DE7025401U - Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung. - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dr.-Ing. R. König

Dipl -Ing. Bergen
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Unsere Akte iir. 25 993 6. Juli 1970

Edelstahlwerk Witten Aktiengesellschaft, 581 Witten, Auestraße 4

"Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung"

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, das aus einem Klemmhalter mit eingespannter "wendeschneidplatte besteht.

Mitentscheidend für die Eignung derartiger Werkzeuge zur spanabhebenden Bearbeitung ist die Einspannung der Wendeschneidplatte. Das heißt, die Einspannung muß abgesehen davon, daß sie sich nicht selbsttätig lösen darf, so sein, daß beispielsweise ein Schwingen der Wendeschneidplatte verhindert wird, denn solche Bewegungen der Wendeschneidplatte zeichnen sich sehr deutlich als Oberflächenfehler auf dem Werkstück ab.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Einspannung der Wendeschneidplatte an Werkzeugen zur spanabhebenden Bearbeitung im Hinblick auf größere Oberflächencualität der bearbeiteten Werkstückflächen zu verbessern.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die Klemmhalter jeweils mit einer zumindest annähernd in

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Schnittrichtung verlaufenden, spitzwinkligen und dem Umfanr der augehörieen Wendespanplatte angepaßten Ausnehmung versehen sind, in der die Wendespanplatte von einer übergreifenden Spannpratze gehalten wird. Mit dieser in Schnittrichtung verlaufenden spitzwinkligen Ausnehmung werden die während des Betriebes auftretenden Schnittkräfte vorteilhafterweise in besonderem Maße für die Einspannung der Wendespanplatte genutzt. Darüber hinaus ist die Ausnehmung so gestaltet, daß bei Verwendung einer von der Wendeplatte getrennten Spanbrecherplatte diese mit in der Ausnehmung aufgenommen wird. Der Spanbrecherplatte sind dazu besondere Anlageflächen in der Ausnehmung zugeordnet, die mit den angrenzenden Flächen in der Ausnehmung, an denen die Wendespanplatte anliegt, jeweils höchstens einen stumpfen Winkel bilden, so daß sich die beim Schneiden an der Wendeschneidplatte und der Spanbrecherplatte angreifenden Kräfte weitgehend gegenseitig in der Ausnehmung aufheben, so daß sich die Anforderungen an die Spannkraft der übergreifenden Spannpratze wesentlich verringern.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung befinden sich an Klemmhaltern mit gleichem Spanwinkel und annähernd gleicher maximaler Schneidbelastung gleiche Ausnehmungen. Demzufolge können für diese Klemmhalter gleiche Wendeschneidplatten verwendet werden.

Das hat den Vorteil einer einfachen Lagerhaltung für die Wendeschneidplatten und einer vereinfachten Herstellung der Klemmhalter, da die Ausnehmungan dann beispielsweise durch sogenanntes Schlagen mit dem gleichen Werkzeug in die Klemmhalter gearbeitet werden können. Ein ähnlicher Vorteil ergibt sich auch durch die Ver-

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wendung gleicher Spannpratzen für alle erfindungsgemäßen Werkzeuge mit ungefähr gleicher maximaler Schneid— belastung.

Die Spannpratzen sind nach der Erfindung so ausgebildet, daß sie die Spanbrecherplatte bzv/. die Wendeschneidplatte in einer Linie berühren. Dadurch ergibt sich vorteilhafterweise eine genau definierte Einspannung und eine weitgehende Unabhängigkeit zwischen der Richtung der Spannkraft der Spannpratze und der Lage der Wendespanplatte, wenn die Berührungslinie zur Schneidrichtung mindestens annähernd senkrecht verläuft.

Vorzugsweise liegt die Spannpratze an der BerUhrungslinie mit der Spanbrecherplatte bzw. mit der der Wendeplatte abgewandten Seite auf dem Klemmhalter auf. Die daraus resultierende statische Belastung der Spannpratze ermöglicht eine sehr flache Ausführung der Spannpratze, die gegenüber der sperrigen Ausführung herkömmlicher Klemmhalter eine Verbesserung darstellt.

Zwischen der Spannpratze und dem Klemmhalter besteht des weiteren eine Schraubverbindung; dabei kann zwischen der Spannpratze und dem Klemmhalter zugleich eine Druckfeder angeordnet sein, die die Handhabung des Klemmhalters sehr erleichtert. Außerdem wird die Handhabung des Klemmhalters noch durch eine drehfeste Anordnung der Spannpratze erleichtert. Die drehfeste Anordnung wird durch einen im Halterschaft befestigten Führungsstift in Verbindung mit einer entsprechenden Ausnehmung in der Spannpratze erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich-

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ruing rinrges*θΐΐΐθπ Ausflihrujigsbc.!.spiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. Ί bis 6 mehrere erfindungsgemäße Drehmeißel mit Klemmhaltern und eingespannten Wendeschneidplatten;

Fig. 7 eilten der Drehmeißel nach Fig. 1 bis 6 im Schnitt;

8 bis 12 Einzelansichten, der zu einem Drehmeißel nach Fig. 7 gehörigen Einzelteile.

In Fig. 1 "^iS 6 sind mehrere erfindungsgemäße Drehmeißel 1 bis 6 gezeigt, die einen Spanwinkel von 6°, 12 , 15° oder 18° besitzen und in Anlehnung an DIN 4971, 4972, 4977, 4979 und 4980 geformt sind. Im einzelnen handelt es sich bei den Drehmeißeln 1 und 6 um einen linken und rechten Eckdrehmeißel oder Seitendrehmeißel, bei den Drehmeißeln 2 und 5 um einen linken geraden Drehmeißel und einen rechten geraden Drehmeißel und bei den Drehmeißeln 3 und 4 um einen linken und einen rechten Stirndrehmeißel. Die Drehmeißel 1 bis 6 werden je nach der Beschaffenheit des zu bearbeitenden Werkstücks mit einem möglichst großen Spanwinkel verwendet, da sich mit zunehmendem Spanwinkel der spezifische Schnittdruck verringert und sich dadurch bei entsprechender Ausnutzung der Werkzeugmaschine gleichzeitig dip Leistung der Werkzeugmaschine In Span-Volumen pro Zeiteinheit erhöht.

Jeder Drehmeißel 1 bis 6 ist für einen bestimmten Leistungsbereich vorgesehen, der sich aus den jeweiligen

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Abmessungen des quadratischen oder rechteckföraigen Meißelquerschnittes ergibt. In den vorlie- tnden Au*-· führungsbeispielen reichen die Meißelcu-: ν. -:-? ^:vU tu;, 12 χ 12 bis 50 χ 50.

Nach Fig. 7 bis 9 bestehen die Drehmeißel 1 bis 0 aus Klemmhaltern 7, die im Schneidbereich mit Ausnehmungen 8 versehen sind. Die Ausnehmungen 8 werden vorzugsweise in die dazu auf 800 bis 900⁰C erwärmten Klemmhalter 7 mittels eines Formstempels eingeschlagen und sind dem Umfang von sogenannten Wendeschneidplatten 9 angepaßt.

Die Wendeschneidplatten 9 bestehen aus Hartmetall und weisen im Rohzustand die Form von Prismen mit dreieckigen, gleichseitigen Grundflächen auf. Von dieser Form ausgehend erhalten die Wendeschrieidplatten 9, wie in Fig. 10 und 11 dargestellt, am äußeren Umfang eine derartige Neigung, daß sie im Betriebszustand einen Freiwinkel von 5° aufweisen. Damit bemißt sich der in Fig. 11 mit oC bezeichnete Freiwinkel für einen Spanwinkel von 6° auf 11°, für einen Spanwinkel von 12° auf 17° usw. Außerdem werden die Wendeschneidplatten 9 an den Seitenflächen derart beschliffen, daß Ilauptschneiden 10 mit einer Länge 1 und Nebenschneiden 11 mit einer Länge b entstehen, die einen Spitzenwinkel von 34° einschließen, wobei die Länge 1 das zwei- bis dreifache der Länge b, vorzugsweise jedoch das 2,5-fache der Länge b beträgt.

Im allgemeinen wird ein Neigungswinkel von 0 Grad für die Wendeschneidplatten 9 angestrebt, um insbesondere beim Überdrehen von Wellen, deren Durchmesser im Vergleich zu ihrer Länge relativ gering ist, einen niedrigen radialen Schnittdruck zu erreichen.

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Γ-. 4iipassu.-:.g der Ausnehmungen 8 beschränkt sich bei d- Ausführungsbeispielen jeweils darauf, daß der Formstempel die Form einer bis auf die Nebenschneiden 11 fertig vorbereiteten Wendeschneidplatte 9 besitzt und unter Berücksichtigung des Spanwinkels so weit in den erwärmten Klemmhalter geschlagen wird, daß eine später in die entstandene Ausnehmung 8 eingefügte, fertige Wendeschneidplatte 9 mit einer Hauptschneide 10 und den angrenzenden Nebenschneiden 11 freiliegt.

Mit dieser Anpassung der Ausnehmungen 8 ist gewährleistet, daß die Wendeschneidplatten 9 an den zu den Hauptschneiden 10 gehörenden Seitenflächen, den sogenannten Freiflächen, satt an den Klemmhaltern 7 anliegen. Die gleiche Anlage wird an der Unterseite der Wendeschneidplatten 3 durch Auflageplatten 12 erreicht. Die Auflageplatten 12 bestehen wie die Wendeschneidplatten 9 aus Hartmetall und sind jeweils mittels einer zentrisch angeordneten, versenkten Schraube 13 an den Klemmhaltern befestigt.

Die Auflageplatten 12 besitzen dabei eine solche Form, daß sie die bis auf die Nebenschneiden 11 fertig vorbereiteten Wendeschneidplatten 9 in dem mit den Wendeschneidplatten 9 aneinanderliegenden Zustand ergänzen.

Daraus ergibt sich auch eine Anpassung der Ausnehmungen 8 an die Auflageplatten 12, die in einfacher Weise dadurch erreicht wird, daß dem Formstempel, mit dem die Ausnehmungen 8 in die Klemmhalter 7 geschlagen werden, die Form einer mit bis auf die Nebenschneiden 11 fertig vorbereiteten Wendeschneidplatte 9 mit anliegender Auflageplatte 12 gegeben wird.

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Durch senkrechtes Einschlagen des Formstempels weisen die Ausnehmungen 8 in den Klemmhaltern 7 auch senkrechte Flächen 14 auf, an denen sich Spanbrecherplatten 15 abstützen (Fig. 7). Die Spanbrecherplatten 15 bestehen vorzugsweise eben "alls aus Hartmetall und haben in Anpassung an die Ausnehmungen 8 gemäß deren Spitzwinkligkeit und infolge der zum Spanbrechen erforderlichen, zu den Hauptschneiden 10 zumindest annähernd parallelen Brechungskanten 16 die Form von Kegelstumpfen mit dreieckiger Grundfläche.

Die Länge der Brechungskanten 16 ist frei wählbar, so daß der Abstand der in Wirkstellung stehenden Brechungskanten 16 von den zugehörigen Hauptschneiden 10 durch Verwendung unterschiedlicher Spanbreeher^latten 15 einstellbar ist. Dadurch kann vorteilh=:: lsi weise auf das Einsintern oder Einschleifen vor. Spanleitstufen in die Wendeschneidplatten 9 verzichtet werden, die den Vorschubbereich des Werkzeugs begrenzen. Die Spanleitstufen werden in diesem Fall durch die Spanbrecherplatten 15 gebildet, wobei durch Einhalten des Maßes b größtmögliche Spanleitstufen erreichbar sind.

Die Spanbrecherplatten 15 werden gemäß Fig. 7 durch Spannpratzen 17 gegen die Wendeschneidplatten 9 gepreßt und mit diesen in den Ausnehmungen 8 festgeklemmt. Dabei haben die Spannpratzen 17 Linienberührung mit den Spanbrecherplatten 15 und liegen die Spannpratzen 17 an der der Berührungsstelle mit den Spanbrecherplatten abgewandten Seite auf den Klemmhaltern 7 auf, so daß die Spannpratzen 17 bei zwischen beiden Auflage- bzw. Berührungsstellen angreifender Befestigung ein sehr einfaches und günstiges, statisches System darstellen.

Mit Hilfe dieses statischen Systems läßt sich den Spann-

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pratzen 17 leicht eine extrem flache Bauweise geben, die gewährleistet, daß die ablaufenden Späne nicht behindert werden bzw. daß die Spannpratzen 17 nicht mit den ablaufenden Spänen in Berührung kommen und damit praktisch kein Verschleiß der Spannpratzen auftritt.

Zur Befestigung der Spannpratzen 17 dienen Zylinderkopfschrauben 18, die jeweils in einen mit Innengewinde versehenen Bund 19 der Spannpratzen 17 greifen. Der Bund 19 gibt dem Gewindeloch für die Zylinderkopfsehrauben 18 in den Spannpratzen 17 die zum Befestigen erforderliche Gewindelänge. Außerdem werden die Spannpratzen

17 durch den Bund 19 in den Klemmhaltern 7 in vertikaler Richtung präzise geführt, so daß die Spannpratzen 17 bei einer geeigneten Abstützung an den Klemmhaltern 7 über Druckfedern 20 nach Lösen der Zylinderkopfschrauben

18 die opanbrecherplatten 15 und die Wendeschneidplatten 9 selbsttätig freigeben.

Beim Lösen und \viederbefestigen sind die Spannpratzen 17 gegen Drehen durch Führun^sstifte 21 gesichert. Das bewirkt eine gleichbleibende Linienberührung der Spannpratzen 17 mit den Spanbrecherplatten 15 bei vorzugsweise parallelem Verlauf der Berührungslinie und damit gleichbleibende statische Verhältnisse.

Da Hartmetall sehr schlagempfindlich ist, werden die Wendeschneidplatten 9 und die übrigen Hartmetallteile der Werkzeuge im allgemeinen von den Klemmhaltern 7 getrennt aufbewahrt.

Durch entsprechendes Verstellen der Zylinderkopfschrauben 18 lassen sich die Spannpratzen 17 leicht so weit von den Klemmhaltern abheben, daß sich die Wendeschneid-

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platten 9 und die Spanbrecherplatten 15 bei zumeist bleibend in den Klemmhaltern 7 befestigten Auflageplatten 12 leicht in die Ausnehmungen 8 einfügen und das erfindungsgemäße Werkzeug nach Anziehen der Zylinderkopfschrauben 18 sehr schnell betriebsbereit ist.

Während des Betriebes heben sich durch die besondere Form der Ausnehmungen 8, d.h., infolge eines stumpfen Winkels zwischen den Flächen 14 und den angrenzenden geneigten Flächen, ein Teil der an den Spanbrecherplatten 15 und den Wendeschneidplatten 9 wirkenden Kräfte unter weitgehender Entlastung der Spannpratzen 17 gegenseitig auf. Die Spannpratzen 17 können daher gegenüber der Befestigung an vergleichbaren, herkömmlichen Werkzeugen von leichterer Bauart sein. Ein überlasten der Wendeschneidplatten 9 ist dabei ausgeschaltet, solange das jeweilige Maß 1 und die zugehörige maximale Spanleitstufenbreite b nicht überschritten wird.

Nach Verschleiß der in Wirkstellung stehenden Hauptschneiden 10 lassen sich die Spannpratzen sehr schnell lösen und an den Wendeschneidplatten 9 durch Herausnehmen und Drehen leicht neue Hauptschneiden 10 anstelle der verschlissenen Hauptschneiden 10 in Wirkstellung bringen. Nach Befestigen der Spannpratzen 17 sind die Werkzeupe dann wieder betriebsbereit.

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Claims (1)

1. zählwerk Witten Aktiengesellschaft, 581 Witten, Auestraße 4

   Schutzansprüche :

   1. Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, bestehend aus einein Klemmhalter mit eingespannter Wendeschneidplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeschneidplatte (9) in einer zumindest annähernd in Schnittrichtung verlaufenden, spitzwinkligen und dem Umfang der Wendeschneidplatte (9) angepaßten Ausnehmung (8) in dem Klemmhalter (7) von einer übergreifenden Spannpratze (17) gehalten ist.

   2, Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Spanbrecherplatte (15) zugleich in der Ausnehmung (8) gehalten ist und die aneinandergrenzenden Flächen der Ausnehmung (8), an denen die Wendeschneidplatte (9) und die Cpanbrecherplatte (15) anliegen, höchstens einen stumpfen Winkel zwischen sich einschließen.

   '■}. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmhalter (7) für Werkzeuge mit gleichem Spanwinkel und annäherau gleicher maximaler Schneidbelastung mit gleichen Ausnehmungen (θ) versehen sind.

   4. Werkzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis '-.', gekennzeichnet durch

   9.10.

   gleiche Spannpratzen (17) für Werkzeuge mit annähernd gleicher maximaler Schneidbelastvng.

   5. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

   bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannpratze (17) mit der Wendeschneidplatte (9) oder der Spanbrecherplatte (15) Linienberührung aufweist.

   6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Berührungslinie zwischen der Spannpratze (17) und der Wendeschneidplatte (9) oder der Spanbrecherpin.tto (15) annähernd senkrecht zur Schneidrichtung v-r Lauft.

   7. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

   bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannpratze (17) an der der Ausnehmung (8) abgewandten Seite auf dem Klemmhalter (7) aufliegt und zwischen dieser Auflagestelle und der Berührungsstelle mit der Spanbrecherplatte (1>) oder der Wendeschneidplatte (9) an dem Klemmhalter (7) befestigt ist.

   8. Werkzeug nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Schraubverbindung zwischen dem Klemmhalter (7) und der Spannpratze (17).

   9. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

   bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Klemmhalter (7) und der Spannpratze (17) eine Druckfeder (20) angeordnet ist.

   10. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

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   bis ;, dadurch gekennzeich- :i υ L· , uaio uxe opaiiiipi'cibzit: V, 17; drehiea L ctxi^ö— ordnet ist.

   i. .Verkijeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannpratze (17) mit einem Führungsstift (21) versehen ist.

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