DE4320830A1

DE4320830A1 - Einstellbarer Senker

Info

Publication number: DE4320830A1
Application number: DE19934320830
Authority: DE
Inventors: Stanislav Fiala; Jaroslav Dvoracek
Original assignee: Individual
Current assignee: Ham-Final Sro Brno Cz
Priority date: 1992-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1994-01-05
Also published as: CZ192392A3; CZ278598B6

Description

Gebiet der Technik

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren Senker für die Vorbehandlung von Löchern vor dem Fertigreiben, welcher einen Einspannteil enthält, der in einen Schaft mit einem Schneidteil übergeht und der Schneidteil eine Scheide mit einer Stirn- und Längskante trägt.

Stand der Technik

Das Aufsenken der Löcher vor deren Fertigbearbeitung durch Nachreiben wird zumeist mit mehrschneidigen maschinell angetriebenen Senkern oder Bohrstangen durchgeführt. Ein Nachteil der Verwendung von mehrschneidigen maschinell angetriebenen Senkern, insbesondere bei deren Anwendung bei Löchern mit mittlerem und kleinerem Durchmesser (25 bis 5 mm), besteht darin, daß diese Senker im erheblichen Maße die Ungenauigkeiten des vorgebohrten Loches kopieren, insbesondere was die Unrundheit betrifft, was wieder eine Unrundheit des nachgeriebenen Loches zur Folge hat.

Die geometrische Genauigkeit eines durch einen mehrschneidigen Senker bearbeiteten Loches wird in einem beträchtlichen Maße auch durch die Ungleichachsigkeit des vorgebohrten Loches, sowie des eigentlichen Senkers oder seiner Drehachse beeinflußt.

Vom Gesichtspunkt der Rundheit, Geradheit und Genauigkeit der Lochteilung aus, ist die Anwendung von mit einer Schneide versehenen Bohrstangen vorteilhafter. Ein bestimmter Nachteil, insbesondere bei mittleren und kleineren Lochdurchmessern, besteht in der niedrigen Steifheit der Stange, die insbesondere bei Löchern größerer Tiefe deren Kegeligkeit verursacht und darüber hinaus die Unrundheit des vorgebohrten Loches kopiert.

Ein beträchtlicher Nachteil besteht dann in der Notwendigkeit, eine relativ zeitraubende Einstellung der Schneidenausladung für den Durchmesser des zu bohrende Loches vorzunehmen. Dieser Nachteil wird noch dadurch gesteigert, daß ein einschneidiges Werkzeug eine kurze Lebensdauer hat, so daß nach jedem Nachschärfen die Schneide für den gewünschten Lochdurchmesser wieder neu eingestellt werden muß. Die eingestellte Ausladung der Schneide verlangt darüber hinaus noch ein Probeüberprüfen und Nachstellen. Es ist außerdem noch notwendig, insbesondere bei Maschinen mit einem rotierenden Werkzeug oder auch bei Revolverautomaten, spezielle Spannfutter zu verwenden. Diese Spannfutter sind derart konstruiert, daß sie z. B. eine einstellbare radiale Verschiebung des das Werkzeug einzuspannenden Teiles gegenüber dem Teil, der zum Einspannen in die Drehspindel dient, ermöglichen, oder sind sie auf dem Prinzip gegenseitig drehbarer Exzenter aufgebaut. Diese Spannfutter ermöglichen zwar eine genaue Verstellung der Schneide des im Spannfutter eingespannten Werkzeuges um die gewünschte Größe, sie gewährleisten jedoch keine eindeutige Bindung auf die konkrete Ausführung des einschneidigen Werkzeuges, insbesondere nach dem Nachschleifen, hinsichtlich der Ausladung für die gewünschte Lochabmessung. Deshalb ist es notwendig auch bei diesen speziellen Spannfuttern, die Ausladung der Schneiden mühsam zu messen und deren Einstellung von Fall zu Fall nach dem effektiven Durchmesser des zu bearbeitenden Loches nachzustellen, was besonders bei spanabhebenden Zentren und elastischen Systemen sehr nachteilig ist, denn dadurch werden deren Stillstandzeiten verlängert und die Gesamtproduktivität und Effektivität verringert.

Wesen der Erfindung

Die oben angeführten Nachteile werden in einem beträchtlichen Maße durch den einstellbaren Senker gemäß dieser Erfindung beseitigt, dessen Wesen darin besteht, daß sein Einspannteil aus einer Desaxierungshülse und einem Einspannzapfen besteht, welcher verstellbar und verdrehbar in dem Hohlraum der Desaxierungshülse gelagert ist, deren äußere Einspannfläche hinsichtlich des erwähnten inneren Hohlraumes exzentrisch ausgebildet ist, wobei die Desaxierungshülse mit einem Lagezeichen und der anliegende Teil des Einspannzapfens mit einem Lage-Gegenzeichen für die Bestimmung der gegenseitigen Winkelverdrehung des Einspannzapfens und der Desaxierungshülse versehen sind.

Bei einer vorteilhaften Ausführung wird das Lagezeichen oder das Lage-Gegenzeichen durch einen Ablesestrich gebildet und das zweite der Paarzeichen, das Lagezeichen und das Lage-Gegenzeichen ist eine Skala, deren jeder Teilstrich der einzelnen Länge der Schneidenlängskante zugeordnet ist, sowie der einzelnen gegenseitigen Winkelverdrehung der Desaxierungshülse und des Einspannzapfens, die der bestimmten konstanten Ausladung der Schneide von der Achse der äußeren Einspannfläche der Desaxierungshülse zusteht.

Der einstellbare Senker gemäß dieser Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen. Insbesondere ermöglicht er noch vor dem Einspannen des Werkzeuges in die Einspannvorrichtung der Werkzeugmaschine, beziehungsweise vor dem Einspannen desselben in den auswechselbaren Einspannkopf eines Bearbeitungszentrums, in einer sehr einfachen und verläßlichen Weise die Ausladung der Schneide einzustellen, die das Aufsenken eines Loches gegebenen Ausmaßes und der zulässigen Toleranz gleich zum erstenmal sichert und zwar sowohl beim Aufnehmen der Erzeugung von Löchern als auch bei deren Verlauf bei dem Nachschleifen des Werkzeuges. Verglichen mit den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art, wird durch den erfindungsmäßigen Senker, infolge einer beträchtlichen Verkürzung der Einrichtzeiten, die Arbeitsproduktivität und Qualität der Fertigung erhöht. Vor allem ist durch diesen Senker die Möglichkeit des Ausschusses bei der Herstellung der ersten Löcher, der sonst nur durch eine probeweise Bestimmung der Schneideausladung des Werkzeuges verhindert werden konnte, praktisch ausgeschlossen.

Ein weiterer Vorteil des einstellbaren Senkers gemäß dieser Erfindung besteht in seiner hohen Lebensdauer beim Bewahren der oben erwähnten Vorteile, insbesondere dann, wenn die Schneide aus Sinterhartmetall hergestellt und mit einem Titannitrid-Überzug versehen worden ist. Mit den oben angeführten Vorteilen kann der Senker nach einem Vielfachen anspruchslosen Nachschleifen der Stirnkante in der Werkstatt bis zu 80% des Abschliffes der Schneidenlänge verwendet werden. Von beträchtlichem Vorteil ist auch die Möglichkeit der Verwendung von geläufigen und einfachen Spannelementen, wie von Spannzangen, Kegelspannern, Spannhülsen für zylindrische Werkzeugschäfte mit Druckschrauben, u. dgl. Darüber hinaus entfällt die Notwendigkeit, spezielle Meß- und Einstellvorrichtungen für die Sicherstellung der richtigen Ausladung der Schneide zu benutzen, um die gewünschten Abmessungen des zu bearbeitenden Loches zu erreichen. Die Genauigkeit dieser Abmessungen ist auch bei nachgeschliffenen einstellbaren Senkern durch einfaches gegenseitiges Verdrehen deren Werkzeug- und Einspannteiles vor dem Einspannen des Werkzeuges in die Werkzeugmaschine gesichert.

Übersicht der Abbildungen in der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichnungen ist ein einstellbarer Senker dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Senkers in einem länglichen Teilschnitt, Fig. 2 eine Draufsicht im teilweisen Querschnitt und Fig. 3 zeigt eine Ansicht in Richtung V aus Fig. 1.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

Der einstellbare Senker wird mittels eines Spannmittels, z. B. mittels einer Spannzange, in eine nicht dargestellte Drehspindel einer Werkzeugmaschine eingespannt, z. B. in die Drehspindel einer Koordinaten-Bohr- und Fräsmaschine, die aus einem Ständer, einem Aufspanntisch und einer Bearbeitungseinheit besteht, in welcher die Drehspindel und ihr Antrieb gelagert sind.

Der einstellbare Senker enthält einen Schneidteil 1 mit einer Schneide 2, welche eine Stirnkante 3 und eine Längskante 4 aufweist.

Die Stirnkante 3 schneidet sich mit der Längskante 4 in einem Schnittpunkt Pi. Als Schneide 2 wird vorteilhaft ein auf dem Schaft 6 angebrachtes Hartmetallplättchen 5 verwendet. An den Schaft 6 schließt sich ein Einspannzapfen 7 an. Zusammen mit einer Desaxierungshülse 8 bildet dieser Einspannzapfen 7 den Einspannteil 9 des einstellbaren Senkers. Die Desaxierungshülse 8 ist mit ihrem Hohlraum 10 mit einem mäßigen Übermaß auf dem Einspannzapfen aufgeschoben. Der Hohlraum 10 der Desaxierungshülse 8 ist exzentrisch ausgebildet, mit einer Exzentrizität e hinsichtlich der äußeren Einspannfläche 11, welche zum Einspannen des einstellbaren Senkers in die Drehspindel einer Werkzeugmaschine, z. B. mittels einer Spannzange, dient. In diesem Fall ist es vorteilhaft und kostensparend, wenn die Berührungsflächen des Einspannzapfens 7 und der Desaxierungshülse 8 zylindrisch ausgeführt sind. In einer anderen Ausführung kann wenigstens eine der erwähnten Flächen kegelig sein. Die Desaxierungshülse 8 ist mit einem aufgeschnittenen länglichen Schlitz 12 und einem Ablesestrich 22 versehen) der zugleich das Lagezeichen 13 bildet, das die gegenseitige Verdrehung der Desaxierungshülse 8 und des Einspannzapfens 7 um die Achse O₁ des Einspannzapfens angibt. Das dieses Verdrehen angebende Lage-Gegenzeichen 14 ist in einer Skala 15 enthalten, die auf einem an der Stirnseite 17 des Einspannzapfens 7 angebrachten Plättchen 16 ausgeführt ist. Einzelne Teilstriche So . . . Si . . . Sn der Skala 15 sind dabei mit den zuständigen Längen Lo . . . Li . . . Ln der Längskante 4 bezeichnet. Diese Längen Lo . . . Li . . . Ln sind veränderlich und von dem wiederholten Plannachschleifen der Schneide 2 abhängig. Die Längen Lo . . . Li . . . Ln bestimmen die Entfernung des Schnittpunktes Pi . . . Pn von dem oberen Ende 18 des Schnittpunktes Pi . . . Pn von dem oberen Ende 18 der Längskante 4. Die Länge Lo ist die Mindestlänge der Längskante 4. Die Länge Lo ist die Mindestlänge der Längskante 4 nach wiederholtem Plannachschleifen. Sie wird z. B. als 10% der ursprünglichen Länge Ln der Längskante 4 bestimmt, kann jedoch auch in Verbindung mit der Bezeichnung des Teilstriches So als Nullänge gewählt werden. Die einzelnen Teilstriche So . . . Si . . . Sn, die nach den Längen Lo . . . Li . . . Ln bezeichnet sind, entsprechen einer Winkel-Teildrehung α_o . . . α_n des Einspannzapfens gegenüber der Desaxierungshülse 8, bei welcher die Ausladung R der Schneide 2 auf der Stelle des Schnittpunktes Pn . . . Pi konstant bleibt. Die Ausladung R der Schneide 2 wird dabei als Entfernung des Schnittpunktes Pi von der Achse O₂ der Einspannfläche 11 definiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist diese Achse O₂ mit der Drehachse der Drehspindel der Werkzeugmaschine identisch. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, wenn der einstellbare Senker bei einer Werkzeugmaschine mit Drehung des Werkstücks verwendet wird und z. B. in dem Werkzeughalter des Revolverkopfes dieser Maschine eingespannt ist, ist die Achse O₂ identisch mit der Drehachse des Werkstücks. Die Schneide 2 ist so ausgeführt, daß sich die Kantenausladung Hn . . . Hi . . . Ho, die als Entfernung der Längskante 4 von der Achse O₁ definiert wird, in Aufwärtsrichtung mit einer Neigung von z. B. 1 : 10 verkleinert. Für eine optimale Ausnutzung des einstellbaren Bereiches des Senkers ist eine Exzentrizität e vorteilhaft, die der Entfernung der Achsen O₁ und O₂ und einer Hälfte der Größe der Differenz der Ausladung Hn auf der Stelle des Schnittpunktes P entspricht, der der größten Länge Ln der Längskante 4 und der Ausladung Ho auf der Stelle des oberen Endes 18 der Längskante 4 zusteht.

Zusätzlich zu der vorteilhaften Geometrie der Schneide 2 ist es bei der beschriebenen Ausführung des einstellbaren Senkers von Vorteil, wenn der walzenförmige Schaft 6 mit einer wendelförmigen Nut, beziehungsweise mit drei wendelförmigen Nuten 19 versehen ist, die die Späneabfuhr begünstigen und zur Erhöhung der Biege - und Torsionssteifheit des Senkers beitragen.

Quer zu dieser wendelförmigen Nut 19, an welche die Schneide 2 anknüpft, ist eine Meßnut 20 ausgeführt, die ein leichtes Vermessen der Längen Li der Längskante 4 ermöglicht. Auf der Desaxierungshülse 8 sind Aussparungen 21 für den Einstellschlüssel vorgesehen, die auch für das Einspannen des einstellbaren Senkers in einen zylindrischen Hohlraum eines nicht dargestellten Spannkopfes mittels in diese Aussparungen 21 eingreifenden Spannschrauben geeignet sind.

Bei einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform des einstellbaren Senkers kann das Lagezeichen 13 auf der Desaxierungshülse 8, wie die erwähnte Längenskala Lo . . . Ln, und das Lage-Gegenzeichen 14 als eine Strichmarke oder als Stiftanzeiger auf dem Einspannzapfen 7 ausgeführt werden.

Der einstellbare Senker ist jeweils für ein Nennmaß des aufzusenkenden Loches bestimmt, das für einen ganzen Umfang des Nachschleifens bis zum Abschleifen des Hartmetallplättchens 5 auf die unerläßliche Mindestgröße von z. B. 10% der ursprünglichen Länge eingestellt werden kann.

Vor dem Einspannen des erfindungsgemäßen Senkers, und zwar nach jedem Nachschleifen seiner Schneide 2, ist zuerst die Länge Li der Längskante 4 abzumessen und nachher wird die Desaxierungshülse 8 gegenüber dem Einspannzapfen 7 um den entsprechenden Winkel αi verdreht, wobei der längliche Schlitz 12 der Desaxierungshülse 8 gerade gegenüber dem Teilstrich Si der Skala 15 eingestellt wird, der die Längenbezeichnung Li trägt. Auf diese Weise wird die Ausladung R der Schneide 2 eingestellt, welche die gewünschte Abmessung der zu bearbeitenden Löcher gewährleistet. Die Beständigkeit dieser Einstellung während der folgenden Manipulation ist durch die Elastizität der Desaxierungshülse 8, die auf dem Einspannzapfen 7 mit einem kleinen Übermaß aufgesetzt ist, gesichert.

Industrielle Nutzbarkeit

Ein einstellbarer Senker nach dieser Erfindung kann für das Aufsenken von Löchern auf allen Arten von Präzisions-Werkzeugmaschinen mit sowohl der Rotation des Werkzeuges als auch der Rotation des Werkstückes verwendet werden.

Claims

1. Einstellbarer Senker enthaltend einen Einspannteil, welcher in einen Schaft mit einem Schneidteil übergeht, der eine Schneide mit einer Stirn- und Längskante trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannteil (9) aus einer Desaxierungshülse (8) und einem Einspannzapfen (7) besteht, welcher verstellbar und verdrehbar in dem Hohlraum (10) der Desaxierungshülse (8) gelagert ist, deren äußere Einspannfläche (11) hinsichtlich des inneren Hohlraumes (10) exzentrisch ausgebildet ist, wobei die Desaxierungshülse (8) mit einem Lagezeichen (13) und der anliegende Teil des Einspannzapfens (7) mit einem Lage-Gegenzeichen (14) für die Bestimmung der gegenseitigen Winkelverdrehung (αi) des Einspannzapfens (7) und der Desaxierungshülse (8) versehen sind.

2. Einstellbarer Senker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagezeichen (13) oder das Lage-Gegenzeichen einen Ablesestrich (22) bildet und das zweite der Paarzeichen, das Lagezeichen (13) und das Lage-Gegenzeichen (14) eine Skala (15) ist, deren jeder Teilstrich (So . . . Si . . . Sn) der einzelnen Länge (Lo . . . Li . . . Ln) der Längskante (4) der Schneide (2) zugeordnet ist,sowie der einzelnen gegenseitigen Winkelverdrehung (αo . . . αi . . . αn) der Desaxierungshülse (8) und des Einspannzapfens (7), die der bestimmten konstanten Ausladung (R) der Schneide (2) von der Achse (O₂) der äußeren Einspannfläche (11) der Desaxierungshülse (8) zusteht.

3. Einstellbarer Senker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (10) hinsichtlich der Achse (O₂) der äußeren Einspannfläche (11) eine Exzentrizität (e) aufweist, die in einem Bereich von 0,3 bis 0,7 der Differenz zwischen der Größe der Kantenausladung (Hn) von der Achse (O₁) des Einspannzapfens (7) zu dem Schnittpunkt (Pn) der Stirnkante (3) und der Längskante (4) von der Länge (Ln) und zwischen der Größe der Kantenausladung (Ho) auf der Stelle des oberen Endes (18) der Längskante (4) liegt.

4. Einstellbarer Senker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskante (4) der Schneide (2) von der Achse (O₁) des Einspannzapfens (7) zu dem Schnittpunkt (Pi) eine Kantenausladung (Hi) aufweist, die sich in Richtung zum Einspannteil mit einer Neigung in einem Bereich von 1 : 5 bis 1 : 50 verringert.