DE8021884U1 - Messerkopf fuer werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Essen, den 12. August 1980 PZ 3240 Va/gl

Hüller HiIIe GmbH

Schwieberdinger Str. 80

7140 Ludwigsburg

Messerkopf für Werkzeugmaschinen

Die Erfinduna betrifft einen drehbaren Messerkopf mit scheibenförmigem Werkzeug-Grundkörper und darin ortsfest am Umfang angeordneten Schneiden die senkrecht zur Drehachse in einer Ebene liegen.

Moderne Werkzeuge sind als aus mehreren Teilen zusammengesetzte Systeme zu betrachten. Die fortschreitende Entwicklung bei den einzelnen Systemkomponenten wird wesentlich von den immer höheren Anforderungen der Fertigungstechnik im Hinblick auf eine Senkung der Fertigungskosten beeinflußt. Hier stehen neben der Hauptzeitverkürzung die Neben- und Rüstzeit· Verkürzung im Vordergrund. Die zwei letzteren, hervorgerufen durch Werkzeugwechsel, -spannung und -einstellung, hängen erheblich von der konstruktiven Gestaltung der Werkzeugs ab.

Die Schneiden der bekannten Messerkopf-Konstruktionen, die in der Regel durch Wendeschneidplatten dargestellt sind, sind zwar wegen der Toleranz dieser Platten justierbar, können aber nur zusammen mit dem Messerkopf zugestellt v/erden. Da zur Herstellung einer ebenen Fläche mit gehobener Oberflächenqualität mindestens ein zweimaliges überfräsen - nach dem Schruppen noch Schlichten - erforderlich ist, waren mit den bekannten Messerköpfen folgende Arbeitsweisen möglich.

In einer einzigen Fräseinheit wurden das Schruppen und das Schlichten - 2 -

mit demselben Messerkopf durchgeführt, und das Werkstück oder das Werkzeug wurde vor dem Schlichten zugestellt. Hierbei mußten die Schneiden in verhältnismäßig kurzen Abständen ausgewechselt werden, da sie beim Schlichten keine genügend gute Oberfläche mehr erzeugen konnten. Sie wären jedoch zum Schruppen noch lange zu gebrauchen gewesen.

Es war auch möglich, in der einzigen Fräseinheit mit einem normalen Messerkopf zu arbeiten, bei dem eine oder mehrere Schneidplatten durch Breitschlichtplatten ersetzt wurden. Zwar wurde hier eine bessere Oberfläche erreicht, die Schrupp- und Breitschlichtplatten beeinflußten sich jedoch durch gleichzeitiges Schneiden gegenseitig und nachteilig.

üblici, war es schließlich, nach dem Schruppfräsen auf einer zweiten Fräseinheit mit einem besonderen Schlichtmesserkopf zu schlichten. Schrupp- und Schlichtschneiden beeinflußten sich hier zwar nicht gegenseitig, der Mehraufwand einer weiteren Frässtation war aber nur in den • seltensten Fällen vertretbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messerkopf der eingangs genannten Art universeller als bisher auszubilden, so daß durch eine größere Flexibilität der Verwendbarkeit Neben- und Restzeitverkürzung erreicht werden kann. Dabei soll ein verhältnismäßig geringes Gewicht und eine kompakte Bauweise angestrebt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu erblicken, daß zwischen den Umfangsschneiden und der Drehachse weitere Schneiden vorgesehen sind, die in der Achsrichtung mittels Übertragungsglieder über die Ebene der längsschneiden hinaus beidseitig verstellbar sind. Durch diese Maßnahmen ist die Gesamtzahl der Schneiden in feste und verstellbare Schneiden aufgeteilt. Die festen Schneiden können daher vorteilhaft die Schruppfunktion und die verstellbaren Schneiden die Schlichtfunktion übernehmen, so daß dadurch zwei Messerköpfe, nämlich ein Schrupp- und ein Schlichtmesserkopf, in einem vereinigt sind. Die Verstellbarkeit der Schlichtschneiden ermöglicht ein von dem Schruppschneiden unabhängiges Eingreifen derselben, so daß die zwei Arten Schneiden einander gegenseitig nicht beeinflussen. Der Mehraufwand einer weiteren Frässtation für das

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Schlichten ist ausgeschaltet und somit die größere Flexibilität der Verwendbarkeit erreicht. Die Vereinigung von zwei Messerköpfen in einem gestattet aber auch eine leichte Handhabung und eine vereinfachte Lagerhaltung der erforderlichen Werkzeuge durch Platzeinsparung.

Um die Verstellbarkeit der weiteren Schneiden (Schlichtschneiden) zu ermöglichen, befinden sich zweckmäßig diese an dem einen Ende von länglichen, biegbaren Haltern, die mit dem anderen Ende in dem Grundkörper festgelegt sind. Dabei kann jeder Halter vorteilhaft stabförmig ausgebildet sein und zwischen seiner Festlegung und der weiteren Schneide eine Querschnittsschwächung aufweisen.

Um eine einfache Ausführung der die weiteren Schneiden zu verstellenden übertragungsglieder zu begünstigen, sind zweckmäßig die Halter im Grundkörpi'r radial mit gemeinsamer und gleichmäßiger Verbiegungsmöglichkeit angeordnet.

Es ist eine glatte Oberfläche von besonders hoher Qualität herzustellen, wenn vorteilhaft die weiteren Schneiden (Schlichtschneiden) in zwei Gruppen aufgeteilt sind, von denen die eine Gruppe aus einer einzigen Breitschlichtschneide besteht.

Die Herstellung und die Arbeitsweise des Messerkopfes betreffend hat es sich als besonders vorteilhaft ergeben, daß die andere Gruppe der weiteren Schneiden sich in der der Breitschlichtschneide gegenüberliegenden Hälfte des Grundkörpers befindet und symmetrisch um die durch die Breitschlichtschneide gehende Durchmesserlinie des Grundkörpers zwischen den Umfangsschneiden angeordnet ist, wobei in Stirnansicht der über die Spitzen der Schlichtschneiden gehende Halbmesser zwischen dem Halbmesser des Messerkopfes und dem über die Spitze der Breitschlichtschneide gehenden Halbmesser liegt.

Eine einfache Ausführung der Übertragungsglieder ist darin zu sehen, daß vorteilhaft in Stirnansicht hinter den Haltern radiale, verschiebbare Stangen im Grundkörper angeordnet sind, die sich an dem einen Ende auf einem in der Drehachse verschiebbaren Kegel und an dem anderen Ende mit

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einer Schräge auf einem angewinkelt angeordneten und gegen das schneidseitige Ende der Halter anliegenden Schiebebolzen abstützen. Diese Maßnahmen gestatten zugleich eine hohe Wiederholungsgenauigkeit der Arbeitsflächen der nacheinander in Angriff kommenden Schrupp- und der Schlichtschneiden. Es ist nur eine einmalige Nullpunkt-Justierung nötig.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Messerkopf im Axialschnitt,

Fig. 2 den Messerkopf in Stirnansicht gegen die Schneiden gesehen und Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2.,

Mit 1 ist ein rotationssymmetrischer Grundkörper in Scheibenform be-. zeichnet, der auf einem zusammen mit der Spindel 2 einer Werkzeugmaschine sich drehenden Zwischenstück 3 bei 4 zentriert ist. Bolzenschrauben 5 bzw. 6 dienen dazu, den Grundkörper 1 auf dem Zwischenstück 3 bzw. dieses auf der Spindel 2 zu befestigen. Der Grundkörper 1 trägt auf seinem Umfang Schneiden 7, die als Schruppschneiden ausgebildet sind und den Nenndurchmesser des Werkzeugs bestimmen. Diese Schneiden 7 sind gleichmäßig auf dem Umfang verteilt und sind durch Wendeschneidplatten dargestellt, die fest und unverstellbar im Grundkörper 1 eingebettet liegen. In der Stirnansicht befinden sich ebenfalls durch Wendeschneidplatten dargestellte, weitere Schneiden 8 und 9 zwischen den Schruppschneiden 7. Diese weiteren Schneiden 8 und 9 bilden zugleich zwei Gruppen, von denen die eine Gruppe Schlichtschneiden 8 darstellt und in der einen Hälfte des Grundkörpers 1 angeordnet ist und die andere Gruppe durch eine einzige Breitschlichtschneide 9 dargestellt ist, die auf der anderen Hälfte des Grundkörpers 1 auf einer Durchmesserlinie 24 den Schlichtschneiden 8 symmetrisch gegenüberliegt.

Die Schruppschneiden 7, die Schlichtschneiden 8 und die Breitschlichtschneide 9 bilden zusammen mit dem Grundkörper 1 einen kombinierten Messerkopf, mit dem das Schruppen und das Schlichten einer herzustellen-

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den ebenen Fläche unmittelbar hintereinander erfolgen können. Dazu sind die Schlichtschneiden 8 und die Breitschlichtschneide 9 über die Ebene 10 der Schruppschneiden 7 hinaus verstellbar, d.h., daß in der in Fig. 1 dargestellten Lage, die ersterwähnten Schneiden 8 und 9 in ihrer außerbetrieblichen Stellung von den Schruppschneiden 7 etwas zurückstehen, _; wie dies in der oberen Hälfte der Fig. 1 mit Hilfslinien und dem Maß % χ angedeutet ist. Ferner sitzen die Schneiden 8 und 9 auf den Enden J von länglichen, stabförmigen Haltern 11, die radial zu der Drehachse 12 des Messerkopfes hinweisen. Nur an ihren drehachsseitigen Enden sind die Halter 11 mittels Schrauben 13 eingespannt, und sie weisen zwischen diesen und der jeweiligen Schneide 8 oder 9 eine Querschnittsschwächung 14 auf, damit sie verhältnismäßig leicht verbiegbar sind.

Dies geschieht mittels in den Grundkörper 1 eingebetteter und zu der Drehachse 12 paralleler Schiebebolzen 15, die mit dem einen Ende unterhalb der Schneiden 8 oder 10 an den Haltern 11 angreifen und mit dem anderen Ende über eine Schräge 16 satt gegen je eine radiale Stange 17 an-. liegen, die ebenfalls im Grundkörper 1 gelagert sind. Das freie Ende der Stangen 17 ist mit je einer Walze 18 versehen, die auf der Mantelfläche eines in der Drehachse 12 angeordneten, achsverschiebbaren Kegels 19 abrollt, wenn dieser mittels eines in der Spindel 2 koaxialen Schubstabes bewegt wird.

Die Stangen 17 werden in den Grundkörper 1 in radialer Richtung über eine entsprechende öffnung eingesetzt, die durch je eine Verschlußschraube 21 verschlossen sind. Neben der Schräge 16 weisen die Stangen 17 je eine in ihrer Längsrichtung verlaufende Bohrung 22 auf, in der eine sich gegen die Verschlußschraube 21 abstützende Druckfeder 23 angeordnet ist, damit die Stange 17 in jeder Betriebslage gegen den Kegel 19 gedruckt wird.

In der Stirnansicht (Fig. 2) des Messerkopfes sind durch die Schneiden drei Halbmesser erkennbar. Den Nenndurchmesser des Messerkopfes bestimmt der über die Spitzen der Schruppschneiden 7 gehende Halbmesser r. Der durchschnittliche Halbmesser r, ist etwas kleiner und verläuft über die Spitzen der Schlichtschneiden 8. Den kleinsten Halbmesser r„ bestimmt der Kreis, der über die Spitze der Breitschlichtschneide 9 verläuft. Außerdem ist jede Schlichtschneide 8 im Uhrzeigersinn um ein gleichmäßiges

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geringes Maß nach außen radial verschoben. Hierdurch ist erreicht, daß während des Vorschubs des Messerkopfes die Schlichtschneiden 8 niemals ungeschrupptes Material und die Breitschlichtschneide 9 niemals ungeschlichtetes Material bearbeiten. Die Drehung des Messerkopfes erfolgt im Gegenuhrzeigersinn.

Die Schlichtschneiden 8 und die Breitschlichtschneide 9 wechseln sich beim Schlichten dauernd ab, d.h. jede halbe Umdrehung. Durch die gleichmäßige Versetzung der Schlichtschneiden 8 stufenmäßig nach außen, erzeugen diese gleichdicke Späne. Die Versetzungsstufe kann beispielsweise 0,32 mm ausmachen, wenn der Vorschub 3,2 mm/Upm bei sechs Schlichtschneiden 8 beträgt. Der Halbmesser r, der in der Stirnansicht links ersten Schlichtschneide 8 ist dann auf 0 eingestellt. Die im Uhrzeigersinn nächstliegende Schlichtschneide 8 ist um + 0,32 mrn, die nächste um + 0,64 mm, die nächste um + 0,96 mm usw. korrigiert.

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Claims (7)

1. Drehbarer Messerkopf mit scheibenförmigem Werkzeug-Grundkörper und darin ortsfest am· Umfang angeordneten Schneiden, die senkrecht zur Drehachse in einer Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Umfangsschneiden (7) und der Drehachse (12) weitere Schneiden (8, 9) vorgesehen sind, die in der Achsrichtung mittels Übertragungsgiieder (15 bis 20) über die Ebene (10) der Umfangsschneiden hinaus beidseitig verstellbar sind.

2. Messerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede weitere Schneide (8, 9) an dem einen Ende eines länglichen, biegbaren Halters (11) befindet, der mit seinem anderen Ende in dem Grundkörper (1) festgelegt ist.

3. Messerkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (11) stabförmig ist und zwischen seiner Festlegung und der weiteren Schneide (8, 9) eine Querschnittsschwächung (14) aufweist.

4. Messerkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (11) im Grundkörper (1) radial mit gemeinsamer und gleichmäßiger Verbiegungsmöglichkeit angeordnet sind.

5. Messerkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei Gruppen der weiteren Schneiden (8, 9), von denen die eine Gruppe aus einer einzigen Breitschlichtschneide (9) besteht.

6. Messerkopf nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Gruppe der weiteren Schneiden (8) sich in der der Breitschlichtschneide (9) gegenüberliegenden Hälfte des Grundkörpers (1) befindet und symmetrisch um die durch die Breitschlichtschneide gehende Durchmesserlinie (24) des Grundkörpers zwischen den Umfangsschneiden (7) angeordnet ist, wobei in Stirnansicht der über die Spitzen der weiteren Schneiden (8) gehende Halbmesser (r-,) zwischen dem Halbmesser (r) des Messerkopfes und dem über die Spitze der Breitschlichtschneide gehenden Halbmesser (r₂) liegt.

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7. Messerkopf nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß in Stirnansicht hinter den Haltern (11) radiale, verschiebbare 5 Stangen (17) im Grundkörper (1) angeordnet sind, die sich an dem

einen Ende auf einem in der Drehachse (12) verschiebbaren Kegel (19) und an dem anderen Ende mit einer Schräge (16) auf einem abgewinkelt angeordneten und gegen das schneidseitige Ende der Halter anliegenden Schiebebolzen (15) abstützen. 10