchen
somit nicht für mehrere Wendeschneidplatten benutzt zu werden; vielmehr stehen sie
nach viermaligem Umspannen derselben Wendeschneidplatte bei der neuen Wendeschneidplatte
wieder in ihrem Bestzustand zur Verfügung.
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Anhand der Zeichnung werden nun im folgenden zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Drehmeißel mit Wendeschneidplatte
in perspektivischer Darstellung; Fig. 2 eine Wendeschneidplatte aufrecht stehend
in perspektivischer Frontansicht; Fig. 3 die Schneidwendeplatte in Rückansicht;
Fig. 4 einen Schnitt IV-IV aus Fig. 3; Fig. 5 die Wendeschneidplatte in Frontansicht;
Fig. 6 einen Schnitt VI-VI aus Fig. 3 zusätzlich mit einer Befestigungsschraube;
Fig. 7 den vorderen Abschnitt des Halterschaftes mit senkrechter Draufsicht auf
die Aufnahmefläche; Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII aus Fig. 7; Fig. 9 einen Teilschnitt
IX-IX aus Fig. 7;
Fig.10 den vorderen Abschnitt eines anderen Drehmeißels
mit Wendeschneidplatte; Fig. 11 die Wendeschneidplatte des Drehmeißels der Fig.
10 in Rückansicht; Fig. 12 einen Schnitt XII-XII aus Fig. 11; Fig. 13 den vorderen
Abschnitt des in Fig. 10 dargestellten Halterschaftes in senkrechter Draufsicht
auf die Aufnahmefläche und Fig. 14 einen Schnitt XIV-XIV aus Fig. 13.
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Bei beiden dargestellten Ausführungsformen besteht der Drehmeißel
jeweils aus einem Halterschaft 1 bzw. lt, der eine stabförmi-Qe Gestalt mit quadratischem
Querschnitt aufweist und an seinem vorderen Ende mit einer in diesen Querschnitt
eingearbeiteten Aufnahmefläche 2 versehen ist, die parallel zu den Längskanten 3,
4 und 5 verläuft und die um einen Freiwinkel OC gegenüber der Senkrechten 6 zur
unteren Auflagefläche 7 geneigt ist. Der Freiwinkel OC richtet sich bekanntlich
nach der Qualität des zu bearbeitenden Werkstoffes. Er kann z.B. 80 betragen.
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Bei beiden Drehmeißelausführungen, die in den Fig. 1 und 10 dargestellt
sind, handelt es sich um sog. linke Ausführungen, also um Drehmeißel, deren Vorschub
beim Drehen von links nach rechts verläuft. Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße
Gestaltung auch bei sog. rechten Drehmeißeln ebenso anwendbar.
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Die Aufnahmefläche 2 ist dabei so angeordnet, daß ihre obere, d.h.
auf der der Auflagefläche 7 gegenüberliegenden Oberseite
8 angeordnete
Begrenzungskante 9 zumindest annähernd in der Mitte der Halterschaftbreite verläuft,
so daß der die Aufnahmefläche 2 tragende Endabschnitt des Halterschaftes 1 noch
eine ausreichende Festigkeit behält.
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Wie am besten aus den Fig. 6, 7 und 8 ersichtlich ist, sind auf der
Aufnahmefläche 2 im Bereich einer quadratischen Fläche 2a, die durch strichpunktierte
Linien angedeutet ist und die kleiner ist als die Aufnahmefläche 2 selbst, insgesamt
vier jeweils diagonal verlaufende Stützrippen 10, 11, 12 und 13 angeordnet, die
einstückig mit dem Halterschaft 1 verbunden, d.h. durch spanabhebende Bearbeitung
angeformt sind. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß die Stützrippen 10, 11, 12 und 13
jeweils die gleiche V-förmige Profilform aufweisen und daß ihre seitlichen Stützflächen
14 und 15 jeweils einen Winkel von 900 miteinander bilden. Im Zentrum dieser quadratischen
Fläche, d.h. im Schnittpunkt der diagonal verlaufenden, sich rechtwinklig kreuzenden
Längsachsen 16 und 17 dieser Stützrippen 10, 11, 12 und 13, die zugleich die Diagonalen
sind, ist eine Schraubbohrung 18 angeordnet, deren Achse 18' senkrecht zur Auflagefläche
2 verläuft und die auf der Außenseite mit einer konischen Senkung 19 zur Aufnahme
des konischen Kopfes 20 einer Befestigungsschraube 21 versehen ist.
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Die Stützrippen 10, 11, 12 und 13 könnten bis an die Schraubbohrung
18 heranreichen. Fertigungstechnisch ist es jedoch vorteilhafter, wenn die Stützrippen
10, 11, 12 und 13 jeweils, wie in Fig. 6 dargestellt, durch Längs- und Quernuten
22 bzw.
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23, deren Breite etwa dem Durchmesser der Schraubbohrung 18 entspricht,
begrenzt sind. Dadurch wird nicht nur der Vorteil erreicht, daß diese Stützrippen
10 bis 13 durch Fräsen oder Schleifen hergestellt werden können, sondern es ergibt
sich dabei auch der anwendungstechnisch besondere Vorteil, daß sich im Zentrum keine
gemeinsamen Kanten zwischen den Stützflächen 14 und 15 der einzelnen Stützrippen
10 bis 13 bilden, in denen sich Drehspäne festsetzen können. Wollte man die Stützrippen
10 bis 13 bis zum Rand der Schraubbohrung 18 verlaufen lassen, so wäre deren Herstellung
zumindest im Bereich des Zentrums nur durch teurere Arbeitsverfahren, beispielsweise
durch Erodieren oder Stoßen möglich.
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Die diagonale Anordnung der Stützrippen 10 bis 13 hat den Vorteil,
daß längere Stützflächen 14 und 15 entstehen als bei längs- und querverlaufender
Anordnung wie in Fig. 12 und daß eine gleichmäßigere Verteilung des Schneiddruckes
beim Drehen auf die einzelnen Stützrippen erfolgt.
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Auf der Aufnahmefläche 2 des Halterschaftes 1 ist mittels der Befestigungsschraube
21 eine Wendeschneidplatte 24 befestigt, die in den Fig. 2 bis 6 als Einzelteil
separat dargestellt ist.
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Wie aus den Fig. 3 und 5 ersichtlich ist, besitzt diese Wendeschneidplatte
24 eine quadratische Flachform mit einer ebenen Frontfläche 25 und vier Hauptschneidkanten
26, 27, 28 und 29, die jeweils von einer Ecke ausgehen und sich über etwa
zwei
Drittel der Quadratseitenlänge erstrecken. Auf den nicht rechtwinklig sondern unter
einem Hauptkeilwinkel !3 von 820 zur Frontfläche 25 stehenden seitlichen Umfangsflächen
30, 31, 32 und 33 sind entlang der Hauptschneidkanten 26 bis 29 jeweils unter einem
Spanwinkel t von Spanleitnuten 34, 35, 36 und 37 eingeschliffen, welche jeweils
die Spanflächen der entsprechenden Hauptschneiden 26 bis 29 bilden. Die Größte des
Spanwinkels g richtet sich nach der Qualität des zu bearbeitenden Materials.
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Im vorliegenden Beispiel beträgt er ca. 160, so daß ein Keilwinkel
von 740 entsteht. Durch Nebenfreiflächen 38, 39, 40 und 41, die sich von den Quadratecken
jeweils etwa über ein Drittel der Quadratseitenlänge erstrecken und die zur Front
fläche 25 die gleiche Neigung aufweisen wie die Umfangsflächen 30 bis 33, sind die
Nebenschneidkanten 42, 43, 44 und 45 ebenfalls mit einem Freiwinkel o( versehen.
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In die rückseitige Fläche 46 der Wendeschneidplatte 24, welche parallel
zu der Frontfläche 25 verläuft, sind zwei diagonal verlaufende, sich im Quadratflächenzentrum
rechtwinklig kreuzende V-förmig profilierte Nuten 47 und 48 eingearbeitet, deren
Querschnittsprofil demjenigen der Stützrippen 10 bis 13 des Halterschaftes 1, also
dem eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreieckes, entspricht. Diese Nuten 47
und 48 erstrecken sich jeweils von einer Ecke zur gegenüberliegenden Ecke und sind
lediglich in der Mitte durch eine konische Bohrung 49 unterbrochen, in welche von
der Frontfläche 25 her eine konische Gewindebuchse 50 eingesetzt und drehsicher
verklebt ist. Diese Gewindebuchse
weist eine Gewindebohrung 51
auf, in welche die Befestigungsschraube 21 eingeschraubt werden kann, um die Wendeschneidplatte
24 in der in Fig. 1 dargestellten Weise am Halterschaft 1 zu befestigen. Die Seitenflächen
54 und 55 der Nuten 47 und 48, die rechtwinklig zueinander stehen und symmetrisch
zur Achse 52 der Gewindebohrung 51 verlaufen, zentrieren sich beim Anziehen der
Befestigungsschraube 21, wenn diese in der Bohrung 18 des Halterschaftes 1 sitzend
in die Gewindebohrung eingeschraubt und fest angezogen wird, auf den Stützflächen
14 und 15 der Stützrippen 10 bis 13 und zentrieren somit selbsttätig die gesamte
Wendeschneidplatte 24 in der Weise, daß jeweils eine der Hauptschneiden 26 bis 29
sich in der in Fig. 1 dargestellten Schneidposition befindet.
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Bei der in den Fig. 9 bis 14 dargestellten Ausführungsform unterscheiden
sich der Halterschaft 1' vom Halterschaft 1 und die Wendeschneidplatte 24' von der
Wendeschneidplatte 24 lediglich dadurch, daß die Stützrippen 10', 11', 12' und 13'
auf der Aufnahmefläche 2' nicht diagonal, sondern in Längs- und Querrichtung zu
den Längskanten 3', 4' und 5' des Halterschaftes 1' verlaufen und daß dementsprechend
auch die Nuten 47' in der rückseitigen Fläche 46' der Wendeschneidplatte 24' jeweils
parallel zu den Hauptschneidkanten 26 bis 29 verlaufen. Auch in diesem Falle kreuzen
sich die Nuten 47' und 48' rechtwinklig im Schnittpunkt der Diagonalen 16 und 17
einer durch strichpunktierte Linien angedeuteten quadratischen Fläche 2a, in dem
auch
die Achse 52 der Gewindebohrung 51 steht. Ein Vergleich zwischen der Fig. 7 und
der Fig. 13 läßt erkennen, daß bei der diagonalen Anordnung der Stützrippen 10 bis
13 jeweils längere Stützflächen 14 und 15 auf derselben Quadratfläche 2a entstehen,
als bei der längs- bzw. querverlaufenden Anordnung der Stützrippen 10' bis 13'.
Deshalb wird die Ausführungsform mit den diagonal verlaufenden Stützrippen 10 bis
13 und den ebenfalls diagonal verlaufenden Nuten 47 und 48 bevorzugt.
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In den Fig. 10 bis 14 sind alle Teile, die auch bereits bei der Ausführungsform
der Fig. 1 bis 9 erwähnt sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Aus Gründen
der zeichnerischen Übersichtlichkeit sind jedoch nicht alle diese Bezugszeichen
in den Fig.
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10 bis 14 eingetragen.
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Durch die vorstehend beschriebene Gestaltung der Halterschäfte 1 und
1' und der Wendeschneidplatten 24 und 24' ist eine Befestigungsart geschaffen, die
keine abgekröpften oder im vorderen Schaftbereich verstärkten Halterschäfte erfordert.
Auch dadurch ergibt sich eine Erleichterung beim Einsetzen solcher Drehmeißel in
eine Drehmaschine.
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Ersichtlich ist auch, daß die Befestigungsschraube 21 nicht von oben
oder unten sondern von der in Vorschubrichtung betrachteten Rückseite des Drehmeißels
zugänglich ist, wo auch bei den mit mehreren Drehmeißeln bestückten Drehmaschinen
die am wenigsten beengten Raumverhältnisse bestehen.