EP0745458B1 - Spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug - Google Patents

Spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug Download PDF

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EP0745458B1
EP0745458B1 EP96107134A EP96107134A EP0745458B1 EP 0745458 B1 EP0745458 B1 EP 0745458B1 EP 96107134 A EP96107134 A EP 96107134A EP 96107134 A EP96107134 A EP 96107134A EP 0745458 B1 EP0745458 B1 EP 0745458B1
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EP
European Patent Office
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inserts
tool
holder body
tool according
insert
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96107134A
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English (en)
French (fr)
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EP0745458A1 (de
Inventor
Walter Peters
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Original Assignee
Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1995119824 external-priority patent/DE19519824C2/de
Application filed by Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co filed Critical Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/002—Grinding heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B24B41/047—Grinding heads for working on plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • B24D7/066—Grinding blocks; their mountings or supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/18—Wheels of special form

Definitions

  • the invention relates to a cutting machine tool, in particular Grinding tool according to the preamble of claim 1, according to the document DE-U-1 895 966 is formulated.
  • Rotating grinding tools according to Dübbel, paperback for mechanical engineering, 16th edition, p. 61 and p. 93 conventionally a carrier or receiving body on which can be clamped on the spindle of a machine tool.
  • the grinding surface or the grinding section of a grinding wheel is directly on the or support body or attached via a special support section.
  • circumferential grinding, surface grinding, Hole grinding or profile grinding Depending on the application, usually one other mounted grinding wheel used.
  • the known grinding tools require a certain speed range so that they are outside of grinding machines in other machine tools that have a smaller speed range, cannot be used.
  • a grinding head in which on the carrier in Circumferential spacings are arranged several cups, which over conical plug pins are connectable to the disc-shaped carrier.
  • the conical spigot carry a gear, and all the gears of the spigot are over a ring gear adjustable together.
  • the covering of the cup washers has a circumferential spacing different grain sections. With the help of the ring gear, the Set the grits to be used.
  • the invention has for its object a cutting machine tool, especially grinding tool, to create the most versatile and different Requirements is customizable.
  • a cutting machine tool especially grinding tool
  • biaxial Machine tools may be possible.
  • the inserts are modular and have an insert carrier on which the work surface is arranged.
  • the deployment vehicle has one axial plug, which can be inserted into a bore in the receiving body and a bore section on the end opposite the plug pin, to accommodate the plug of a neighboring insert is trained.
  • Fasteners are used to fasten the tool insert on the receiving body or two or more inserts to each other.
  • the receiving body is disc-like and has a row from axially parallel in the circumferential direction evenly spaced Holes in which the plug pins of the insert carrier be included.
  • the covering can be on the insert carrier be arranged axially and / or radially, depending on whether circumferential grinding, surface grinding, bore grinding or profile grinding.
  • the inserts from in Circular arc-shaped adjoining circumferential direction Be formed segments, the work surface of a circumferential cutting section, preferably grinding section, form.
  • the inserts can be one have cylindrical work surface or an annular Profile grinding surface, depending on the application. Changes this, the stakes are replaced by others while the receiving body can be clamped. However, he can also be removed to be populated with other inserts become.
  • a differently designed receiving body is however not mandatory.
  • FIG. 1 Another alternative according to the invention consists in that an annular tool insert is provided, the Insert carrier has a series of pegs that can be inserted into the bores of the receiving body.
  • the insert carrier accordingly has bore sections on, in the spigot of an adjacent ring Tool insert can be inserted.
  • the Receiving body an axial bore for receiving the Spigot of a centrally located tool insert.
  • the tool insert it is possible build the tool modular by one or more inserts arranged one behind the other, to allow processing over a larger area. Additionally or alternatively, a central tool insert can be used be attached to the receiving body. His Length can also be arranged in series Inserts are changed, with work surfaces preferred adjoin.
  • the inserts are attached to the receiving body preferably with the help of screws inserted into the holes of the receiving body are screwed or inserted. If several inserts are arranged coaxially, they can by a common bolt to each other and on Attachment body to be attached. Be both circular Inserts arranged and a central insert, can also two work operations simultaneously, for example Grinding operations, namely, for example Face grinding and bore grinding.
  • the inserts can also be provided with other cutting shapes, for example be designed as milling inserts, for example rotated by a predetermined angle after wear to be used again.
  • the Has counter bearing sections for the inserts that in the Bore of the insert carrier are insertable.
  • the counter bearing sections can from protruding pin-like projections be formed to fit into the bore sections the insert carrier can be used.
  • appropriately shaped spacers are provided are with a section in corresponding mounting holes of the counter bearing body are included.
  • a bolt can both through a hole of the counter bearing body as well as that of the insert carrier extend through to the receiving body.
  • the counter-bearing body on the receiving body opposite side in its holes again the attachment of a plug-in section of the insert carrier have so that on the other side of the counter bearing body again inserts are attachable.
  • the counter bearing body can have a central pin, the in the central bore of the receiving body or one arranged between the receiving body and counter-bearing body Spacer section can be inserted. Furthermore, can the counter bearing body also arranged at least one in the middle Take up tool insert in a corresponding Bore for the plug section of the insert body.
  • the receiving body can the invention have an axial bore on the the end facing the inserts is closed. Of the Bore can go off axial channels that are radial to the space flow into the stakes. That way a cooling fluid is routed to the individual inserts, for example a cooling gas or a cooling liquid.
  • a cooling fluid is routed to the individual inserts, for example a cooling gas or a cooling liquid.
  • the cooling can be between the receiving body and counter bearing body one with radial bores provided distributor bushing, which the Mouths of the channels surround. The one entering through the channels Coolant is then in the manifold in the Space distributed and reached radially within the inserts therefore evenly to the individual bets to a bring about effective cooling.
  • Means can also be provided by the coolant suitable channels radially between adjacent inserts lead to the area of engagement of the inserts with the Workpiece. Appropriate “shoes” can be used for this to appropriately supply the coolant. It is understood that effective cooling is temperature reduced in the area of engagement and thus the service life of the Extended tool.
  • the machine tool according to the invention has the advantage that different inserts on the same receiving body can be combined or used multiple times. It is also essential to the invention that regardless of the Operations and the applications a uniform receiving body is used. It is therefore possible in one Clamping without changing tools with a reduced number of fixtures and tool changes a workpiece to grind.
  • the number of machines or machine axes can be reduced in the invention as well as Set-up, piece and lay times and thus the throughput times. Special grinding machines no longer need to be provided to become or only in reduced numbers.
  • a disk-shaped receiving body 10 is one Recognize grinding tool, the clamping cone 12th and includes a disk-shaped receiving portion 14.
  • the latter has a series of axially parallel holes on that are evenly spaced from each other one of which is shown at 16.
  • she is graded, with the section smaller in diameter than Threaded bore is designed to hold a bolt 18 with threaded head 16 in the threaded bore 16 and one Threaded shaft.
  • Sits in the larger diameter section a portion 20 of a liner forming an insert 22. It has an internally threaded bore 24 into which the threaded shaft of the bolt 18 engages to the socket 22 to clamp against the end face of section 14.
  • the circular arc-shaped Segments 26 together and form a slip ring, such as from the synopsis of Figures 1 and 2. This can be dressed using a dressing roller 38. After final wear, the segments 26 removed and replaced with new ones. How still To be shown below can be a ring of additional segments be attached to the first ring, the others Segments are shaped identically to the segments 26 and whose insertion pin 20 in the holes 24 of the segments 26 intervene. The screws 18 are then corresponding train longer.
  • the receiving body 10a is the receiving body 10 according to Figures 1 and 2 is identical.
  • the support bushings 22a have a cylindrical grinding jacket 40 hold.
  • the receiving body holds 10a eight cylindrical grinding inserts 40, with which one Surface grinding can be carried out on a workpiece 42 can, as shown in Fig. 4.
  • annular support insert can also be provided with spigot that the spigot-shaped socket sections 20 and 20a same and in the bores 16 of the receiving body be plugged in.
  • the work surface for example The grinding surface then extends in a ring the central axis of the receiving body 10 or 10a.
  • the Covering is either cylindrical or in the form of a Profiles provided, as shown in Fig. 2.
  • the receiving body 10 10a provided with a continuous axial bore 44, closed at the bottom by a screw plug 46 is.
  • the bore 44 is arranged with a series of obliquely Connected channels 48, which led to an annular groove 50 are.
  • the annular groove 50 opens to the front of the Sections 14, 14a in the space radially inside the inserts 22 or 22a. In this way, a coolant supply to the grinding inserts.
  • the receiving body 10b is identical to that 3 and 4. Instead of the grinding inserts 40 are in Fig. 5th Milling inserts 54 attached. The formation of the bracket and the attachment to the receiving body 10b is completely the same the way as shown in Fig. 4. It is therefore not discussed in more detail.
  • a suitable aids are used, as in FIG. 5 shown, namely a stop 56 with probe 58. Zur effective rotation of the inserts 54 has the key 52b has a stop 60 which corresponds to the associated one Cutting edge of the milling insert 54 comes to rest.
  • FIG. 6 differs from FIG. 4 on the one hand in that that the groove 50c is slightly modified and in a deeper lying section receives an O-ring 62.
  • two inserts 40c 'and 40c' 'on each other are attached centrally on the receiving body 10c.
  • a bolt 66 extends for this purpose through the holes of the support bushings, which are identical to the Support bushings 22c are formed. It can be seen that the cone-like outer section 20c in a corresponding trained receiving recess 65 of the receiving body 10c is plugged in.
  • the corresponding pin of the insert 40c '' is in the corresponding bore 24c of the support bush insert 40c '.
  • the two inserts 40c ' and 40c '' are centered on the receiving body with the aid of the bolt 66 held. So a tool is created with which both face grinding and bore grinding can be performed simultaneously. How recognizable have the grinding inserts 40c 'and 40c' ' same length. It is understood that the length of the inserts can also exist in a graded manner, in Art for example, that half lengths are also available. In this way, the entire grinding length can be the central tool inserts in stages to adjust. The same naturally applies to the Tool inserts 22c.
  • FIG. 7 is to support lined up in pairs Grinding inserts 22d 'and 22d' 'a counter bearing body provided consisting of a front panel 76 and a distributor body 78 which is connected to one another via the screw 66d and are braced with the receiving body 10d.
  • the screw 66d closes the central bore 67 of the Front plate 76 down.
  • the front plate 76 has one Row of axially parallel holes 82 on the coaxial can be aligned to the through holes 16d. you take Counter bearing bushes 84, the outer portion 86 fits into the bore section 68 of the carrier bushings 22d engages when receiving body 10d and counter-bearing body 76 against each other.
  • the federal government 64 into an upwardly annular recess 87 of the distributor section 78 and comes into contact with an elastic Sealing ring 88, while an axial collar 90 in the diameter larger bore section 65 of the through hole 44d intervenes.
  • the ring cylindrical Section of the distributor body 78 engages in the groove 50d and comes into contact with the O-ring 62d.
  • This is in the region of the recess 86, a chamber is formed which in Connection is with an annular space 92 in the distributor body 78, which in turn is connected to radial bores 94 is in the space radially inside the inserts 40d ' or 40d '', so that the grinding surfaces are cooled. Coolant can also be routed between uses to get closer between tool and workpiece reach.
  • a seal between the distributor body 78 and the front plate To produce 76 is a sealing ring 96 between the lower end face of the distributor body 78 and the associated Surface of the front plate 76 arranged.
  • Fig. 8 differs from that 7 in that below the thrust washer 76 further tool inserts are arranged, namely Tool inserts 40e that match tool inserts 40c 6 are comparable.
  • Your support bushings 22e grip into the bores 82 of the thrust washer 76.
  • All inserts 40d ', 40d' 'and 40e are made by one Bolt 72e held together. the bolts 72e also hold Counter bearing body 76 and receiving body 10e together. How 6, tool inserts 40e 'and 40e' 'are one behind the other arranged, but on the receiving body 10e opposite side against the counter bearing body 76 curious; excited.
  • the interlocking takes place in the already described Way with the support bushings, and all parts are made using a continuous bolt 66e strained against each other.
  • the bolt 66e extends with its threaded shaft into the threaded hole 44d. It can therefore be seen that below the Counter bearing body 76 a structure is obtained, the structure 6 is the same as the grinding inserts.
  • the embodiment 8 is the modular structure of a Machine tool according to the invention can be seen particularly well.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, der nach der schrift DE-U-1 895 966 formuliert ist.
Rotierende Schleifwerkzeuge weisen gemäß Dübbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 16. Auflage, S. 61 und S. 93 herkömmlich einen Träger- oder Aufnahmekörper auf, der auf der Spindel einer Werkzeugmaschine aufspannbar ist. Der Schleifbelag oder der schleifende Abschnitt einer Schleifscheibe ist unmittelbar am Aufnahme- oder Trägerkörper oder über einen besonderen Trägerabschnitt angebracht. Bei der Bearbeitung unterscheidet man insbesondere Umfangsschleifen, Planschleifen, Bohrungsschleifen oder Profilschleifen. Je nach Einsatzfall wird in der Regel eine andere aufgebaute Schleifscheibe eingesetzt. Zudem erfordern die bekannten Schleifwerkzeuge einen bestimmten Drehzahlbereich, so daß sie außerhalb von Schleifmaschinen in anderen Werkzeugmaschinen, die einen kleineren Drehzahlbereich aufweisen, nicht eingesetzt werden können.
Aus DE-C-562 128 ist ein Schleifkopf bekannt geworden, bei dem am Träger in Umfangsabständen mehrere Schleiftöpfe angeordnet sind, die über konische Steckzapfen mit dem scheibenförmigen Träger verbindbar sind. Die konischen Steckzapfen tragen ein Zahnrad, und sämtliche Zahnräder der Steckzapfen sind über einen Zahnkranz gemeinsam verstellbar. Der Belag der Topfscheiben weist im Umfangsabstand unterschiedliche Körnungsabschnitte auf. Mit Hilfe des Zahnkranzes lassen sich die einzusetzenden Körnungen einstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug, zu schaffen, das vielseitig einsetzbar und an unterschiedliche Anforderungen anpaßbar ist. Insbesondere soll sein Einsatz auf zweiachsigen Werkzeugmaschinen möglich sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der Erfindung sind die Einsätze modular ausgebildet und weisen einen Einsatzträger auf, auf dem der Arbeitsbelag angeordnet ist. Der Einsatzträger weist einen axialen Steckzapfen auf, der in eine Bohrung des Aufnamekörpers einsteckbar ist sowie einen Bohrungsabschnitt auf dem dem Steckzapfen gegenüberliegenden Ende, der zur Aufnahme des Steckzapfens eines benachbarten Einsatzes ausgebildet ist. Befestigungsmittel dienen zur Befestigung des Werkzeugeinsatzes am Aufnahmekörper bzw. von zwei oder mehreren Einsätzen aneinander.
Der Aufnahmekörper ist scheibenartig und weist eine Reihe von achsparallelen in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Bohrungen auf, in denen die Steckzapfen der Einsatzträger aufgenommen werden. Der Belag kann am Einsatzträger axial und/oder radial angeordnet sein, je nachdem, ob ein Umfangsschleifen, Planschleifen, Bohrungsschleifen oder Profilschleifen vorgenommen werden soll. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können die Einsätze von in Umfangsrichtung aneinandergrenzenden kreisbogenförmigen Segmenten gebildet sein, deren Arbeitsbelag einen umlaufenden spanabtragenden Abschnitt, vorzugsweise Schleifabschnitt, bilden. Alternativ können die Einsätze einen zylindrischen Arbeitsbelag aufweisen oder eine ringförmige Profilschleiffläche, je nach Anwendungsfall. Ändert sich dieser, werden die Einsätze durch andere ersetzt, während der Aufnahmekörper aufgespannt sein kann. Er kann jedoch auch entfernt werden, um mit anderen Einsätzen bestückt zu werden. Ein anders ausgebildeter Aufnahmekörper ist indessen nicht erforderlich.
Eine weitere Alternative besteht erfindungsgemäß darin, daß ein ringförmiger Werkzeugeinsatz vorgesehen ist, dessen Einsatzträger eine Reihe von Steckzapfen aufweist, die in die Bohrungen des Aufnahmekörpers einsteckbar sind. Entsprechend weist der Einsatzträger Bohrungsabschnitte auf, in die Steckzapfen eines benachbarten ringförmigen Werkzeugeinsatzes einsteckbar sind.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Aufnahmekörper eine axiale Bohrung auf zur Aufnahme des Steckzapfens eines mittig angeordneten Werkzeugeinsatzes.
Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugeinsatz ist es möglich, das Werkzeug modulmäßig aufzubauen, indem eine oder mehrere hintereinander angeordnete Einsätze angebracht werden, um eine Bearbeitung über eine größere Fläche zu ermöglichen. Zusätzlich oder alternativ kann ein mittiger Werkzeugeinsatz am Aufnahmekörper angebracht werden. Seine Länge kann ebenfalls durch mehrere hintereinander angeordnete Einsätze verändert werden, wobei Arbeitsbeläge vorzugsweise aneinandergrenzen.
Die Befestigung der Einsätze am Aufnahmekörper erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von Schrauben, die in die Bohrungen des Aufnahmekörpers eingeschraubt bzw. eingeführt sind. Werden mehrere Einsätze koaxial angeordnet, können sie durch einen gemeinsamen Schraubenbolzen aneinander und am Aufnahmekörper befestigt werden. Werden sowohl kreisförmige Einsätze angeordnet und ein mittiger Einsatz, können auch gleichzeitig zwei Arbeitsoperationen, zum Beispiel Schleifoperationen, durchgeführt werden, nämlich zum Beispiel Planschleifen und Bohrungsschleifen.
Bei einzelnen Einsätzen mit zylindrischem Arbeitsbelag können diese auch in unterschiedlichen Drehpositionen am Antriebskörper befestigbar sein. Dabei kann jeder Einsatz auch eine Stirnschleiffläche aufweisen. Durch Verdrehung um einen relativ kleinen Verdrehwinkel kann dann eine andere Umfangsfläche zum Einsatz gebracht werden.
Statt einer Schleifbelagfläche können die Einsätze auch mit anderen spangebenden Formen versehen sein, beispielsweise als Fräseinsätze ausgebildet sein, die zum Beispiel nach einem Verschleiß um einen vorgegebenen Winkel verdreht werden, um erneut zum Einsatz zu gelangen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Aufnahmekörper mit einem Gegenlagerkörper verbindbar, der Gegenlagerabschnitte für die Einsätze aufweist, die in die Bohrung der Einsatzträger einführbar sind. Die Gegenlagerabschnitte können von vorstehenden zapfenartigen Vorsprüngen gebildet sein, die passend in die Bohrungsabschnitte der Einsatzträger einsetzbar sind. Es ist jedoch vorzuziehen, wenn entsprechend geformte Zwischenstücke vorgesehen sind, die mit einem Abschnitt in entsprechenden Aufnahmebohrungen des Gegenlagerkörpers aufgenommen sind. Auf diese Weise läßt sich ein Bolzen sowohl durch eine Bohrung des Gegenlagerkörpers als auch durch die der Einsatzträger hindurch bis zum Aufnahmekörper hindurch erstrecken. Darüber hinaus kann der Gegenlagerkörper auf der dem Aufnahmekörper gegenüberliegenden Seite in seinen Bohrungen wiederum die Anbringung eines Steckabschnitts des Einsatzträgers aufweisen, so daß auf der anderen Seite des Gegenlagerkörpers wiederum Einsätze anbringbar sind. Ferner kann der Gegenlagerkörper einen mittigen Zapfen aufweisen, der in die mittige Bohrung des Aufnahmekörpers oder eines zwischen Aufnahmekörper und Gegenlagerkörper angeordneten Distanzabschnittes einsteckbar ist. Darüber hinaus kann der Gegenlagerkörper auch mindestens einen mittig angeordneten Werkzeugeinsatz aufnehmen in einer entsprechenden Bohrung für den Steckabschnitt des Einsatzkörpers.
Der Aufnahmekörper kann nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung eine axiale Bohrung aufweisen, die an dem den Einsätzen zugewandten Ende verschlossen ist. Von der Bohrung können axiale Kanäle abgehen, die an den Raum radial innerhalb der Einsätze münden. Auf diese Weise kann zu den einzelnen Einsätzen ein Kühlfluid geleitet werden, beispielsweise ein Kühlgas oder eine Kühlflüssigkeit. Bei einer anderen Ausgestaltung der Kühlung kann zwischen Aufnahmekörper und Gegenlagerkörper eine mit radialen Bohrungen versehene Verteilerbuchse gespannt sein, welche die Mündungen der Kanäle umgibt. Das über die Kanäle eintretende Kühlmittel wird dann über die Verteilerbuchse in dem Raum radial innerhalb der Einsätze verteilt und gelangt daher gleichmäßig zu den einzelnen Einsätzen, um eine wirksame Kühlung herbeizuführen. Es versteht sich, daß auch Mittel vorgesehen werden können, das Kühlmittel durch geeignete Kanäle radial zwischen benachbarten Einsätzen zu führen bis in den Eingriffsbereich der Einsätze mit dem Werkstück. Hierzu können entsprechende "Schuhe" verwendet werden, um das Kühlmittel in geeigneter Weise zuzuführen. Es versteht sich, daß eine wirksame Kühlung die Temperatur im Eingriffsbereich reduziert und damit die Standzeit des Werkzeugs verlängert.
Das erfindungsgemäße Maschinenwerkzeug hat den Vorteil, daß auf ein und demselben Aufnahmekörper verschiedene Einsätze kombiniert oder mehrfach verwendet werden können. Erfindungswesentlich ist ferner, daß unabhängig von den Einsätzen und den Einsatzfällen ein einheitlicher Aufnahmekörper verwendet wird. Es ist daher möglich, in einer Aufspannung ohne Werkzeugwechsel mit einer reduzierten Anzahl von Aufspannungen und Werkzeugwechseln ein Werkstück zu schleifen. Die Anzahl der Maschinen bzw. Maschinenachsen läßt sich bei der Erfindung ebenso reduzieren wie die Rüst-, Stück-, Liegezeiten und damit die Durchlaufzeiten. Spezialschleifmaschinen brauchen nicht mehr bereitgestellt zu werden oder nur in reduzierter Anzahl.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1
zeigt eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eines Werkzeugs nach der Erfindung.
Fig. 2
zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2.
Fig. 3
zeigt die Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines Werkzeugs nach der Erfindung.
Fig. 4
zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 3 entlang der Linie 4-4 im Eingriff mit einem Werkstück.
Fig. 5
zeigt eine dritte Ausführungsform eines Werkzeugs nach der Erfindung in Vorderansicht ähnlich den Darstellungen nach den Figuren 1 und 3.
Fig. 6
zeigt im Schnitt eine vierte Ausführungsform eines Werkzeugs nach der Erfindung.
Fig. 7
zeigt im Schnitt eine fünfte Ausführungsform eines Werkzeugs nach der Erfindung.
Fig. 8
zeigt die Vorderansicht des Werkzeugs nach Fig. 7 entlang der Linie 8-8.
In Fig. 2 ist ein scheibenförmiger Aufnahmekörper 10 eines Schleifwerkzeugs zu erkennen, der einen Aufspannkonus 12 und einen scheibenförmigen Aufnahmeabschnitt 14 enthält. Letzterer weist eine Reihe von achsparallelen Durchbohrungen auf, die in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind, von denen eine bei 16 dargestellt ist. Sie ist gestuft, wobei der im Durchmesser kleinere Abschnitt als Gewindebohrung ausgeführt ist zur Aufnahme eines Bolzens 18 mit Gewindekopf 16 in der Gewindebohrung 16 und einem Gewindeschaft. Im Abschnitt größeren Durchmessers sitzt ein Abschnitt 20 einer einen Einsatz bildenden Tragbuchse 22. Sie hat eine Innengewindebohrung 24, in die der Gewindeschaft des Schraubenbolzens 18 eingreift, um die Buchse 22 gegen die Stirnfläche des Abschnitts 14 zu spannen. Wie aus der Zusammenschau von Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich, ist der im Durchmesser größere Teil der Tragbuchse 22 im Schleifmaterial 26 eingebettet, das in Vorderansicht segmentförmig ausgebildet ist und im Querschnitt außen wulstförmig, wie bei 28 angedeutet, zur Bildung eines geeigneten Schleifprofils, beispielsweise zum Schleifen eines Zahnrades 30, wie in Fig. 2 zu erkennen. Auf der dem Körper 10 abgewandten Seite weitet sich die Gewindebohrung 24 zu einer gestuften Ausnehmung 34 auf, deren enger Abschnitt formschlüssig, z. B. als Innensechskant geformt ist. Mit diesem kann ein Schlüssel, z.B. Sechskantschlüssel, zusammenwirken zur Verdrehung der Tragbuchse 22.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, grenzen die kreisbogenförmigen Segmente 26 aneinander und bilden einen Schleifring, wie aus der Zusammenschau der Figuren 1 und 2 hervorgeht. Dieser kann mit Hilfe einer Abrichtrolle 38 abgerichtet werden. Nach endgültigem Verschleiß können die Segmente 26 entfernt und durch neue ersetzt werden. Wie noch weiter unten zu zeigen sein wird, kann ein Ring weiterer Segmente an den ersten Ring angesetzt werden, wobei die weiteren Segmente identisch zu den Segmenten 26 geformt ist und deren Einsteckzapfen 20 in die Bohrungen 24 der Segmente 26 eingreifen. Die Schrauben 18 sind dann entsprechend länger auszubilden.
Soweit in den Figuren 3 und 4 Teile dargestellt sind, die denen nach Fig. 1 und 2 gleichen, werden gleiche Bezugszeichen verwendet, denen jedoch ein Index a hinzugefügt ist. Man erkennt, daß der Aufnahmekörper 10a dem Aufnahmekörper 10 nach den Figuren 1 und 2 identisch ist. Der Unterschied zu der ersten Ausführungsform besteht darin, daß die Tragbuchsen 22a einen zylindrischen Schleifmantel 40 halten. Wie in Fig. 3 zu erkennen, hält der Aufnahmekörper 10a acht zylindrische Schleifeinsätze 40, mit denen ein Planschleifen bei einem Werkstück 42 vorgenommen werden kann, wie in Fig. 4 dargestellt.
Statt der einzelnen segmentartigen oder zylindrischen Einsätze, wie sie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt sind, kann auch ein ringförmiger Trageinsatz vorgesehen werden mit Steckzapfen, die den zapfenförmigen Buchsenabschnitten 20 bzw. 20a gleichen und die in die Bohrungen 16 des Aufnahmekörpers eingesteckt werden. Der Arbeitsbelag, beispielsweise Schleifbelag erstreckt sich dann ringförmig um die mittige Achse des Aufnahmekörpers 10 bzw. 10a. Der Belag ist entweder zylindrisch oder auch in Form eines Profils vorgesehen, wie es etwa in Fig. 2 dargestellt ist.
Bei beiden Ausführungsformen ist der Aufnahmekörper 10, 10a mit einer durchgehenden axialen Bohrung 44 versehen, die nach unten durch einen Schraubstopfen 46 verschlossen ist. Die Bohrung 44 ist mit einer Reihe von schräg angeordneten Kanälen 48 verbunden, die zu einer Ringnut 50 geführt sind. Die Ringnut 50 öffnet sich zur Stirnseite des Abschnitts 14, 14a in den Raum radial innerhalb der Einsätze 22 bzw. 22a. Auf diese Weise kann eine Kühlmittelzufuhr zu den Schleifeinsätzen erfolgen.
Durch Drehung der Einsätze 40 zum Beispiel mit Hilfe eines Sechskantschlüssels 52 (Fig. 3) in der Ausnehmung 34a läßt sich die Drehposition der Einsätze 40 verändern, wenn ein gewisser Verschleiß eingetreten ist. Die Verdrehung erfolgt jedoch erst, wenn mit Hilfe der Schraube 18a der Einsatz etwas gelockert worden ist. Nach dem Verdrehen wird der Einsatz wieder festgespannt.
Soweit bei der Ausführungsform nach Fig. 5 mit der nach den Figuren 1 und 4 gleiche Teile vorgesehen sind, werden gleiche Bezugszeichen verwendet, denen ein Index b hinzugefügt ist. Der Aufnahmekörper 10b ist identisch dem nach Fig. 3 und 4. Statt der Schleifeinsätze 40 sind in Fig. 5 Fräseinsätze 54 angebracht. Die Ausbildung der Halterung und der Anbringung am Aufnahmekörper 10b gleicht völlig der Art und Weise, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Es wird daher darauf nicht näher eingegangen. Mit Hilfe eines Sechskantschlüssels 52b können die Einsätze 54 in ihrer Drehposition verändert werden, nachdem sie zuvor gelockert wurden. Um einen präzisen Rundlauf zu erreichen, kann ein geeignetes Hilfsmittel eingesetzt werden, wie in Fig. 5 dargestellt, nämlich ein Anschlag 56 mit Meßtaster 58. Zur wirksamen Verdrehung der Einsätze 54 weist der Schlüssel 52b einen Anschlag 60 auf, der mit der zugeordneten Schneide des Fräseinsatzes 54 zur Anlage gelangt.
Soweit bei der Ausführungsform nach Fig. 6 Teile verwendet werden, die mit denen der Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 gleich sind, werden gleiche Bezugszeichen verwendet, denen ein Index c hinzugesetzt ist. Man erkennt, daß der Aufnahmekörper 10c nach Fig. 6 weitgehend dem nach Fig. 3 und 4 gleicht.
Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 4 zum einen dadurch, daß die Nut 50c etwas abgewandelt ist und in einem tiefer liegenden Abschnitt einen O-Ring 62 aufnimmt. Weiterhin ist zu erkennen, daß zwei Einsätze 40c' und 40c'' aneinander angesetzt mittig am Aufnahmekörper 10c angebracht sind. Zu diesem Zweck erstreckt sich ein Schraubenbolzen 66 durch die Bohrungen der Tragbuchsen, die identisch zu den Tragbuchsen 22c ausgebildet sind. Man erkennt, daß der zapfenähnliche äußere Abschnitt 20c in eine entsprechend ausgebildete Aufnahmeausnehmung 65 des Aufnahmekörpers 10c eingesteckt ist. Der entsprechende Zapfen des Einsatzes 40c'' ist in die entsprechende Bohrung 24c der Tragbuchse des Einsatzes 40c' eingesteckt. Die beiden Einsätze 40c' und 40c'' werden mit Hilfe des Bolzens 66 mittig am Aufnahmekörper gehalten. Mithin ist ein Werkzeug geschaffen, mit dem sowohl ein Planschleifen als auch ein Bohrungsschleifen gleichzeitig durchgeführt werden kann. Wie erkennbar, haben die Schleifeinsätze 40c' und 40c'' die gleiche Länge. Es versteht sich, daß die Länge der Einsätze auch in gestufter Weise vorliegen kann, in der Art zum Beispiel, daß auch die halben Längen vorgehalten werden. Auf diese Weise läßt sich die gesamte Schleiflänge der mittigen Werkzeugeinsätze entsprechend stufenweise einstellen. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die Werkzeugeinsätze 22c.
Man erkennt, daß alle Tragbuchsen 22c identisch aufgebaut sind und einen modulartigen Aufbau der Schleifeinsätze ermöglichen.
In Fig. 7 ist zur Abstützung von paarweise aneinandergereihten Schleifeinsätzen 22d' und 22d'' ein Gegenlagerkörper vorgesehen, bestehend aus einer Frontplatte 76 und einem Verteilerkörper 78, die über die Schraube 66d miteinander und mit dem Aufnahmekörper 10d verspannt sind. Die Schraube 66d verschließt die zentrale Bohrung 67 der Frontplatte 76 nach unten. Die Frontplatte 76 weist eine Reihe von achsparallelen Durchbohrungen 82 auf, die koaxial zu den Durchbohrungen 16d ausrichtbar sind. Sie nehmen Gegenlagerbuchsen 84 auf, deren äußerer Abschnitt 86 passend in den Bohrungsabschnitt 68 der Trägerbuchsen 22d eingreift, wenn Aufnahmekörper 10d und Gegenlagerkörper 76 gegeinander verspannt werden. Hierbei greift der Bund 64 in eine nach oben ringförmige Ausnehmung 87 des Verteilerabschnitts 78 und gelangt in Anlage an einen elastischen Dichtring 88, während ein axialer Bund 90 in den im Durchmesser größeren Bohrungsabschnitt 65 der Durchbohrung 44d eingreift. Mit Hilfe des Schraubenbolzens 66d können alle Teile miteinander verbunden werden. Der ringzylindrische Abschnitt des Verteilerkörpers 78 greift in die Nut 50d ein und gelangt in Anlage an den O-Ring 62d. Dadurch ist im Bereich der Ausnehmung 86 eine Kammer gebildet, die in Verbindung steht mit einem Ringraum 92 im Verteilerkörper 78, der seinerseits mit radialen Bohrungen 94 verbunden ist, die in den Raum radial innerhalb der Einsätze 40d' bzw. 40d'' münden, damit die Schleifbeläge gekühlt werden. Kühlmittel kann auch zwischen den einzelnen Einsätzen geführt werden, um näher zwischen Werkzeug und Werkstück zu gelangen.
Um eine Abdichtung zwischen Verteilerkörper 78 und Frontplatte 76 herzustellen, ist ein Dichtring 96 zwischen der unteren Stirnseite des Verteilerkörpers 78 und der zugeordneten Fläche der Frontplatte 76 angeordnet.
Die Ausführungsform nach Fig. 8 unterscheidet sich von der nach Fig. 7 dadurch, daß unterhalb der Gegenlagerscheibe 76 weitere Werkzeugeinsätze angeordnet sind, und zwar Werkzeugeinsätze 40e, die mit den Werkzeugeinsätzen 40c nach Fig. 6 vergleichbar sind. Ihre Tragbuchsen 22e greifen in die Bohrungen 82 der Gegenlagerscheibe 76 ein. Sämtliche Einsätze 40d', 40d'' und 40e werden von einem Bolzen 72e zusammengehalten. die Bolzen 72e halten auch Gegenlagerkörper 76 und Aufnahmekörper 10e zusammen. Wie in Fig. 6 sind Werkzeugeinsätze 40e' und 40e'' hintereinander angeordnet, jedoch auf der dem Aufnahmekörper 10e gegenüberliegenden Seite gegen den Gegenlagerkörper 76 gespannt. Das Ineinanderstecken erfolgt in der schon beschriebenen Art und Weise mit Hilfe der Tragbuchsen, und alle Teile werden mit Hilfe eines durchgehenden Schraubenbolzens 66e gegeneinander gespannt. Der Schraubenbolzen 66e erstreckt sich mit seinem Gewindeschaft bis in die Gewindebohrung 44d. Man erkennt mithin, daß unterhalb des Gegenlagerkörpers 76 ein Aufbau erhalten ist, der dem Aufbau der Schleifeinsätze nach Fig. 6 gleicht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist der modulare Aufbau eines erfindungsgemäßen Maschinenwerkzeugs besonders gut zu erkennen.

Claims (16)

  1. Spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug, mit einem auf die Spindel einer Werkzeugmaschine aufspannbaren, scheibenförmigen Aufnahmekörper (10,10a,10b,10c,10d,10e), der eine Reihe von achsparallelen in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Bohrungen aufweist zur Befestigung von Werkzeugeinsätzen auf der einen Seite des Aufnahmekörpers, wobei die Werkzeugeinsätze so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie am Aufnahmekörper von einer kreisförmigen Umfangslinie umhüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (40, 40a, 40b, 40c, 40d) modular ausgeführt sind mit einem Einsatzträger (22, 22a, 22b, 22c, 22d) und einem Arbeitsbelag, wobei der Einsatzträger sowohl einen axialen Steckzapfen aufweist, der in eine Bohrung des Aufnahmekörpers einsteckbar ist als auch einen Bohrungsabschnitt an dem dem Steckzapfen gegenüberliegenden Ende, der zur Aufnahme des Steckzapfens eines zweiten Einsatzes ausgebildet ist und daß Befestigungsmittel vorgesehen sind zur Befestigung der Einsätze am Aufnahmekörper (10, 10a, 10b, 10c, 10e).
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (40) von in Umfangsrichtung aneinandergrenzenden kreisbogenförmigen Segmenten gebildet sind, deren Arbeitsbelag einen umlaufenden spanabtragenden Abschnitt, vorzugsweise Schleifabschnitt, bilden.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (40a, 40b) einen zylindrischen Arbeitsbelag aufweisen.
  4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze in in unterschiedlichen Drehpositionen am Aufnahmekörper (10a, 10b) befestigbar sind.
  5. Werkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Werkzeugeinsatz, dessen Einsatzträger eine Reihe von Steckzapfen und Buchsenabschnitte aufweist, die in Umfangsrichtung beabstandet sind.
  6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (10c, 10d, 10e) eine axiale Bohrung (44c, 44d) aufweist zur Aufnahme des Steckzapfens eines mittig angeordneten Werkzeugeinsatzes (40c', 40c'', 40e', 40e'').
  7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Einsätze (40 bis 40e) am Aufnahmekörper (10 bis 10e) mittels Schrauben (18 bis 18e) erfolgt.
  8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (10 bis 10e) mit einem Gegenlagerkörper (76) verbindbar ist, der Gegenlagerabschnitte (64, 86) für die Einsätze (40d', 40d'') aufweist, die in die Bohrungen der Einsatzträger einsetzbar sind.
  9. Werkzeug nach den Ansprüche 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenlagerkörper (76) einen mittigen Zapfen aufweist, der in die mittige Bohrung des Aufnahmekörpers (10d, 10e) oder eines zwischen Aufnahmekörper und Gegenlagerkörper angeordneten Distanzabschnitts (78) einsteckbar ist.
  10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenlagerkörper (76) achsparallele Bohrungen (82) aufweist für die Aufnahme der Steckzapfen auf der dem Aufnahmekörper gegenüberliegenden Seite angeordneten Werkzeugeinsätze (40e).
  11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenlagerkörper (76) auf der dem Aufnahmekörper (10d, 10e gegenüberliegenden Seite eine axiale Bohrung aufweist zur Aufnahme des Steckzapfens eines mittig angeordneten Werkzeugeinsatzes (40e', 40e'').
  12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (10 bis 10e) eine axiale Bohrung (44 bis 44e) aufweist, die an dem den Einsätzen zugewandten Ende verschlossen ist und von der axialen Bohrung Kanäle (48 bis 48e) abgehen, die in den Raum radial innerhalb der Einsätze (40 bis 40e) münden.
  13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (10 bis 10e) auf der die Einsätze (40 bis 40e) aufweisenden Seite eine Ringnut (50 bis 50e) aufweist, in welche die Kanäle (48 bis 48e) münden.
  14. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzträger Trägerbuchsen (22a bis 22e) aufweisen, deren vorstehender Abschnitt die Steckzapfen bildet und mittels Schrauben (16 bis 16e) in den Bohrungen des Aufnahmekörpers (10a bis 10e) anbringbar und befestigbar sind, wobei die Bohrungen ein Gewinde aufweisen.
  15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die spanabtragenden Abschnitte nebeneinander angeordneter Einsätze (40c, 40c') aneinanderstoßen.
  16. Werkzeug nach Anspruch 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aufnahmekörper (10c) und Gegenlagerkörper (74) abgedichtet eine mit radialen Bohrungen (94) versehene Verteilerbuchse (78) gespannt ist, welche die Mündung der Kanäle (48c) umgibt.
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