DE1552484B2 - Kreisschneid-Apparat zur Herstellung runder Werkstück-Öffnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kreisschneid-Apparat zur Herstellung runder Werkstück-Öffnungen mit mindestens einem an einem radial zu seiner Drehachse angeordneten Halter verstellbar befestigten Einstechstahl, der, bezogen auf die Arbeitsdrehrichtung, von der Einspannstelle des Halters aus nach rückwärts geneigt ist und einen positiven Spanwinkel aufweist.

Das Einstechen von Nuten mit Hilfe von Kreisschneid-Apparaten zur Herstellung von Öffnungen in Platten oder aber zur Erzeugung von Ronden ist mit Schwierigkeiten verbunden, da namentlich bei gewissen Metallegierungen der Schneidstahl zum Einhaken und Abbrechen neigt. Die Schwierigkeiten steigen dabei mit zunehmender Nuttiefe bzw. Werkstücksdicke. Es sind zwar schon zahlreiche Verbesserungsvorschläge gemacht und Versuche unternommen worden, insbesondere durch Variierung der verschiedenen Winkel bei der Schneide, jedoch ohne durchgreifenden Erfolg.

Durch die DT-PS 3 46 689 ist bereits ein Kreisschneid-Apparat bekanntgeworden, der zwei Schneidmesser aufweist, von denen das eine die innere und das andere die äußere Nutenwand bearbeitet. Diese Messer sind an Haltern befestigt, die parallel zu einer durch die Drehachse und einen Radius gebildeten Ebene in Arbeitsrichtung der Messer nach hinten versetzt sind. Die Schneiden der Messer sind dort jedoch so angeordnet, daß sie noch etwas vor der erwähnten Ebene liegen. Damit können sich jedoch die genannten Schwierigkeiten bei der Herstellung tiefer Nuten ergeben.

Der erfindungsgemäße Kreisschneid-Apparat vermeidet diese Nachteile und ermöglicht es, tiefe Nuten bei hoher Zerspanungsleistung herzustellen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schneide des Einstechstahles hinter einer Ebene liegt, welche aus der Drehachse und der diese schneidenden Parallele zur Halterlängsachse gebildet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kreisschneid-Apparates dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht des Apparates, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine Ansicht des Apparates in Richtung des Pfeiles Ein F i g. 1, teilweise im Schnitt,

F i g. 3 eine Ansicht des Apparates von unten, ohne Halter,

F i g. 4 eine Seitenansicht einer einfacheren Ausführungsform eines Kreisschneiders, teilweise im Schnitt,

F i g. 5 eine Ansicht des Kreisschneiders in Richtung des Pfeiles Fin F i g. 4,

F i g. 6 eine Stirnansicht des Stahlhalters zusammen mit dem Einstechstahl.

Die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, bei einem Kreisschneidapparat den Einstechstahl von seiner Einspannstelle aus nach rückwärts zu neigen oder anders ausgedrückt, von der Schnittkante des Stahles aus in Drehrichtung nach vorne zu neigen. Der Stahl wird dabei so geschliffen, daß der Spanwinkel positiv bleibt. Der Neigungswinkel oc des Stahles 30 gegenüber einer durch die Drehachse b und die Halterachse c gelegten Ebene beträgt 5 bis 45°, vorzugsweise etwa 10 bis 20° und richtet sich nach dem zu bearbeitenden Material und der Nutentiefe. Die Schneide 31 liegt hinter einer durch die Drehachse b und die Längsachse c definierten Ebene, so daß eigentlieh von einer nachgeschleppten Schneide gesprochen werden kann. Beim Einstechen einer Nut sind die bei der Zerspanung auftretenden Kräfte bestrebt, den Stahl von der Schnittstelle weg zu verschwenken und dadurch die Spantiefe zu vermindern. Der Halter wird dabei auf Torsion beansprucht und tendiert dazu, sich zu verwinden und sich dabei von der Schnittstelle abzuheben, wenn der Schnittwiderstand ansteigt. Auf diese Weise gelingt es überraschend tiefe Nuten einzustechen, und zwar auch in spanabhebend schwer bearbeitbare Werkstoffe.

Der dabei erzeugte Span hat die Tendenz, sich im Querschnitt zu wölben, wodurch er ohne sich zu verklemmen leicht aus der Nut herausgelangt. Es lassen sich beispielsweise Nutentiefen in Stahl bis 35 mm und 250 mm Durchmesser erreichen, mit einem Stahl, der aus einem Vierkant-Rohling von 6 mm Kantenlänge hergerichtet wurde. Bei umschlagseitiger Bearbeitung können somit zylindrische Öffnungen in Platten bis zu 70 mm Dicke hergestellt werden.

Der Kreisschneid-Apparat weist einen Konus 1 auf, mit welchem dieser Apparat in die Spindel einer Bohroder Fräsmaschine eingesetzt werden kann. Der Konus 1 bildet mit dem Kopf 2 ein einziges Stück. Im Unterteil dieses Kopfes 2 ist eine rinnenförmige Ausnehmung 3 vorhanden, in welche ein Vierkant-Halter 4 längsverschiebbar eingesetzt ist. Dieser Halter 4 läßt sich quer zur Drehachse des Apparates mit Hilfe einer Gewindespindel 5 verschieben. Zu diesem Zweck ist eine Gewindemutter 6 mit einem zapfenförmigen, nach abwärts ragenden Ansatz 7 versehen, der in eine Vertiefung 14 eingreift, von der sich eine Mehrzahl in Form einer Längsreihe auf der Oberseite des-Halters 4 befindet. Die Gewindespindel 5 durchdringt diese Gewindemutter 6 und ist an ihrem Kopf mit einem Innensechskant 8 versehen und wird außen von einer Skalascheibe 9 umgeben, auf welcher das Maß der Verstellung auf Teilstrichen abgelesen werden kann. Im Halter 4 befindet sich auf der einen Stirnseite eine sich in Axialrichtung erstreckende Bohrung 12, in welche ein Zapfen 19 eingesetzt ist. Dieser Zapfen 19 ragt von einem Einsatzstück 13 ab, das seinerseits mit einer Vertiefung zur Aufnahme eines Einstechstahles 30 ausgebildet ist. Die Längsachse a (F i g. 2) dieses Nutenstahles 30 ist — von der Schneidkante aus betrachtet — nach vorne, also in Drehrichtung, geneigt und besitzt einen positiven Spanwinkel. An der Wurzel des Zapfens 19 befindet sich eine Kerbverzahnung 15, welche mit einer Gegen-Kerbverzahnung am Bohrungsrand des Halters 4 zum

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Zusammenwirken bestimmt ist und eine feinstufige Winkelverstellung des Einsatzstückes 13 und damit des Einstechstahles gestattet.

Der Halter 4 ist am entgegengesetzten Ende mit einer zur Bohrung 12 quer verlaufenden Bohrung 18 versehen, die ebenfalls mit einer Kerbverzahnung 15 versehen ist. In diese Bohrung 18 läßt sich ein Ausdrehwerkzeug 42 einsetzen und durch einen Sicherungsring 21 in der eingesetzten Lage festhalten. Somit kann der gleiche Halter 4 wahlweise sowohl für Kreisschneidarbeiten bzw. zum Ausstechen von Nuten als auch zum Ausdrehen zylindrischer Bohrungen verwendet werden, was aber nicht zur Erfindung gehört.

Damit der Apparat relativ zum Werkstück einfach zentriert werden kann, ist gemäß F i g. 2 ein federnder Niederhalter 25 vorgesehen, in welchen unten im Zentrum eine drehbar abgestützte Spitze 26 eingesetzt ist.

Die rinnenförmige Ausnehmung ist unten von einer Klemmplatte 28 begrenzt, die durch Schaftschrauben 29 an einem im Oberteil des Kopfes angeordneten Spannring 32 befestigt ist. Dieser Spannring 32 ist außen mit einem Gewinde versehen, das in eine aufgeschraubte Überwurfmutter 36 eingreift, so daß also durch Verdrehung dieser Überwurfmutter 36 der Spannring 32 in Axialrichtung verschoben werden kann. Auf diese Weise kann durch entsprechende Drehbewegung der Überwurfmutter 36 die Klemmplatte 28 mit Hilfe der Schaftschrauben 29 druckausgleichend gegen die Unterseite des Halters 4 angepreßt werden. Anderseits bewirkt eine Verdrehung dieser Überwurfmutter 36 in der Gegenrichtung, daß sich die Klemmplatte 28 unter der Wirkung der Druckfedern 37 nach abwärts bewegt, wodurch ein Ausrasten des Zapfens 7 aus der jeweiligen Vertiefung 14 möglich gemacht wird, so daß dann der Halter 4 in Axialrichtung verschoben und in eine andere gewünschte Vertiefung 14 zum Einrasten gebracht werden kann.

In den F i g. 4 bis 6 ist ein Kreisschneider von etwas einfacherer Ausbildung gezeigt. Der Kreisschneider weist einen Kopf 61 auf, der zusammen mit dem Schaft 62 aus einem einzigen Stahlstück besteht. Dieser Schaft 62 ist dazu bestimmt, in einem Bohrfutter einer Bohrmaschine od. dgl. eingespannt zu werden, so daß sich der ganze Kreisschneider um die Drehachse 63 drehen kann. Quer zu dieser Drehachse 63 ist im Kopf 61 eine seitliche offene Nut 64 vorhanden. Diese Nut 64 dient zur Aufnahme eines Stahlhalters 65, der in Radialrichtung — bezogen auf die Drehachse 63 — verschiebbar ist. Am einen Ende dieses Stahlhalters 65 befindet sich ein Einstechstahl 66 mit einer Schneide 67. Der Halter 65 wird mit Hilfe einer parallel zur Achse 63 verlaufenden Gewindeschraube 68 in der Nut 64 festgeklemmt, indem durch diese Schraube die Nutenbreite etwas verringert werden kann, wodurch der Halter 65 in der Nut 64 festgeklemmt wird. Zu diesem Zweck ist im Kopfoberteil ein Gewinde 69 und im Kopfunterteil eine Schulter 70 für den Schraubenkopf vorhanden. Damit die von der Schraube 68 aufzubringende Kraft zur federnden Deformierung des Materials nicht zu groß wird, ist auf der der Nut 64 gegenüberliegenden Seite des Kopfes ein Loch 71 angebohrt, welches zugleich bei hoher Drehzahl eine Unwucht verhindert oder mindestens herabsetzt.

Auf dem dem Schaft 62 gegenüberliegenden unteren Ende des Kopfes 61 befindet sich ein kurzer Bohrer 72 mit einem zylindrischen hinteren Schaftteil 73. Dieser Bohrer 72 verläuft koaxial zur Drehachse 63 und trägt am Schaftteil eine angeschrägte Fläche, die mit einer Kugel 74 zum Zusammenwirken bestimmt ist. Diese Kugel 74 wird durch den Kopf der Schraube 68 in die Anschrägung hineingedrückt, so daß beim Festziehen der Schraube 68 gleichzeitig auch der Bohrer festgehalten wird.

Der Einstechstahl 66 ist bezogen auf die Arbeitsdrehrichtung nach hinten geneigt, und zwar um einen Winkel β von 5 bis 20°, vorzugsweise 10 bis 15°, d. h. der Stahl wird nachgeschleppt. Dieser Einstechstahl ist ebenfalls mit einem positiven Spanwinkel versehen und ist seitlich hinterschliffen, so daß er nicht an den Nutenwandungen reibt. Unter »positivem Spanwinkel« wird verstanden, daß der Winkel β weniger als 90° beträgt, also keine sogenannte Negativschneide vorhanden ist. Der Einstechstahl weist vorzugsweise einen Drall auf, wodurch die Nutentiefe verhältnismäßig groß gewählt werden kann, ohne daß der Einstechstahl im Bereich seiner Einspannstelle zu sehr geschwächt wird. Der Einstechstahl 66 wird mit Hilfe einer in das Gewinde 76 eingeschraubten Schraube 77 durch den Schrauben-Kopf festgeklemmt. Dadurch läßt sich der Stahl leicht auswechseln. Durch die Neigung dieses Einstechstahles ergibt sich für diesen eine Federwirkung, indem er beim Schneiden nach hinten ausweichen kann, wobei der Halter 65 auf Torsion beansprucht wird.

Unter »Stahl« bzw. »Einstechstahl« sollen auch Werkzeugeinsätze verstanden werden, die beispielsweise ganz oder teilweise aus anderem Material als Stahl bestehen können, z. B. aus Hartmetall oder keramischen Werkstoffen, wie sie für andere spanabhebende Werkzeuge bekannt sind. An Stelle eines einzigen Schneideinsatzes könnten auch Bearbeitungswerkzeuge mit mehreren sich gleichzeitig im Einsatz befindlichen Schneideinsätzen vorgesehen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kreisschneid-Apparat zur Herstellung runder Werkstück-Öffnungen mit mindestens einem an einem radial zu seiner Drehachse angeordneten Halter verstellbar befestigten Einstechstahl, der, bezogen auf die Arbeitsdrehrichtung, von der Einspannstelle des Halters aus nach rückwärts geneigt ist und einen positiven Spanwinkel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (31) des Einstechstahles (30, 66) hinter einer Ebene liegt, welche aus der Drehachse (b, 63) und der diese schneidenden Parallele zur Halterlängsachse (c) gebildet ist.

2. Kreisschneid-Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsneigung des Einstechstahles mehr als 5°, vorzugsweise 10 bis 20° beträgt.