DE9114462U1 - Cylindrical shank with increased tensile stiffness - Google Patents

Cylindrical shank with increased tensile stiffness

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/107Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
    • B23B31/1075Retention by screws

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

D-7455Jungingen Tel07477-871-O Fax87J!Ö~^MllM«Ull"T^BGolciring-Werkzeuge Logik in MetallD-7455Jungingen Tel07477-871-O Fax87J!Ö~^MllM«Ull"T^BGolciring tools Logic in metal

Antrag auf -PatentanmeldungApplication for patent application

Zylinderschaftaufnahme (Weldon-Aufnahme) mit erhöhter Dehnungssteifigkeit Cylindrical shank mount (Weldon mount) with increased tensile stiffness

Zylinderschaftaufnahme (Weldon-Aufnahme) mit erhöhter Dehnungssteif igkeit, verbessertem Rundlauf und Schwingungsverhalten, wobei die Schneidwerkzeugaufnahme aus mind, zwei Teilen bzw. zwei unterschiedlichen Gefügestrukturen oder Legierungen bestehen, die mechanisch gegeneinander verspannt sind.Cylindrical shank holder (Weldon holder) with increased tensile strength, improved concentricity and vibration behavior, whereby the cutting tool holder consists of at least two parts or two different microstructures or alloys that are mechanically clamped against each other.

Stand der TechnikState of the art

Zylinderschäfte werden heute vorzugsweise nach DIN 183 5 ausgeführt und in Zwischenhülsen DIN 6359(1) gespannt. Mit dieser Verbindung wird zwar eine gute Rundlaufgenauigkeit erreicht und ist auch der Werkzeugschaft gegen Drehmomente und Axialkräfte sicher gespannt. Insbesondere bei hohen Drehzahlen, die bei kleinen Werkzeugdurchmessern zum Erreichen optimaler Schnittgeschwindigkeiten gefahren werden müssen, ergeben sich Probleme die oft zu einer Zerstörung des Werkzeuges führen.Cylindrical shanks are now preferably designed according to DIN 183 5 and clamped in intermediate sleeves DIN 6359(1). This connection achieves good concentricity and the tool shank is also securely clamped against torques and axial forces. In particular, at high speeds, which must be achieved with small tool diameters in order to achieve optimal cutting speeds, problems arise which often lead to the destruction of the tool.

Die Ursache für diesen Werkzeugbruch ist ein Rundlauffehler des Werkzeuges der vom Spannen in der Werkzeugaufnahme herrührt. Mit der radial angebrachten Schraube wir auf den Schaft des Werkzeuges gedrückt un dieses dadurch aus der Mitte bewegt. Dadurch entsteht ein Bereich in der zylindrischen Bohrung, wo keine gute Führung des Werkzeuges mit dem notwendigen Kraftschluss mehr besteht.The cause of this tool breakage is a concentricity error of the tool, which is caused by clamping it in the tool holder. The radially attached screw presses on the shaft of the tool, causing it to move out of the center. This creates an area in the cylindrical bore where the tool is no longer properly guided with the necessary force.

Durch Spannen mit dem Gewindestift (3) wird der Aufnahmeteil 5 ellypsenförmig deformiert was die Rundlaufgenauigkeit der Werkzeugverbindung negativ beeinflußt, ausserdem wird durch diese einseitig wirkende Kraft zusätzlich die Mittelachse des Werkzeugs von der Mittelachse der Werkzeugaufnahme weggedrückt.By tightening with the threaded pin (3), the holder part 5 is deformed in an elliptical shape, which has a negative effect on the concentricity of the tool connection. In addition, this one-sided force also pushes the center axis of the tool away from the center axis of the tool holder.

Werden in solchen Aufnahmen Schaftfräser gespannt, mit denen hohe Schnittwerte gefahren werden, unterliegt der Schneidwerkzeugschaft wegen dieser ungünstigen Toleranzen starker Wechselbiegebeanspruchung. Die hieraus resultierenden Kräfte treten insbesondere im vorderen Bereich der Werkzeug-Aufnahmebohrung auf und bewirken ein trompetenförmiges Auswalken im vorderen Bereich dieser Bohrung, wodurch die Genauigkeit und Steifigkeit der Verbindungsstelle verloren geht.If end mills with high cutting values are clamped in such holders, the cutting tool shaft is subjected to strong alternating bending stress due to these unfavorable tolerances. The resulting forces occur in particular in the front area of the tool holder bore and cause a trumpet-shaped rolling out in the front area of this bore, which causes the precision and rigidity of the connection point to be lost.

BeschreibungDescription

Die Erfindung betr. eine Werkzeugaufnahme, die aus mind. 2 Teilen oder Gefügestrukturen besteht, die mechanisch gegeneinander verspannt sind und die somit die Steifigkeit und das Schwingungsverhalten verbessern.The invention relates to a tool holder that consists of at least 2 parts or structures that are mechanically braced against each other and thus improve the rigidity and vibration behavior.

D-7455 Jungingen Tel 07477-871-O Fax 871^30^^EJi=jjlB]l?^B Gold ring -Werkzeuge Logik in MetallD-7455 Jungingen Tel 07477-871-O Fax 871^30^^EJi=jjlB]l?^B Gold ring -Tools Logic in Metal

Um der Walkbeanspruchung durch den Schaftfräser (4) entgegenzuwirken, wird für die Aufnahmebuchse vorzugsweise ein hochfester gehärteter Werkzeugstahl verwendet. Die Buchse (2) kann in den erwähnten Körper (5) eingespresst, oder auf andere Art mechanisch verspannt werden. Die gegeneinander wirkenden Spannkräfte zwischen Körper und Buchse erhöhen die Festigkeit des Aufnahmeteils (5) und vermindern dessen ellypsenförmige Deformierung, die beim Spannen mit dem Gewindestift (3) gegen die Fläche (6) zwangsläufig auftritt. Eine verbesserte Rundlaufeigenschaft der ganzen Werkzeugaufnahme - auch bei hohen Anzugsmomenten die von diesem Gewindestift (3) ausgehen - ist somit gewährleistet. Da zwei unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Gefügestrukturen, die unterschiedliche Resonanzverhalten besitzen, eingesetzt werden, wird gleichzeitig die Vibration in der Aufnahme gedämpft. Hierdurch vermindert sich das Eigenschwingungsverhaltern der Schnittstelle wesentlich.In order to counteract the flexing stress caused by the end mill (4), high-strength hardened tool steel is preferably used for the mounting bush. The bush (2) can be pressed into the mentioned body (5) or mechanically clamped in another way. The opposing clamping forces between the body and the bush increase the strength of the mounting part (5) and reduce its elliptical deformation, which inevitably occurs when clamping with the threaded pin (3) against the surface (6). An improved concentricity of the entire tool holder - even with high tightening torques emanating from this threaded pin (3) - is thus guaranteed. Since two different materials with different microstructures, which have different resonance behavior, are used, the vibration in the holder is dampened at the same time. This significantly reduces the natural vibration behavior of the interface.

Claims (5)

AnsprücheExpectations 1.) Werkzeugaufnahme mit erhöhter Steifigkeit, verbesserter Rundlaufgenauigkeit und Schwingungsverhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderschaft-Aufnahmekörper (2 + 5) aus mindestens 2 Teilen oder Gefügestrukturen bzw. Legierungen besteht, die mechanisch gegeneinander verspannt sind oder entgegentretende Eigenspannungsverhalten aufweisen.1.) Tool holder with increased rigidity, improved concentricity and vibration behavior, characterized in that the cylindrical shaft holder body (2 + 5) consists of at least 2 parts or microstructures or alloys that are mechanically braced against each other or have opposing residual stress behavior. 2.) Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebuchse 2 mit einem Außendurchmesser (7) mit Toleranz + 0.02 bis + 0.03 in einem auf ca. 200° erwärmten Körper 5 mit Bohrungstoleranz - 0.07 bis - 0.02 eingepresst wird.2.) Tool holder according to claim 1, characterized in that the receiving bushing 2 with an outer diameter (7) with tolerance + 0.02 to + 0.03 is pressed into a body 5 heated to approx. 200° with bore tolerance - 0.07 to - 0.02. 3.) Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsbereich (8) aus einer anderen Gefügestruktur oder Legierung wie der Körper 5 besteht.3.) Tool holder according to claim 1, characterized in that the bore area (8) consists of a different structure or alloy than the body 5. 4.) Werkzeugaufnahme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsbereich (8) eine Oberflächenhärte von mind. 58 HRc aufweist.4.) Tool holder according to claim 3, characterized in that the bore area (8) has a surface hardness of at least 58 HRc. 5.) Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse 1 und der Körper 5 aus einem Teil bestehen, und ganz oder zumindest zonenweise gehärtet sind.5.) Tool holder according to claim 1, characterized in that the intermediate sleeve 1 and the body 5 consist of one part and are hardened completely or at least in zones.
DE9114462U 1991-11-21 1991-11-21 Cylindrical shank with increased tensile stiffness Expired - Lifetime DE9114462U1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010034889A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 Aircraft Philipp Gmbh & Co. Kg System for clamping cutting tool on machine tool spindle, has tool shank that is formed with abutment surface for stop screw which is inserted in threaded bore
DE202012103136U1 (en) * 2012-08-20 2013-11-22 Rainer Pfister Tool holder for thermal shrink mounting of tools

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010034889A1 (en) * 2010-08-19 2012-02-23 Aircraft Philipp Gmbh & Co. Kg System for clamping cutting tool on machine tool spindle, has tool shank that is formed with abutment surface for stop screw which is inserted in threaded bore
DE102010034889B4 (en) * 2010-08-19 2013-12-24 Aircraft Philipp Übersee GmbH & Co. KG Tool clamping system
DE202012103136U1 (en) * 2012-08-20 2013-11-22 Rainer Pfister Tool holder for thermal shrink mounting of tools

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