DE69637151T2

DE69637151T2 - Werkzeug und Werkzeugkörper für Schneidbearbeitung

Info

Publication number: DE69637151T2
Application number: DE69637151T
Authority: DE
Inventors: Ronny Karlsson; Jonny Bruhn
Original assignee: Seco Tools AB
Current assignee: Seco Tools AB
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1996-05-03
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2016-05-04
Also published as: DE69629943D1; WO1996034714A1; JP3816897B2; CN1060419C; EP1325787B1; KR100420905B1; DE69629943T2; SE9501687D0; EP1325787A1; US6183688B1; EP0879109B1; EP1325787B3; EP1163966A2; DE69638243D1; JP2003326412A; JPH11504269A; DE69637151D1; US5947660A; JP2003285213A; JP3822576B2

Description

Technischer Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug für die Drehschneidverarbeitung und einen Werkzeugkörper.
Es ist bekannt, austauschbare Schneidkanten auf unterschiedlichen Arten von Werkzeugen für die schneidende Bearbeitung zu benutzen. Diese Technik hat jedoch ihre praktische Grenze aus technischen Gründen der Festigkeit, was Fräs- und Bohrwerkzeuge betrifft, die sich um ihre Längsachse drehen.
Durch US-A-4,684,298 ist ein Bohrer mit einem abbaubaren Schneidabschnitt bekannt, der durch zwei Schrauben in einem Bohrkörper befestigt ist, die auf jeder Seite einer Mittellinie des Bohrers gegenüber vorgesehen sind. Bei dem bekannten Bohrer übertragen Schrauben eine Torsinn auf den Bohrkörper, die während des Bohrens erzeugt wird. Ein solcher Bohrer leidet an einer Anzahl von Nachteilen, teilweise, daß er statisch überbestimmt wird, was durch federnde Hülsen um die Schrauben herum gelöst wird, teilweise, daß der Schneidabschnitt zwangsläufig weniger Sinterkarbid enthält, weil die Schrauben Platz brauchen, weshalb die Neigung zur Bruchbildung steigt. Weiterhin werden die Schrauben Schwerkräften unterworfen, und der Austausch des Schneidabschnittes wird schwierig.
Ferner ist es durch EP-B1-0 358 901 bekannt, einen Bohrer mit einem abbaubaren Schneidabschnitt zu versehen, der in einem Bohrkörper mittels mindestens einer Schraube befestigt ist, die zu der Drehachse des Bohrers exzentrisch angeordnet ist. Der Schneidabschnitt trägt zwei umschaltbare Schneideinsätze, und ein Pilotbohrer erstreckt sich mittig durch diesen. Dieser bekannte Bohrer hat dieselben Nachteile wie oben erwähnt. Außerdem offenbart FR-A-1 014 417 , welche dem Oberbegriff des Anspruches 1 entspricht, ein Werkzeug mit einem Werkzeugkörper, an welchem eine Werkzeugspitze angeschraubt ist. Um eine abgenutzte Spitze zu ersetzen, wird ein zeitaufwendiges und schwieriges Ersatzverfahren vorgeschlagen, bei dem das Werkzeug ganz von der Maschine abgenommen werden muß. Außerdem zeigt DE-A-30 19 970 (D2) ein Werkzeug in 1, wo eine Schraube 11 mit einem Loch 8 zusammenwirkt, welches sich senkrecht durch die Zugstange 6 erstreckt. Die Schraube 11 ist im allgemeinen zu dem Schneidabschnitt 5 hin gerichtet. Ein solches Durchgangsloch verschlechtert die Dauerfestigkeit der Zugstange.
Aufgaben der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ausführungsform von Fräs- oder Bohrwerkzeugen zur Verfügung zu stellen, bei welcher der Schneidabschnitt des Werkzeuges ausgetauscht werden kann, ohne das Werkzeug von der Maschine zu entfernen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein starres Werkzeug zu schaffen, vorzugsweise zum Bohren oder Fräsen, bei welchem der Schneidabschnitt über eine Keilverbindung mit dem Werkzeugkörper derart zusammenwirkt, daß die Klemmkraft mit zunehmender Vorschubkraft steigt.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werkzeuges, vorzugsweise zum Bohren oder Fräsen, bei welchem der Schneidabschnitt von einem mittigen Befestigungsmittel festgehalten wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines starren Werkzeuges, vorzugsweise zum Boohren oder Fräsen, bei welchem der Schneidabschnitt leicht ausgetauscht werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werkzeuges und eines Schneidabschnittes, bei welchem der Vorteil mit Nuten kombiniert ist mit der Produktion von spritzgegossenem Sinterkarbid.
Eine weitere andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werkzeuges und eines Schneidabschnittes, bei welchem der Schneidabschnitt nicht schräg positioniert werden kann, selbst wenn eine der zusammenwirkenden, mit Nuten versehenen Oberflächen abgenutzt ist.
Eine weitere andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werkzeuges und eines Schneidabschnittes, bei welchem axiale oder tangentiale Schneidkräfte auf eine große Oberfläche derart verteilt werden, daß das Bruchrisiko des Schneidabschnittes reduziert wird.
Eine weitere andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werkzeuges und eines Schneidabschnittes, bei welchem die Relativbewegung zwischen dem Schneidabschnitt und dem Werkzeugkörper vernachlässigbar ist, selbst nach der Abnutzung des Werkzeugkörpers.
Noch eine andere Verfahrensaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens für die Herstellung eines Schneidabschnittes oder einer Werkzeugspitze, bei welchem der Freiheitsgrad für das geometrische Erscheinungsbild im wesentlichen unbegrenzt ist.
Diese und andere Gegenstände erreicht man mit einem Werkzeug und einem Werkzeugkörper, wie es bzw. er in den anliegenden Ansprüchen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen definiert ist.
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Bohrwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung in teilweise geschnittener, perspektivischer Ansicht.
2 zeigt einen Schneidabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht.
3 zeigt den Schneidabschnitt in einer Seitenansicht.
4 zeigt den Schneidabschnitt in einer Ansicht von oben.
5 zeigt den Schneidabschnitt in einer Ansicht von unten.
6 und 7 zeigen Querschnittsansichten gemäß den Linien A-A und B-B in 4.
8 zeigt die Bohrerspitze nach 1 vergrößert.
9, 10 und 11 zeigen vergrößerte Querschnitte zusammenwirkender Stützflächen in 8.
12 und 13 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Werkzeuges gemäß der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Ausführungsform eines Werkzeuges gemäß der Erfindung, welches in 1 gezeigt ist, ist ein sogenannter Spiralbohrer, der eine Werkzeugspitze oder einen Schneidabschnitt 10, eine Zugstange 11, einen Bohrkörper 12 und eine Sicherungsmutter 13 hat.
Der Schneidabschnitt 10 ist mit mindestens einer Schneidkante 19 an demjenigen Ende versehen, welches von dem Bohrkörper 12 fort gerichtet ist, wobei die Kante je nach dem Anwendungsgebiet gestaltet ist. So ist die Schneidkante oder sind die Schneidkanten im wesentlichen gerade und parallel zu der Längsmittelachse des Schneidabschnittes, wenn es sich um einen Endfräser handelt, während die Schneidkanten kreisförmig sind, wenn es ein Endfräser mit Kugelspitze ist. Das Vorderende des Schneidabschnittes 10 zeigt eine Kante 19 zum Bohren in den Gebilden. Das Erscheinungsbild und der Anwendungsbereich des Werkzeuges können auf verschiedene Weise variieren.
Der Schneidabschnitt 10 ist aus Hartmaterial hergestellt, vorzugsweise Sinterkarbid und am meisten bevorzugt spritzgeformtes Sinterkarbid und weist zwei obere Freiflächen 15, eine Stützfläche 16 und diese verbindende erste 17 und zweite gekrümmte Oberflächen 18 auf. Alle diese Oberflächen und verbundenen Kanten sind aus dem selben Material hergestellt, d.h. vorzugsweise spritzgeformtes Sinterkarbid. Schnittlinien zwischen den zweiten gekrümmten Flächen oder den Spannuten 18 und den Freiflächen 15 bilden Hauptschneidkanten 19, vorzugsweise über nicht dargestellte Verstärkungsanschnitte. Schnittlinien zwischen den ersten gekrümmten Flächen 17 und den Spannuten 18 bilden sekundäre Schneidkanten 20. Die Spannut kann alternativ für einen Bohrkörper mit geraden Spannuten geeignet ausgestaltete sein. Der Schneidabschnitt weist vorzugsweise auch eine Auskernfläche 21 auf, welche die Mitte des Schneidabschnittes erreicht und mit der Drehachse 22 des Werkzeuges einen Winkel δ bildet. Der Winkel δ liegt in dem Bereich von 40 bis 50°, vorzugsweise 45°. Der größte Durchmesser des Schneidabschnittes ist der diametrale Abstand D zwischen den radial äußersten Punkten der sekundären Schneidkanten 20. Die Höhe Y des Schneidabschnittes ist im wesentlichen so groß wie der Abstand D, um den Abrieb von den Spänen auf den Anschluß zwischen dem Schneidabschnitt und dem Bohrkörper minimal zu machen. Der größte Durchmesser d der Stützfläche 16 ist vorzugsweise kleiner als der Durchmesser D, um Raum beim Bearbeiten zu erhalten. Das Spülloch 23, welches im wesentlichen parallel zu der Drehachse 22 ist, läuft von der Stützfläche 16 durch den Schneidabschnitt zu der Öffnung in der entsprechenden oberen Freifläche 15. Die Spüllöcher sind auf jeder Seite der Achse 22 auf einer Linie I vorgesehen.
Die Stützfläche 16 ist mit einigen separaten, im wesentlichen identischen und parallelen Nuten oder Rippen 30 versehen. Die Rippen bilden im Querschnitt nach 8 eine im wesentlichen sinusförmige Kurve, die um eine Linie herumläuft, welche im wesentlichen in der Ebene der Flächen 29a, 29b liegt, die unten unter Bezugnahme auf 9 beschrieben wird. Die Rippen sind länglich und erstrecken sich längs der Stützfläche 16. Die Rippe 30 hat ferner zwei Flanken 32A, 32B, die sich berührend an dem Boden bzw. Grund 31 anschließen. Der Grund kann mit einem Radius von etwa 0,2 bis 0,4 mm beschrieben werden. Die Flanken bilden einen spitzen Winkel ε miteinander. Der Winkel ε liegt im Bereich von 40° bis 80°, vorzugsweise zwischen 45° und 60°. Ein Gewindescheitel oder eine gekrümmte Fläche 33A, 33B ist auf jeder Seite der Rippe 30 vorgesehen. Jede Fläche schließt sich über einen weichen Übergang berührungsmäßig an die zugehörige Flanke an. Jede Rippe kann im wesentlichen parallel zu der Linie I verlaufen oder mit der Linie I einen spitzen Winkel bilden. Jede Rippe bildet mit einer Linie K einen Winkel Φ, welche die radial äußersten Punkte der Spannuten auf der Seite der Schneidkante in der Stützfläche 16 schneidet. Der Winkel Φ beträgt etwa 0° bis 90°, vorzugsweise 30° bis 60°. Die Rippe hat eine Höhe h und eine größte Breite w. Die Anzahl der Rippen 30 hängt indirekt von dem Durchmesser D des Schneidabschnittes ab, und die Anzahl der Rippen variiert zwischen 2 bis 20, und es kann zum Beispiel erwähnt werden, daß etwa 9 Rippen auf einem Bohrer des Durchmessers von 18 mm vorgesehen sind.
Der Schneidabschnitt ist an dem Ende, welches dem Bohrkörper 12 zugewandt ist, mit der Stützfläche 16 versehen, die mit einem ersten Eingriffsmittel 14 versehen ist, welches bei der gezeigten Ausführungsform eine Gewindeausnehmung und eine kegelstumpfförmige konische Führungsfläche 35 aufweist.
Das andere Ende der Zugstange 11, welches dem Schneidabschnitt zugewandt ist, ist mit einem zusätzlichen Außengewindeteil 36 versehen, dem axial nach hinten eine konische Erweiterung 37 folgt, die dazu vorgesehen ist, mit dem ersten Eingriffsmittel 14 zusammenzuwirken. In einer Betriebssituation arbeitet die Gewindeausnehmung 34 mit dem anderen Gewindeteil 36 zusammen.
In dem anderen Ende der Zugstange 11 ist ein weiteres Außengewindeteil vorgesehen, welches mit einer zylindrischen Mutter 13 zusammenwirkt, die mit einem Keilgriff 38 versehen ist. Die Mutter ist in einer Bohrung 39 in dem Schaftabschnitt 40 des Bohrkörpers eingesetzt, wobei die Mutter und der Schaftabschnitt zusammenwirkende, radiale Kontaktflächen bei 41 einschließen. Die Kontaktfläche 41 gibt beim Festziehen eine axiale Stütze für die Mutter. Die Bohrung schließt sich konzentrisch an einen mittigen, kleineren Kanal in dem Bohrkörper an, wobei sich dieser Kanal nach vorn zu der Vorderfläche 24 des Bohrkörpers erstreckt und mittig in diesem endet. Der Bohrkörper ist mit Spülkanälen 23A versehen, die vorstehenden Fasen des Bohrers längs einer Spiralbahn in im wesentlichen konstantem Abstand von der Drehachse 22 folgen. Der Bohrkörper hat schraubenförmige Spannuten 18A oder gerade Spannuten, und diese können sich über den Körper oder über einen Teil desselben erstrecken.
Der Bohrkörper 12 ist an dem Ende, welches dem Schneidabschnitt 10 zugewandt ist, mit einer Vorderfläche 24 versehen, die vorgesehen ist, um gegen die Stützfläche des Schneidabschnittes 10 in Widerlage zu kommen. Der größte Durchmesser der Vorderfläche ist kleiner als der größte Durchmesser D des Schneidabschnittes, vorzugsweise aber so groß wie der kleinste Durchmesser d des Schneidabschnittes.
Die Vorderfläche ist mit einer Anzahl separater, identischer Ausnehmungen der Nuten 26 versehen, die im Querschnitt eine im wesentlichen trapezförmige Bahn beschreiben. Die Nuten sind länglich und erstrecken sich im wesentlichen über die ganze Vorderfläche. Jede Nut kann zu der Linie I im wesentlichen parallel sein oder mit der Linie I einen spitzen Winkel bilden. Jede Nut bildet mit einer Linie K einen Winkel Φ, welcher die radialen äußersten Punkte der Spannuten auf der Schneidkantenseite in der Vorderfläche 24 schneidet. Der Winkel Φ beträgt etwa 0° bis 90° und vorzugsweise 30° bis 60°. Jede Nut 26 hat zwei Flanken 28A, 28B, die sich über einen scharfen oder gerundeten Übergang an den Boden bzw. Grund 27 anschließen. Die Flanken bilden miteinander einen spitzen Winkel α. Der Winkel α liegt in dem Intervall von 40° bis 80°, vorzugsweise 55° bis 60°. Eine ebene Fläche 29A, 29B ist auf jeder Seite der Nut 26 vorgesehen. Jede Fläche ist vorzugsweise eben und schließt sich über einen stumpfen inneren, weichen oder scharfen Übergang an die zugehörige Flanke an. Die Anzahl der Nuten 26, die davon abhängt, wie die Stützfläche des Schneidabschnittes geformt ist, ist konsequent dieselbe wie die Anzahl von Rippen, welche die Stützfläche hat, weshalb die Anzahl auf den Bereich von 2 bis 20 Nuten ausgewählt wird. Die Nut hat eine Tiefe d₁ und eine größte Breite z. Der Boden oder Grund kann alternativ durch einen Radius von etwa 0,2 bis 0,4 mm beschrieben werden.
Die Höhe der Rippe ist 50% bis 95% der Tiefe der Nut 26, und die größte Breite w der Rippe ist größer als die größte Weite z der Nut. Bei der Montage führt dies dazu, daß zwischen dem Spitzenwert 33A und dem Grund 27 ein Spalt P entsteht, wenn der Schneideinsatz in dem Halter montiert wird. Der Spalt stellt sicher, daß die Flanken miteinander in Eingriff kommen und daß der Grund den Schneideinsatz nicht stützt und deshalb ein Kippen vermieden ist. Ein entsprechender Spalt entsteht auch über den ebenen Flächen 29A, 29B. Die Rippen und die Nuten bilden im montierten Zustand einen Anschluß mit einer Anzahl von Keilverbindungen, welche bei zunehmender Vorschubkraft eine Zunahme der Reibkraft nach sich ziehen. Ein anderer Vorteil bei dem Keileffekt besteht darin, daß er eine gewisse schräge Positionierung der Rippen und der Nut relativ zueinander in Verbindung mit dem Anfangszustand des Zusammenbaus erlaubt, wobei diese durch ihre Geometrie bei fortlaufender Kompression korrekt geführt werden. Der Anschluß ist derart angeordnet, daß er sich gewöhnlich während des Bohrens in dem Bohrloch befindet. Die Rippen und die Nuten sollten auf einer entsprechenden Fläche derart angeordnet sein, daß sich so viele lange Rippen und Nuten wie möglich ergeben. Die Enden einer Rippe oder einer Nut sollten für den besten Momentenübergang so wert voneinander entfernt sein wie möglich.
Der Zusammenbau des Schneidabschnittes 10 auf dem Bohrkörper findet wie folgt statt. Die Zugstange wird in die Bohrung 39 und durch das zentrale Loch des Bohrkörpers 12 hineingebracht, bis die Mutter 13, welche sich an das axial hintere Ende der Zugstange anschließt, gegen die Kontaktfläche 41 in Widerlage kommt. Der vordere Teil 36 der Zugstange und die konische Erweiterung 37 ragen dadurch mittig aus der Vorderfläche 24 hervor. Dann wird der Gewindeteil 36 in die Ausnehmung 14 gebracht, und der Schneidabschnitt wird gedreht und auf die Zugstange geschraubt, bis die Flächen 35 und 37 gegeneinander in Widerlage kommen. Dann wird die Stützfläche 16 des Schneidabschnittes von Hand mit der Vorderfläche in Kontakt gebracht. Bei einer Drehung der Mutter 13 über einen Schlüssel bzw. Keil, der sich mit dem Keilgriff 38 in Eingriff befindet, wird der Schneidabschnitt 10 fest gegen die Vorderfläche gezogen, d.h. es wurde die Position nach 1 erreicht. Der Schneidabschnitt 10 ist nun in zufriedenstellender Weise in dem Bohrkörper 12 verankert. Die Zugstange ist in dieser Position im wesentlichen dazu vorgesehen, den Schneidabschnitt beim Herausziehen des Werkzeuges aus dem bearbeiteten Loch zurückzuhalten, d.h. die Zugstange überträgt die Vorschubkräfte im wesentlichen allein, während die Rippen und Nuten diejenigen Kräfte und das Moment aufnehmen, welche von der Schneidbearbeitung erzeugt werden. Die Kraft von der Zugstange ist jedoch an dem Anschluß zwischen dem Schneidabschnitt und dem Körper groß genug, um beim Herausziehen eine Spielpassung zu vermeiden. Die Rippen und Nuten schneiden die Spannuten 18, 18A in einem im wesentlichen gemeinsamen radialen Segment oder einer radialen Ebene, und die Spannuten erstrecken sich axial auf beiden Seiten des radialen Segmentes.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Gewindeverbindung zwischen dem Schneidabschnitt und der Zugstange zwei Zwecken dient, nämlich der Anordnung des Schneidabschnittes 10 in einer festen Position im Bohrkörper beim Zusammenbauen und der Sicherstellung, daß während der Verwendung des Schneidwerkzeuges der Schneidabschnitt 10 immer in seiner festen Position gehalten wird.
Durch die zusammenwirkenden Rippen und Nuten kann eine Interaktion der Kräfte an jeder Kontaktfläche oder Kontaktlinie erzielt bzw. abgeleitet werden, wo das Zusammenwirken der Flanken erfolgt, entsprechend T' = P/n [sind(α/2)/μ – cos(α/2)],wobei T' die Scherkraft ist, die auf eine Flanke 28A oder 28B von n Stücken von Nuten wirkt, μ der Reibkoeffizient ist und P die sich ergebende Kraft ist, die aus dem Vorschub entsteht. Aus der Formel kann man deuten, daß ein kleinerer Flankenwinkel eine höhere Scherkraft T' ergibt, welche der von dem Bohrmoment erzeugen „Überverzahnung" („cogging over”) entgegenwirkt. Ein Bohrer gemäß der vorliegenden Erfindung wird statisch bestimmt und enthält viel Sinterkarbid, wie er die Zugstange sowohl radial als auch axial entlastet.
Durch das Verteilen der Schneidkräfte auf eine größere Fläche wird das Risiko des Spaltens der Stützfläche 16 des Schneidabschnittes vermindert. Nach dem Einbau haben die Rippen 30 und die Nuten 26 Kontaktflächen, welche die radiale Ebene R mehrere Male schneiden, 11, vorzugsweise mindestens vier Mal, radial außerhalb des Endes 36 der Zugstange. Die Kontaktflächen der Rippen und der Nuten liegen im wesentlichen in der radialen Ebene R, d.h. sie oszillieren um die radiale Ebene R mit einer Amplitude maximal halber Höhe h des Profils. Die Höhe des Profils bzw. Querschnittes beträgt maximal 20% der Höhe Y des Schneidabschnittes. Die gesamte Kontaktfläche wird 5 bis 10% größer als herkömmliche ebene Kontaktflächen. Der Schneidabschnitt 10 kann somit lösbar mit der Vorderfläche 24 verbunden oder von dieser ent fernt werden, wenn das Ende 36 der Zugstange 11 abgeschraubt wird, d.h. von einer ersten axialen Vorderposition zu einer zweiten hinteren Position betätigt wird.
Wenn der Schneidabschnitt 10 ausgetauscht werden soll, erfolgt der Einbau in umgekehrter Weise, und der Schneidabschnitt 10 kann von dem Bohrkörper abgenommen und ausgetauscht werden.
In den 12 und 13 ist eine alternative Ausführungsform eines Werkzeuges gemäß der Erfindung gezeigt, welche eine Werkzeugspitze oder einen Schneidabschnitt 10', eine Zugstange 11', einen Bohrkörper 12', eine Einstellschrauben 50', eine Feder 51' und eine Anschlagschraube 52' aufweist. Mit diesem Werkzeug ist es möglich, den Schneidabschnitt zu entlasten und auszutauschen, obwohl der Bohrkörper in der Maschine fest angebracht ist.
Der Schneidabschnitt 10' und der Bohrkörper 12' sind im wesentlichen den oben beschriebenen identisch. Der Bohrkörper hat jedoch eine schräg nach einwärts und hinten gerichtete Gewindebohrung 53' in dem Übergang zwischen dem Befestigungsende und den Spannuten sowie ein axial rückwärtiges Gewinde 54' in der Bohrung 39'.
Das axial vordere Ende der Zugstange 11' weist eine konzentrisch aufgeweitete Führungsfläche 55' und die früher in Verbindung mit 8 beschriebenen Teile 36' und 37' auf. Das axial rückwärtige Ende der Zugstange hat eine konische, sich erweiternde oder nach hinten geneigte Fläche 56', welche nach hinten in eine zylindrische Führungsfläche 57' übergeht, wodurch der Durchmesser dieser Führungsfläche etwas kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 39'.
Das Bohrwerkzeug wird dadurch zusammengebaut, daß man die Zugstange in die Bohrung 39' und durch die Mittelbohrung des Bohrkörpers 12' bringt. Dann wird die Feder 51' in die Bohrung 39' eingeführt, wonach die Anschlagschraube 52' mit Außengewinde in das Gewinde 54' eingeschraubt wird, und dadurch wird die Feder zusammengedrückt und zwingt die Zugstange nach vorn zu einem Anschlag. Die Zugstange nimmt dadurch eine axial vordere Position ein, und das Gewinde in dem Schneidabschnitt und auf der Zugstange können zusammenwirken, und der Schneidabschnitt kann fest auf die Zugstange geschraubt werden derart, daß die Einstellschraube 50' über das Gewinde 53' gegen die Aufweitung 56' drücken und die Zugstange nach hinten stoßen kann. Der Austausch des Schneidabschnittes ergibt sich folgendermaßen. Die Einstellschraube 50' wird zuerst auf der Seite des Bohrschaftes entlastet, und die Zugstange 11' wird aufgrund der gespeicherten elastischen Energie in der Feder 51' etwa 2 mm nach vorn gestoßen. Der verbrauchte bzw. erschöpfte Schneidabschnitt wird, vorzugsweise von Hand, abgeschraubt, und ein neuer Schneidabschnitt wird auf die Zugstange fest aufgeschraubt, bis der konische Teil der Ausnehmung gegen den vorderen konischen Teil der Zugstange in Widerlage kommt. Dann kann man in zwei unterschiedlichen Arten weitermachen. Entweder wird der Schneidabschnitt von Hand gegen die vordere Fläche des Bohrkörpers derart gebracht, daß die Rippen und die Nut miteinander in Eingriff kommen, wonach die Einstellschraube 50' festgezogen und der Schneidabschnitt in Betriebsposition angebracht wird. Der andere Weg besteht darin, die Schraube 50' allein die Zugstange einschließlich des Schneidabschnittes derart nach oben stoßen zu lassen, daß der Schneidabschnitt in Betriebsposition fixiert wird. Die konische Fläche 56' kann gegen eine entsprechende im vorderen Ende der Bohrung 39' in Widerlage kommen, wenn die Schraube 50' losgeschraubt wird. Dadurch wirkt die Reibung zwischen den konischen Flächen während des Losschraubens des Schneidabschnittes der Drehung der Zugstange entgegen. Wenn die Reibung zu gering ist, kann die Schraube 50' zu der zylindrischen Fläche 56' hin geschraubt werden und somit die Zugstange weiter gegen Drehen sperren.
Für beide oben beschriebene Ausführungsformen gilt, daß der Schneidabschnitt mit dem Werkzeugkörper eine Keilverbindungs-Kooperation derart hat, daß die Klemmkraft oder Reibkraft, d.h. der Widerstand gegen ein radiales Versetzen des Abschnittes relativ zu dem Körper, mit zunehmender Vorschubkraft steigt. Zusätzlich sind die Mittel für das Befestigen vorgesehen, um während des Bohrens den Schneidabschnitt in derselben Richtung wie die Vorschubkraft zu beeinflussen, d.h. die Zugstange zieht den Schneidabschnitt axial nach hinten im wesentlichen in der selben Richtung, in welcher die Vorschubkraft wirkt.
Es versteht sich, daß die Geometrien der zusammenwirkenden Rippen und Nuten im Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung verändert werden können, ohne den Umfang der Ansprüche zu verlassen. Folglich können die Geometrien die meisten Gewindequerschnitte annehmen (jedoch mit einem Überlappungsgrad von maximal 95%), zum Beispiel auf beiden zusammenwirkenden Flächen trapezförmig. Die Erfindung könnte auch für Fräser verwendet werden. Dr Schneidabschnitt ist vorzugsweise mit Schichten von zum Beispiel Al₂O₃, TiN und/oder TiCN beschichtet. In gewissen Fällen kann er mit Vorteil auf superharten Materialien hartgelötet sein, zum Beispiel CBN oder PCD auf den Schneidkanten.
In ähnlicher Weise ist es möglich, andere Klemmvorrichtungen als die mittige Zugstange zu benutzen, zum Beispiel ist es möglich, den Schneidabschnitt durch einen Keil zu halten, der senkrecht zu der Drehachse bewegbar ist.
Fernerhin sei bemerkt, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen Werkzeuge betreffen, die relativ zu ihren Längsachsen oder zu der Mittelachse des Werkstückes drehen und daß das Rückhaltemittel mit dem Werkzeug dreht. Die Ausführungsformen können auch stationär verwendet werden, dann aber in Kombination mit einem Drehwerkstück.
Bei einer Werkzeugspitze, die ganz aus hartem Material besteht, wie zum Beispiel spritzgeformtem Sinterkarbid, ist es möglich, die Erfindung beim Drehen, Fräsen, Bohren oder Räumen von Einsätzen für die Metallbearbeitung oder beim Schneiden oder Schlagbohreinsätzen für das Gesteinsbohren oder Mineralfräsen anzuwenden. Bei der Benutzung der Erfindung für die Metallbearbeitung weist die Werkzeugspitze oder der Schneideinsatz eine mittige, durchgehende oder nicht-durchgehende Ausnehmung 14 für eine Befestigungsvorrichtung auf, wobei die Ausnehmung ein Gewinde 34 integral mit dem Schneideinsatz hat. Dadurch ist beabsichtigt, daß Schneideinsätze von der unteren Seite der Schneideinsätze her zum Beispiel durch eine Schraube festgeklemmt werden können, derart, daß eine große obere Fläche für die Schneidkanten oder Spanbildner zugänglich werden, die zu benutzen früher nicht möglich war. Das Gewinde wird dann derart gewählt, daß es sich während der Bearbeitung nicht löst.
Die Werkzeugspitze oder der Schneidabschnitt wird wie folgt hergestellt. Sinterkarbid und ein Träger, Kunststoff zum Beispiel, werden gemischt und zu Pellets oder Granulat geformt, wonach das Gemisch in eine Formmaschine eingegeben wird, nachdem diese auf eine für das Gemisch geeignete Temperatur vorgeheizt ist, wonach das Gemisch unter hohem Druck und hoher Temperatur, etwa 180°C, in eine genau gestaltete Form eingespritzt wird, die mit einer gewissen Konfiguration angeordnet ist, welche dem Design des Schneidabschnittes oder der Werkzeugspitze entspricht. Die Form enthält deshalb Teile, um direkt oder indirekt Voraussetzungen für mindestens eine Schneidkante, mindestens eine Freifläche und eine nicht-ebene Stützfläche und ein oder mehrere Innenteile für Gewinde und Spülkanäle mit der Absicht zu erzeugen, das Design auf den Schneidabschnitt oder die Werkzeugspitze zu übertragen, wonach sich der spritzgeformte Sinterkarbidabschnitt oder die Spitze in der Form verfestigen kann und danach entformt wird. Die Spitze oder der Abschnitt wird dann gesintert, und möglicherweise kann die Bearbeitung erfolgen, wie zum Beispiel das Schleifen der Freiflächen. Mit der Hilfe dieses Verfahrens kann die Geometrie dieses Abschnittes oder der Spitze unbeachtlich der Grenzen des herkömmlichen Verfahrens für das Spritzformen ausgewählt werden. Zum Beispiel können Spanbrecher auf Oberflächen gestaltet werden, die bislang nur geschliffen werden konnten.
Die Erfindung ist keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen der anliegenden Ansprüche frei variiert werden.

Claims

Werkzeug für drehende Schneidbearbeitung relativ zu einem Werkstück, mit einem Werkzeugkörper (12'), einem Schneidabschnitt (10') und Befestigungsmitteln (11', 50'), wobei der Werkzeugkörper eine Vorderfläche (24') und der Schneidabschnitt eine Stützfläche (16') hat, die vorgesehen sind, um lösbar gegeneinander in Widerlage zu kommen, wobei der Körper einen Schaftabschnitt (40') hat und der Schneidabschnitt mindestens eine integrale Schneidkante (19) hat, die Befestigungsmittel (11', 50') vorgesehen sind, um den Schneidabschnitt in Richtung zu der Vorderfläche hin zu beeinflussen, wobei das Befestigungsmittel eine längliche Zugstange (11') aufweist, die sich mindestens teilweise mittig durch das Werkzeug erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Zugstange (11') eine nach rückwärts geneigte Oberfläche (56') hat für das Zusammenwirken mit einer Schraube (50'), die in ein Loch (53') in dem Werkzeugkörper eingeschraubt ist, wobei das Loch relativ zu einer Drehachse (22') des Werkzeuges geneigt ist, und daß die Schraube (50') im allgemeinen zu dem Schneidabschnitt (10') hin gerichtet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (16') und die Vorderfläche (24') Vorsprünge (30) bzw. Ausnehmungen (26) aufweisen, welche radial außenseitig von der Zugstange (11') Kontaktflächen bilden.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidabschnitt (10') mit mindestens einer Schneidkante (19) versehen ist, die mit dem Schneidabschnitt (10') integral ist, und daß die Zugstange (11') mit einem Teil (36') versehen ist, welches mit einer Ausnehmung (14) in dem Schneidabschnitt (10') verbunden ist, wobei der Schneidabschnitt (10') vorgesehen ist, um in der Lage zu sein, lösbar mit der Vorderfläche (24') verbunden oder von dieser entfernt zu werden, wenn die Zugstange (11') von einer ersten axialen Position zu einer zweiten axialen Position betätigt wird.
Werkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Spülkanäle (23', 23'A) radial außerhalb der Zugstange vorgesehen sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (51') in einer Bohrung (39') in dem Werkzeugkörper (12') rückwärtig der Zugstange (11') vorgesehen ist, um die Zugstange nach vorn zu drücken.