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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere Schneidwerkzeug, für eine Werkzeugmaschine, insbesondere die Verbesserung einer Absaugstruktur, mit der der Wirkungsgrad beim Auffangen von Spänen erhöht wird, die bei spanender Bearbeitung erzeugt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine mit einem derartigen Werkzeug, insbesondere Schneidwerkzeug.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Einige der Werkzeuge, insbesondere Schneidwerkzeuge für Werkzeugmaschinen dieses Typs sind mit einer Span-Absaugvorrichtung versehen, die verhindert, dass beim Bearbeiten des Werkstücks erzeugte Späne verstreut werden. Als eine herkömmliche Span-Absaugvorrichtung dieses Typs offenbart die
japanische Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. 2002-166320 beispielsweise eine Vorrichtung, bei der eine Vielzahl von Schneiden so an einer Spitze eines Werkzeug-Hauptkörpers angeordnet sind, dass sie sich an dem gleichen Umfang befinden, ein Span-Saugloch, über das die Späne angesaugt werden, in einem Mittelabschnitt des Werkzeug-Hauptkörpers ausgebildet ist und ein Absaugmechanismus mit dem Saugloch verbunden ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das herkömmliche Werkzeug, insbesondere Schneidwerkzeug für eine Werkzeugmaschine weist dahingehend ein Problem auf, dass ein wesentlicher Durchgangsbereich eines Spankanals von jeder der Schneiden zu dem Span-Saugloch groß ist, da das Span-Saugloch in dem Mittelabschnitt des Werkzeug-Hauptkörpers ausgebildet ist und dementsprechend eine Strömungsgeschwindigkeit eines Stroms angesaugter Luft abnimmt, so dass die Saugkraft gering ist und damit die Späne nicht ausreichend aufgesammelt werden können. Wenn eine Menge der angesaugten Luft entsprechend des großen Durchgangsbereichs vergrößert wird, um eine erforderliche Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen, würde dies eine Vergrößerung des Durchmessers des Span-Sauglochs entsprechend dieser großen Menge der angesaugten Luft erforderlich machen. Da jedoch eine Beschränkung hinsichtlich des Durchmessers des Sauglochs besteht, das in dem Werkzeug-Hauptkörper ausgebildet werden kann, kann das Saugloch nur schwer den erforderlichen Durchmesser haben.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Werkzeug, insbesondere Schneidwerkzeut für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, das es ermöglicht, eine Saugkraft zu verbessern und Späne mit einer einfachen Struktur zuverlässig aufzufangen.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine anzugeben, die mit einem Werkzeug mit verbesserter Späneabfuhr vorgesehen ist.
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Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Werkzeug, insbesondere Schneidwerkzeug, für eine Werkzeugmaschine, das einen Werkzeugkörper enthält, wobei der Werkzeug-Körper enthält:
einen Schaftabschnitt, mit dem eine Spindel einer Werkzeugmaschine über einen Werkzeughalter so bestückt wird, dass er an ihr angebracht und von ihr gelöst werden kann; einen Halteabschnitt, der mit einer Vielzahl von Schneiden versehen ist, sowie ein Saugloch, das als ein Saugkanal für Späne beim Absaugen der Späne mittels einer Span-Absaugvorrichtung dient,
wobei das Saugloch enthält:
erste Sauglöcher, die sich in der Nähe jeweiliger Schneiden öffnen und sich zu einer Achse des Schaftabschnitts hin erstrecken; und ein zweites Saugloch, an das sich die ersten Sauglöcher anschließen und das in einer axialen Richtung der Spindel verläuft und mit einem Span-Ableitloch der Spindel verbunden ist.
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Die obige Aufgabe wird also hinsichtlich des Werkzeugs durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da das erste Saugloch, das sich in der Nähe der Schneide öffnet, in dem Werkzeugkörper für jede der Schneiden ausgebildet ist, der Durchmesser jedes der ersten Sauglöcher auf eine Größe festgelegt werden, mit der eine erforderliche Strömungsgeschwindigkeit erzielt werden kann, wodurch es ermöglicht wird, eine Sauggeschwindigkeit zu erhöhen und Späne abzusaugen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in dem Halteabschnitt des Werkzeugkörpers konkave Abschnitte, die so ausgebildet sind, dass sie sich bezüglich einer Schneidrichtung an einer Vorderseite der Schneiden befinden, und Abdeckungen vorhanden, die die konkaven Abschnitte abdecken und die Span-Einlassöffnungen, die mit den ersten Sauglöchern über die konkaven Abschnitte verbunden sind, sind zwischen den Abdeckungen und den Schneiden ausgebildet.
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Gemäß der oben erwähnten bevorzugten Ausführungsform kann, da die konkaven Abschnitte in dem Halteabschnitt so ausgebildet sind, dass sie sich bezüglich der Schneidrichtung an der Vorderseite der Schneiden befinden, ein Vorgang zum Anbringen/Lösen der Schneiden an/von dem Halteabschnitt unter Verwendung der konkaven Abschnitte durchgeführt werden.
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Des Weiteren ist es, da die Abdeckungen so vorhanden sind, dass sie die jeweiligen konkaven Abschnitte abdecken, und die Abdeckungen sowie die Schneiden die Span-Einlassöffnungen begrenzen, die mit den Abschnitten von den konkaven Abschnitten zu den ersten Sauglöchern verbunden sind, möglich, eine erforderliche Sauggeschwindigkeit von den Span-Einlassöffnungen zu den ersten Sauglöchern zu erzielen, wodurch es möglich wird, zu verhindern, dass die Sauggeschwindigkeit abnimmt, und gleichzeitig der Vorgang des Anbringens/Lösens der Schneiden erleichtert wird, da die konkaven Abschnitte vorhanden sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Gesamt-Durchlassfläche der ersten Sauglöcher so festgelegt, dass sie genauso groß ist wie oder kleiner als eine Durchlassfläche des zweiten Sauglochs.
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Da die Gesamt-Durchlassfläche der ersten Sauglöcher so festgelegt ist, dass sie genauso groß ist wie oder kleiner als die Durchlassfläche des zweiten Sauglochs ist, kann nach der vorerwähnten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verhindert werden, dass ein Kanalwiderstand aufgrund einer zu starken Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit in dem zweiten Saugloch zu hoch wird, wobei es gleichzeitig möglich wird, eine erforderliche Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der ersten Sauglöcher, d. h. in der Nähe der Schneiden, zu erzielen.
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Die obige Aufgabe wird hinsichtlich der Werkzeugmaschine mit einem solchen Werkzeug durch die Merkmale des Patentanspruches 5 gelöst.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Werkzeugmaschine, die mit einem Werkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestückt ist;
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2 einen Axialschnitt eine in eine Werkzeugmaschine eingesetzten Werkzeuges (Schnittansicht entlang der Linie II-II in 3);
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3 eine Stirnansicht des Werkzeuges nach 2, an dem Abdeckungen angebracht sind;
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4 eine Stirnansicht des Werkzeuges nach 2, von dem die Abdeckungen entfernt sind; und
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5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3, die einen Werkstückbearbeitungs-Zustand des Werkzeugs zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf Basis der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 bis 5 sind Ansichten, die der Beschreibung eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung dienen.
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In den Zeichnungen kennzeichnet 1 die Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine 1 enthält ein Bett 2, eine Säule 3, die aufrecht stehend an einem hinteren Abschnitt des Bettes 2 vorhanden ist, einen Spindelkopf 4, der an einer vorderen Fläche der Säule 3 so gelagert ist, dass er in einer vertikalen Richtung (Z-Achsen-Richtung) bewegt werden kann; einen Bettschlitten 5, der an einem vorderen Abschnitt des Bettes 2 so gelagert ist, dass er in einer Längsrichtung (Y-Achsen-Richtung) bewegt werden kann, sowie einen Tisch 6, der von dem Bettschlitten 5 so getragen wird, dass er in einer Querrichtung (X-Achsen-Richtung) bewegt werden kann.
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In dem Spindelkopf 4 ist eine Spindel 7 drehbar gelagert, und ein unterer Endabschnitt der Spindel 7 ist über einen Werkzeughalter 14 mit einem Werkzeug 10 so bestückt, dass es angebracht/gelöst werden kann.
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Die Werkzeugmaschine 1 enthält des Weiteren einen automatischen Werkzeugwechsler 11, mit dem das Werkzeug 10, mit dem die Spindel 7 bestückt ist, gegen ein Werkzeug für einen folgenden Prozess ausgetauscht werden kann. Der automatische Werkzeugwechsler 11 weist ein Werkzeugmagazin 12, das an einer Seitenwand der Säule 3 angeordnet ist, sowie einen Werkzeug-Wechselarm 13 auf, der zwischen dem Werkzeugmagazin 12 und der Spindel 7 angeordnet ist.
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Die Werkzeugmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform enthält eine Span-Absaugvorrichtung 15, die Späne absaugt, die erzeugt werden, wenn das Werkzeug 10, mit dem die Spindel 7 bestückt ist, ein Werkstück W bearbeitet.
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Die Span-Absaugvorrichtung 15 ist grob so aufgebaut, dass ein Span-Auffangbehälter 15, in den eine Saugkraft-Erzeugungseinrichtung eingebaut ist, und das Werkzeug 10 über einen Saugkanal 16, der in dem Werkzeug 10, dem Werkzeughalter 14 und der Spindel 7 ausgebildet ist, und ein Saugrohr 15a verbunden sind.
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Die Spindel 7 besteht aus einem zylindrischen Körper, in dem ein Span-Ableitloch 7a, das einen Teil des Saugkanals 16 bildet, in seinem axialen Kern durch diesen hindurch ausgebildet ist. Die Spindel 7 wird von einem Antriebsmotor (nicht dargestellt), der in den Spindelkopf 4 eingebaut ist, drehend angetrieben.
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In einem axialen Kern des Werkzeughalters 14 sind ein Lagerloch 14b, in das das Werkzeug 10 eingeführt wird, und ein Span-Ableitloch 14a, das einen Teil des Saugkanals 16 bildet, durch ihn hindurch ausgebildet, und der Werkzeughalter 14 kann an/von einem unteren Endabschnitt der Spindel 7 angebracht/gelöst werden.
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Das Werkzeug 10 enthält einen Werkzeugkörper 8 mit einem Schaftabschnitt 8a und einem Halteabschnitt 8b sowie eine Vielzahl von Schneiden 9, die in den Halteabschnitt 8b eingesetzt sind, und der Schaftabschnitt 8a kann an/von dem Werkzeughalter 14 angebracht/gelöst werden.
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In dem Werkzeugkörper 8 sind erste Sauglöcher 8d und ein zweites Saugloch 8e ausgebildet, die einen Teil des Saugkanals 16 bilden. Die ersten Sauglöcher 8d öffnen sich in der Nähe der jeweiligen Schneiden 9 und verlaufen auf eine Achse P des Schaftabschnitts 8a zu. Des Weiteren schließen sich die ersten Sauglöcher 8d an das zweite Saugloch 8e an, und das zweite Saugloch 8e verläuft in einer Richtung der Achse P der Spindel 7 und steht mit dem Span-Ableitloch 7a der Spindel 7 über das Span-Ableitloch 14a des Werkzeughalters 14 in Verbindung.
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Dabei wird ein Durchmesser jedes der ersten Sauglöcher 8d wünschenswerterweise so festgelegt, dass eine Gesamt-Durchlassfläche der ersten Sauglöcher 8d genauso groß ist wie oder kleiner als eine Durchlassfläche des zweiten Sauglochs 8e. In dieser Ausführungsform wird die Gesamt-Durchlassfläche der ersten Sauglöcher 8d im Wesentlichen so festgelegt, dass sie der Durchlassfläche des zweiten Sauglochs 8e gleich ist.
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In dem Halteabschnitt 8b des Werkzeugkörpers 8 ist ein konkaver Abschnitt 8f für jede der Schneiden 9 so ausgebildet, dass er sich bezüglich einer Schneidrichtung R an einer Vorderseite der Schneide 9 befindet und sich nach unten öffnet. Die ersten Sauglöcher 8d öffnen sich in unteren Flächen der konkaven Abschnitte 8f. Des Weiteren sind die Schneiden 9 an Grundplatten 9c befestigt, und die Grundplatten 9c können mit Bolzen 9b fest an Kantenabschnitten der konkaven Abschnitte 8f angebracht bzw. von ihnen gelöst werden.
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Abdeckungen 17 sind an unteren Endöffnungen der konkaven Abschnitte 8f mit Bolzen 17a so angebracht, dass sie an ihnen befestigt oder von ihnen gelöst werden können. Zwischenräume sind zwischen Kantenabschnitten 17b der Abdeckungen 17 und den Schneiden 9 vorhanden, und die Zwischenräume dienen als Span-Einlassöffnungen 8g, die über die konkaven Abschnitte 8f mit den ersten Sauglöchern 8d in Verbindung stehen.
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Bei spanender Bearbeitung des Werkstücks W wird das Werkzeug 10 durch die Spindel 7 in der Richtung R drehend angetrieben, eine Oberfläche des Werkstücks W wird von Spitzen 9a der Schneiden 9 geschnitten, und Späne A werden erzeugt. Dabei wird durch die Saugkraft erzeugende Quelle der Span-Absaugvorrichtung 15 Luft um die Schneiden 9 herum über die Span-Einlassöffnungen 8g zu den konkaven Abschnitten 8f angesaugt, gelangt durch die ersten Sauglöcher 8d, das zweite Saugloch 8a und die Span-Ableitlöcher 14a, 7a, die den Saugkanal 16 bilden, und wird über das Saugrohr 15a in den Span-Sammelbehälter 15b gesaugt. Aufgrund eines so erzeugten Luftstroms U werden die Späne A über die Span-Einlassöffnungen 8g in die konkaven Abschnitte 8f angesaugt und gelangen von hier durch den Saugdurchlass 16 und das Saugrohr 15a und werden in dem Span-Sammelbehälter 15b gesammelt.
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Bei dieser Ausführungsform 1 ist es, da das erste Saugloch 8d, das sich in der Nähe der Schneide 9 öffnet, in dem Werkzeugkörper 8 für jede der Schneiden 9 ausgebildet ist und sich die ersten Sauglöcher 8d an das einzelne zweite Saugloch 8e anschließen, möglich, eine Strömungsgeschwindigkeit eines Stroms der angesaugten Luft in jedem der ersten Sauglöcher 8d zu erhöhen, wodurch es möglich wird, die bei der spanenden Bearbeitung erzeugten Späne A sicher abzusaugen.
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Des Weiteren ist es, da die Gesamt-Durchlassfläche der ersten Sauglöcher 8d so festgelegt ist, dass sie genauso groß ist wie oder kleiner als, im konkreten Fall im Wesentlichen genauso groß wie die Durchlassfläche des zweiten Sauglochs 8e, möglich, zu verhindern, dass ein Kanalwiderstand aufgrund einer zu starken Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit in dem zweiten Saugloch 8e zu groß wird, während es gleichzeitig ermöglicht wird, eine erforderliche Geschwindigkeit in der Nähe der ersten Sauglöcher 8d, d. h. in der Nähe der Schneiden 9, zu erzielen.
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Des Weiteren ist es, da die konkaven Abschnitte 8f in dem Halteabschnitt 8b des Werkzeugkörpers 8 so ausgebildet sind, dass sie sich bezüglich der Schneidrichtung R an der Vorderseite der Schneiden 9 befinden, möglich, einen Vorgang des Anbringens/Lösens der Schneiden 9 an/von dem Halteabschnitt 8b unter Verwendung der konkaven Abschnitte 8f zu erleichtern.
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Des Weiteren ist es, da die Abdeckungen 17 so vorhanden sind, dass sie die jeweiligen konkaven Abschnitte 8f abdecken, und die Span-Einlassöffnungen 8g, die mit den konkaven Abschnitten 8f verbunden sind, zwischen den Abdeckungen 17 und den Schneiden 9 vorhanden sind, möglich, zu verhindern, dass eine Sauggeschwindigkeit in Abschnitten in der Nähe der Schneiden 9 abnimmt, während gleichzeitig der Vorgang des Anbringens/Lösens der Schneiden 9 erleichtert wird, da die konkaven Abschnitte 8f vorhanden sind.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Fall beschrieben, in dem die konkaven Abschnitte 8f jeweils eine Form haben, die unabhängig von dem ersten Saugloch 8d ist, es ist jedoch anzumerken, dass ein Teil des ersten Sauglochs auch als der konkave Abschnitt der vorliegenden Erfindung dienen kann.
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Des Weiteren wird in der oben beschriebenen Ausführungsform der Fall beschrieben, in dem die Anzahl der Schneiden vier beträgt, die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei jedem Fall eingesetzt werden, in dem die Anzahl der Schneiden zwei oder mehr beträgt und die ersten Sauglöcher in der gleichen Anzahl vorhanden sind wie die Schneiden.
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Des Weiteren ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform das vertikal angeordnete Werkzeug beschrieben, die vorliegende Erfindung kann aber natürlich auch bei einem horizontal angeordneten Werkzeug angewendet werden.
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Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne vom Geist oder wesentlichen Eigenschaften derselben abzuweichen.
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Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten, wobei der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Patentansprüche und nicht durch die obenstehende Beschreibung angegeben wird und alle Veränderungen, die unter die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Patentansprüche fallen, daher als darin enthalten zu betrachten sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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