DE69913159T2

DE69913159T2 - Schneidkopf / werkzeughalter kupplung

Info

Publication number: DE69913159T2
Application number: DE69913159T
Authority: DE
Inventors: Gil Hecht
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1998-08-13
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: RU2232667C2; CN1096908C; AU746527B2; AU5190399A; IL125766A0; KR20010085370A; EP1107844A1; DE29914047U1; JP3066595U; CA2340374C; CA2340374A1; WO2000009282A1; DE69913159D1; US6276879B1; ATE254975T1; KR100592014B1; CZ295054B6; EP1107844B1; IL125766A; BR9912918A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidwerkzeuganordnung mit einem austauschbaren Schneidkopf und einen Werkzeugschaft, an dem der Schneidkopf im wesentlichen selbstspannend lösbar und koaxial angeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Schneidwerkzeuganordnung der oben beschriebenen Art zur Verwendung bei rotierenden Schneidvorgängen, z. B. Fräsen, wo ein Drehmoment von einem Werkzeugschaft auf einen daran angeordneten Schneidkopf übertragen wird.
Wenn rotierende Schneidwerkzeuge der oben beschriebenen Art geeignet sind, mit kleinen Schneiddurchmessern zu arbeiten, ist es häufig erwünscht, daß ihr Schneidkopf an einem Werkzeugschaft selbstspannend angeordnet ist, was häufig dadurch erreicht wird, daß der Schneidkopf und der Werkzeugschaft mit Verriegelungsteilen ausgebildet sind, wie etwa beispielsweise in EP 0 118 806 offenbart.
EP 0 118 806 offenbart einen austauschbaren Schneidkopf und einen Werkzeugschaft, die koaxial miteinander gekuppelt sind und Verriegelungsteile in Form eines zentral angeordneten und sich axial erstreckenden schwalbenschwanzförmigen Vorsprungs im Schneidkopf und eine entsprechend geformte Vertiefung im Werkzeugschaft aufweisen, wobei der Vorsprung und die Vertiefung formschlüssig koaxial zusammenwirken. Der Vorsprung und die Vertiefung haben beide Spannflügel, die um den Umfang herum beabstandet sind, so daß bei der Montage die Spannflügel der Vorsprünge zuerst zwischen die Spannflügel der Vertiefungen eingefügt werden und diese nach Drehung des Schneidkopfs relativ zum Werkzeughalter ihre Endposition erreichen, in der die Spannflügel der Vertiefung über den ent sprechenden Spannflügeln des Vorsprungs liegen. Der Schneidkopf und der Werkzeugschaft sind ferner mit Positionierteilen versehen, die sich am Umfang in bezug auf die Verriegelungsteile befinden und bei Drehung des Schneidkopfs relativ zum Werkzeugschaft aneinander anstoßen, was zur Verriegelung der Verriegelungsteile in ihrer Endposition führt, so daß das Selbstspannen des Schneidkopfs am Werkzeugschaft erfolgt.
Um das oben beschriebene Zusammenwirken zwischen den Spannflügeln der Verriegelungsteile des Schneidkopfs und des Werkzeugschafts zu ermöglichen, müssen Kontaktflächen dieser Flügel zumindest kleine axiale und radiale Lücken zwischen sich haben, was es erforderlich macht, die Schneidwerkzeuganordnung mit einer zusätzlichen Einrichtung zum genauen gegenseitigen Positionieren der Verriegelungsteile zu versehen. Eine solche zusätzliche Einrichtung kann beispielsweise die Form eines elastischen Schlitzes haben, der im Werkzeugschaft ausgebildet ist, wie in WO 96/11 079 beschrieben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen neuen Schneidkopf und einen neuen Werkzeugschaft zur Verwendung mit diesem bereitzustellen, die u. a. in der oben genannten Hinsicht Vorteile haben.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein austauschbarer Schneidkopf zum selbstspannenden koaxialen Kuppeln desselben, entlang einer Kupplungsachse, mit einem Werkzeugschaft bereitgestellt, wobei der Schneidkopf einen Schneidabschnitt mit mindestens einer Schneidkante, die an einem vorderen Ende derselben ausgebildet ist, und einen Befestigungsabschnitt hat, der sich zwischen dem Schneidabschnitt und einem hinteren Ende des Schneidkopfs erstreckt und mit einem Befestigungsabschnitt des Werkzeugschafts in Eingriff tritt; wobei der Befestigungsabschnitt des Schneidkopfs aufweist:
einen Zentrierteil mit einer Umfangszentrierfläche, die sich um den Umfang in bezug auf die Kupplungsachse erstreckt und an mindestens zwei Abschnitten derselben eine im wesentlichen konische Form hat, wobei Abschnitte entlang der Achse zu einem breiten Ende der Umfangszentrierfläche divergieren;
einen Positionierteil mit mindestens zwei am Umfang angeordneten und sich um den Umfang erstreckenden und voneinander beabstandeten Positionierflächen, die zur Erreichung einer axialen Abstützung des Schneidkopfs am Werkzeugschaft geeignet sind, wobei jede Positionierfläche in bezug auf die Kupplungsachse geneigt ist, so daß ein axialer Abstand von dort bis zu dem breiten Ende der Umfangszentrierfläche in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen der Richtung der Schneidkräfte entspricht, die während eines Schneidvorgangs auf die Schneidkante wirken;
wobei einer der Positionier- und Zentrierteile mit mindestens zwei um den Umfang voneinander beabstandeten Spannflügeln ausgebildet ist, wobei jeweils entweder die Positionierflächen und/oder die Abschnitte der Zentrierfläche dazugehören.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Werkzeugschaft für eine selbstspannende koaxiale Kupplung desselben entlang einer Kupplungsachse bereitgestellt, mit einem austauschbaren Schneidkopf mit mindestens einer Schneidkante, wobei der Werkzeugschaft einen Befestigungsabschnitt hat, der mit einem Befestigungsabschnitt des Schneidkopfs in Eingriff tritt, der an einem hinteren Ende desselben ausgebildet ist; wobei sich der Befestigungsabschnitt des Werkzeugschafts von einer vorderen Fläche des Werkzeugschafts nach hinten erstreckt und aufweist:
einen Zentrierteil mit einer Umfangszentrierfläche, die sich um den Umfang in bezug auf die Kupplungsachse erstreckt und eine im wesentlichen konische Form zumindest an zwei Abschnitten davon hat, wobei diese Abschnitte entlang der Achse zu einem breiten Ende der Umfangszentrierfläche divergieren;
einen Positionierteil mit mindestens zwei am Umfang angeordneten und sich um den Umfang erstreckenden und voneinander beabstandeten Positionierflächen, wobei jede Positionierfläche in bezug auf die Kupplungsachse so geneigt ist, daß ein axialer Abstand von dieser zu dem breiten Ende der Umfangszentrierfläche in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen der Richtung der Schneidkräfte entspricht, die auf die Schneidkante wirken;
wobei einer der Positionier- und Zentrierteile mit mindestens zwei um den Umfang voneinander beabstandeten Spannflügeln ausgebildet ist, wobei jeweils entweder die Positionierflächen oder die Abschnitte der Zentrierfläche dazugehören.
Vorzugsweise ist der Befestigungsabschnitt des Schneidkopfs ein integrierender Bestandteil des Körpers des Schneidkopfs, wobei der eine der Positionier- und der Zentrierteile des Befestigungsabschnitts am bzw. benachbart zum Schneidabschnitt angeordnet ist und der andere am bzw. benachbart zum hinteren Ende des Schneidkopfs angeordnet und mit den Spannflügeln ausgebildet ist; wobei der Befestigungsabschnitt des Werkzeugschafts entsprechend ausgeführt ist und zumindest der Teil von ihm, der mit den Spannflügeln ausgebildet ist, die Form eines offenen Hohlraums hat.
Während der Montage des erfindungsgemäßen Schneidkopfs und des erfindungsgemäßen Werkzeugschafts zu einem Schneidwerkzeug werden die Spannflügel des Befestigungsabschnitts des Schneidkopfs zwischen die Spannflügel des Befestigungsabschnitts des Werkzeugschafts eingefügt, und nach Drehung des Schneidkopfs relativ zum Werkzeugschaft um die Kupplungsachse bewegen sich die Positionierflächen des Befestigungsabschnitts eines von ihnen nach oben und stoßen an die Positionierflächen des Befestigungsabschnitts des anderen an, so daß die Zentrierfläche des Befestigungsabschnitts des Schneidkopfs in einen engen Paßkontakt und Anschlag mit der entsprechenden Zentrierfläche des Befestigungsabschnitts des Werkzeugschafts gebracht wird, wodurch die formschlüssige Verriegelung zwischen den Befestigungsabschnitten des Schneidkopfs und des Werkzeugschafts erfolgt. Dadurch wird das Selbstspannen des Schneidkopfs am Werkzeugschaft erreicht.
Die geneigten Positionierflächen der Befestigungsabschnitte des Schneidkopfs und des Werkzeugschafts können jede Form haben, die zur Erreichung einer graduellen schraubenar tigen Befestigung des Schneidkopfs am Werkzeugschaft geeignet ist. Vorzugsweise sind diese Flächen als Teile einer Wendelfläche mit einem Steigungswinkel ausgebildet, dessen Steigung relativ zur Kupplungsachse definiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Spannflügel am Zentrierteil des Befestigungsabschnitts des Schneidkopfs ausgebildet, der an seinem hinteren Ende angeordnet ist, wobei die Zentrierfläche durch die Umfangsflächen der Spannflügel begrenzt ist. In diesem Fall ist der Positionierteil zwischen dem Schneidabschnitt des Schneidkopfs und dem Zentrierteil seines Befestigungsabschnitts angeordnet, und die Positionierflächen gehören zu keilförmigen Vorsprüngen, die an der Basisfläche des Positionierteils ausgebildet sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Zentrierteil am bzw. benachbart zum Schneidabschnitt angeordnet und hat vorzugsweise die Form eines langgestreckten konischen Körpers, und die Spannflügel gehören zum Positionierteil des Befestigungsabschnitts des Schneidkopfs, wobei jeder Spannflügel die Positionierfläche am bzw. benachbart zum Zentrierteil und eine Umfangsfläche hat, die sich axial zwischen die Positionierfläche und das hintere Ende des Schneidkopfs erstreckt.
Vorzugsweise sind der Schneidkopf und der Werkzeugschaft geeignet, in einer Schneidwerkzeuganordnung zur Verwendung bei rotierenden Vorgängen gekuppelt zu werden, bei denen die Kupplungsachse mit der Drehachse der Schneidwerkzeuganordnung übereinstimmt.
Bei der Ausführung der Befestigungsabschnitte des Schneidkopfs und des Werkzeugschafts gemäß der Erfindung sorgt das Zusammenwirken ihrer geneigten Positionierflächen während der Montage des Schneidwerkzeugs für einen genauen Paßsitz seiner Zentrierfläche in einer genau eingerichteten axialen und radialen Position zueinander. Folglich wird der Schneidkopf genau zentriert und im Werkzeughalter selbstspannend gehalten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um darzustellen, wie diese in die Praxis umgesetzt werden kann, werden nachstehend die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen folgendes gezeigt ist:
1 ist eine isometrische Ansicht eines Schneidkopfs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Unteransicht des in 1 gezeigten Schneidkopfs;
3 ist eine isometrische Ansicht eines Werkzeugschafts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine auseinandergezogene isometrische Ansicht einer Schneidkopfanordnung mit dem in 1 gezeigten Schneidkopf und dem in 3 gezeigten Werkzeugschaft;
5 ist eine isometrische Ansicht der in 4 gezeigten Schneidkopfanordnung nach Montage;
6 ist eine isometrische Ansicht eines Schneidkopfs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 ist eine geschnittene isometrische Ansicht eines Werkzeugschafts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
8 ist eine auseinandergezogene isometrische Ansicht einer Schneidkopfanordnung mit dem in 6 gezeigten Schneidkopf und dem in 7 gezeigten Werkzeugschaft; und
9 ist eine isometrische Ansicht der in 8 gezeigten Schneidkopfanordnung nach Montage.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 und 2 stellen einen austauschbaren Schneidkopf 1 dar, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung geeignet ist, mit einem in 3 dargestellten Werkzeugschaft 2 koaxial gekuppelt zu werden, zur Bereitstellung einer in 4 und 5 dargestellten Schneidkopfanordnung zur Verwendung bei Schlitz- bzw. Nutenfräsvorgängen.
Wie in 1 zu sehen ist, hat der Schneidkopf 1 ein vorderes Ende 3 und ein hinteres Ende 4 und ist mit einem vorderen Schneidabschnitt 5 und einem hinteren Befestigungs abschnitt 6 ausgebildet, der sich von dort nach hinten erstreckt.
Der vordere Schneidabschnitt 5 des Schneidkopfs 1 hat mehrere Körperabschnitte 7, die mit Schneidkanten 8 ausgebildet und durch Spanabführungsvertiefungen 9 getrennt sind. Die Schneidkanten 8 sind im wesentlichen parallel zu einer Achse A ausgerichtet, um die der Schneidkopf 1 sich zu drehen geeignet ist. Die Schneidgeometrie des vorderen Schneidabschnitts 5 ist nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung und wird daher hier nicht ausführlich beschrieben.
Der hintere Befestigungsabschnitt 6 des Schneidkopfs 1 weist auf: einen zylindrischen Positionierteil 10, der am Schneidabschnitt 5 angeordnet ist und einen Umfang I aufweist, der in den Schneidabschnitt 5 eingeschrieben ist ( 2), und einen Zentrierteil 12, der sich zwischen dem Positionierteil 10 und dem hinteren Ende 4 des Schneidkopfs 1 erstreckt und im allgemeinen zu seinem breiten Ende 13 divergiert, das am hinteren Ende 4 des Schneidkopfs 1 angeordnet ist.
Der Positionierteil 10 hat eine Basisfläche 14, die im wesentlichen senkrecht zur Achse A ausgerichtet und mit keilartigen Vorsprüngen 15 ausgebildet ist, die am Umfang angeordnet sind und die sich in einer im wesentlichen um den Umfang verlaufenden Richtung erstrecken und voneinander beabstandet sind. Die Vorsprünge 15 haben Positionierflächen 16, wobei jede als Teil einer Wendelfläche ausgebildet ist, die in bezug auf die Achse A geneigt ist und sich so erstreckt, daß ein axialer Abstand von dort bis zum breiten Ende 13 des Zentrierteils 12 in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen der Richtung der Schneidkräfte entspricht, die während des Schneidvorgangs auf die Schneidkanten 8 wirken. Jede Positionierfläche 16 geht an einem vorderen Ende 18 des Vorsprungs 15 kontinuierlich in die Basisfläche 14 über und bildet an ihrem hinteren Ende 20 eine Stufe relativ zur Basisfläche 14.
Der Zentrierteil 12 ist im wesentlichen langgestreckt in der axialen Richtung und ist mit um den Umfang herum voneinander beabstandeten Spannflügeln 24 ausgebildet, die durch vertiefte Abschnitte 25 getrennt sind. Die Spannflügel 24 sind von den keilartigen Vorsprüngen 15 axial beabstandet. Mit Bezug auf 2 sind jeder Spannflügel 24 und eine entsprechende Positionierfläche 16 des Positionierteils 10, in einer Draufsicht gesehen, in ein und demselben Sektor S des Umfangs 2 der Positionierfläche 10 angeordnet. Die Spannflügel 24 sind mit Umfangszentrierflächen 26 ausgebildet, wobei jeder ein Teil einer gemeinsamen imaginären konischen Fläche ist, die im allgemeinen eine Umfangszentrierfläche des Zentrierteils 12 begrenzt, das in der Richtung weg vom Positionierteil 10 zum breiten Ende 13 des Zentrierteils 12 divergiert. In der beschriebenen Ausführungsform ist die axiale Ausdehnung der Zentrierflächen 26 kleiner als die des Zentrierteils 12, aber sie können auch die gleiche Ausdehnung haben.
3 zeigt den Werkzeugschaft 2, mit dem der oben beschriebene Schneidkopf 1 zu kuppeln geeignet ist. Wie dargestellt, hat der Werkzeugschaft 2 einen Befestigungsabschnitt 30 mit einem Positionierteil 32, der an einer vorderen Fläche 34 des Werkzeugschafts angeordnet ist, und einem Zentrierteil 36 in Form eines offenen Hohlraums, der sich von der vorderen Fläche 34 des Werkzeugschafts 2 zu seinem hinteren Ende 37 entlang der Achse A erstreckt, um die sich der Werkzeugschaft 2 während eines Schneidvorgangs zu drehen geeignet ist.
Die vordere Fläche 34 des Werkzeugschafts 2 ist im wesentlichen senkrecht zur Achse A ausgerichtet und geeignet, mit der Basisfläche 14 des Positionierteils 10 des Schneidkopfs 1 zusammenzuwirken. Die vordere Fläche 34 ist mit keilartigen Vorsprüngen 40 ausgebildet, die am Umfang angeordnet sind und die sich im wesentlichen in einer Umfangsrichtung des Werkzeugschafts 2 erstrecken. Die Vorsprünge 40 weisen Positionierflächen 42 auf, die eine Form haben, die der Form der Positionierflächen 16 der keilartigen Vorsprünge 15 des Schneidkopfs entsprechen und die in bezug auf die Achse A in einem entsprechenden Neigungswinkel geneigt sind. Wie in 3 zu sehen ist, sind die Positionierflächen 42 so ausgerichtet, daß der axiale Abstand von dort bis zum hinteren Ende 37 des Zentrierteils 36 in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen der Richtung der Schneidkräfte entspricht, die während des Schneidvorgangs auf die Schneidkanten 8 wirken. Jede Positionierfläche 42 geht an einem vorderen Ende 48 des Vorsprungs 40 kontinuierlich in einen angrenzenden nichtvorstehenden Abschnitt 46 der vorderen Fläche 34 über und bildet an ihrem hinteren Ende 50 eine Stufe relativ zu einem angrenzenden, nicht vorstehenden Abschnitt 46 der vorderen Fläche 34.
Der Zentrierteil 36 des Befestigungsabschnitts 30 des Werkzeugschafts 2 hat eine Form, die mit der Form des Zentrierteils 12 des Befestigungsabschnitts 6 des Schneidkopfs 1 zusammenpaßt. Der Zentrierteil 36 ist also im wesentlichen in der axialen Richtung langgestreckt und ist mit Spannflügeln 52 ausgebildet, die durch vertiefte Abschnitte 54 getrennt sind, die die Spannflügel 24 des Zentrierteils 12 des Schneidkopfs 1 aufnehmen können. Die Spannflügel 52 sind von den keilartigen Vorsprüngen 40 axial beabstandet. Die Spannflügel 52 sind mit Umfangszentrierflächen 56 (nur in 3 zu sehen) ausgebildet, die jeweils einen Teil einer gemeinsamen imaginären konischen Fläche bilden, die im allgemeinen eine Umfangszentrierfläche des Zentrierteils 36 mit ihrem breiten Ende am hinteren Ende 37 des Zentrierteils 36 begrenzt.
Mit Bezug auf 4 wird der Schneidkopf 1 mit dem Werkzeugschaft 2 durch Einfügen des Zentrierteils 12 des Befestigungsabschnitts 6 des Schneidkopfs 1 in den Zentrierteil 36 des Befestigungsabschnitts 30 des Werkzeugschafts 2 eingekuppelt, wobei die Spannflügel 24 und der Zentrierteil 12 in die vertieften Abschnitte 54 des Zentrierteils 36 aufgenommen werden und wobei die keilartigen Vorsprünge 15 des Positionierteils 10 des Schneidkopfs über den nicht vorstehenden Abschnitt 46 der vorderen Fläche 34 des Werkzeugschafts 2 angeordnet sind. Nach Drehung des Schneidkopfs 1 relativ zum Werkzeugschaft 2 um die Achse A in einer Richtung entgegen seiner Drehrichtung während eines Schneidvorgangs bewegen sich die Positionierflächen 16 (in 1 zu sehen) der keilförmigen Vorsprünge 15 auf den Positionierflächen 42 der keilförmigen Vorsprünge 40 nach oben. Dies bewirkt, daß die Spannflügel 24 des Zentrierteils 12 des Schneidkopfs 1 beginnen, unter die Spannflügel 52 des Zentrierteils 36 des Werkzeugschafts 2 schieben, so daß, wenn die Positionierflächen 16 an die Positionierflächen 42 anstoßen, die Zentrierflächen 26 der Spannflügel 24 sich genau an die entsprechenden Zentrierflächen 56 der Spannflügel 52 anfügen und anstoßen. Dadurch werden die Zentrierteile 12 und 36 der entsprechenden Befestigungsabschnitte 6 und 30 des Schneidkopfs 1 und des Werkzeugschafts 2 miteinander formschlüssig verriegelt, und folglich spannt sich der Schneidkopf 1 selbst am Werkzeugschaft 2 ein.
5 stellt den Schneidkopf 1 und den Werkzeugschaft 2 nach Montage in ein Schneidwerkzeug dar. Während eines Schneidvorgangs des Schneidwerkzeugs dienen die zusammenwirkenden geneigten Positionierflächen 16 und 42 des Schneidkopfs 1 bzw. des Werkzeugschafts 2 als axiale Abstützung des Schneidkopfs 1 am Werkzeugschaft 2 und als Drehmomentübertragung zwischen diesen, die aufgrund der Neigung dieser Positionierflächen erreicht wird. Aufgrund der spezifisch gewählten Richtung der Neigung der Positionierflächen 16 und 42 ermöglichen die Schneidkräfte, die während des Schneidvorgangs auf die Schneidkanten 8 des Schneidkopfs 1 wirken, das Selbstspannen des Schneidkopfs 1 am Werkzeugschaft 2.
6 stellt einen austauschbaren Schneidkopf 100 dar, der gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung geeignet ist, mit einem in 7 dargestellten Werkzeugschaft 102 koaxial gekuppelt zu werden, zur Bereitstellung einer in 8 und 9 dargestellten Schneidwerkzeuganordnung zur Verwendung bei Schlitz- bzw. Nutenfräsvorgängen.
Wie in 6 zu sehen ist, hat der Schneidkopf 100 ein vorderes Ende 103 und ein hinteres Ende 104 und ist mit einem vorderen Schneidabschnitt 105 und einem hinteren Befestigungsabschnitt 106 ausgebildet, der sich von diesem nach hinten erstreckt.
Der vordere Schneidabschnitt 105 des Schneidkopfs 100 hat mehrere Körperabschnitte 107, die mit Schneidkanten 108 ausgebildet sind und durch Spanabführungsvertiefungen 109 getrennt sind. Die Schneidkanten 108 sind im wesentlichen par allel zu einer Achse A', um die der Schneidkopf 100 während eines Schneidvorgangs sich zu drehen geeignet ist.
Der hintere Befestigungsabschnitt 106 des Schneidkopfs 100 weist einen Zentrierteil 110, der am Schneidabschnitt 105 angeordnet ist, und einen Positionierteil 112 auf, der sich zwischen dem Zentrierteil 110 und dem hinteren Ende 104 des Schneidkopfs 100 erstreckt.
Der Zentrierteil 110 ist ein konischer Körper, der im wesentlichen in der axialen Richtung langgestreckt ist und in der Richtung zum vorderen Schneidabschnitt 105 des Schneidkopfs 100 divergiert. Der Zentrierteil 110 hat eine Umfangszentrierfläche 111 mit einem Durchmesser, der an seinem breiten Ende 118 im wesentlichen dem Durchmesser eines Kreises entspricht, der in den Schneidabschnitt 105 eingeschrieben ist (nicht dargestellt).
Der Positionierteil 112 ist mit Spannflügeln 115 mit Positionierflächen 116, die quer zur Achse A' ausgerichtet sind, und mit Umfangsflächen 117 ausgebildet, die sich axial erstrecken. Die Spannflügel 115 stehen radial von einem schmalen Ende des Zentrierteils 110 nach außen vor, so daß ein Abstand von der Achse A' bis zu radial äußersten Abschnitten 116' der Positionierflächen 116 wesentlich kleiner ist als der Radius der Umfangszentrierfläche 111 an ihrem breiten Ende 118. Die Positionierflächen 116 der Spannflügel 115 sind in bezug auf die Achse A' geneigt, so daß ein axialer Abstand von dort bis zum breiten Ende 118 des Zentrierteils 110 in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen der Richtung der Schneidkräfte entspricht, die während eines Schneidvorgangs auf die Schneidkanten 108 wirken. Was die Positionierflächen 16 des Schneidkopfs 1 betrifft, so sind die Positionierflächen 116 ebenfalls jeweils als Teil einer Wendelfläche mit einem Steigungswinkel ausgebildet, der dem Neigungswinkel der Positionierflächen 116 entspricht.
7 zeigt den Werkzeugschaft 102, mit dem der oben beschriebene Schneidkopf 100 zu kuppeln geeignet ist. Wie dargestellt, hat der Werkzeugschaft 102 einen Befestigungsabschnitt 130 in Form eines langgestreckten offenen Hohlraums, der sich entlang der Achse A' erstreckt, um die der Werkzeug schaft 102 sich zu drehen geeignet ist, und der den Befestigungsabschnitt 106 des Schneidkopfs 100 darin aufnehmen kann. Der Befestigungsabschnitt 130 weist einen Zentrierteil 132, der an einer vorderen Fläche 134 des Werkzeugschafts 102 angeordnet ist, und einen Positionierteil 136 auf, der sich vom Zentrierteil 132 in einer Richtung des Werkzeugschafts 102 nach hinten erstreckt.
Der Zentrierteil 132 des Befestigungsabschnitts 130 des Werkzeugschafts 102 weist eine im wesentlichen konische Umfangszentrierfläche 138 mit einem breiten Ende 139 an der vorderen Fläche 134 des Werkzeugschafts 102 auf. Die Umfangszentrierfläche 138 ist ausgebildet mit langgestreckten Vertiefungen 140 mit einer Umfangsausdehnung von zumindest der Umfangsausdehnung der Spannflügel 115 und einer radialen Ausdehnung, die allmählich in der Richtung des Werkzeugschafts 102 nach hinten zunimmt, um einen freien Eintritt der Spannflügel in den Positionierteil 136 des Befestigungsabschnitts 130 zu ermöglichen.
Der Positionierteil 136 weist eine Basisfläche 141 und Spannflügel 142 auf, die sich zwischen den Vertiefungen 140 befinden, und Positionierflächen 143, die in bezug auf die Achse A' geneigt sind, so daß ein axialer Abstand zwischen der Positionierfläche 143 und dem breiten Ende 139 der Umfangszentrierfläche 138 in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen der Richtung der Schneidkräfte entspricht, die während eines Schneidvorgangs auf die Schneidkanten 108 des Schneidkopfs 100 wirken (8). Wie die Positionierflächen 116 des Schneidkopfs 100 sind die Positionierflächen 143 als Teile einer Wendelfläche ausgebildet, und deren Neigungswinkel entspricht dem der Positionierflächen 116.
Mit Bezug auf 8 wird der Schneidkopf 100 mit dem Werkzeugschaft 102 durch Einfügen des Befestigungsabschnitts 106 des Schneidkopfs in den Befestigungsabschnitt 130 des Werkzeugschafts gekuppelt, wobei die Spannflügel 115 des Positionierteils 112 des ersteren Befestigungsabschnitts, mittels der Vertiefungen 140 in der Umfangszentrierfläche 138, in den Positionierteil 136 des letzteren Befestigungsabschnitts eingeführt werden. Nach Drehung des Schneidkopfs 100 relativ zu dem Werkzeugschaft 102 um die Achse A' in der Richtung entgegen seiner Drehrichtung während eines Schneidvorgangs bewegen die Positionierflächen 143 der Spannflügel 142 des Werkzeugschafts 102 die Positionierflächen 116 der Spannflügel 115 des Schneidkopfs 100 nach oben. Dies bewirkt, daß der Zentrierteil 110 des Schneidkopfs 100 weiter in den Zentrierteil 132 des Werkzeugschafts 102 hineingezogen wird, bis deren Umfangszentrierflächen 111 und 138 sich genau aneinander anfügen und anstoßen. Dadurch werden die Befestigungsabschnitte 106 und 130 des Schneidkopfs 100 bzw. des Werkzeugschafts 102 formschlüssig miteinander verriegelt, und folglich wird ein Selbstspannen des Schneidkopfs 1 am Werkzeugschaft 2 erreicht.
9 zeigt den Schneidkopf 100 und den Werkzeugschaft 102 nach Montage in einem Schneidwerkzeug. Während eines Schneidvorgangs des Schneidwerkzeugs dienen die zusammenwirkenden Zentrierflächen 111 und 138 (nicht dargestellt) des Schneidkopfs 100 des Werkzeugschafts 102 jeweils zum Zentrieren des Schneidkopfs 100 in bezug auf den Werkzeugschaft 102 und auch zur Drehmomentübertragung zwischen diesen. Eine axiale Abstützung des Schneidkopfs 100 am Werkzeugschaft 102 wird erreicht, indem geneigte Positionierflächen 116 und 143 (nicht dargestellt) zusammenwirken, die auch an der Drehmomentübertragung teilnehmen. Aufgrund der spezifisch gewählten Richtung der Neigung der Positionierflächen 116 und 143 fördern die Schneidkräfte, die während des Schneidvorgangs auf die Schneidkanten 108 des Schneidkopfs 100 wirken, das Selbstspannen des Schneidkopfs 100 am Werkzeugschaft 102.
Die Ausführung des Schneidkopfs und des Werkzeugschafts gemäß der Erfindung und insbesondere die Tatsache, daß deren Positionierflächen geneigt sind, vorausgesetzt, daß die Neigungswinkel so gewählt sind, daß sichergestellt wird, daß die Reibung zwischen diesen Flächen ausreicht, um sie in gegenseitigem Anschlag zu halten, wenn der Schneidkopf und der Werkzeugschaft miteinander gekuppelt sind, ermöglichen einen genauen Paßsitz zwischen den Zentrierflächen des Schneidkopfs und des Werkzeugschafts in einer genau eingerichteten axialen und radialen Position zueinander. Folglich wird der Schneidkopf in den entsprechenden Werkzeughaltern selbstspannend zentriert und gehalten.
Ein Schneidkopf und ein Werkzeugschaft gemäß der Erfindung können Geometrien haben, die sich von denen unterscheiden, die in den bevorzugten Ausführungsformen und in den Zeichnungen dargestellt sind. Sie können in Schneidwerkzeuganordnungen verwendet werden, die für andere Schneidvorgänge als Nutenfräsen geeignet sind, und erfordern nicht unbedingt, daß die Kupplungsachse zentral zur Schneidwerkzeuganordnung angeordnet ist. Die Positionierflächen können eben oder gekrümmt sein und können jede Form haben, die zur Erreichung einer allmählichen schraubenartigen Befestigung des Schneidkopfs im Werkzeugschaft geeignet ist. Die Positionier- und Zentrierteile des Schneidkopfs und des Werkzeugschafts und deren Positionier- und Zentrierflächen können jede geeignete Anordnung zueinander haben.
Liste der Bezugszeichen

Claims

Austauschbarer Schneidkopf (1, 100) zum selbstspannenden koaxialen Kuppeln desselben, entlang einer Kupplungsachse (A, A'), mit einem Werkzeugschaft (2, 102), wobei der Schneidkopf (1, 100) aufweist: einen Schneidabschnitt (5, 105) mit mindestens einer Schneidkante (8, 108), die an einem vorderen Ende (3, 103) desselben ausgebildet ist, und einen Befestigungsabschnitt (6, 106), der sich zwischen dem Schneidabschnitt (5, 105) und einem hinteren Ende (4, 104) des Schneidkopfs (1, 100) erstreckt und mit einem Befestigungsabschnitt (30, 130) des Werkzeugschafts (2, 102) zusammenpaßt, wobei der Befestigungsabschnitt (6, 106) des Schneidkopfs (1, 100) aufweist: einen Zentrierteil (12, 110) mit einer Umfangszentrierfläche (26, 111), die sich um den Umfang in Bezug auf die Kupplungsachse (A, A') erstreckt und an mindestens zwei Abschnitten derselben eine im wesentlichen konische Form hat, wobei die Abschnitte entlang der Achse (A, A') zu einem breiten Ende (13, 118) der Umfangszentrierfläche (26, 111) divergieren; einen Positionierteil (10, 112) mit mindestens zwei am Umfang angeordneten und sich um den Umfang erstreckenden und voneinander beabstandeten Positionierflächen (16, 116), die zur Erreichung einer axialen Abstützung des Schneidkopfs (1, 100) am Werkzeugschaft (2, 102) geeignet sind, wobei jede Positionierfläche (16, 116) in Bezug auf die Kupplungsachse (A, A') geneigt ist; wobei einer der Positionier- (10, 112) und Zentrierteile (12, 110) mit mindestens zwei um den Umfang voneinander beabstandeten Spannflügeln (24, 115) ausgebildet ist, wobei jeweils entweder die Positionierflächen (16, 116) und/oder die Abschnitte der Zentrierfläche (26, 111) dazugehören, wobei der Befestigungsabschnitt (6, 106) des Schneidkopfs (1, 100) ein integrierender Bestandteil eines zentralen Körperabschnitts des Schneidkopfs (1, 100) ist, wobei die Spannflügel (24, 115) am hinteren Ende (4, 104) des Schneidkopfs (1, 100) angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer Abstand von den Positionierflächen (16, 116) bis zum breiten Ende (13, 118) der Umfangszentrierfläche (26, 111) in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen einer Richtung der Schneidkräfte entspricht, die während eines Schneidvorgangs auf die mindestens eine Schneidkante (8, 108) wirken.
Schneidkopf nach Anspruch 1, wobei das Positionierteil (10) eine Basisfläche (14) aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Kupplungsachse (A) ausgerichtet ist, und die Positionierflächen (16) zu keilförmigen Abschnitten (15) gehört, die auf der Basisfläche (14) ausgebildet sind.
Schneidkopf (1) nach Anspruch 1, wobei die Spannflügel (24) auf dem Zentrierteil (12) des Befestigungsabschnitts (6) des Schneidkopfs (1) ausgebildet sind.
Schneidkopf (1) nach Anspruch 3, wobei die Zentrierfläche (26) durch Umfangsflächen der Spannflügel (24) begrenzt ist.
Schneidkopf (100) nach Anspruch 1, wobei die Spannflügel (115) zum Positionierteil (112) des Befestigungsabschnitts (106) des Schneidkopfs (100) gehören.
Schneidkopf (100) nach Anspruch 5, wobei sich jeder Spannflügel (115) zwischen dem Zentrierteil (110) und dem hinteren Ende (104) des Schneidkopfs (100) erstreckt.
Schneidkopf (100) nach Anspruch 6, wobei die Positionierflächen (116) diejenigen Flächen der Spannflügel (115) sind, die benachbart zun Zentrierteil (110) angeordnet sind.
Werkzeugschaft (2, 102) zum selbstspannenden axialen Kuppeln desselben, entlang einer Kupplungsachse (A, A'), mit einem austauschbaren Schneidkopf (1, 100) mit mindestens einer Schneidkante (8, 108), wobei der Werkzeugschaft (2, 102) einen Befestigungsabschnitt (30, 130) hat, der mit dem Befestigungsabschnitt (6, 106) des Schneidkopfs (1, 100) zusammenpaßt, der an seinem hinteren Ende ausgebildet ist; wobei sich der Befestigungsabschnitt (30, 130) des Werkzeugschafts (2, 102) von einer vorderen Fläche (34, 134) des Werkzeugschafts (2, 102) erstreckt und aufweist: einen Zentrierteil (36, 132) mit einer Umfangszentrierfläche (56, 138), die sich um den Umfang in bezug auf die Kupplungsachse (A, A') erstreckt und an mindestens zwei Abschnitten derselben eine im wesentlichen konische Form hat, wobei die Abschnitte entlang der Achse (A, A') zu einem breiten Ende (37, 138) der Umfangszentrierfläche (56, 138) divergieren; einen Positionierteil (32, 136) mit mindestens zwei am Umfang angeordneten und sich um den Umfang erstreckenden und voneinander beabstandeten Positionierflächen (42, 143), wobei jede Positionierfläche (42, 143) in bezug auf die Kupplungsachse (A, A') geneigt ist; wobei einer der Positionier- (32, 136) und Zentrierteile (36, 132) mit mindestens zwei um den Umfang voneinander beabstandeten Spannflügeln (52, 142) ausgebildet ist, wobei jeweils entweder die Positionierflächen (42, 143) oder die Abschnitte der Zentrierfläche (56, 138) dazugehören; wobei die Spannflügel (52, 142) in einem offenen Hohlraum des Befestigungsabschnitts (30, 130) des Werkzeugschafts (2, 102) ausgebildet sind; dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer Abstand von den Positionierflächen (42, 143) bis zu dem breiten Ende (37, 138) der Umfangszentrierfläche (56, 138) in einer Richtung zunimmt, die im allgemeinen einer Richtung der Schneidkräfte entspricht, die auf die mindestens eine Schneidkante (8, 108) wirken.
Werkzeugschaft (2) nach Anspruch 8, wobei das Positionierteil (30) an der vorderen Fläche (34) des Werkzeugschafts (2) ausgebildet ist und die Positionierflächen (42) zu den keilförmigen Vorsprüngen (40) gehören, die an der vorderen Fläche (34) ausgebildet sind.
Werkzeugschaft (2) nach Anspruch 9, wobei der Teil, der mit den Spannflügeln (52) ausgebildet ist, der Zen trierteil (36) des Befestigungsabschnitts (30) des Werkzeugschafts (2) ist und die Zentrierfläche (56) durch Umfangsflächen der Spannflügel (52) begrenzt ist.
Werkzeugschaft (102) nach Anspruch 9, wobei die Spannflügel (142) zum Positionierteil (136) des Befestigungsabschnitts (130) des Werkzeugschafts (102) gehören.