DE7031236U - Abstechwerkzeug fuer drehmaschinen - Google Patents

Description

Horst Fuhrmann 8901 Lettenhach, 17.8.70

lettenbach 4

An das

Deutsche Patentamt

8000 Hünchen 2
Zweibrückenstr. 12

Betr.: Beschreibung und fc— nspruch der

Erfindung ""Abstechwerkzeug für Drehmaschinen"

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zerspanungswerkzeug in der Ausführung als Abstechwerkzeug zum Ein- und Abstechen von Werkstoffen auf Zerspanungsinaschinen, in der Hauptsache für Dreh-Häbchiüeü. Bestehend aus dem Kalter, der Schneideplatte und dem Seitenhalter.

Erfindungsgemäß soll der Zweck erreicht v/erden, Werkstücke mit beliebig großen Durchmessern entsprechend tief einzustechen, oder ganz abzustechen unter der Berücksichtigung der Eigenart des Sin- und Abstechzerspanens unter den Voraussetzungen der Zerspanungsinaschinen.

Für die Zwecke des Abstechens wurden schon verschiedene in der Praxis mehr oder weniger brauchbare Vierkzeuge entwickelt, solche mit flachen und horizontal liegenden I'essern, mit vertikal stehenden Kessern in H^lbkreisbügelhalter und Schneidscheiben in Halbkreisbügelhalter mit verschiedenen Variationen. Die Ausführungen in Halbkreisbü-elhaltera kamen dabei den Anforderungen schon näher. Auch sie v/eisen jedoch in der Praxis und auch aus den Darlegungen ersichtlich noch entscheidende Nachteile auf.

Abstechwerkzeuge mit Hesser in horizontaler Klemmung lassen keine große Ausladung zu, da die Mes3erhöhe nur eine bedingte Höhe zuläßt, oder die Schneidenbreite muß mit ihrem Rücken so breit sein,, daß der Schnittdruck aufgefangen werden kann, wobei sie dann echnittechnisch kaum noch wirtschaftlich sind. Sie geben in der Praxis nur eine beschränkte Ein- und Abstechmöglichkeit, Die halbkreisförmigen Bügelhalter sind unförmige Werkzeuge und können kaum auf Drehautomaten oder Revolver - Drehmaschinen eingesetzt werden, da der über die horizontale Schnittlinie hinauaragende Teil des Bügels, des Hessers oder der Scheibe den Bewegungsablauf der einzelnen Werkzeugschlitten stört. Außerdem ist die Ausladung von der Sxshneidenspitze bis zur Kante der Werkzeugaufnahme so groß, daß oftmals die Querbewegung des Maschinensupportes nicht mehr genügt, um mit dem Abstechwerkzeug ein- oder abzustechen.

Die Messer und Scheiben wie sie in Patenten USA 2.676.386, D 1.184.598, D 1.151709, D 285.251 dargestellt sind, weisen eine sehr schlechte Sp2.113.bfuhr auf, auch wenn sie in der vertikalen Schnittlinie geneigt stehen. Lies trifft besonders beim USA Patent 2.676.386 zu, Fig. 3 und 6. Ebenso auch beim D - Patent I.I5I.709 wie in Fig. 4 ersichtlich ist, wobei hier erst nach oftmaligem nachschleifen ein horizontaler Spanabfluß erzielt wird, Pig. 3, was völlig unwirtschaftlich ist. Auch die Messerstellung im D - Patent 1.184.598 zeigt die gleichen Erscheinungen. Wie die Darlegungen und die Praxis zeigen, muß der abfließende Span von der annähernd horizontalen Abflußebene in einen vertikalen Ablauf übergehen, wobei dem Ablauf noch der Spanstaudruck der Schnittrichtung des umlaufenden Werkstückes im Einstich entgegen wirkt. Dies wirkt sich besonders auf einen raschen Verbrauch der Schneide aus, ebenso zum Unterfangen des Schneidewerkzeuges im Einstich, mitursächlich von Schneidenbrüche. Die vertikal eingeklemmten Messer wie zum Beispiel im D - Patent 1.184.598, haben zu dem noch infolge ihrer Länge eine sehr große Wärmeausdehnung, wobei die Klemmstellen 5 der Ausdehnung entgegen wirken und das Messer sich dann mehr oder weniger, je nach Erwärmung, seitlich durchbiegt und keine einwandfreie Planfläche mehr erzielt.

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Λ / Diese Durchbiegung führt zudem noch zu einer zusätzlichen Er- ⁽ I wärmung durch reiben der Kesserseiten in der Schnittplanfläche des V/erkstückeinstiches, wobei dann in Verbindung mit der Zerspanungswärme und der Spanstaudruckwärme ein vorzeitiger Verschleiß der Schneide eintritt.

Die h^l^^reisföriüx^en Sv.~2lii3.ltsr cdsr ^^ni^ic^"³ ^■•■"»·<^>"!ΐ^*-·-···τ—— weisen noch einen ganz entscheidenden Nachteil auf, und zwar dadurch auf, daß ihre Ausladung nicht entsprechend der erforderlichen Schnittiefe veränderlich ist. Sie ist in den Ausführungen der verschiedenen Darlegungen in den Zeichnungen festbestimmt. Die Ausladung setzt sich hierbei zusammen von dem Maß von der Schneidenspitze bis zum Innendurchmesser des Halbkreisbügels, dem. Maß der Bügelbreite vom Innen - zum Außendurchmesser, dem Übergang, Radius oder Anschlag vom Bügelaußendurchmesser zum Halterschaft. Diese ganz entscheidenden Nachteile sind besonders deutlich ersichtlich im D - Patent 1.184.598 in Pig. I und 2. Die zusätzliche über die Schnittiefe hinausgehende Ausladung ist völlig unzweckmäßig und schnittechnisch nicht erforderlich und ist in ihrer Länge annähornd schon dem Maß der maximalen Einstechtiefe. Diese zusätzliche Ausladung führt zu einer weiteren Hebelwirkung ar der Schneidenspitze und ist bei diesen Abstechwerkzeugen Mitursache des Unterfangen der Schneidewerkzeuge, wobei bei diesem Unterfangen die Schneidespitze unter die Schnittlinie des Werkstückes gedrückt wird. Dieses Unterfangen wirkt sich in Rattern oder gar in Schneidenausbrüchen oder ganzen Brüchen aus, es kann so stark sein, daß es zum Stillstand der Drehmaschine führt, oder daß das Werkstück'aus der Spannaufnahme gedrückt wird, oder aber, daß das Abstechwerkzeug selbst beechädigt v/ird.

Dieser schnittechnisch entscheidende Nachteil der unveränderlichen Ausladung bringt mit sich zudem nach.einen erheblichen zeitlichen Nachteil, und zwar darin, daß die gesamte Ausladung auch dann vorhanden ist, wenn nur ein bestimmter Teil der maximalen Schnitttiefe werkstückmäSig benötigt wird. Diese über die erforderliche Schnittiefe hinausgehende Ausladung bringt entsprechend der Differenz einen zusätzlichen Kurbelweg am V/erkzeugsupport, der dann besonders von zeitlicher Bedeutung ist, wenn in der Bearbeitung eines V/erkstückes ein Werkzeugwechsel mit

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verschiedenen Werkzeugen vorgenommen werden muß. Bekanntlich sind diese Werkzeuge in ihrer Einspannung so abgestimmt, daß sie bei Heranführung an das Werkstück keine verschieden langen Kurbelwege benötigen.

Ein weiterer Nachteil liegt noch in der Nachschleifmöglichkeit der in den Pig, dargelegten Ausführungen. In der Praxis zeigt sich, daß man nicht alle Werkstoffe zugleich mit einem vorbestimmten Winkel in der Zerspanung bearbeiten kann. 3s ist deshalb von grundsätzlicher Bedeutung, daß man die Zerspanungswinlre¹ schnell und zugänglich ohne besonderen Vorrichtungen umschleifen kann. Auch das Nachschleifen dieser Schneidewerkzeuge ist problematisch. Alle Schneidewerkzeuge der halbkreisförmigen Bügelhalter, ob mit Messer oder Scheibe, lasse, sich nur schwer mit handelsüblichen Schleifwerkzeugen nach- oaer uraschleifen, besonders dann, wenn Spanfläche und nachfolgende Spanleitfl^che einen Winkel unter 90 Grand bildet. In den gesamten Darlegungen dieser Patente müssen die Schleifscheiben nach den Winkelgegebenheiten abgerichtet werden. Beim Schleifen stört der über der Schnittlinie liegende Teil des Schneidemessers oder der Schneidescheibe, ebenso im geklemmten Zustande der über der Schnittlinie liegende Teil des Haltern.

Nachteilig wäre des weiteren noch hervor zu heben, daß die Kesser oder Scheiben, im Volumen ihrer Schneidewerkstoffe oder der Grundwerkstoffe sehr groß sind und im Nutzungsverhältnis der Sohneidenlänge zum Volumen wirtschaftlich ungünstig liegen und zu dem noch nur eine Schneide aufweisen. Des weiteren noch, daß der Halterschaft nicht höhenverstellbar ist, was besonders dann nachteilig ist» wenn die Schneidenhöhe durch eine feste Schafthöhe über der Schnittlinie liegt und eine Tieferstellung in der Werkzeugaufnahme nicht mehr möglich ist. Dies trifft vielfach dann zu, wenn das Abstechwerkzeug umgekehrt oder im hinteren Stahlhalter der Drehmaschinen eingespannt werden soll. ,

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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Abstechwerkzeug zu schaffen, weluhes alle bekannten Mangel ausschließt und den Bedürfnissen und Anforderungen der : .,rspanungstechnik: und den Besonderheiten der Zerspanungsniaschiiien iiachk

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an einem Schaffende sich stirnseiti£ ein Schneidewerkzeug - Klemmhalter befindet, wobei am Schaft selbst zusätzlich wechselseitig, links oder rechts, ein Seitenhalter angebracht ist, den man in der Höhe verstellen kann und dessen 3nde stirnseitig mit der Innenseite des Klemmhalters abschließt und daß eine mehrschneidige Schneideplatte in quadratisch, rechteckiger oder ähnlicher Ausführung als Schneidewerkzeug dient, das in der Klemmstellung nicht hemmend über horizontale Schnittlinie hinaus dem Spanablauf entgegen wirkt, des weiteren darin, daß der Klemmhalter an seiner Innenseite einen annähernden Viertelkreis bildet, dessen Radius den maximal abzustechenden V/erkstückdurchmesser bestimmt und zugleich die maximal erforderliche Ausladung in Verbindung mit dem Seitenhalter ist, wobei deren Maß unveränderlich ist und nur durch den Schneidenverbrauch reduziert wird.

Die Klenmdiagonale des Klemmhalters liegt in der Winkellage so, daß alle bekannten Schneidewinkel der verschiedenen Werkstoffe mittmäßig durchschnitten werden und ist dabei mitbestimmend für die Klemmdiagonale der Schneideplatte, wobei die Schneideplatte zweckmäßig entgegengesetzt der Diagonale je eine Schneide besitzt, deren Schneidenwinkel mittmäßig durch die Diagonale geschnitten v/erden.

In der Variation kann der Klemmhalter auch so angebracht sein, daß er wechselseitig, links oder rechts, sich am Schaftende befindet, wobei das Schaftende stirnseitig mit der Innenseite des Klemmhalters abschließt und dadurch der Seitenhalter entfällt, jedoch kann dann das Abstechwerkzeug nicht in sich selbst in der Hohe verstellt werden.

Des weiteren wird erreicht, daß durch die seitliche Anbringung des Klemmhalters, dieser trotz der festbestimmten -lusladung sich in der Vi'erkzeugaufnähme der Drehmaschine vom Null - bis I-Iaximaldurchmesser verschieben läßt und wobei bei dieser Ausführung sich die Schneidenspitze in Verbindung mit der Höhenverstellung der V.'erkzeugaufnähme und der des Seitenhalters in jeder Spannhöhe

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auf die Schnittachse einstellen Ιί^;':ΐ.

Des weiteren wird noch erreicht, daL das Schneidewerkzeug in der Ausführung als Platte in der Schnittstellung im Querschnitt der gesamten Höhe den Schnittdruck auffängt und dadurch in der- ScwX.it-tbreite sehr gering gehalten werden kann. Die Erfindung ersielt in ihrer Kombination insgeöeKi noch besondere Vorteile, die darin bestehen, kleine Baun^iße» keine über die horizontale Schnittlinie hinausragenden Teile, Verstellbarkeit auf eine gegebene Einstichtiefe trotz festbestimmter Maximalwerkstückdurchmesserausiadung, Höhenverstellung der horizontalen Schnittlinie, Schneidewerkzeug mit mehreren Schneiden, mit geringer Schnittbreite und ungehindertem Spanablauf, die Möglichkeit Werkstückdurchmesser nach oben zu unbegrenzt ein- und abzustechen, wobei die wirtschaftlichen Vorteile in der günstigen Herstellung des Halters und des SchneideWerkzeuges liegen, sowie in der Werkstoffeinsparung des Schneidewerkstoffes oder des Grundwerkstoffes bei aufgesetzten Schneidewerkstoffen und in der Einsparung von Werkstoffen infolge der geringen Schnittbreite und zudem noch in der Erzielung und Ausnützung hoher Schnittgeschwindigkeiten, sowie -durch die Symetrie der Schneideplatten durch stückzahlmäßige Bearbeitung in einer Aufspannung der verschiedenen Arbeitsgänge.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Pig. 1 eine Seitenansicht in Schnittrichtung und Null- Ausladung auf der Auflagefläche der Werkzeugaufnahme des erfindungsgemäßen Abstechwerkzeuges im Maßstab 1 : 1 im Ausführungsbeispiel in der Größe für Werkstückdurchmesser bis 70 mm, mit in der Klemmdiagonale geklemmter Schneideplatte.

Pig. 2 eine Draufsicht in Schnittrichtung und in Maximal - Ausladung mit angebrachten Seitenhaltern, wobei dann in der Arbeitsausführung der in der Draufsicht links angebrachte Seitenhalter entfällt.

Pig. ;ί eine Sclineideplatte mit Bestückung in der Lage der Klem; diago. ■» In Seiten- und Vorderansicht,

Pig. "sine Schneidepiatte aus Volischneidewerkstofi" in der lage der Klejimdiagonale in der Seiten- und Vorderansicht,

Pig. 5 und 6 einen Schnitt durch den Seitenhalter mit höhenmäßig veränderlichen Aufnahmebohrungen, wobei die Ausführungen darstellungsmäßig nicht mit der Praxisausführung übereinstimmen muß,

Pig. 7 das Abstechwerkzeug in Vorderansicht in Schnittstellung mit seitlich angebrachtem Seitenhalter, wobei der Seitenhalter auf der Auflagefläche der Werkzeugaufnahme liegt, Ansicht in Schnitt- und Arbeitsstellung mit oben abschließendem Span,

Pig. 8 desgleichen jedoch in umgekehrter Einspannung mit unten abfließenden Span.

Die Pig. 1-3 brauchen in den Ausführungen der Praxis nicht ganz mit den Ausführungen der Darlegungen übereinstimmen, die Darlegungen mit den Ausführungen in den Zeichnungen können annähernd sein.

Das in der Zeichnung dargestellte Abstechwerkzeug besteht im wesentlichen aus dem Halter 1, dem Seitenhalter 14 und der Schneideplatte 19. Der Halter 1 setzt sich aus dem Schaft 1 a, dem Klemmhalter 1 b und dem Seitenhalter 14 zusammen. Der Klemmhalter 1 b ist mit dem Schlitz 8 zur Klemmung der Schneidplatte

19 und den Schraubenbohrungen und Schrauben 18 und 22 versehen, am Schaft 1 a sind die Schraubenbohrungen und Schrauben 18 für die Befestigung des Seitenhalter 14.

Der Klemmhalter 1 b ist an der Innenseite 6 mit einem Viertelkreiebogen ausgebildet, dessen Mittelpunkt die Schneidenspitze der Schneideplatte 19 ist, der Radius hierbei ist zugleich der Maximalabstechdurchmesser 9. Der Rücken des Klemmhalter 1 b bildet zweckmäßig einen Winkel und ist so ausgeführ- , daß die zweite Schneide

20 und 21 nit ihrer Breite xind Länge nicht in das festbestimmte Maß des Schlitzes 8 kommt, der Rückenauslauf kann auch in einen

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Anschlagwinkel 7 übergehen. Die Diagonale 13 der 3chr;.\ubenbohrungen 18 und 22 liegt raittmäßig in den bekannten Schneidenwinkel der verschiedenen Werkstoffe. Im Schaft 1 a und in seinem Übergang zum Klemmhalter 1 b sind die Schraubenbohrungen 18 zur Befestigung der Seitenhalter 14, wobei der Seitenhalter 14- mit seiner vorderen Stirnseite mit der Innenseite 6 abschließt. Der Seitenhalter 14 kann wechselseitig am Halter 1 Fig. 2,7,8 je nach Schnittstelluns angebracht sein, wobei der komplette Halter 1 immer außerhalb der V/erkzeugaufnahme 40 liegt. Der Halter 1 läßt sich somit in der V/erkzeugaufnahme 40 von seiner naximalen Auslage 24 in Richtung 25 bis zur Null - Ausladung zur Innenkannte 40 a der V/erkzeugaufnahme 40 stufenlos verschieben. Pig. I und 2.

Zur zusätzlichen Höhenverstellung auf die jeweils erforderliche Spitzenhöhe der Schnittachse kann die Bohrungsachse 17 im Seitenhalter 14 variabel sein, Pig. 6 und 7.

Der Halter 1 mit Schaft 1 a und Klemmhaiter 1 b ist so ausgeführt, daß am Übergang vom Schaft 1 a ;:-.on Klemmhalter 1 b über der Halterfläche 5 sich kein Teil Fig. 1,7,8 befindet.

Die zum Abstechwerkzeug dazugehörende Schneideplatte 19 ist in zwei Ausführungen dargestellt, dabei zeigt Fig. 3 die Schneideplatte mit Schneidewerkstoffbestückung 20 und 21 mit gehärtetem Plattenkörper 27, den Klemmbohrungen 29 die diagonal 13 verlaufen. Die Diagonale 13 und der Spanwinke I^ liegen in der Klemmstellung mittmäßig in den bekannten Schneidewinkeln der verschiedenen Werkstoffe, wobei der Spanwinkel^ ler Schneiden 20 und 21 verschieden sein kann.

Der Freiwinkel Q wird durch die quadratische, rechteckige oder ähnliche Ausführung durch die Klemmstellung 13 mitbestimmt, ebenso sind die Nebenfreiwinkel 31,32,33,34 festbestimmt, wobei zum Nach- oder Umschleifen nur die Spanfläche 26 und der Freiwinkel α geschliffen werden braucht. Die Spanleitfläche 28 ist annähernd waagrecht und geht nicht über die Halterfläche 5 hinaus Fig.l, sie ist in Verbindung mit der Spanfläche so gearbeitet, daß sie einem waagerechten Späneabfluß nicht entgegen v/irkt. Die Spannfläche 39 ist über die gesamte Fläche gleich der Dicke 35 und wird nur auf die Schneidenbreite 30 zu durch die Nebenfreiwinkel 31 und 32 konisch erweitert, wobei die Dicke 35

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gleich der Schlitzbreite 8 ist. '

Die Schneidenplatte 19 der Fig. 4 ist aus Vollschneidewerkstoff, wobei der Spanwinkel /*· gleich Null ist und der jeweils erforderliche Spänvinkel 33 sit der Spanleitflüche 37 ausgearbeitet wird. Die weiteren Ausführungen sind hierbei gleich der Fig. 3·

Die Ausführungen der Schneideplatten nach Fig. 3 und 4- sind symetrisch bis annähernd syaetrisch und können durch dieae Ausführungen in der Bearbeitung satzweise in den einzelnen Arbeitsgängen erfaßt v/erden.

Die Erfindung soll sich nicht nur auf die dargestellten Ausführungen der Zeichnungen beschränken, sondern sie soll sich den Erfordernissen der Praxis anpassen, wobe^J. die Darlegungen der Zeichnungen annähernd sind.

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Claims (5)

1. A' "'"drehwerkzeug bestehend aus einem Halter mit angesetztem Schir werkzeughalter und mit oder ohne Seitenhalter und einem Sehn. ^!s«erkzeug dadurch gekennzeichnet, daß der Halter 1 an seinen Schaftende la stirn - oder wechselseitig einen Klemmhalter Ib an = gebracht hat, wobei bei wechselseitiger Anbringung des Klemmlialter Ib am Schaftende la, das Schaftende 7a stirnseitig mit der Innen = eeite 6 des Klemmhalter Ib abschließt und daß an einem Schaft la mit einem stirnseitig angebrachtem Klemmealter Ib, Fig. 1 und 2, ■ein Seitenhalter 14- wechselseitig einem Schaft la zugeordnet ist

2. Abstechwerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eizr Klemmhalter Ib ein Viertelkreisbogen ist und innerhalb der horizontalen und vertikalen Schnittachse liegt und daß die Innen = seite 6 einen Kreisbogen bildet, der mit seinem Radius annähernd der Maximalwerkstückdurchmesser ist, des weiteren, daß eine Klemm = achse. 13 in ihrer Winkellage so liegt, daß sie alle bekannten Schneidenwinkel für die verschiedenen Werkstoffe durchschneidet und zugleich einen Klemmwinkel 13 von einem Schneidewerkzeug 19 mitbestimmt und daß ein Kiemmhalter Ib und ein Schneidewerkzeug in jeder Schnitt stellung, Fig. 1, 3, 7, 8 außerhalb der Kanten 4-oa der Werkzeugaufnahme 4-0 liegt

3Ϊ Abstechwerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß einem Halterschaft la ein Seitenhalter 14- wechselseitig und höhen = mäßig veränderlich zugeordnet ist

4-· A'bstechwerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneidewerkzeug 19 eine Schneideplatte 19, Fig. 3 und 4-, ist

5. Schneideplatte 19 nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu mehreren Schneiden auf v/eisen kann, wobei die Schneiden 2o und 21 in ihren Schneidenwinkeln verschieden sein können, des weiteren, daß nur eine Schneide in einer Klemmstellung 13 im Ein = griff ist und daß eine Schneidenplatte 19 aus vollem Schneidewerk = stoff oder aus einem Grundwerkstoff mit Schneidev/erkstoffbestück -ung ausgeführt sein kann und daß sie e .ie den mehreren Schneiden entsprechende Form, Fig. 3 und 4- oder ojhnlich, besitzen kann.

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