DE3916582C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinrichtung für die Schwerzerspanung mit einem wechselbaren Werkzeugträger, der in einer lösbar am Werkzeughalter oder einem hiermit verbundenen Schieber befestigten Grundaufnahme gehaltert ist, wobei der Werkzeugträgerwechsel manuell oder automatisch erfolgt.

Zerspanungswerkzeuge, die aus einem Werkzeuggrundhalter und ei­ nem Schneidenträger bestehen und deren Lösen bzw. Festsetzen der Spannelemente manuell oder maschinell erfolgen kann, sind nach dem Stand der Technik bekannt. So wird insbesondere in der DE 30 07 440 A1 eine Werkzeugeinrichtung beschrieben, bei der der Werkzeuggrundhalter einen über einen bestimmten Hub be­ weglichen Spannbolzen aufweist, der an ihm liegende, radial nach außen wirkende Spannstifte beaufschlagt, die zur Arretie­ rung des Werkzeugträgers in Ausnehmungen dieses Werkzeugträgers eingreifen. Diese Werkzeugeinrichtung erlaubt ein schnelles Wechseln der Werkzeuge 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 lassen 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 ge­ schilderten Art nicht ohne weiteres einsetzen. Um die hohen Zerspanungskräfte aufnehmen zu können, sind daher sog. Schie­ beraufnahmen vorgeschlagen worden, die mit relativ schweren, daran befestigten Stahlaufnahmen 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 Schwerzerspanungsoperationen den Werkzeugträger in einer Stahlaufnahme und diese über eine zylindrische Aufnahme in ei­ nem Schieber zu befestigen, konnten bisher zu keiner zufrie­ denstellenden Lösung führen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeug­ einrichtung 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 Auf­ nahme von Standardwerkzeugträgern, wie z. B. aus der DE 30 07 440 A1 bekannt, ohne großen Umbau benutzt werden kön­ nen. Mit anderen Worten, Ziel ist es, ein modulares Werkzeug­ wechselsystem zu schaffen, das gleichermaßen Standardwerkzeug­ träger als auch Schwerzerspanungswerkzeugträger aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Werk­ zeugeinrichtung gelöst. Der Vorteil dieser Werkzeugeinrichtung besteht darin, daß die bei Standardzerspanungsoperationen ver­ wendeten Werkzeughalter ohne großen Aufwand für die Schwerzer­ spanung umgerüstet werden können, indem an einem Schieber neben der darin gehalterten Grundaufnahme ein Auflageblock angeordnet ist, der eine senkrecht zur Hauptschnittkraftebene am Rücken des Werkzeugträgers anliegende abstützende Auflagefläche be­ sitzt. Durch diesen Aufnahmeblock können bedeutend höhere Schnittkräfte aufgenommen werden, als dies mit einer Grundauf­ nahme allein möglich wäre. Die Auflagefläche liegt am Werkzeug­ trägerrücken mit einer Vorspannung auf. Das Maß der Vorspannung wird auf die Schnittkraft beim Drehen abgestimmt. Zum Spannen und Entspannen des Werkzeugträgers können im Prinzip die be­ reits aus der DE 30 07 440 A1 bekannten Maßnahmen oder andere nach dem Stand der Technik übliche Spannvorrichtungen benutzt werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Vorzugsweise ist der Auflageblock am Werkzeughalter oder am Schieber lösbar befestigt.

Weiterhin vorzugsweise liegt die Auflagefläche in einem Abstand von der Schneidkantenmitte, daß weder ein manueller und/oder automatischer Werkzeugträgerwechsel noch die Spanarbeit des Werkzeuges behindert werden.

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, und

Fig. 2a bis c jeweils eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugeinrichtungen in zwei verschiedenen, z. T. geschnittenen Ansichten.

Die in den Fig. 1a bis c und 2a 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 und 2c sind noch die Flanschschrauben 20 für die Befesti­ gung der Grundaufnahme 12 zu entnehmen. Der Auflageblock kann auch Teil des Schiebers sein.

Wie im übrigen den Fig. 1c und 2c 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 so angeordnet ist, 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. 1a bis c dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorbeschriebenen 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. 2a 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. Fig. 2a zeigt die Richtung der Hauptschnittkraft 29. 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. 2a strichpunktiert dargestellt.

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

Claims (9)

1. Werkzeugeinrichtung für die Schwerzerspanung, mit einem wechselbaren Werkzeugträger (13), der in einer lösbar an einem Werkzeughalter oder einem hiermit verbundenen Schieber (10) befestigten Grundaufnahme (12) gehaltert ist, wo­ bei der Werkzeugträgerwechsel manuell oder automatisch er­ folgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (13) zusätzlich durch einen am Werkzeughalter oder am Schieber (10) angeordneten Auflage­ block (15) mit einem parallel zur Richtung der Hauptschnitt­ kraft (29) angeordneten Auflagearm (16) abgestützt wird, dessen freies Ende als abstützende Auflagefläche (22) ausgebildet ist, die senkrecht zur Hauptschnittkraftebene mittig längs am Werkzeugträgerrücken (17) mit Vorspannung anliegt, wobei der Auflagearm (16) in einer Nut (21) des Werkzeugträgers (13) längs der Werkzeuglängsachse (23) geführt wird.

2. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auflageblock (15) lösbar am Werkzeughalter oder am Schieber (10) befestigt ist.

3. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (22) derart angeordnet ist, daß der manuelle und/oder automatische Werkzeugträgerwechsel und die Spanarbeit am Werkstück nicht behindert werden.

4. Werkzeugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflageblock (15) kraft- und formschlüssig an der Stirnfläche (24) des Schiebers (10) befestigt ist.

5. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur formschlüssigen Verbindung Zylinder­ stifte (19) verwendet werden.

6. Werkzeugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auflageblock (15) in Richtung der Grundaufnahme (12) höhenverstellbar anschraubbar ist.

7. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Aufnahme der Querkräfte ein abgeflachter zylindrischer Paßbolzen (25) und zur Aufnahme der Kräfte in der Hauptschnittkraftebene ein Exzenterbol­ zen (26) in entsprechenden Ausnehmungen des Auflage­ blockes (15) und des Schiebers (10) angeordnet sind.

8. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Exzenterbolzen (26) auf der einen Seite in einem Verstellklotz (27) gelagert ist, der in einer Nut des Auflageblockes (15) geführt wird.

9. Werkzeugeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Exzenterbolzen (26) mittels eines Gewindebolzens (28) gegen Verdrehung gesichert ist.