DE3510259A1 - Ausdrehwerkzeug mit auswuchtvorrichtung zum schwingungsfreien ausdrehen von bohrungen - Google Patents
Ausdrehwerkzeug mit auswuchtvorrichtung zum schwingungsfreien ausdrehen von bohrungenInfo
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Description
ΒΕ20Θ42, URMA AG. - 3 -
AUSDREHWERKZEUG MIT AUSWUCHTVORRICHTUNG ZUM SCHWINGUNGSFREIEN
AUSDREHEN VON BOHRUNGEN.
Die Erfindung liegt im Gebiet der spanabhebenden Werkzeuge für Werkzeugmaschinen und betrifft eine Vorrichtung an einem
Ausdrehwerkzeug mit auswechselbaren Schneidplattenhaltern.
Zum Fein- und Feinstbearbeiten von Bohrungen mit drehenden Werkzeug«
sind Feinbohrköpfe bekannt, die universell für die Bearbeitung von verschiedenen Bohrungsdurchmessern eingestellt werden können. Dabei
ist zwangsläufig, dass Masse exzentrisch verschoben wird. Dadurch
entsteht eine Unwucht an» Feinbohrkopf die Vibrationen erzeugt, was
verhindert, dass präzise Bohrungen mit hoher Oberflächengüte erreict
werden können. Moderne Schneidstoffe erlauben eine grosse Schnittgeschwindigkeit,
sodass drehende Ausdrehwerkzeuge mit entsprechend höh
Drehzahlen eingesetzt werden. Je höher die Drehzahlen sind, umso negativer wirken sich Unwucht und damit Vibrationen auf die Bohrungsqualität aus.
BE20842, URMA AG.
Die Erfindung bezweckt, dass durch Anbringen eines Mechanismus am
Feinbohrkopf, die beim Einstellen des Durchmessers der zu bearbeitenden Bohrung, am Feinbohrkopf entstandene Unwucht ausgeglichen werden kann.
Dies wird erreicht, durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 definierten Erfindung.
Pig.l Eine Ansicht des Peinbohrkopfes zum Anschluss an eine Maschinenspindel oder an einen Adapter.
Figur 1 zeigt in der Ansicht ein Ausdrehwerkzeug, bestehend aus einem Feinbohrkopf 1, an dessen einem Ende ein Zapfen 2
angebracht ist, der zur Aufnahme des Merkzeuges in der Maschinenspindel oder in einem Adapter dient. Auf der andern
Seite des Feinbohrkopfes, ist ein auswechselbarer Schneidplattenhalter
3 in die Bohrung 4 eines Verstellelementes 5
eingesetzt und mit einer Schraube 6 festgeklemmt. Das Verstell
element 5 liegt gleitend in einer Querbohrung 7 des
Feinbohrkopfes 1. Eine Skalenschraube 8 mit einem Gewindezapfen
9, der in ein im Verstel1element 5 angeordnetes Innengewinde passt, erlaubt das Einstellen des gewünschten
Bahrungsdurchmessers: nämlich durch die radiale Verschiebung
des Schneidplattenhalters 3, dessen Massenpunkt damit auch von der Drehachse weg— bzw. auf sie zubewegt wird. Die
Drehbewegung erfolgt also bei "verstelltem" Schneidplatten—
halter nicht mehr um den Schwerpunkt des Massensystems, sodass es zu Vibrationen kommen kann.
BE20B42, URMA AB. ^
Der Feinbahrkopf 1 gemäss Figur 1 zeigt über der Skalen—
schraube 8 eine mit V bezeichnete Verstellvorrichtung -für
den Massenausgleich im Massensystem des Ausdrehwerkzeugs.
Diese Verstellvorrichtung V ist in Figur 2 mehr im Detail
dargestelIt.
In einem Nuteneinstich 10 des Feinbohrkopfs 1 sind zwei
kreisscheibensegmentförmige Gewichtsausgleichkörper 11 und
12, in der Folge nur noch Kreissegmente genannt, verstellbar
gleitend angeordnet. An den Stirnseiten lla, 11b, 12a, 12b
dieser beiden Kreissegmente (Fig. 3) ist je eine Bohrung zur Aufnahme der Hülsen 13, 14, 15, 16 eingebracht; in diese
Hülsen sind, wie bei Schnürsenkeln, die Enden von zwei gleich langen Zugschnüren, Zugseilen oder Zugsaiten 17 und
18, die bspw. aus Kunstfasermaterial oder Metall bestehen
können, eingezogen. Klemmschrauben 19, 20, 21, 22 fixieren die an ihren Enden mit Hülsen versehenen Zugschnüre bzw. —
saiten 17 und 18 an den Kreissegmenten 11 und 12 und zwar
so, dass jede Zugschnur, im dargestellten Beispiel sind es
solche, an beiden Segmenten angreift. Das heisst: die Zugschnur 17.ist an den Kreissegmenten 11 und 12 an deren einen
Stirnseiten 11b, 12b befestigt, die Zugschnur 18 ist an den Kreissegmenten 11 und 12 an deren anderen Stirnseiten lla,
12a befestigt. Durch diese Anordnung lassen sich die Kreissegmente gegensinnig zueinander gleitend um einen gemeinsamen
Drehpunkt M verschwenken. Und dazu sind die Umlenkbolzen 23 und 24 vorgesehen (Fig. 3 und 4); die eine Zugschnur 17
ist um den Umlenkbolzen 23, die andere Zugschnur 18 um den Umlenkbolzen 24 geführt. Schliesslich ist eines der beiden
Kreissegmente, in dieser Ausführungsform das Kreissegment 12
durrh einen Verbindungsstift 26 mit einem Einstellring 25
verbunden.
BE20842, URMA AG. / -
Beim Drehen des Einstellringes 25 wird das Kreissegment 12
in dieselbe Drehrichtung gedreht, das Kreissegment 11 jedoch um den gleichen Weg in entgegengesetzter Drehrichtung. Die
Figuren 4 und 5 zeigen die Kreissegment-Verstellmöglichkeit
in den zwei Extremlagen: in Figur 4 liegen die beiden Segmente 11 und 12 im wesentlichen übereinander, d.h. der
Massenpunkt ist aus dem Rotationszentrum maximal verschoben
und ergibt so die von den Einstellmöglichkeiten her gesehen
grösste Auswuchtmasse zum Ausgleich des radial verstellten Schneidplattenhalters; in Figur 5 liegen sich die beiden
Segmente 11 und 12 im wesentlichen (massenpunktmässig betrachtet)
gegenüber, d.h. sie "neutralisieren" sich gegenseitig und sind so in einer unwuchtneutralen Stellung.
Um au-f dem Einstellring 25 die -für die jeweilige Einstellung
relevanten Einstel1 marken anzuordnen wird entweder rechnerisch
oder empirisch vorgegangen. Bestens bewährt sich das empirische Vorgehen, in dem bei eingespanntem Schneidplattenhalter
für verschiedene Ausdrehdurchmesser die optimale Lage der verstellbaren Massen, also der Kreissegmente
11 und 12 bspw. au-f einem Auswuchtgerät -festgestellt wird.
Die entsprechende Stellung des Einstellrings 25 zu einer Referenzmarke au-f einem Haltering 28 wird markiert. So wird
ein Ausdrehdurchmesser nach dem anderen gefahren um schliesslich eine fertige Skalierung 30 auf dem Einstellring
zu erhalten. Die Skalierungsmarken können als feste Einstellwerte
betrachtet werden, sind sie nicht zu weit voneinander beabstandet, so kann gegebenenfalls interpolierend
ein Ausdrehdurchmesser zwischen den Skalierungsmarken eingestellt
werden.
Der Haltering 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit Befestigungsschrauben
31 am Umfang des Feinbohrkopfes 1 festgeschraubt
(Fig.2). Eine spitze Stiftschraube 32 im Fein-
BE20842, URMA AG.
bohrkopf 1 liegt an einer Wandung der lageversetzten Ansenkung
33 des in der Bohrung beweglich angeordneten Klemmbolzens 34. Zur Fixierung der eingestellten Massenlage kann
durch eine Bohrung 35 im Haltering 28 ein Stiftschiüssel auf
die Sti-ftschraube 32 gesetzt werden. Durch Anziehen dieser
Sti-ftschraube bewegt sich der Klemmbolzen 34 in Richtung C
(Fig.l) und klemmt die Kreissegmente 11 und 12 in der jeweils
eingestellten Arbeits—Position -fest.
Der dynamische Masseausgleich wird in der gezeigten Aus—
führungsfarm durch Lage und Gewicht der Kreissegmente 11 und
12 bewirkt. Dabei spielt die Form der Gewichte eher eine untergeordnete Rolle. Die Kreissegmentform wurde aus konstruktiven
Gründen gewählt, um,nebst den konstruktiven Vor—
teilen auch genügend Ausgleichsmasse im Feinbohrkopf 1 unterzubringen. Prinzipiell sind also auch andere Formen
denkbar. Stahl als Massematerial hat sich bezüglich seines spezifischen Gewichts als ausreichend erwiesen; bei Bedarf
können aber andere Materialien mit höherem spezifischen
Gewicht ausgewählt werden, aus welchen die Ausgleichskörper hergestellt werden oder welches Material in Bohrungen im
Ausgleichskörper eingefüllt wird. Da bei gleicher gegenläufiger Verschiebung der kreissegmentformigen Ausgleichskörper der Ausführungsform gemäss Erfindung, diese gleich
schwer sein müssen, wird empfohlen, nach bekannter Art durch Wegbohren von Uebergewicht, die beiden Körper einander gewichtsmäs5ig
anzugleichen.
In einer kurzen Uebersicht ist die erfindungsgemässe Vorrichtung
an einem Ausdrehwerkzeug mit auswechselbaren Schneidplattenhaltern mit um einen gemeinsamen, auf der
Drehachse des Feinbohrkopfs liegenden Drehpunkt M schwenkbare
Gewichtsausgleichkörper (11,12) ausgestattet. In der diskutierten Ausführungsform sind die Gewichtsausgleich-
ΒΕ20Θ42, URMA AG.
körper (11,12) als Kreisscheibensegmente geformt. Sie werden
mittels an diesen befestigten Zugschnüren (17,18) aus ihrer jeweiligen Lage um den gemeinsamen Drehpunkt (M) geschwenkt.
Prinzipiell ist jede Zugschnur (17,18) an jedem Gewichtsausgleichkörper
(11,12) befestigt. Im diskutierten Beispiel so, dass eine an einer Seite (lla,12a) von zwei Gewichtsaus—
gleichkörpern (11,12) befestigte erste Zugschnur (18) um einen ersten Umlenkbolzen (24) gelenkt ist und dass eine an
der anderen Seite (11b,12b) der beiden Gewichtsausgleichkörper
(11,12) befestigte zweite Zugschnur (17) um einen zweiten Umlenkbolzen (23) gelenkt ist. Ein Einstellring (25)
ist mit einem der Gewichtsausgleichkörper (12) fest verbunden und ein mit dem Einstellring (25) korrespondierender
Haltering (28) ist mit dem Körper des Feinbohrkopfs (1) fest
verbunden. Der Einstellring (25) trägt eine von der gegenseitigen Stellung der Ausgleichskörper zueinander abhängige
Skalierung (30).
Claims (7)
1. Vorrichtung an einem durchmesserverstellbaren Ausdrehwerkzeug
mit auswechselbaren oder -fest angeordnet en Schneidplattenhaltern
gekennzeichnet, durch um einen gemeinsamen, au-f der Drehachse des Feinbohrkop-fs liegenden Drehpunkt (M)
schwenkbare Gewichtsausgleichkörper (11,12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Gewichtsausgleichkörper (11,12) als Kreisscheibensegmente
ge-formt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsausgleichkörper (11,12) mittels
an diesen befestigten Zugschnüren bzw. —saiten (17,18) aus
ihrer jeweiligen Lage um den gemeinsamen Drehpunkt (M) schwenkbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass jede Zugschnur bzw. —saite (17,18) an jedem Gewichts— ausgleichkörper (11,12) befestigt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass eine an einer Seite (11a,12a) von zwei Gewichtsausgleichkörpern
(11,12) befestigte erste Zugschnur bzw. -saite (18) um einen ersten Umlenkbolzen (24) gelenkt ist und dass
eine an der anderen Seite (11b,12b) der beiden Gewichtsaus-
BE20842, URfIA AG. η
gleichkörper (11,12) be-Festigte zweite Zugschnur bzw. -saite
(17) um einen zweiten UmIenkbolzen (23) gelenkt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Einstellring (25) mit einem der Gewichtsausgleichkörper (12) -fest verbunden ist und dass ein
mit dem Einstellring (25) korrespondierender Haltering (28)
mit dem Körper des Feinbohrkop-fs (1) -fest verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellring (25) eine von der gegenseitigen Stellung
der Ausgleichskörper zueinander abhängige Skalierung (30) au-fweist.
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