DE3508433C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf spanabhebende Werkzeuge für Werkzeugmaschinen und betrifft ein Ausdrehwerkzeug mit einem oder mehreren radial verstellbaren Schneidplatten­ haltern, die auf einem mit einem Adapter verbindbaren Kopf­ teil montiert sind.

Bei vielen Materialien erfolgt die Zerspanung mit Ausdrehwerk­ zeugen zweckmäßigerweise trocken, d. h. ohne Zufuhr von flüssigen Kühlmitteln. In Fällen, bei denen das Zerspanen unter Verwendung von Kühlmitteln angezeigt ist, wird ein sol­ ches, wie beispielsweise bei konventionellen Werkzeugmaschinen, mit einem Schlauch oder einem Rohr von außen an die Bearbei­ tungsstelle gebracht. Dies ist dieselbe Technik mit densel­ ben Mitteln, wie sie auch bei der Spanabhebung an den Außenseiten eines Werkstückes verwendet wird.

Da bei einer außenseitigen Bearbeitung die Zerspanungszone im Sichtbereich der Werkperson liegt, kann das Kühlmittel adäquat dahingelenkt werden, beim Ausdrehen dagegen liegt die Zerspanungszone außerhalb des Sichtbereichs; das Kühlmittel kann somit lediglich so gut wie möglich auf die Zerspanungs­ zone gerichtet werden. Vielfach wird die dadurch entstehende Unsicherheit durch die Applikation erhöhter Flüssigkeits­ mengen kompensiert. Damit ist es natürlich nicht möglich, mit optimalen Kühlmittelmengen zu arbeiten. Abgesehen davon, ist auch eine optimale Kühlung nicht gewährleistet.

Aus der US-PS 26 40 378 ist es bereits bekannt, ein Ausdreh­ werkzeug mit einem Adapterteil, einem Kopfteil, einer die beiden Teile in axialer Richtung für die Kühlmittelzufuhr durchdringenden ersten Bohrung und mit mindestens einer in bezug auf die erste axiale Bohrung schräg geneigt und radial nach außen orientierten zweiten Bohrung zu versehen, welche austrittsseitig jeweils auf einen entsprechend zugeordneten, radial verstellbaren Schneidplattenhalter gerichtet ist. Die schräg nach außen geneigten Bohrungen münden hier an der zylindrischen Wandung des Kopfteils. Dadurch wird der Flüssig­ keitsstrahl auf einen sehr begrenzten Bereich der Zerspanungs­ zone gerichtet. Auch wurde nicht erkannt, welche Bedeutung der Neigungswinkel der schräg nach außen gerichteten Bohrung zur axial gerichtigen Bohrung der Kühlmittelzufuhr hat. Eine optimale Kühlung der Schneidplatten und des Werkstücks in der Zerspanungszone mit einer optimalen Kühlmittelmenge ist deshalb durch dies bekannte Ausdrehwerkzeug nicht gewährleistet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Ausdrehwerkzeug zu schaffen, mit dem eine optimale Kühlung der Schneiden und der Zerspanungszone mit optimalen Kühlmittelmengen durchführ­ bar ist. Das Ausdrehwerkzeug soll trotz der Maßnahme zur Verbesserung der Kühlung die etablierten Dimensionierungen aufweisen können, d. h. daß es überall dort auch einsetzbar ist, wo übliche Ausdrehwerkzeuge eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierte Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des vorschlagsgemäßen Aus­ drehwerkzeuges sind in den Unteransprüchen definiert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des gemäß der Erfindung ausgebildeten Ausdrehwerkzeuges dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt

Fig. 1 das auf einem Adapter angeordnete Ausdrehwerk­ zeug in Draufsicht,

Fig. 2 das Ausdrehwerkzeug nach Fig. 1 in einer Seitenansicht in Pfeilrichtung B und

Fig. 3 das Ausdrehwerkzeug in einer Stirnansicht in Pfeilrichtung A.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten, an sich bekannten Zweischneiden-Ausdrehwerkzeug zum Ausdrehen von Bohrungen sind an dem Kopfteil 1 zwei Schneidplattenhalter 2 und 3 angeordnet, die ihrerseits auswechselbare Schneidplatten 4 und 5 tragen.

Das im Querschnitt trapezförmige Kopfteil 1 (vgl. Fig. 2) weist an den schrägen Seitenflächen 6 jeweils eine Verzahnung auf, längs welcher sich die an ihrer Innenfläche 7 mit einer analogen Verzahnung versehenen Schneidplattenhalter 2, 3 radial verstellen lassen. Dadurch können auch die Schneid­ platten 4, 5 radial verschoben und auf die gewollte Durch­ messer-Position eingestellt werden. Mittels Schrauben 8 kann jeder Schneidplattenhalter 2, 3 einzeln für sich am Kopfteil 1 fixiert werden.

Bei vielen Materialien erfolgt die Zerspanung mit diesem Ausdrehwerkzeug zweckmäßigerweise trocken, d. h. ohne Zufügen von flüssigen Kühlmitteln. In Fällen, in denen das Bearbeiten unter Verwendung von Kühlmitteln angezeigt ist, wird dieses durch das Zentrum der Maschinenspindel oder von der Seite des Werkzeugschaftes in eine zentrale Bohrung des Ausdrehwerkzeuges gebracht. Eine weitere Bohrung ist derart im Ausdrehwerkzeug angeordnet, daß das Kühlmittel in die Zerspanungszone der Schneidplatten 4, 5 gelangt.

Dazu ist gemäß Fig. 1 der Kopfteil 1 an einem Ende mit einem zylindrischen Zapfen 9 versehen, an dem ein Gewinde­ zapfen 10 angeformt ist. Die Zapfen 9, 10 werden in einen Adapter 11, dessen eines Ende als Gegenstück zu den Zapfen 9, 10 ausgebildet ist, eingefügt und bis zur Anlage an den Flächen 12 verschraubt. Der Adapter 11 dient somit als Ver­ bindungsstück zwischen dem Kopfteil 1 und Arbeitsmaschine.

Zur Kühlmittelzuführung weist der Adapter 11 in axialer Richtung eine Bohrung 12 a und als Variante in Querrichtung eine Bohrung 13 auf.

Die Bohrung 12 a und/oder die Bohrung 13 werden als Bohrung 12′ in dem Kopfteil 1 weitergeführt, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in eine radial gerichtete Querbohrung 17 mündet. Die Querbohrung 17, die außen mit einem Zapfen 18 verschlossen ist, ist hier ein Verbindungs­ kanal für zwei schräg angelegte Jet-Bohrungen 14 und 14′, die an der Peripherie 15 des Kopfteils 1 münden.

Von der Mündung weg im gleichen Neigungswinkel α fortge­ setzt sind die Mittelachsen S und S′ der beiden Jet-Bohrungen 14, 14′ eingezeichnet. Der Neigungswinkel α ist so gewählt, daß, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, der je nach an­ gewendetem Druck spiralförmig abgelenkte und aufgefächerte Flüssigkeitsstrahl auf die Zerspanungszone auftritt. Beispielsweise kann der Flüssigkeitsdruck so reguliert werden, daß der Kühlmittelstrahl durch rotatorische Ab­ lenkung und die Auffächerung jeweils die ihm zugeordnete Schneidplatte 4, 5 bzw. die Zerspanungszone trifft.

In Fig. 3 sind zwei radiale Einstellungen der Schneid­ platten 4, 5 gezeigt, sie sind als Bearbeitungsdurchmesser d und D angegeben. Wird der Neigungswinkel α der Jet- Bohrungen 14, 14′ derart gewählt, daß deren Achse den ganzen Verstellbereich, vorzugsweise aber im wesentlichen das mittlere Drittel der gesamten radialen Verstellmög­ lichkeit in der Ebene der Schneiden der Schneidplatten 4, 5 durchläuft, so ist eine optimale Kühlung der Schneid­ platten 4, 5 und des Werkstückes in der Zerspanungszone sichergestellt.

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Peripherie 15 des Kopfteils 1 an der Austrittsstelle der Jet-Bohrungen 14, 14′ angeschrägt. Diese Schrägungen sind in den Fig. 2 und 3 als Flächen 15 dargestellt. Dadurch wird eine gleichmäßigere Auffächerung erzielt. Vorzugsweise wird eine Anschrägung β im Bereich zwischen 30° und 60° realisiert.

Zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung auf ein be­ kanntes Ausdrehwerkzeug mit einem oder mehreren radial verstellbaren Schneidplattenhaltern 2, 3, die auf einem mit einem Adapter 11 verbindbaren Kopfteil 1 montiert sind, wobei mindestens eine im Kopfteil 1 angeordnete, von der Drehachse des Kopfteils 1 weg nach außen geneigte und in Richtung des Schneidplattenhalters 2, 3 zur Peripherie 15 verlaufende und dort mündende Jet-Bohrung 14, 14′ vorgesehen ist, die mit einer Flüssigkeitszu­ führungsleitung 12 a/13, 12′ verbindbar ist. Die Jet- Bohrung 14, 14′ ist derart geneigt, daß die von der Drehachse weg über die Peripherie 15 hinaus verlängerte Bohrungsachse S, S′ einen Bereich innerhalb der mög­ lichen radialen Einstellungen der Schneidplatten 4, 5 zur Definition der Zerspanungszone im Werkmaterial durch­ läuft. Dabei ist die Peripherie 15 des Kopfteils 1 über die Mündung der geneigten Bohrung 14, 14′ angeschrägt.

Es können mehrere Bohrungen so angelegt sein, daß im Kopfteil 1 zwei in bezug auf die Drehachse spiegel­ bildliche und mit dieser in einer Ebene liegende Jet- Bohrungen 14, 14′ angeordnet sind. Die beiden geneigten Jet-Bohrungen 14, 14′ sind durch eine im Kopfteil 1 angeordnete und radial verlaufende Querbohrung 17 mit­ einander verbunden.

Die Neigung der ausmündenden Jet-Bohrung 14, 14′ kann derart gewählt sein, daß die von der Drehachse weg über die Peripherie 15 hinaus verlängerte Bohrungsachse S, S′ den gesamten Bereich innerhalb der möglichen radialen Einstellungen der Schneidplatten 4, 5 zur Definition der Zerspanungszone am Werkstück durchläuft. Vorzugsweise ist die Neigung der ausmündenden Bohrung 14, 14′ derart gewählt, daß die von der Drehachse weg über die Peripherie hinaus verlängerte Bohrungsachse S, S′ den Bereich des mittleren Drittels innerhalb der möglichen radialen Einstellungen der Schneidplatten 4, 5 zur Definition der Zerspanungszone im Werkmaterial durchläuft.

Claims (5)

1. Ausdrehwerkzeug mit einem Adapterteil (11), einem Kopf­ teil (1), einer die beiden Teile in axialer Richtung für die Kühlmittelzufuhr durchdringenden ersten Bohrung (12 a, 12′) und mit mindestens einer in bezug auf die erste axi­ ale Bohrung schräg geneigt und radial nach außen orien­ tierten zweiten Bohrung (14, 14′), welche austrittsseitig jeweils auf einen entsprechend zugeordneten, radial ver­ stellbaren Schneidplattenhalter gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - zur gleichmäßigen Kühlmittel-Auffächerung an dem Kopf­ teil (1) an der dem Schneidplattenhalter (2, 3) zuge­ wandten Seite im Bereich der Austrittsstelle der zweiten Bohrung (14, 14′) je eine im wesentlichen einen seg­ mentartigen Ausschnitt bildende schräge Fläche (15) vor­ gesehen ist und
• - der Neigungswinkel (α) der zweiten Bohrung (14, 14′) in bezug auf die erste axiale Bohrung (12′) so bemessen ist, daß die verlängerte Achse (S, S′) der zweiten Bohrung (14, 14′) einen Kühlmittel-Auffächerungs­ bereich innerhalb der radialen Verstellbarkeit der einzelnen Schneidplattenhalter (2, 3) einschließt.

2. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste axiale Bohrung (12 a, 12′) im Bereich des Kopfteils (1) in eine im wesentlichen quer dazu angeordnete und beidseitig verschlossene Bohrung (17) mündet, an welche sich die unter dem Neigungswinkel (α) nach außen orientierten zweiten Bohrungen (14, 14′) anschließen.

3. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Fläche (15) zur Mantelfläche des Kopf­ teils (1) hin unter einem Winkel (β) in der Größen­ ordnung von 30°-60° ansteigend ausgebildet ist.

4. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) der zweiten Bohrung (14, 14′) so bemessen ist, daß deren verlängerte Achse (S, S′) einen Kühlmittel-Auffächerungsbereich innerhalb des gesamten Bereichs der radialen Verstellbarkeit der Schneidplattenhalter (2, 3) einschließt.

5. Ausdrehwerkzeug nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) der zweiten Bohrung (14, 14′) so bemessen ist, daß deren verlängerte Achse (S, S′) einen Kühlmittel-Auffächerungsbereich inner­ halb des mittleren Drittels der radialen Verstell­ barkeit der Schneidplattenhalter (2, 3) einschließt.