DE3523512C1

DE3523512C1 - Tool clamping mandrel

Info

Publication number: DE3523512C1
Application number: DE19853523512
Authority: DE
Inventors: Max Strodl
Original assignee: Maho Werkzeugmaschinenbau Babel & Co 8962 Pfronten De; Maho Werkzeugmaschinenbau Babel and Co
Current assignee: Maho AG
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1987-03-05

Abstract

The subject-matter of the invention is a tool clamping mandrel with tool length correction consisting of a tapered part (1) that can be clamped in the spindle of the machine tool and has a tightening bolt, of an adjoining annular collar (3) for the grippers of the tool changer, and of a cylindrical part (2) having the fastening and setting means for the tool. A tool driver ring (12) is arranged on a portion (13) formed centrally on the solid cylindrical part (2) in a manner which prevents relative rotation but allows axial displacement. Next to the driver ring (12) there is a two-piece setting ring (7), the inner ring (8) is held on the cylindrical part (2) in a manner which prevents relative rotation but allows axial displacement and engages by its external thread with the internal thread of the outer ring (9). An annular collar (4) for the purpose of providing axial support for the tool via the driver ring (12) and the setting ring (7) is furthermore provided on the cylindrical part (2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeug-Aufspanndorn mit Werkzeug-Längenkorrektur der im Oberbegriff des Patentan spruchs angegebenen Gattung.The invention relates to a tool mandrel Tool length correction in the preamble of the patent said specified genus.

Bei numerisch gesteuerten Fräs- und Bohrmaschinen ändert sich die Länge der jeweiligen Bohr- und Fräswerkzeuge im Laufe ihrer Benutzung, und zwar beispielsweise aufgrund des Schneidenverschleißes und des wiederholten Nach schleifens. Ferner sind auch Werkzeuge gleichen Typs auf grund von Herstellungstoleranzen unterschiedlich lang. Die numerische Steuerung der Werkzeugmaschine kann die unter schiedlichen Werkzeuglängen nur dann berücksichtigen, wenn die jeweiligen Längenänderungen im eingegebenen Programm berücksichtigt sind. Dies erfordert jedoch in der Regel einen relativ hohen Aufwand. Bei Mehrspindelmaschinen sind diese Werkzeug-Längenkorrekturen dann nicht möglich, wenn alle Spindeln in einem Block angeordnet und somit nur ge meinsam verstellbar sind. Bei Bruch oder Verschleiß eines Werkzeugs müssen der Bearbeitungsvorgang unterbrochen und alle Werkzeuge gewechselt bzw. neu eingestellt werden. Ei ne technisch einfachere Maßnahme zur Kompensation unter schiedlicher Längen einzelner Werkzeuge besteht darin, die Werkzeugaufnahme so auszubilden, daß durch axiales Ver stellen der den Werkzeugschaft klemmenden Spannmittel die wirksame Werkzeuglänge genau auf ein vorgegebenes Maß ein gestellt werden kann. Changes to numerically controlled milling and drilling machines the length of the respective drilling and milling tools in In the course of their use, for example due to of cutting edge wear and repeated after grinding. Tools of the same type are also available due to manufacturing tolerances of different lengths. The numerical control of the machine tool can under only consider different tool lengths if the respective length changes in the entered program are taken into account. However, this usually requires a relatively high effort. With multi-spindle machines these tool length corrections are not possible if all spindles arranged in a block and thus only ge are adjustable together. In the event of breakage or wear The machining process must be interrupted and all tools are changed or reset. Egg ne technically simpler measure for compensation under of different lengths of individual tools is that Form tool holder so that by axial Ver of the clamping devices clamping the tool shank effective tool length exactly to a specified dimension can be put.

Aus der GB-PS 14 19 686 ist ein gattungsgemäßer Werkzeug- Aufspanndorn bekannt, bei dem Längenkorrekturen des jewei ligen Werkzeugs auf relativ einfache Weise von außen vor genommen werden können. Auf einem werkzeugseitigen zylin drischen Ansatz des Aufspanndorns ist ein zweiteiliger Stellring angeordnet, dessen mit Außengewinde versehener Innenring durch eine in einer Längsnut laufenden Kugel sowie durch Schraubbolzen unter Zwischenlage von Druckfe dern axial verschiebbar am Zylinderkörper des Aufspann dorns befestigt ist. Das Außengewinde des Innenrings steht mit dem Innengewinde eines Außenrings in Eingriff. Durch Verdrehen des Außenrings wird der Innenring axial in der einen oder anderen Richtung verschoben. Auf einer Verlän gerung des zylindrischen Ansatzes ist das Werkzeug aufge schoben und mit Hilfe eines zentralen Schraubbolzens fest gelegt, der in eine Zentralbohrung des Aufspanndorns ein geschraubt und durch zwei Querschrauben gegen Verdrehung gesichert ist. Die Drehmomentübertragung vom Werkzeug auf den Aufspanndorn erfolgt somit nicht durch Formschluß, sondern hauptsächlich über das Gewinde des zentralen Schraubbolzens, wobei sich das Werkzeug mit seiner hinte ren Stirnfläche direkt am verstellbaren Innenring ab stützt. Diese Drehmomentübertragung führt insbesondere bei hohen Spannleistungen zu Ungenauigkeiten aufgrund der unzu reichenden Gesamtsteifigkeit der von Werkzeug und Auf spanndorn gebildeten Baugruppe.GB-PS 14 19 686 is a generic tool Clamping mandrel known, with the length corrections of the jewei tool from the outside in a relatively simple way can be taken. On a tool-side cylinder The approach of the mandrel is a two-part one Collar arranged, its externally threaded Inner ring by a ball running in a longitudinal groove as well as by bolts with the interposition of Druckfe axially displaceable on the cylinder body of the clamping is attached. The external thread of the inner ring is in place engages with the internal thread of an outer ring. By Rotation of the outer ring turns the inner ring axially in the shifted in one direction or another. On an extension tion of the cylindrical approach, the tool is open pushed and fixed with the help of a central bolt placed in a central bore of the mandrel screwed and twisted by two transverse screws is secured. The torque transmission from the tool to the mandrel is not made by positive locking, but mainly about the thread of the central one Bolt, the tool with its rear end face directly from the adjustable inner ring supports. This torque transmission leads in particular high clamping capacities due to inaccuracies overall rigidity of the tool and on mandrel formed assembly.

Ferner sind z. B. aus der Druckschrift Nr. 563, Ausgabe 1963, der Firma Kelch & Co., S. 21, Aufsteckfräserdorne bekannt, bei denen ein Mitnehmerring auf einen zylindri schen Ansatz aufgeschoben und formschlüssig im sonst massiven Zylinderkörper festgelegt ist. Die formschlüssige Fixierung des Mitnehmerrings erfolgt dabei durch einen am Ring angeformten rückwärtigen Ansatz, der genau in einen entsprechenden Ausschnitt des Zylinderkörpers eingepaßt ist. Diese formschlüssige Verbindung hat eine vergleichs weise große Steifigkeit und ermöglicht die Übertragung auch großer Drehmomente vom Aufsteckdorn zum Fräswerkzeug. Eine Verstellung zur Längenkorrektur des Werkzeugs ist bei diesem Aufsteckfräserdorn weder vorgesehen noch möglich.Furthermore, z. B. from publication No. 563, edition 1963, the company Kelch & Co., p. 21, milling cutter arbors known in which a drive ring on a cylindri deferred approach and form-fitting in the other massive cylinder body is fixed. The form-fitting The driver ring is fixed by an Ring-shaped rear approach that fits exactly into one appropriate cutout of the cylinder body fitted is. This positive connection has a comparison great rigidity and enables transmission also high torques from the arbor to the milling tool. An adjustment for the length correction of the tool is at this arbor cutter arbor neither provided nor possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkzeug-Aufspanndorn der angegebenen Gattung derart weiterzubilden, daß trotz der axialen Verstellmöglichkeit eines Werkzeuges eine hohe Gesamtsteifigkeit der aus Werkzeug und Aufspanndorn gebil deten Baugruppe erreicht wird.The object of the invention is a tool mandrel to further develop the specified genus in such a way that despite a high degree of axial adjustment of a tool Total rigidity of the tool and mandrel deten assembly is reached.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Patentan spruch angegebenen Merkmale gelöst.This task is accomplished by the combination of the in patent characteristics specified resolved.

Die angestrebt hohe Steifigkeit des erfindungsgemäßen Auf spanndorns ist Ursache für hervorragende Rund- und Plan laufeigenschaften der längenverstellbar eingespannten Werkzeuge und ermöglicht unter Vermeidung des "Ratterns" hohe Spanleistungen bei kleinen Maßtoleranzen und vermin dertem Werkzeugverschleiß. Diese hohe Steifigkeit des Auf spanndorns ist insbesondere auf die massive einteilige Ausbildung des Dornkörpers und auf den großflächigen dreh festen Sitz des Mitnahmerings auf dem z. B. als Sechskant profilierten Ansatz am Zylinderteil zurückzuführen. Diese einteilige massive Ausbildung des Zylinderteils mit seinem Ringbund, des Profilansatzes als Träger des Mitnahmerings und des Tragzapfens für das Werkzeug vermeidet die bei mehrteiligen Spanndornen im hohlen Inneren des Zylinder teils fixiertem Schaft unvermeidbaren geringfügigen Re lativbewegungen der gegeneinander verklemmten Dornteile. Durch die Ausbildung des Profilansatzes z. B. als Vier- oder Sechskantprofil und genau entsprechender Formgebung der Innenöffnung des Mitnahmerings wird eine gegenüber herkömmlichen Keilnutverbindungen wesentlich günstigere Drehmomentübertragung zwischen dem Aufspanndorn und dem Werkzeug erreicht.The desired high rigidity of the invention Spanndorns is the reason for excellent round and plan running properties of the length-adjustable clamped Tools and enables avoiding "rattling" high chip performance with small dimensional tolerances and min different tool wear. This high rigidity of the up chuck is particularly on the massive one-piece Formation of the mandrel body and on the large-area turning tight fit of the driving ring on the z. B. as a hexagon profiled approach attributed to the cylinder part. These one-piece massive design of the cylinder part with its Ring collar, the profile approach as a carrier of the driving ring and the trunnion for the tool avoids the multi-part mandrels in the hollow interior of the cylinder partly fixed shaft unavoidable minor re relative movements of the jammed mandrel parts. By training the profile approach z. B. as a four or hexagon profile and precisely corresponding shape the inner opening of the drive ring is opposite conventional keyway connections much cheaper Torque transmission between the mandrel and the Tool reached.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher ein Werkzeug-Aufspann dorn im teilweisen Längsschnitt und in einer Stirnansicht dargestellt ist. In the following the invention is exemplified with reference to Drawing described in which a tool clamping thorn in partial longitudinal section and in an end view is shown.

Der dargestellte Aufspanndorn hat einen in übli cher Weise standardisierten Kegelteil 1 mit - nicht dargestellten - Anzugbolzen für den Angriff der Spann zange. An diesen Kegelteil 1 schließt ein aus dem Vol len gearbeiteter Zylinderteil 2 an, der einen längsge nuteten Ringflansch 3 für den Angriff der Zangen eines Werkzeugwechslers aufweist. Ein radialer Ringbund 4 am Zylinderteil 2 bildet mit seiner einen Stirn eine Anlagefläche für einen relativ schmalen Noniusring 5, der mittels einer Keilnutverbindung 6 drehfest und axial verschiebbar auf dem Zylinderteil 2 montiert ist. Unmittelbar daneben befindet sich ein zweiteili ger Stellring 7, dessen Innenring 8 über den Keil 6 gegen Verdrehung gesichert und axial verschiebbar auf dem Zylinderteil 2 sitzt und dessen Außenring 9 auf einem Abschnitt 10 Markierungen sowie ggf. eine Rände lung für eine Handverdrehung trägt. Beide Ringe 8, 9 stehen über ein Gewinde 11 miteinander in Eingriff, wobei der Außenring 9 gegenüber dem Innenring 8 ver dreht werden kann. An diesen Stellring 7 schließt axial ein Werkzeugmitnahmering 12 an, der drehfest und axial verschiebbar auf einem Sechskantabschnitt 13 des Zylinderteils 2 montiert ist und dessen Klauen 14 mit einem - nicht dargestellten - Werkzeug in Eingriff gelangen, das auf den zentral angeformten Dorn 15 aufgeschoben und durch eine - nicht darge stellte - Schraube fixiert wird.The mandrel shown has a tapered part 1 standardized in a usual way with - not shown - pulling pliers for the attack of the collet. At this cone part 1 connects from the vol len machined cylinder part 2 , which has a longitudinally nuteten ring flange 3 for attacking the pliers of a tool changer. A radial annular collar 4 on the cylinder part 2 forms with its one end a contact surface for a relatively narrow vernier ring 5 , which is mounted on the cylinder part 2 in a rotationally fixed and axially displaceable manner by means of a keyway connection 6 . Right next to it there is a zweiteili ger adjusting ring 7, the inner ring 8 secured on the wedge 6 against rotation and axially displaceable on the cylinder part 2 is seated and the outer ring 9 on a section 10 markers and possibly lung a Rände wears for a hand twisting. Both rings 8, 9 are in engagement with one another via a thread 11 , wherein the outer ring 9 can be rotated ver relative to the inner ring 8 . This adjusting ring 7 is axially connected to a tool driving ring 12 , which is mounted on a hexagon section 13 of the cylinder part 2 in a rotationally fixed and axially displaceable manner and whose claws 14 engage with a tool (not shown) which is pushed onto the centrally formed mandrel 15 and through a screw - not shown - is fixed.

Die Einstellung einer gewünschten Werkzeuglänge wird wie folgt vorgenommen:The setting of a desired tool length is done as follows:

Nach Lösen der zentralen Fixierschraube für das Werkzeug wird der Innenring 8 durch Verdrehen des Außenringes 9 mit einer dem Gewinde 11 entsprechen den Untersetzung axial verschoben und drückt dabei gegen die Stirnfläche des Mitnahmerings 12, der axial verschiebbar und gegen Verdrehung gesichert auf dem Sechskant-Abschnitt 13 am Zylinderteil 2 angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Mitnahmering 12 zusammen mit dem mit ihm in Eingriff stehenden Werkzeug in axialer Richtung verschoben. Das Maß der Verdrehung des Außenrings 9 und damit das Maß der Axialverschie bung des Mitnahmerings 11, d. h. also die Einstellung der Werkzeuglänge, kann durch die am Außenumfang des Außenrings angebrachten Markierungen und einer auf dem Noniusring 12 angebrachten Indexierung kontrolliert werden.After loosening the central fixing screw for the tool, the inner ring 8 is axially displaced by rotating the outer ring 9 with a reduction corresponding to the thread 11 and thereby presses against the end face of the driving ring 12 , which is axially displaceable and secured against rotation on the hexagon section 13 is arranged on the cylinder part 2 . In this way, the driving ring 12 is displaced in the axial direction together with the tool engaged with it. The degree of rotation of the outer ring 9 and thus the degree of axial displacement of the driving ring 11 , that is to say the setting of the tool length, can be checked by the markings made on the outer circumference of the outer ring and an indexing provided on the vernier ring 12 .

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt. Vielmehr können die Werkzeuge je nach den vorliegenden Gegebenheiten auch auf ande re Weise axial verstellbar und drehfest auf dem Zy linderteil befestigt werden. Wesentlich ist jedoch die einfache Einstellmöglichkeit, die durch Verwendung des Doppel-Stellrings erreicht wird und die stabile Werkzeugeinspannung aufgrund der einteiligen Ausbil dung des Dornkörpers. So kann beispielsweise der Pro filabschnitt (Sechskant) verlängert werden und als Sitz zur drehfesten axial verschiebbaren Aufnahme auch des Innenrings und des Noniusrings dienen. Ferner könnte der Noniusring entfallen und die Indexierung auf dem Ringbund des Zylinderteils angebracht werden. Schließlich kann auch der Mitnahmering bei entsprechen der Formgebung des Innen- oder Außenrings des Stell rings als gesondertes Bauteil wegfallen, wobei dann der ggf. auf dem Sechskant sitzende Innenring die axiale Stütz- und Drehmoment-Übertragungsfunktion mit übernimmt.The invention is not shown on the Limited execution. Rather, the tools depending on the circumstances, also on other re axially adjustable and non-rotatable on the Zy linder part are attached. However, it is essential the easy setting option by using of the double collar and the stable Tool clamping due to the one-piece design extension of the mandrel body. For example, the Pro fil section (hexagon) to be extended and as Seat for non-rotatable, axially displaceable mounting serve the inner ring and the vernier ring. Further the vernier ring and indexing could be omitted be attached to the collar of the cylinder part. Finally, the drive ring at can also match the shape of the inner or outer ring of the actuator rings as a separate component, and then the inner ring, if applicable, on the hexagon axial support and torque transfer function with takes over.

Claims

Tool mandrel with tool length compensation, existing

from one into the spindle of the tool holder a tensionable cone part with pull stud
from a cylinder part with the fastening means for the tool,
a two-part adjusting ring, the inner ring of which is held on the cylinder part in a rotationally fixed and axially displaceable manner and with its external thread is in engagement with the internal thread of the outer ring,
from an annular collar formed on the cylinder part for axial support of the tool via the two-part collar and
from a cylindrical projection which is formed centrally and in one piece on the cylinder part and which projects without play into a central bore of the tool,

characterized in that the extension ( 13, 15 ) is solid and in connection to the cylinder part carrying the adjusting ring ( 7 ) has a polygonal section ( 13 ) on which a tool driving ring ( 12 ) is rotatably and axially displaceable by means a correspondingly profiled central bore is fixed, on the front end face of which the tool rests and which is supported with its rear end face on the adjusting ring ( 7 ).