DE3916582A1 - Werkzeugeinrichtung fuer die schwerzerspanung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinrichtung für die Schwerzerspanung mit ei­ nem wechselbaren Werkzeugträger, der in einer lösbar am Werkzeughalter oder ei­ nem hiermit verbundenen Schieber befestigten Grundaufnahme gehaltert ist.

Zerspanungswerkzeuge, die aus einem Werkzeuggrundhalter und einem Schneidenträ­ ger bestehen und deren Lösen bzw. Festsetzen der Spannelemente manuell oder ma­ schinell erfolgen kann, sind nach dem Stand der Technik bekannt. So wird insbe­ sondere in der DE 30 07 440 A1 eine Werkzeugeinrichtung beschrieben, bei der der Werkzeuggrundhalter einen über einen bestimmten Hub beweglichen Spannbolzen auf­ weist, der an ihm liegende, radial nach außen wirkende Spannstifte beaufschlagt, die zur Arretierung des Werkzeugträgers in Ausnehmungen dieses Werkzeugträgers eingreifen. Diese Werkzeugeinrichtung erlaubt ein schnelles Wechseln der Werk­ zeuge beim Übergang eines Bearbeitungsvorganges zum nächsten. Allerdings sind solche Werkzeugeinrichtungen auf Drehbearbeitungen beschränkt, deren obere Grenze für die maximale Schnittkraft bei ca. 50 000 N liegt. Solche Kräfte las­ sen sich mit Wendeschneidplatten mit 25,4 mm Inkreis (nach DIN 4988) aufnehmen.

Bei der Schwerzerspanung, bei der die Schnittkräfte bis auf den dreifachen Wert, also 150 000 N ansteigen können, lassen sich die Werkzeugeinrichtungen bzw. Werkzeugwechselsysteme der geschilderten Art nicht ohne weiteres einsetzen. Um die hohen Zerspanungskräfte aufnehmen zu können, sind daher sog. Schieberaufnah­ men vorgeschlagen worden, die mit relativ schweren, daran befestigten Stahlauf­ nahmen verbunden sind. Der Nachteil dieser Stahlaufnahmen ist neben ihrem hohen Gewicht, daß sie nicht als modulares Werkzeugwechselsystem einen schnellen Werk­ zeugwechsel ermöglichen. Die bisherigen Versuche, auch bei Schwerzerspanungsope­ rationen den Werkzeugträger in einer Stahlaufnahme und diese über eine zylindri­ sche Aufnahme in einem Schieber zu befestigen, konnten bisher zu keiner zufrie­ denstellenden Lösung führen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Werkzeugträger für die Schwerzerspanung schnell und ggf. automatisch wechselbar ist, wobei möglichst auf solche Werkzeughalter zurückgegriffen werden soll, die auch zur Aufnahme von Standardwerkzeugträgern, wie z. B. aus der DE 30 07 440 A1 bekannt, ohne großen Umbau benutzt werden können. Mit anderen Worten, Ziel ist es, ein modulares Werkzeugwechselsystem zu schaffen, das gleichermaßen Standardwerkzeugträger als auch Schwerzerspanungswerkzeugträger aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Werkzeugeinrichtung ge­ löst. Der Vorteil dieser Werkzeugeinrichtung besteht darin, daß die bei Stan­ dardzerspanungsoperationen verwendeten Werkzeughalter ohne großen Aufwand für die Schwerzerspanung umgerüstet werden können, indem an einem Schieber neben der darin gehalterten Grundaufnahme ein Auflageblock angeordnet ist, der eine senk­ recht zur Hauptschnittkraftebene am Rücken des Werkzeugträgers anliegende ab­ stützende Auflagefläche besitzt. Durch diesen Aufnahmeblock können bedeutend hö­ here Schnittkräfte aufgenommen werden, als dies mit einer Grundaufnahme allein möglich wäre. Zum Spannen und Entspannen des Werkzeugträgers können im Prinzip die bereits aus der DE 30 07 440 A1 bekannten Maßnahmen oder andere nach dem Stand der Technik übliche Spannvorrichtungen benutzt werden. Vorzugsweise ist der Auflageblock am Schieber lösbar befestigt.

Weiterhin vorzugsweise liegt die Auflagefläche in einem Abstand von der Schneid­ kantenmitte, daß weder ein manueller und/oder automatischer Werkzeugträgerwech­ sel noch die Spanarbeit des Werkzeuges behindert werden. Nach einer konkreten Ausführungsform liegt die abstützende Auflagefläche etwa mittig am Werkzeugträ­ gerrücken, insbesondere dergestalt, daß der Auflageblock einen parallel zur Richtung der Hauptschnittkraft angeordneten Auflagearm aufweist, dessen freies Ende als abstützende Auflagefläche ausgebildet ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Auflagearm in einer Nut des Werkzeugträgers längs der Werkzeuglängsachse geführt, wobei diese Nut Vorschub­ kräfte beim Längsdrehen aufnehmen kann. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt die Auflagefläche am Werkzeugträgerrücken mit einer Vorspannung auf. Das Maß der Vorspannung wird auf die Schnittkraft beim Drehen abgestimmt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung wird der Auflageblock kraft- und formschlüssig an der Stirnfläche des Schiebers angeschraubt, wobei zur formschlüssigen Verbin­ dung vorzugsweise Zylinderstifte verwendet werden.

Um die Vorspannung des Auflageblockes gegenüber dem Werkzeugträger variieren zu können, ist weiterhin der Auflageblock in Richtung des Grundhalters höhenver­ stellbar anschraubbar. Hierzu dient vorzugsweise ein Exzenterbolzen, der in ent­ sprechenden Ausnehmungen des Aufnahmeblockes und des Schiebers angeordnet ist. Zur Aufnahme der Querkräfte wird bevorzugt ein abgeflachter zylindrischer Paßbolzen verwendet.

Eine besonders einfache Höhenverstellbarkeit des Auflageblockes wird durch einen Exzenterbolzen erreicht, der auf der einen Seite in einem Verstellklotz gelagert ist, der in einer Nut des Auflageblockes geführt wird. Vorzugsweise wird der Ex­ zenterbolzen gegen Verdrehung gesichert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zei­ gen:

Fig. 1a bis c,

Fig. 2a bis c,

Fig. 3a bis c jeweils eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugeinrichtungen in drei verschiedenen, z. T. geschnittenen Ansichten.

Die in den Fig. 1a bis c, 2a bis c und 3a bis c dargestellten Werkzeugeinrich­ tungen besitzen einheitlich einen wechselbaren Werkzeugträger 13 mit einem Schneidwerkzeug 14, z. B. einer Wendeschneidplatte, wobei der Werkzeugträger über eine in den Zeichnungen jeweils konische Aufnahme in einer Grundaufnahme 12 und diese Grundaufnahme 12 über einen zylindrischen Paßsitz 11 in einem Schieber 10 gehaltert ist. Zur Aufnahme der Schnittkräfte dient ein neben der Grundaufnahme angeflanschter Auflageblock 15, der einen Auflagearm 16 mit einer endseitigen abstützenden Auflagefläche 22 aufweist, die am Rücken 17 des Werkzeugträgers 13 anliegt. Der Auflageblock 15 wird an der Stirnfläche 24 des Schiebers 10 mittels Flanschschrauben 18 befestigt und über Paßstifte 19 formschlüssig gehalten. Den jeweiligen Fig. 1c, 2c und 3c sind noch die Flanschschrauben 20 für die Befesti­ gung der Grundaufnahme 12 zu entnehmen. Der Auflageblock kann auch Teil des Schiebers sein.

Wir im übrigen den Fig. 1c, 2c und 3c zu entnehmen ist, ist die Bezeichnung Auf­ lagearm 16 nicht zwingend auf eine zylinderförmige schmale Gestaltung be­ schränkt, sondern so zu verstehen, daß die durch den Auflagearm 16 bzw. die ab­ stützende Auflagefläche 22 aufzunehmenden Kräfte dort ein hinreichendes Widerla­ ger finden, wobei der Auflagearm 16 so weit in Richtung der Schneidkante ange­ ordnet ist, daß er beim Einsatz von Standard-Werkzeugträgern nicht in Kollision mit dem Werkstück steht und andererseits einen so großen Abstand von der Schneidkantenmitte aufweist, daß Standard-Werkzeugköpfe störungsfrei gewechselt werden können. Mit anderen Worten, der Auflageblock 15 soll zwar die Schnitt­ kräfte aufnehmen, jedoch die Werkstückbearbeitung und den automatischen Werk­ zeugwechsel nicht behindern.

Die in Fig. 2a bis c dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorgeschriebenen durch die Nut 21 am Rücken 17 des Werkzeugträgers 13, die längs der Werkzeuglängsachse 23 verläuft und zur Aufnahme der Vorschubkräfte beim Längsdrehen dient.

Die in Fig. 3a bis c dargestellte Ausführungsform ist demgegenüber höhenver­ stellbar, aber kraft- und formschlüssig mit dem Schieber 10 verbunden. Die kraftschlüssige Verbindung wird über die bereits erwähnten Flanschschrauben 18 erreicht und die formschlüssige Verbindung mit einem abgeflachten, zylindrischen Paßbolzen 25, der so gestaltet ist, daß er die Querkräfte aufnimmt. Darüber hin­ aus besitzt die Ausführungsform einen Exzenterbolzen 26 zur Aufnahme der Kräfte in der Hauptschnittkraftebene, der zum Teil im Schieber 10 und zum anderen Teil in einem Verstellklotz 27 derart gelagert ist, daß der Verstellklotz 27 in zwei Richtungen auswandern kann, wobei er in einer Nut des Auflageblockes 15 geführt wird. Durch Drehung des Exzenterbolzens 26 wird der Auflageblock in Richtung der Grundaufnahme 12 bewegt, wodurch eine definierte Vorspannung zwischen dem Werk­ zeugträger 13 und der Auflagefläche 22 einstellbar ist. Die Verdrehung des Ex­ zenterbolzens 26 wird mittels eines Gewindebolzens 28 verhindert.

Der in allen Figuren dargestellte wechselbare Werkzeugträger 13 kann auch für "Überkopfarbeiten" um 180° versetzt gehaltert werden. In diesem Fall muß der Auflageblock 15 ebenfalls um 180° versetzt am Werkzeughalter oder Schieber 10 angeordnet sein, wie in Fig. 3a strichpunktiert dargestellt.

Wird der Auflageblock nicht benötigt, kann er ohne weiteres nach Lösen der Flanschschrauben 18 abgenommen werden.

Bezugszeichenlisten

10 Schieber
11 zylindrischer Paßsitz
12 Grundaufnahme
13 Werkzeugträger
14 Schneidwerkzeug
15 Auflageblock
16 Auflagearm
17 Rücken
18 Flanschschraube
19 Paßstifte
20 Flanschschraube für 12
21 Nut am Rücken 17
22 abstützende Auflagefläche
23 Werkzeuglängsachse
24 Stirnfläche
25 abgeflachter zylindrischer Paßbolzen
26 Exzenterbolzen
27 Verstellklotz
28 Gewindebolzen

Claims (13)

1. Werkzeugeinrichtung für die Schwerzerspanung, mit einem wechselbaren Werk­ zeugträger (13), der in einer lösbar am Werkzeughalter oder einem hiermit verbundenen Schieber (10) befestigten Grundaufnahme (12) gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (13) zusätzlich durch einen am Werkzeughalter oder Schieber (10) angeordneten Auflageblock (15) abgestützt wird, wobei die abstützende Auflagefläche (22) des Auflageblockes (15) senkrecht zur Hauptschnittkraftebene am Rücken (17) des Werkzeugträgers (13) anliegt.

2. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf­ lageblock (15) lösbar am Werkzeughalter oder Schieber (10) befestigt ist.

3. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (22) in einem Abstand von der Schneidkantenmitte liegt, daß ein manueller und/oder automatischer Werkzeugträgerwechsel und die Spanarbeit am Werkstück nicht behindert werden.

4. Werkzeugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die abstützende Auflagefläche (22) etwa mittig am Werkzeugträger­ rücken (17) anliegt.

5. Werkzeugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Auflageblock (15) einen parallel zur Richtung der Schnittkaft angeordneten Auflagearm (16) aufweist, dessen freies Ende als abstützende Auflagefläche (22) ausgebildet ist.

6. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf­ lagearm (16) in einer Nut (21) des Werkzeugträgers (14) längs der Werk­ zeuglängsachse (23) geführt wird.

7. Werkzeugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflagefläche (22) am Werkzeugträgerrücken (17) mit Vorspan­ nung aufliegt.

8. Werkzeugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Auflageblock (15) kraft- und formschlüssig an der Stirnflä­ che (24) des Schiebers (10) befestigt ist.

9. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur form­ schlüssigen Verbindung Zylinderstifte (19) verwendet werden.

10. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageblock (15) in Richtung der Grundaufnahme (12) höhenverstellbar anschraubbar ist.

11. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auf­ nahme der Querkräfte ein abgeflachter zylindrischer Paßbolzen (25) und/oder zur Aufnahme der Kräfte in der Hauptschnittkraftebene ein Exzen­ terbolzen (26) in entsprechenden Ausnehmungen des Auflageblockes (15) und des Schiebers (10) angeordnet sind.

12. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ex­ zenterbolzen (26) auf der einen Seite in einem Verstellklotz (27) gelagert ist, der in einer Nut des Auflageblockes (15) geführt wird.

13. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterbolzen (26) mittels eines Gewindebolzens (28) gegen Verdrehung gesichert ist.