DE69508992T2

DE69508992T2 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE69508992T2
Application number: DE69508992T
Authority: DE
Inventors: Folke S-811 39 Sandviken Nyman
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1995-02-22
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2015-02-23
Also published as: EP0670191A1; DE69508992D1; US5586844A; EP0670191B1; SE9400742L; CN1058922C; SE9400742D0; SE509338C2; ATE178825T1; CN1110936A; JPH07314234A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeughalter nach dem einleitenden Teil des Anspruches 1 und wie aus zum Beispiel US-A-3,980,443 bekannt ist. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Werkzeughalter, bei welchem ein Schneideinsatz mit einem Mittenloch mechanisch gegen einen Stift geklemmt ist, welcher in das Loch des Einsatzes eintritt. Das Klemmittel weist eine Keilklammer bzw. einen Keileinspannbacken auf, der auf eine Kantenoberfläche sowie auf die obere Fläche des Einsatzes wirkt und dadurch den Einsatz gegen den Stift und nach unten gegen eine Bodenstützoberfläche drückt. Das vorliegende Klemmittel ermöglicht ein Klemmen sowohl eines einfachseitigen als auch eines doppelseitigen Einsatzes grundsätzlich negativer Gestalt mit Spanbrechern sowohl an seiner oberen als auch an seiner Bodenfläche.
Bei Stifthaltern bzw. Haltern vom Stifttyp wird der Einsatz in geklemmter Position gegen einen Stift in dem den Einsatz aufnehmenden Ort des Halters angeordnet. Der Einsatz ist in Klemmposition zwischen dem Stift und einer Widerlagerfläche des dem Stift zugewandten Halters gebracht. In dem US-Patent 3,905,081 ist ein solches Schneidwerkzeug beschrieben, bei welchem die Klemmvorrichtung zwei im Abstand vorgesehene Verlängerungen aufweist, die als konvexe Stege gebildet sind, deren einer in Anlage gegen die obere Fläche gebracht ist und deren einer in Berührung mit einer Kantenfläche des Schneideinsatzes gebracht ist.
US-A-3,980,443 beschreibt einen Werkzeughalter mit einem Einsatzanordnungsplatz an seinem Ende, von dessen Boden sich ein Stift erstreckt, auf welchem der Einsatz angeordnet werden soll. Ein schraubenbetätigter Keil ist für den Keileingriff zwischen einer Seitenstützfläche des Halters und einer Kantenfläche des Einsatzes vorgesehen. Der Keil hat einen einzigen oberen Vorsprung, um sich gegen die obere Fläche des Einsatzes abzustützen, und einen einzigen Vorsprung, um sich gegen die nach rückwärts gerichtete Wand des Einsatzes abzustützen. Bei einem solchen Halter mit Stift besteht das Risiko, daß das vordere untere Ende des Einsatzes von seiner unteren Stütze getrennt wird, wenn er starken Schneidbedingungen ausgesetzt ist.
Man hat gefunden, daß Klemmvorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art nicht in jeder Beziehung den Bedürfnissen der Werkzeuge entsprechen, die heutzutage in der Industrie verwendet werden. Ein wesentliches Erfordernis besteht darin, daß die Größe und Richtung der Klemmkraft in der Lage sein soll, den Einsatz an seinem Ort gegen ein Minimum von Verschiebung zu sichern, während er einem Maximum an auf die Schneidkante wirkender Schneidkraft ausgesetzt ist. Ein anderes Erfordernis besteht darin, den Einsatz so festzulegen, daß Vibrationen oder intermittierende Schneidfolgen nicht eine reduzierte Klemmkraft schaffen oder zu früh Ermüdungsfehler von Teilen und Einsatzorten solcher Werkzeughalter schaffen. Es ist ferner wünschenswert, einen Halter derart zu schaffen, daß seine Bestandteile nicht einen verringerten Spanfluß oder eine reduzierte Kühlmediumzufuhr zu dem Schneideinsatz und seinem Eingriff mit dem Werkstück, das geschnitten werden soll, vorsehen. Diese Erfordernisse sind von größter Bedeutung beim Wenden und Kopieren von Werkzeughaltern, wo die aktiven Schneidkanten unter einem spitzen Winkel nach vorn zu einer Schneidspitze konvergieren.
Alle diese Erfordernisse können durch einen Werkzeughalter zufriedenstellend erfüllt werden, wie er durch die vorliegende Erfindung geschaffen ist. Die Erfindung bezieht sich auf einen Schneidewerkzeughalter, der einen Klemmkeil aufweist mit im Abstand vorgesehenen Verlängerungen, die dafür bestimmt sind, gegen die obere Fläche des Einsatzes und auch gegen eine Kantenfläche des Einsatzes anzustoßen. Diese Kontaktoberflächen des Klemmkeiles sollten in der Form von flachen Kontaktoberflächen sein, um hohen Punktdruck auf den Schneideinsatz zu reduzieren, der normalerweise aus Sintercarbid hergestellt ist. Dies schafft für die Kraftbetätigungsstellen des Klemmkeiles die Möglichkeit, weitestmöglich von der Betätigungsstelle der tangentialen Schneidkraft entfernt angeordnet zu werden, welche auf den Einsatz wirkt. Dies ist sehr wichtig bei intermittierender Kraftbetätigung auf der Schneidkante des Einsatzes.
Die Erfindung wird nun ausführlicher in Verbindung mit der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Schneidewerkzeughalter gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Werkzeuges in Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Klemmkeil und
Fig. 5 eine Ansicht des Klemmkeiles von der Unterseite.
In den Zeichnungen bezeichnet 10 einen Werkzeughalter eines Schneidwerkzeuges mit einem vorderen Endteil mit einem Schneideinsatzaufnahmeplatz, in welchem eine Bohrung endet. Ein Schneideinsatz 12 ist an diesem Platz angeordnet, während er gegen eine Beilagplatte 13 an dem Platz abgestützt wird. Der Schneideinsatz 12 hat eine Mittenbohrung 14, die sich ganz durch das Zentrum des Einsatzes erstreckt. Der Schneideinsatz hat polygonale Gestalt, wobei an jeder Ecke zwei konvergierende Schneidkanten sich unter einem spitzen Winkel treffen.
Ein Blockierungsstift 15 ist in der Bohrung 11 aufgenommen, wobei der Kopfteil 16 des Stiftes mit einem unteren Teil der Wand des Loches 14 in Eingriff steht. Die Klemmvorrichtung, welche auf den Einsatz 12 wirkt, ist ein Klemmkeil 17, in welchem eine Klemmschraube 18 aufgenommen ist. Wenn die Klemmschraube 18 festgezogen ist, wirkt die Klemmvorrichtung als Keil und wird zwischen einer Stützoberfläche 19 des Halters und einer benachbarten Kantenoberfläche 20 des Einsatzes in geklemmte Position gebracht, wodurch die Stützoberfläche 19 mindestens teilweise nach unten in einer Weise konvergiert, welche dem Keil 17 entspricht. Die Hinterfläche 21 des Keils 17 ist im wesentlichen konvex gekrümmt, während sein Vorderteil eine Vorderverlängerung 22 hat, welche durch ein Paar von Vorsprüngen 24 und 25 vorgesehen ist, welche durch eine kreisförmig vorgesehene Ausnehmung 23 dazwischen getrennt sind, wobei die Ausnehmung 23 teilweise das entsprechend gekrümmte Mittenloch 14 des Einsatzes umgibt und der Radius der Ausnehmung 23 im wesentlichen gleich oder etwas größer ist als der Radius des Loches 14. Die Unterseite der Vorsprünge 24 und 25 sind flache Oberflächen 24a und 25a, welche gegen die obere Fläche des Einsatzes 12 in Oberflächenanlage anstoßen sollen. Der Keil ist auch mit einem Paar von im Abstand vorgesehenen zweiten Vorsprüngen 26a und 26b auf einer Höhe unter den ersten Vorsprüngen 24, 25 vorgesehen, die flach sind, während sie so ausgerichtet sind, daß sie einen stumpfen Winkel einschließen, der einer benachbarten Kantenoberfläche 20 des Einsatzes entspricht, der zwei winkelig vorgesehene Kontaktoberflächen aufweist. Die Klemmschraube 18 ist mittig in einer U-förmigen Ausnehmung 27 in dem Keil 17 vorgesehen, wodurch der Kopf 28 der Schraube eine flache Unterfläche hat, die senkrecht bezüglich der Richtung der Mittenachse CL der Klemmschraube 18 ausgerichtet ist. Die Klemmschraube 18 ist mit einem unteren Gewindeteil 29 versehen, welches in einer entsprechenden Gewindebohrung 30 in dem Halter 10 in Gewindeeingriff kommt. Die Unterseite des Schraubenkopfes 28 ist angeordnet, möglicherweise über eine Zwischenplatte 31, um gegen eine radiale Anlageoberfläche 32 des Klemmkeils anzustoßen. Das diametral gegenüberliegende Teil der Klemmunterfläche soll nicht in entsprechende Anlage mit einer irgendwie ähnlichen radialen Oberfläche kommen. Dies ist wegen der Tatsache vorgesehen, daß der Teil der Ausnehmung 27, welcher direkt gegenüber der radialen Anlagefläche 32 angeordnet ist, eine radiale Oberfläche 33 ist, die auf einer niedrigeren Ebene angeordnet ist im Vergleich zu der radialen Anlageoberfläche 32.
Die Oberflächen 32 und 33, die wie gesagt in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, sind rund um das Loch 27 des Keils 17 angeordnet. Es gibt auch eine weitere Ausnehmung 34 um das Loch 27, die exzentrisch bezüglich der Mittelachse CL der Schraube 18 vorgesehen ist.
Die Gewindebohrung 30 erstreckt sich nach oben zu einer anderen Bohrung 35 mit etwas größerem Durchmesser als die Gewindebohrung 30 für die Aufnahme einer spiralförmigen Feder 36, die angeordnet ist< um eine Aufwärtskraft auf die Schraube und den Keil in Verbindung mit dem Lösen der Klemmschraube 18 auszuüben. Dies wird in wirksamer Weise dadurch erreicht, daß man die Mittenachse der Ausnehmung 34 exzentrisch seitlich zur Spitze des Einsatzes hin versetzt hat im Vergleich zu der Mittelachse der Bohrung 35 in der Einsatzseite des Werkzeughalters.
Bei der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform hat man der Ausnehmung 27 für die Aufnahme der Schraube 18 eine ovale Gestalt gegeben. Die Ausnehmung schneidet die radiale Anlagefläche 32, die C-förmig und nach vorn geschlossen ist, aber hinten in einer Mittelposition der ovalförmigen Ausnehmung 27 endet.
Der Blockierungsstift 15, auf welchem der Einsatz 12 angeordnet ist, ist mit einem unteren zylindrischen Teil 37 und einem radialen Kragen 38 zwischen dem zylindrischen Teil 37 und dem Kopfteil 16 der Schraube für die Anlage gegen eine entsprechende ringförmige Ausnehmung 39 in der Beilagplatte 13 versehen. Der Blockierungsstift 15 ist in dem Halter mittels einer Schraube 40 befestigt, die mit dem Stift von seiner Unterseite in Gewindeeingriff kommt, wobei die radiale Oberfläche des Kopfes der Schraube in Anlage mit einer entsprechenden radialen Anlageoberfläche 41 des Halters 10 gedrückt wird. Der Blockierungsstift 15 könnte alternativ in der Bohrung 11 durch eine Preßpassung befestigt werden, wodurch die Schraube 40 eliminiert wäre.
Die Ausgestaltung der Keilklemme 17 hat vorzugsweise eine solche Eigenschaft, daß die Schraubenkopfaufnahmeausnehmung wie eine mit einer Ausnehmung versehene flache Oberfläche 32 vorgesehen ist, welche die die Schraube aufnehmende Ausnehmung 27 umgibt. Die hintere flache Oberfläche 33 hat eine gerade Hinterkante 42. Es gibt zwei im Abstand vorgesehene konvexe Endoberflächen 43 und 44, die sich um einen gewissen Abstand über die gerade Hinterkante 42 hinaus nach hinten erstrecken. Dies ermöglicht eine klare Anordnung des Keiles während seiner Anlage gegen die hintere Stützoberfläche 19 des Halters 10.
Die vorstehend beschriebene Form der Keilklemme ermöglicht ihr Klemmen mit einem relativ kleinen Spannmoment, das ohne Probleme von Hand erreicht werden kann. Kraftmessungen wurden ausgeführt, die zeigen, daß die Größe und die Richtung der Klemmkraft das Klemmen des Einsatzes ermöglichen, während ein Minimum an Einsatzverschiebung erhalten wird, selbst wenn dieser einem Maximum von auf seine Schneidkante wirkenden Schneidkräften unterworfen ist.

Claims

1. Werkzeughalter (10) mit einem Haltekörper mit einem Einsatzort an seinem vorderen Ende mit einer Bodenoberfläche und mindestens einer Seitenwand, wo ein Stift (15) aus der Bodenoberfläche vorspringt, auf welcher ein Einsatz (12) angeordnet ist, der eine Mittenbohrung (14) hat, mit einem Klemmkeil (17) für den Keileingriff zwischen einer Stützoberfläche (19) des Halters und einer benachbarten Kantenoberfläche (20) des Einsatzes (12) und einer Betätigungsschraube, die in dem Klemmkeil (17) aufgenommen ist, während sie in einer Bohrung des Halters in Gewindeeingriff steht, wobei die Stützoberfläche (19) und die Kantenoberfläche (20) mindestens teilweise nach unten konvergieren, der Klemmkeil (17) im Abstand vorgesehene Vorsprünge hat für die Anlage gegen die obere Fläche und die Kantenoberfläche des Einsatzes (12), wobei der Klemmkeil (17) mit einem ersten Vorsprung versehen ist für die Anlage gegen eine obere Fläche des Einsatzes (12) und einem zweiten Vorsprung für die Anlage gegen eine benachbarte Kantenoberfläche (20), dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorsprung aus zwei im Abstand vorgesehenen ersten oberen Vorsprüngen (24, 25) besteht für die Anlage gegen die obere Fläche des Einsatzes (12), daß der zweite Vorsprung aus einem Paar von im Abstand vorgesehenen Vorsprüngen (26a, 26b) besteht und daß es eine kreisförmige Ausnehmung (23) gibt, die zwischen dem ersten Paar von Vorsprüngen (24, 25) vorgesehen ist, wobei der Radius der kreisförmigen Ausnehmung (23) gleich oder größer als der Radius der Mittenbohrung (14) des Einsatzes (12) ist.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Vorsprünge (24, 25) flache untere Oberflächen haben, die in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind für die Anlagen gegen entsprechende flache Oberflächenteile auf dem Einsatz (12).

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zweiten Vorsprünge (26a, 26b) mit einem flachen Oberflächenteil für die Oberflächenanlage gegen die Kantenoberfläche (20) des Einsatzes (12) versehen ist.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine spiralförmige Feder (36) um die Klemmschraube (18) herum vorgesehen ist und teilweise in einer Ausnehmung (35) in dem Bodenteil des einsatzaufnehmenden Platzes aufgenommen ist und teilweise in einer Ausnehmung (34) in dem Klemmkeil (17), um eine Aufwärtsbewegung des Keiles beim Lösen der Schraube (18) vorzusehen.

5. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schraube aufnehmende Ausnehmung (27) in dem Keil eine vordere radiale Anlagefläche (32) und eine diametral gegenüberliegende zweite radiale Oberfläche (33) aufweist, deren Höhe unter der Höhe der ersten Anlageoberfläche (32) derart ausgerichtet ist, daß die untere Oberfläche des Kopfes (28) der Schrauben nur nach Festziehen der Schraube (18) mit der ersten Anlageoberfläche (32) in Anlage kommt.

6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Feder aufnehmende Bohrung (34) in dem Keil exzentrisch nach vorn zu dem Einsatz (12) hin bezüglich der die Schraube aufnehmenden Bohrung (35) versetzt ist.

7. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Oberfläche des Klemmkeils (17) zwei im Abstand vorgesehene, konvexe Oberflächen (43, 44) für die Anlage gegen die benachbarte Stützoberfläche (19) in dem Halter (10) aufweist.