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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein für
die Drehbearbeitung geeignetes Kombinationswerkzeug, an dem während der
Bearbeitung sowie dem Bohren, (Gewindeschneiden), Fräsen und
Stirnfräsen
ein Werkzeug befestigt und gehalten ist und wobei ein Werkzeug während der
Bearbeitung in Rotation versetzt wird.
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Bei einem bekannten herkömmlichen
Kombinationswerkzeug können
mehrere Einsätze
an das obere Ende des an sich stangenförmigen Werkzeugs angebracht
sein. Mit Hilfe eines solchen Kombinationswerkzeugs wird die Werkstückoberfläche im fixierten
Zustand mit dem Einsatz am oberen Ende gefräst, indem das Kombinationswerkzeug
entsprechend der Bearbeitungsvorgabe rotiert wird, und es erfolgt
eine Drehbearbeitung durch den Einsatz am oberen Ende durch Rotieren
eines Werkstücks
in einen Zustand, in dem das Kombinationswerkzeug fixiert und gehalten
wird.
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In den letzten Jahren haben sich
Formgebungsverfahren, die mit einer Werkzeugmaschine durchzuführen sind,
beispielsweise die Drehbearbeitung, zu kombinierten, fortgeschrittenen
Verfahren entwickelt. Durch die Entwicklung einer Werkzeugmaschine,
die mit einem Werkzeug in der Lage ist, eine Bearbeitung vorzunehmen,
aber auch zu drehen und zu bohren (gewindeschneiden) (unter dem
in der vorliegenden Beschreibung vorkommenden Begriff „Bohren" ist auch „Gewindeschneiden" zu verstehen), soll
das eingangs erwähnte
Kombinationswerkzeug weiterentwickelt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, unter Berücksichtigung
der eingangs genannten Umstände,
ein Kombinationswerkzeug zu schaffen, mit dem zwei Bearbeitungsarten,
nämlich
eine Drehbearbeitung und eine Rotationsbearbeitung, mit einer Bohrmaschine
(einem Gewindeschneider), einer Fräse und einer Stirnfräse, mit
einem einzigen Werkzeug durchgeführt
werden können. Diese
Aufgabe wird durch das Kombinationswerkzeug nach Anspruch 1 gelöst.
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Beide Bearbeitungsarten, nämlich die
Drehbearbeitung und die Rotationsbearbeitung mit einer Bohrmaschine
(Gewindeschneider), können
durch das Werkzeug zur Drehbearbeitung und das geplante rotierende
Werkzeug mit einem Werkzeug durchgeführt werden, so dass die vorliegende
Erfindung in den jüngsten
fortgeschrittenen Bearbeitungsverfahren angewendet und die Bearbeitungsleistung
gesteigert werden kann.
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Das Ausführungsbeispiel nach Anspruch
2 ist ein Kombinationswerkzeug, das dadurch gekennzeichnet ist,
dass das geplante rotierende Werkzeug in Richtung der Achsenmitte
des Grundkörpers
mit Bezug auf diesen fixiert ist.
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Nach dem Ausführungsbeispiel nach Anspruch
2 kann das Kombinationswerkzeug einen einfachen Aufbau aufweisen.
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In der Ausführungsform nach Anspruch 3
ist das Kombinationswerkzeug dadurch gekennzeichnet, dass das geplante
rotierende Werkzeug so vorgesehen ist, dass es sich in Richtung
der Achsenmitte des Grundkörpers
mit Bezug auf diesen bewegt.
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In der Ausführungsform nach Anspruch 3 kann
das geplante rotierende Werkzeug in Richtung der Achsenmitte bewegt
werden. Somit kann das geplante rotierende Werkzeug in die Stellung
eingezogen werden, in der es den mit dem Drehwerkzeug durchgeführten Bearbeitungsvorgang
nicht behindert, so dass die Drehbearbeitung reibungslos durchgeführt werden
kann.
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Die Ausführungsform nach Anspruch 4
entspricht dem Kombinationswerkzeug nach Anspruch 3, ist aber weiterhin
dadurch gekennzeichnet, dass es ein am Grundkörper vorgesehenes Mittel für den Bewegungsantrieb
des geplanten rotierenden Werkzeugs umfasst, wobei dieses Mittel
für den
Bewegungsantrieb das geplante rotierende Werkzeug in Richtung der
Achsenmitte dadurch bewegt und antreibt, dass es ein Fluid antreibt,
welches von der Werkzeughalterseite her zugeführt wird.
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In der Ausführungsform nach Anspruch 4 kann
das geplante rotierende Werkzeug von der Werkzeughalterseite aus
angetrieben werden; dabei kann der Aufbau des Kombinationswerkzeugs
einfach gestaltet sein.
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In der Ausführungsform nach Anspruch 5
ist das Kombinationswerkzeug dadurch gekennzeichnet, dass das geplante
rotierende Werkzeug eine Bohrmaschine, ein Gewindeschneider, eine
Fräse oder
eine Stirnfräse
ist.
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In der Ausführungsform nach Anspruch 5 können verschiedene
Arten von rotierenden Werkzeugen verwendet werden; dann sind auch
verschiedene Bearbeitungsvorgänge
möglich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 zeigt
ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kombinationswerkzeugs.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Das auch Multi-Werkzeug genannte
Kombinationswerkzeug 1 hat einen in der 1 dargestellten Werkzeughalter 2.
Der Werkzeughalter 2 hat einen Grundkörper 3, der insgesamt
zylindrisch geformt ist. In der Figur ist rechts vom Grundkörper 3 ein
ringförmiger
Werkzeughalterschlitz 5 zum Auswechseln eines automatischen Werkzeugs
eingebracht. In der Figur ist rechts vom Werkzeughalterschlitz 5 ein
konisch zulaufender Schaft 6 ausgebildet.
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Eine Bohrung 3a ist in den
Grundkörper 3 in Richtung
des auch Achsenmitte CT genannten Rotationszentrums CT des Grundkörpers 3 eingebracht. Rechterhand
in der Figur weist die Bohrung 3a ein zur Zufuhr von Betriebsöl vorgesehenes
Teil 3b mit einem Durchmesser D1, einen links vom zur Zufuhr von
Betriebsöl
vorgesehenen Teil 3b koaxial ausgebildeten Zylinder zur
Aufnahme des Körpers
des Werkzeughalters 3c mit einem Durchmesser D2, wobei
D2 kleiner ist als D1, und einen links vom Zylinder zur Aufnahme
des Körpers
des Werkzeughalters 3c koaxial ausgebildeten Führungsteil 3d mit
einem Durchmesser D3, wobei D3 kleiner ist als D2, auf.
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Eine verschieblich gelagerte Haltevorrichtung 7 ist
in den Zylinder zur Aufnahme des Körpers des Werkzeughalters 3c eingeführt und
ist frei in Richtung des Rotationszentrums CT des Kombinationswerkzeugs 1,
das heißt
in die durch die Pfeile A und B angedeutete Richtung, verschiebbar.
Wie in der Figur zu sehen ist, ist im rechten Randteil der verschieblich
gelagerten Haltevorrichtung 7 ein in der Form eines kreisförmigen Ringes
ausgebildetes verschieblich gelagertes Kontaktteil 7a vorgesehen,
das in die durch die Pfeile A und B angedeutete Richtung auf der
Wandfläche
des Zylinders zur Aufnahme des Körpers
des Werkzeughalters 3c frei verschieblich gelagert ist.
Zwischen dem verschieblich gelagerten Kontaktteil 7a der
verschieblich gelagerten Haltevorrichtung 7 und einer Seitenwand 3e des
Zylinders zur Aufnahme des Körpers
des Werkzeughalters 3c ist eine Schraubenfeder 9 vorgesehen,
die im zusammengedrückten
Zustand den Umfang der verschieblich gelagerten Haltevorrichtung 7 abdeckt.
Die Schraubenfeder 9 spannt die verschieblich gelagerte Haltevorrichtung 7 immer
in die durch den Pfeil B angedeutete Richtung vor.
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Im oberen Endbereich der verschieblich
gelagerten Haltevorrichtung 7 ist ein Werzeugmontageteil 7b in
das Führungsteil 3d eingesetzt.
Eine ein Werkzeug aufnehmende Bohrung 7c ist im Werkzeugmontageteil 7b in
Richtung des Rotationszentrums CT des Kombinationswerkzeugs eingebracht. Das
obere Ende der ein Werkzeug aufnehmenden Bohrung 7c ist
zur Aufnahme des oberen Endbereichs der verschieblich gelagerten
Haltevorrichtung 7, das heißt des oberen Endbereichs des
Werkzeughalters 2, offen. Ein geplantes rotierendes Werkzeug 10,
welches ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks durch
Rotation des Werkzeugs selbst ist, wie zum Beispiel eine Bohrmaschine
(auch ein Gewindeschneider wie oben erwähnt), eine Fräse und eine
Stirnfräse,
ist über
fixierte Schrauben 11, 11 befestigbar und lösbar in
der ein Werkzeug aufnehmenden Bohrung 7c montiert. Das
Rotationszentrum CT1 des geplanten rotierenden Werkzeugs 10 entspricht dem
Rotationszentrum CT des Grundkörpers 3 des Werkzeughalters 2,
d.h. dem Rotationszentrum des Werkzeughalters 2.
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Am äußeren umlaufenden Rand des
Werkzeugmontageteils 7b ist eine in die durch die Pfeile
A und B angedeutete Richtung verlaufende Keilnut 7d gebildet.
Ein in den Grundkörper 3 eingreifender
Keil 12 ist mit der Keilnut 7d vorgesehen, so
dass sein oberer Endbereich eingeführt und in Eingriff gebracht ist.
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Weiterhin ist am äußeren umlaufenden Rand des
Grundkörpers 3 ein
durchgehender Aufnahmeschlitz für
das spanende Werkzeug 3f vorgesehen. Ein spanendes Werkzeug 13,
das ein bekanntes Drehwerkzeug ist, ist befestigbar und lösbar über einen
nicht dargestellten Befestigungsbolzen am Aufnahmeschlitz für das spanende
Werkzeug 3f montiert. Ein Einsatz 13a ist im oberen
Endbereich des spanenden Werkzeugs 13 derart montiert,
dass eine vorbestimmte Menge X1 eines oberen Endes 13b des
Einsatzes 13a in Bezug auf eine äußere Umfangsfläche 3g des
Grundkörpers 3 nach
außen
ragt (oben in der Fig.). Weiterhin ist das obere Ende 13b des
Einsatzes 13a derart montiert, dass dieses um eine vorbestimmte
Menge X2 links in der Fig. über
einen linkerhand in der Figur befindlichen oberen Endbereich 3h des
Grundkörpers 3 hinausragt.
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Das Kombinationswerkzeug 1 hat
den oben erwähnten
Aufbau. Zur Durchführung
eines Drehbearbeitungsvorgangs unter Verwendung des Kombinationswerkzeugs 1 wird
das Kombinationswerkzeug 1 über den Kegel 6 auf
den Werkzeughalter, beispielsweise eine nicht dargestellte Werkzeugauflage einer
Werkzeugmaschine, montiert. Der Werkzeughalter kann das Kombinationswerkzeug 1 in
einer vorbestimmten Winkelposition zum Rotationszentrum CT befestigen
und halten sowie das Kombinationswerkzeug 1 um das Rotationszentrum
CT rotieren und antreiben. Zur Durchführung der Drehbearbeitung mit
dem Kombinationswerkzeug 1 wird das Kombinationswerkzeug 1 derart
in einer vorbestimmten Winkelposition zum Rotationszentrum CT befestigt
und gehalten, dass der Einsatz 13a des spanenden Werkzeugs 13 des
Kombinationswerkzeugs 1 dem zu spanenden Teil eines Werkstücks 15 zugewandt
ist, das einer Drehbearbeitung unterzogen wird. In einem solchen
Zustand wird die Bearbeitung durchgeführt, indem das spanende Werkzeug 13 des Kombinationswerkzeugs 1 relativ
zu dem Werkstück 15 bewegt
und angetrieben wird, wobei sich das Werkstück 15 in einem in
die durch die Pfeile A und B und in die durch die Pfeile C und D
angedeuteten Richtungen rotierenden Zustand befindet, so dass das
Werkstück 15 das
obere Ende 13b des Einsatzes 13a berührt.
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Durch die Federkraft der Schraubenfeder 9 in
die durch Pfeil B angedeutete Richtung bewegt, befindet sich die
verschieblich gelagerte Haltevorrichtung 7, auf der das
geplante rotierende Werkzeug 10 montiert ist, nun in einer
eingezogenen Stellung, und es wird ein oberes Ende 10a des
vorspringenden rotierenden Werkzeugs 10 in eine eingezogene
Stellung RP eingezogen, wobei eine vorbestimmte Menge X3 < X2 anstelle des
oberen Endbereichs 3h des Grundkörpers 3 links in der
Figur herausragt. In diesem Zustand ist es das obere Ende 10a des
geplanten rotierenden Werkzeugs 10 rechts in der Figur, das
in der eingezogenen Stellung ist, und nicht das obere Ende 13b des
spanenden Werkzeugs 13 zur Drehbearbeitung. Dann erfolgt
die Bearbeitung durch das spanende Werkzeug 13 reibungslos,
ohne dass es dabei während
der Drehbearbeitung durch das spanende Werkzeug 13 zu einer
Behinderung durch das vorspringende rotierende Werkzeug 10 kommt.
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Dann wird, zur Bildung einer Bohrung
und einer Schraube an einer Stirnfläche 15a des Werkstücks 15 mit
Hilfe des geplanten rotierenden Werkzeugs 10 Betriebsöl 16,
beispielsweise ein Kühlmittel,
vom Betriebsöl
zuführenden
Teil 3b des Grundkörpers 3 über die
Werkzeugauflage, auf der das Kombinationswerkzeug 1 montiert ist,
zugeführt. Dann
wird der verschieblich gelagerte Halter Halter 7 durch
das vom Betriebsöl
zuführenden
Teil
3b zugeführte
Betriebsöl 16 entgegen
der Kraft der Schraubenfeder 9 in die durch Pfeil A angedeutete
Richtung gedrückt
und bewegt, und das an der verschieblich gelagerten Haltevorrichtung 7 montierte,
geplante rotierende Werkzeug 10 wird auch in die durch
Pfeil A angedeutete Richtung bewegt und angetrieben, wobei die Rotation
durch die Keilnut 7d und den Keil 12 eingeschränkt ist.
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Dann wird das obere Ende 10a des
geplanten rotierenden Werkzeugs 10 um eine vorbestimmte Länge L1 in
die durch Pfeil A angedeutete Richtung aus der zuvor eingezogenen
Stellung RP ausgefahren und bewegt und in eine Bearbeitungsstellung
MP gebracht. In diesem Zustand ist es das obere Ende 10a des
geplanten rotierenden Werkzeugs 10, das linkerhand in der
Figur vorspringt, und nicht das obere Ende 13b des Einsatzes 13a eines
spanenden Werkzeugs 13.
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In diesem Zustand wird der Werkzeughalter 2 um
eine vorbestimmte Rotationszahl um das Rotationszentrum CT gedreht,
indem eine geeignete Antriebseinheit einer Werkzeugauflage angetrieben wird,
und wird das obere Ende 10a des geplanten rotierenden Werkzeugs 10 der
Stirnseite 15a des Werkstücks 15 zugewandt.
In diesem Zustand wird die bohrende/Gewinde schneidende Bearbeitung (oder
Fräsbearbeitung)
an der Stirnseite 15a des Werkstücks 15 vorgenommen,
wobei das geplante rotierende Werkzeug 10 durch Bewegen
des Kombinationswerkzeugs 1 in die durch den Pfeil A angedeutete
Richtung, d.h. relativ zur Richtung des Werkstücks 15, in einen rotierenden
Zustand versetzt wird.
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Dabei ist es, wie eingangs bereits
erläutert, das
obere Ende 10a des geplanten rotierenden Werkzeugs 10,
das linkerhand in der Figur vorspringt und nicht das obere Ende 13b des
Einsatzes 13a des spanenden Werkzeugs 13. Dann
kann die Bearbeitung durch das vorspringende rotierende Werkzeug 10 reibungslos
erfolgen, ohne dass das spanende Werkzeug 13 die Bearbeitung
des Werkstücks 15 mit dem
vorspringenden rotierenden Werkzeug 10 beeinträchtigt.
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Das weiter oben erwähnte Ausführungsbeispiel
bezieht sich auf den Fall, in dem vorgesehen ist, dass das herausragende
rotierende Werkzeug 10 in die Richtung des Rotationszentrums
CT relativ zum Werkzeughalter 2 frei vorspringen kann.
Das geplante rotierende Werkzeug 10 ist nicht immer so
ausgebildet, dass es frei vorspringt, es kann auch mit Bezug auf
den Grundkörper 3 des
Werkzeughalters 2 feststehend sein.
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Das geplante rotierende Werkzeug 10 kann ein
Werkzeug sein, beispielsweise neben einer Bohrmaschine/eines Gewindeschneiders
eine Fräse,
solange es so montiert ist, dass das Rotationszentrum CT, das das
Rotationszentrum der Werkzeughalters 2 ist, mit der Achsenmitte
CT1 übereinstimmt,
und die Rotationsbearbeitung zur Bearbeitung eines Werkstücks dadurch
erfolgt, dass das Werkzeug selbst zusammen mit dem Werkzeughalter 2 rotiert
wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde anhand
der oben genannten Ausführungsbeispiele
erläutert.
Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen
haben beispielhaften Charakter und sind nicht als abschließende Aufzählung zu
verstehen. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die beiliegenden
Ansprüche
definiert und wird in keiner Weise durch die Beschreibung der spezifischen Ausführungsform
beschränkt.
Somit umfasst die vorliegende Erfindung auch alle Änderungen
und Umgestaltungen, sofern diese unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen.