DE750032C

DE750032C - Spanabhebendes Werkzeug

Info

Publication number: DE750032C
Application number: DEB192891D
Authority: DE
Priority date: 1941-01-03
Filing date: 1941-01-03
Publication date: 1944-12-13
Also published as: CH289128A

Description

Spanabhebendes Werkzeug Die Erfindung betrifft ein spanabhebendes Werkzeug mit einem aus Hartmetall bestehenden oder mit einer Hartmetallschneide bestückten, vom Werkzeugschaft getragenen Schneidmesser und einem auf dessen Spanfläche einstellbar befestigten Spanformer.
Durch die Verwendung des Hartmetalls als Schneidmittel sind bisher unbekannte Schnittgeschwindigkeiten möglich geworden. Diesen hohen Schnittgeschwindigkeiten entsprechen aber auch Spanentstehungsgeschwindigkeiten, die ebenfalls bisher unbekannt waren. Wie sich nun praktisch erwiesen hat, haben sich während der Zerspanung z. B. von Stahl infolgedessen bei derartigen Geschwindigkeiten Span-##erhältnisse ergeben, die ungeahnte und verheerende Auswirkungen zur Folge hatten. Insbesondere bei Dauerleistungen mit höherer Geschwindigkeit konnte der Span nicht bewältigt werden, so daß die Gefahren ungeordneter Spanbildung und die durch solche Spanbildung bewirkten Zerstörungen an der Maschine und am Werkzeug, die durch sie veranlasten Unfallschäden, z. B. Brand- und Schnittwunden, ferner der gesteigerte Verschleiß, Maschinenstillstand durch Spanhäufung und andere Nachteile sich ergaben. Damit blieb in besonderen Fällen, in denen hohe Schnittgeschwindigkeiten an Drehbänken, Bohrwerken und Automaten wünschenswert erscheinen, der Nutzen und Erfolg des Hartmetalls als Zerspanungsmittel für Stahl, vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt betrachtet, überhaupt in Frage gestellt.
.Um die Nachteile des ungeregelten Spanablaufs zu beheben, hat man bereits die Schneide mit einer Stufe versehen oder sogenannte Spanformer und Spanbrecher entwickelt. Das Einschleifen der Stufe ist indes nur ein Notbehelf, der zur vollständigen Behebung der geschilderten Nachteile nicht ausreicht. Auch muß das Einschleifen mit der Abnutzung des Werkzeugs immer wiederholt werden. Dadurch ist eine gefährliche Schwächung der aufgelöteten Hartmetallplatte an der Schneide nicht zu vermeiden. Die Spanformer, die auf gewöhnliche Drehwerkzeuge aufgesetzt wurden, bestanden z. B. aus einer den Span umlenkenden Vorrichtung, die gegebenenfalls an einem auf den Drehstahl aufgesetzten Träger angebracht waren. Durch solche Vorrichtungen w- ar indes nur eine beschränkte Möglich-]zeit der Spanbeeinflussung gegeben.
Ferner hat man auch gegenüber dem Messer:-

go° zum Werkzeug versetzt liegen, angeordnet. Zwischen diesen Körpern und dem Messer wird ein Kanal gebildet, in welchen der Span hineingelenkt wird. Der Span soll also zwangsläufig verkrümmt und dadurch gebrochen werden. Eine Regulierung der Spangestaltung läßt sich indes auch durch eine solche Vorrichtung nicht erreichen. Endlich hat man auch schon vorgeschlagen, über dein ;lesser eine federnde Platte anzuordnen, die finit Schrauben auf dem Drehstahl festgeklemmt wurde. je nach dem Abstand der Platte von der Schneide krümmt sich der Span zu einer Locke von so kleinem Durchmesser, daß der Span ungestört ablaufen kann. Allen diesen Einrichtungen haftet der Nachteil an, daß die Beherrschung des Spanes während der Bearbeitung und im eingespannten Zustande des Werkzeugs nicht für den jeweiligen Zerspanungsfall abgestimmt werden kann. Die Form und Art, die-Roll- und Rutschrichtung des Spanes ist abhängig vom zu bearbeitenden Werkstoff, vom Werkstückdurchmesser, von der Schneidenform, vom Vorschub, von der Spantiefe, vom Anstellwinkel und auch noch von der Schnittgeschwindigkeit. Diese vielen Komponenten der Spancharakteristik verlangen jeweils eine entsprechende Einstellung des Spankontrollmittels. Es kann also mit den üblichen Mitteln, z. B. mit einer eingeschliffenen starren Stufe oder einem starr aufgekleinniten Spanlenker oder Brecher der angeführten und bekanntgewordenen Art keinesfalls während des Spanablaufs den jeweiligen Verhältniss,;n Rechnung getragen werden.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein solches spanabhebendes Werkzeug derart auszubilden, daß in allen Fällen, auch unter Benutzung von Hartinetalltnessern sowie bei außerordentlich hohen Drehzahlen, die Spanbildung auch während der Zerspanung selbst nach Belieben beeinflußt und geregelt werden kann.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgeinä0 vorgeschlagen, Messer und Spanformer in ihrer Lage sowohl zum Werkzeugschaft wie relativ zum Werkstück und gegeneinander quer zur Werkzeugschneide verschiebbar anzuordnen. In praktischer Ausführung dieses Gedankens wird das Messer mit einem besonderen Spanformer ausgestattet, wobei sie in ihrer gleitstückartigen Ausbildung einstellbar und mit dein Werkzeugschaft lösbar verbunden sind.
Ein solches Werkzeug läßt sich vorzugsweise in der Weise ausbilden, daß das Messer und der Spanformer gemeinsam am Werkzeugschaft in einer Führungsnut gelagert und von einer am Werkzeugschaft befestigten r:.Idaube umschlossen sind, die mit Ein- und ,-r-cststellschrauben für .das Messer und den -Spanforiner versehen ist. Vorzugsweise kann dabei der Werkzeugschaft in an sich bekannter Weise entgegengesetzt zur Vorschubrichtung gekröpft ausgebildet sein, während die Einstellschrauben auf der von der Schneide abgewandten hinteren Seite der Kröpfung - n,- e ordnet sind, so daß sie also auch während des Zerspanungsvorgangs bedient werden können. Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung lassen sich Messer und Spanformer gegeneinander sowie gegenüber dem Werkzeugschaft und gegenüber dem Werkstückeinstellen, und zwar auch während der Zerspanung, also im fest eingespannten Zustand des Werkzeuges, so daß die Spanbildung jederzeit kontrolliert und in der für den Arbeitsgang zweckmäßigen oder notwendigen Weise eingestellt werden kann.
Vermöge der Einstellbarkeit des Messers wird das Spanquantum bzw. der Spanquerschnitt durch Veränderung der Spantiefe ohne eine Verstellung aller anderen Teile einschließlich des Supports beliebig geregelt.
Infolge der zusätzlichen Einstelibarkeit des Spanformers kann wiederum die Spangestalt beliebig variiert werden. Vermöge des entsprechenden Anschliffs der Schneide am Mes-. ser, der entweder parallel oder in einem Winkel zur Spanformerkante erfolgen kann, wird die Roll- und Rutschrichtung des Spanes beeinflußt. Falls die Kante des Spanformers mit der Schneide des Messers zusammenfällt, hört jede Spanbildung auf. Somit liegt der Charakter der neuartigen Spanformvorrichtung darin, daß der ablaufende Span unmittelbar hintereinander in einem Zuge beliebig geformt oder gebrochen oder ganz abgeriegelt werden kann. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß während der Zerspanung, der jeweiligen Notwendigkeit entsprechend, eine teilweise oder vollkommene Drosselung des Spanes möglich ist. Dadurch lassen sich gefahrlos Schruppu.nd Schlichtgeschwindigkeiten ausnutzen, die nur durch die Wärme- und Verschleißbeständigkeit des Hartmetalls begrenzt sind. Sie liegen dein Arbeitsgang und Werkstoff entsprechend z. B. zwischen 30 und 300 m pro Minute.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung beispielsweise dargestellt. Abb. i zeigt im Schnitt einen normalen Drehstahl üblicher Ausführung mit eingeschliffener Stufenschneide.
Abb. 2 zeigt in Ansicht ein spanabhebendes Werkzeug in erfindungsgemäßer Ausgestaltung.
Abb. 3 zeigt das Werkzeug nach Abb. 2 teilweise im Schnitt.
Abb. 4 zeigt den Werkzeugschaft im Grundriß.
Abb. 5 zeigt denselben im Aufriß. Abb. 6 zeigt das Messer im Grundriß. Abb. 7 zeigt dasselbe im Aufriß.
Abb.8 und 9 zeigen den Spanforrner im Grundriß und Aufriß.
Abb. io und i i stellen die Befestigungshaube im Grundriß und Aufriß dar.
Im einzelnen bezeichnet in Abb. i das Bezugszeichen i den Schaft eines normalen Drehstahls mit aufgelötetem Hartmetallstück 2 und eingeschliffener Stufenschneide 3.
In Abb. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 4 ,len Werkzeugschaft.
Die Abmessungen des Schaftes kann man entsprechend der Spanbeanspruchung wählen, da seine Aufgabe :darin besteht, alle auftreffenden Spankräfte aufzunehmen. Das zur Befestigung in @d@er Maschine, z. B. im Revolverkopf, dienende Schaftende kann z. B. quadratischen oder anderen Ouerschnitt besitzen.
An den Schaft ist ein Kopfteil mit dem Messer 5 angeordnet, das an dem Werkstück 6 angreift und in der Pfeilrichtung vorgeschoben wird. Die Verbindung des Schneidinessers 5 mit dem Schaft 4 kann zweckmäßig in der Weise erfolgen, daß der Schaftkopf 7 entsprechend Ab'b.4 und 5 entgegengesetzt der Vorschubrichtung gekröpft und mit einer Führungsnut 8 versehen ist, in welcher das Messer einstellbar als Gleitstück gelagert ist. Die Einstellung des Messers 5 kann, wie aus Abb. 3 ersichtlich, z. B. mit Hilfe einer Einstellschraube 9 erfolgen. Das Messer kann ferner in üblicher Weise mit einer aufgelöteten I3artmetallschneide io versehen sein oder auch ganz aus Hartmetall bestehen.
Auf dem Messer ist ein Spanformer i i gelagert, welcher ebenfalls mit Hilfe einer besonderen Einstellschraube 12 in seiner Stellung zur Messerschneide und zum Werkstück eingestellt werden kann. Der Spanformer wird zweckmäßig ganz aus Schneidemetall gefertigt oder auch nur an seiner vorderen Fläche mit Schneidemetall gepanzert.
Messer und Spanformer werden am Schaftkopf 7 mit Hilfe einer Haube 13 angeschlossen, die z. B. vermittels Schrauben 14, 15 an dein Schaftkopf 7 befestigt ist. An der Haube selbst befinden sich noch Druckschrauben 16, die zur Sicherung des Spanformers und des Messers in der jeweiligen Einstellung :dienen. Die Haube 13 ist in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel winkelförmig geformt, um Spanformer und Messer vor Zerstörung durch Späne und unvorhergesehene Umstände zu schützen. Anstatt der gezeichneten Schraubenbefestigung kann sie mit dein Schaftkopf auch starr, z. B. durch Schweißurig, verbunden sein.
Das gezeichnete Ausführungsbeispiel zeigt das neuartige Werkzeug als Drehwerkzeug, doch könnte das Werkzeug auch in anderer Form und für andere spanabhebende Arbeiten und Werkzeuge, z. B. als Bohrkopf oder Messerkopf usw., gestaltet sein.

Claims

PATrNTANSPRÜCHE: i. Spanabhebendes Werkzeug mit vom Werkzeugschaft getragenem Hartmetallschneidmesser und einem auf dessen Spanfläche einstellbar befestigten Spanformer, dadurch. gekennzeichnet, daß das Messer (5) und der Spanforiner (ii) in ihrer Lage zum Werkzeugschaft, zum Werkstück und gegeneinander, auch während des Schneidvorganges, quer zur Werkzeugschneide verschiebbar sind.
2. Werkzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer und der Spanformer gemeinsam am Werkzeugschaft in einer Führungsnut (8) gelagert und von einer am Werkzeugschaft befestigten Haube (13) umschlossen sind, die mit Ein- und Feststellschrauben. (9, 12, 16) für das Messer und den Spanformer versehen ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschaft in an sich bekannter Weise entgegengesetzt zur Vorschubrichtung gekröpft ist und daß die Einstellschrauben (9, 12) frei zugänglich an der hinteren Seite der Kröpfung angebracht sind. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 489 611, 602 787, 604 235; französische Patentschriften - 636o84, 797 411, 776 315; britische Patentschrift ..... - 498 ioo; 115 USA.- Nr.1 036 io2.