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Befestigung für Sehneidwerkzeuge Die Erfindung betrifft eine verbesserte
Befestigung zur Halterung von Schneidwerkzeugen während des Schärfens, und zwar
insbesondere eine solche Befestigung, bei der ein übliches Oberflächenschleifelement
zum Schärfen von Schneidwerkzeugen wie z.B. Stirnfräsern, Bohrern, Bohrstangen und
dgl. schnell eingestellt werden kann. In gut ausgerüsteten Werkzeughallen ist es
üblich, einen Oberflächenschleifer vorzufinden, der im allgemeinen einen horizon.
tal angeordneten Magnet-Arbeitstisch aufweist, der horizontal verfahrbar ist, und
eine vertikal einstellbare Schleifscheibe, die oberhalb dieses Tisches mit horizontaler
Drehachse gelagert
ist. Diese Schleifmaschinen sind immer dann praktisch
ein-setzbar, wenn ein Metallteil mit einer glatten, flachen Ober-
fläche und/oder
innerhalb enger Toleranzen fertiggestellt wer-
den soll.
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Im Vergleich dazu sind die Spezial-Schieifmaschinenwerkzeuge,
die insbesondere zum Schärfen von Sehneidwerkzeugen verwendet
werden
sollen, wie z.8. des Schleifwerkzeugs nach der USA-Patentschrift 3 164 930, nicht
so konstruiert und ausgebildet, dass sie für andere Zwecke verwendetmrden können
als zum Schleifen von ebenen Oberflächen. Im Hinblick auf die verhältnismässig hohen
Kosten dieser Schärfmaschinenwerkzeuge, in der Grössenordnung von einigen tausend
Dollar, hat es eich bisher als wirtschaftlicher für viele mechanische Betriebe
erwiesen, insbesondere für die kleineren, ihre Schneidwerkzeuge
an einen
Spezialisten zum Schärfen zu senden, anstatt Investierungen
für
Werkzeugschleifmaschinenausrüstung zu machen, obgleich dieses Verfahren natürlich
auch teuer und zeitaufwendig ist.
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Die Erfindung ist auf eine verhältnismässig billige Befestigung gerichtet,
die auf dem Magnettisch einer Standard-Oberflächenschleifmaschine zum Schleifen
von Schneidwerkzeugen ,angebracht werden kann, wodurch eine im Betrieb
selbst verwend-
bare Sehärfeinriehtung geschaffen und die Notwendigkeit züm
Wegschicken der Schneidwerkzeuge nach auswärts und die Verwändung einer Spezial-Werkzeugschärfmasehine
ausgeschaltet wird. Infolgedessen wird durch die Erfindung ein weiteres An-
wendungsgebiet
für die üblicherweise in mechanischen Werkstätten
vorgesehene
Oberflächenschleifmaschine geschaffen, zusätzlich zu ihrer Primärverwendung
zur Endbearbeitung von
flachen Oberflächen an Metallteilen.
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Dementsprechend ist Hauptaufgabe der Erfindung die Schaffung
einer verhältnismässig billigen Befestigung, mittels derer
man
ein Schneidwerk zeug, wie z.B. einen Stirnfräser, einen
Spiralbohrer,
eine Bohrstange oder dgl. präzis schärfen kann auf einer Standard-Oberflächenschleifmaschine,
und zwar mit
einem Bedienungsmann, der für das Schärfen von Schneidwerkzeugen
nicht besonders ausgebildet sein muss. Durch diese neue
Befestigung soll
ein Schneidwerkzeug äuf dem Magnettisch des
üblichen Oberflächenschleifers
einstellbar ruigebaeht werden
können derart, dass das Sehneidwerkzeug
entweder parallel oder
in einem vorbestimmten Winkel gegenüber dem
Tisch befestigt werden kann, und die horizutale Verschiebung und
die Quer-
Zustellung des Tisches können herangezogen Herden zum Schleifen
einer
Reihe von Oberflächen an dem Schneidwerkzeug, deren jede
parallel zu
dem Tisch ist.
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Diese Befestigung soll auch für Stirnfräser, Bohrer oder son-stige
Schneidwerkzeuge verwendbar sein, welche Spiralnuten und/oder winklig verlaufende
Stirnflächen aufweisen, die dann mit hoher Präzision geschärft werden können.
Diese Befestigung soll magnetisch auf dem fisch der Schleifmaschine gehalten wer-den
und einen Aufsteckhalter zur Aufnahme des Schneidwerkzeugs aufweisen
derart, dass das Werkzeug in jede beliebige Winkel-Stellung gegenüber dem fisch
eineestellt werden kann, so dass
die zu schärfende Oberfläche in
eine zum Tisch parallele Ebene
zu liegen kommt.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung, aus der Zeichnung und aus
den
Patentansprüchen.
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Fig. i ist die prspektivisehe Ansicht einer typischen
Oberflächensehleifmttschine mit einer Befestigung nach der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 ist eine vergrösserte perspektivische Darstellung der in Fig.
i gezeigten Befestigung und zeigt die Hauptbestandteile in zusammengebautem Zustand.
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Fig. 3 ist die perspektivische Darstellung eines vier Nuten aufweisenden
Stirnfräsers, der ein typisches Sehneid-
werkzeug ist, das auf einer Oberflächenschleifmaschine
unter
Verwendung einer erfindungsgeeässen Befestigung geschliffen werden kann.
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht cbs Endteils eines Spiralbohrers, der
ein anderes typisches Schneidwerkzeug darstellt, das infolge der Erfindung auf einer
Oberflächenschleif-maschine geschärft werden kann.
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Fia. 5 ist eine vergrösserte Stirnansicht des in Fig. 3 dargestellten
Stirnfräsers und zeigt die verschiedenen Stirnflächen, die geschäift werden müssen.
Fig.
6 ist eine Stirnansicht der in Fig. 2 gezeigten Befestigung.
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Fig. 7 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Befestigung
nach Fig. 2.
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Fig. 8 ist ein Teilschnitt des Kopfteils und des Aufsteckhalters zur
einstellbaren Aufnahme des in Fig. 3 gezeigten Stirnfräsers und zeigt dessen Beziehung
gegenüber der Schleifscheibe der Oberflächenschleifmaschine.
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Fig. 9 ist eine Detail-Stirnansicht des in Fig. 8 gezeigten Stirnfräsers
und zeigt dessen Relativlage gegenüber der Schleifscheibe während des Schärfens
der vorlaufenden Spiralkantenoberfläche an dem Stirnfräser nach Fig. 3.
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Fig. 10 ist eine der Fig. 9 ähnliche Detail-Ansicht und zeigt das
Schleifen der Spiral-Hinterschnittfläche an dem Fräser, die erzeugt wird, um die
Späne freizugeben. Fig. 11 zeigt kombinierte Detail-Ansichten des Stirnfräsers und
der Schleifscheibe und eine schematische Darstellung der Befestigung, um die entsprechende
Winkeleinstellung der Befestigung zum Schärfen der Stirnflächen des Stirnfräsers
zu zeigen.
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Fig. 12 zeigt in ähnlicher Darstellung wie Fig. 11 die Relativlage
des Stirnfräsers und der Befestigung in Bezug auf die Schleifscheibe und den Arbeitstisch
während der Er- , zeugung der Hinterschnittfläche am Stirnfräser.
Fig.
13 zeigt, ebenfalls in ähnlicher Darstellung wie Fis. 11,
die Erzeugung
einer Zentralaussparungsfläohe an den
Stirnfräser.
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In der Zeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der
erfindungsgemässen Befestigung zeigt, ist der in Fig.
i darge-
stellte Oberflächenschleifer eine ganz typische Bauweise einer
solchen
Maschine; diese ist mit einem elektromagnetischen Ar-
beitstisch 22 versehen,
der auf einen Sockel 23 in Längsrich-
tung hin- und herversehiebbar
ist mittels eines geeigneten Rydrauliksystems; der Tisch hat ferner einen
Quervorschub, der von
Hand durch Verdrehen eines Handrades 25 oder auch durch
irgend-
einen geeigneten Motor in kleinen Stufen angetrieben werden kann.
Von
der einen Seite des Arbeitstisches 22 erstreckt sich von
der Basis 23 vertikal
nach oben eine Säule 27, die eine An-
triebseinheit 28 zum Antrieb einer Schleifscheibe
30 um eine
horizontale Achse trägt. Durch Verdrehung des Handrades 32 kann
die
Schleifscheibe 30 vertikal verstellt werden, um die verti-
kale Höhe zu steuern
zwischen der Unterseite der Schleifscheibe
30 und der Oberseite des Arbeitstisches
22.
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Von dem Tisch 22 wird eine Befestigung 35 gemäss
der Erfindung
.getragen, die im einzelnen in Fig.
2 gezeigt ist.
Die Befesti-
gung 35 umfasst eine rechteckige Grundplatte 38, die aus
oinen
Eisenwerkstoff, wie z.B.
Stahl, hergestellt ist, damit diese
Grundplatte
38 von dem Magnettisch 22 starr gehalten werden
kann. Von der Oberseite dieser
Grundplatte 38 geht ein Paar von
Ohren _39
aus, die das eine Ende eines
insgesamt etwa U-förmigen
Zwischen den Endflanschen 46 und 47 ist durch die miteinander fluchtenden,
mit Schultern versehenen Schrauben 69 (Fig. 7) schwenkbar ein Kopfteil 80 gelagert,
durch das sich eine aus gehärtetem Stahl bestehende Lagerhülse 84 (Fig. 8) mit zylindrischer
Bohrung 85 hindurch erstreckt. Wie am besten aus Fig. 7 erkennbar, verläuft die
durch die Schrauben 69 festgelegte Schwenkachse des Kopfteils 80 zu allen Zeitpunkten
senkrecht zur Schwenkachse des Tragteils 40 um den Zapfen 42 unabhängig von der
Winkeleinstellung des Tragteils 40 gegenüber der Grundplatte 38.
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Von der Stirnseite 82 (Fig. 2) des Kopfteils 80 geht eine Stange 86
aus, die ein Führungselement 88 trägt. Von diesem Führungselement 88 steht ein Finger
90 nach oben, der mittels einer Stellschraube 92 in Längsrichtung innerhalb des
Führungsteils eingestellt werden kann. Ausserdem ist das Führungsteil 88 noch axial
zu der Stange 86 mittels einer Stellschraube 94 (Fig. 8) einstellbar.
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In der Bohrung 85 ist ein rohrförmiger Einsteckhalter 95 verschiebbar
gelagert, dessen vorderer Endteil mit 97 bezeichnet ist. Am gegenüberliegenden Ende
des Einsteckhalters 95 ist ein Knopf 9& angebracht, mittels dessen dieser Einsteekhalter
95 von Hand ergriffen werden kann,um ihn innerhalb der Lagerhülse 84 in axialer
Richtung einstellen zu können.
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Wie in Fig. 8 gezeigt, dient der vordere Endteil des Einsteckhalters
95 zur Aufnahme des Schafts 99 des Schneidwerkzeugs,
wie z.B. des
Stirnfräsers 100., Vorzugsweise ist in diesem Endteil 97 des Einsteckhalters 95
eine Klemmschraube 102 vorgesehen, womit das Schneidwerk zeug 100 innerhalb des
Einsteckhalters starr befestigt werden kann, indem diese Schraube gegen eine Abflachung
104 gezogen wird, die normalerweise am Schaft 99 des Werkzeugs vorgesehen ist. Für
ein Werkzeug mit einem Schaft 99 mit kleinerem Durchmesser wird ein entsprechendes
(nicht dargestelltes) Lager mit kleinerem Innendurchmesser in den vorderen Endteil
97 der Einsteckhülse 95 eingesetzt. Beispielsweise haben die Schaftteile 99 eines
Stirnfräsers 100, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, üblicherweise Durchmesser von 3/8
Zoll, 1/2 Zoll, 5/8 Zoll, 3/4 Zoll und 1 Zoll. Für Schaftdurchmesser unter 1 Zoll
wird also das geeignete Lager mit einem entsprechenden Innendurchmesser ausgewählt.
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Ein Stirnfräser 100, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, wude ausgewählt,
um darzustellen, wie ein Schneidwerkzeug in einer Oberflächenschleifmaschine unter
Verwendung der erfindungsgemässen Befestigung geschärft wird, und zwar deshalb,
weil ein Stirnfräser sowohl axial verlaufende Spiralnuten 109 (Fig. 3) aufweist,
durch die Spiralflächen 110 und 111 (Fig. 9) gebildet wexäen, die häufig geschäft
werden, als auch Stirnflächen 112 und 113 (Fig. 5), die noch häufiger geschärft
werden müssen. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Befestigung @5
auch zum Schärfen anderer Schneidwerkzeuge verwendet werden kann, wie z.8. des Spiralbohrers
115, der in Fig. 4 teilweise dargestellt ist. Bei einem Spiralbohrer werden
jedoch lediglich die Stirnflächen 117 geschliffen, nicht die spiralförmigen Flächen
1i9.
Im Betrieb wird die vorlaufende Spiralkante 110 des Stirnfräsers
100 geschliffen, während die Mittellinie des Einsteckhalters 95 horizontal, d.h.
also parallel zum Tisch 22 der Oberflächenschleifmaschine verläuft. Zur genauen
Einstellung des Kopfteils 80 derart, dass-der Einsteckhalter 95 präzis parallel
zum Tisch 22 liegt, ist vorzugsweise ein Haltestift 122 (Fix. 7) vorgesehen, der
durch eine Bohrung 122 im Flansch 46 hindurch- und in eine in der Seite des Kopfteils
80 angebrachte Bohrung 124 hineingesteckt wird. Der Finger 90 wird mittels der Stellschrauben
92 und 94 eingestellt, bis er die Spiralfläche 126 der Nut 110 berührt.
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Die Einsteckhülse 95 wird sodann axial unter leichter Drehbewegung
vorgeschoben, so dass die Schleifscheibe 30 an der Spiralfläche 110 zum Angriff
gelangt. Jede der vier Spiralflächen 110 wird geschliffen, indem der Einsteckhalter
95 zurückgezogen wird,
bis die Stirnflächen 112 des Stirnfräsers bis hinter
den Finger 90 (Fix. 8) zurückgezogen sind, so dass der Stirnfräser nunmehr ps^ Index
um 90o zur nächsten Spiralfläche 110 gedreht werden kann. Durch Neueinstellung des
Fingers 90 wird der Stirnfräser etwas vorwärtsgedreht, so dass die Spiralflächen
111 des Stirnfräsers, wie in Fig. 10 gezeigt, geschliffen werden, um eine leichte
Hinterschneidung hinter der Spiralfläche 110 hervorzurufen.
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Um die Stirnflächen-112 und 113 zu schleifen, wird ein kürzerer Einateckhalter
95 verwendet, so dass das Kopfteil 80 in eine fast vertikale Stellung versehwenkt
werden kann, wie sie in Fig. 11 dargestellt ist. Hier bildet die Mittellinie des
Einsteckhalters
95 gegenüber den Tisch 22 einen Winkel von
ungefähr,850, so dass die Oberfläche 112 eine Hinterschneidung von etwa 50
erhält.
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Zur bequemen Einstellung und Einhaltung der 1Pinkelstellung
des Kopfteils 80 gegenüber dem Tragteil 40 ist an der Oberseite des Endflanschs
47 eine Skala 135 (Fig. 2) und am Kopfteil 80 eine entsprechende Zeigerlinie
137 (Fig. 6) vorgesehen. Vorzugsweise wird das Kopfteil 80 in der eingestellten
Winkelstellung durch eine Klemmschraube 140 (Fig. 7) gehalten, die in eine
Bohrung 141 im Endflansch 47 eingeschraubt ist und fest gegen die Seiten-fläche
des Kopfteils 80 gedrückt werden kann, um eine Iteibungshalterung
zu bilden.
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Wie in rechten Teil der Fig. 11 gezeigt, ist das Tragteil 40
unter einen kleinen Winkel, beispielsweise etwa 30, gegenüber der Grundplatte
38 verschwenkt, unter Zuhilfenahme der Skala 68, so dass dann, wenn das obere Ende
des Stirnfräsers unter der Schleifscheibe 30 hindurchbewegt wird, die Oberfläche
112 unter einem zusammengesetzten Winkel abgeschliffen wird, wodurch die Oberfläche
112 nach hinten um etwa 50 konisch und nach innen um etwa 30 verläuft. Hierdurch
wird eine Schneidspitze 145 erzeugt, die über den verbleibenden Endteil des
Stirnfräsers axial vorsteht.
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Nach Herausdrehen der Verriegelungsschraube 150 (Fig. 8) aus einer
entsprechenden konischen Vertiefung 151 in der Aussenfläche des Einsteckhalters
95 kann der Stirnfräser 100 weitergeindeat und mittels der Schraube 150 in einer
entsprechenden Vertiefung 151 erneut verriegelt werden, so dass anschliesstnd
eine
weitere der vier Oberflächen 112 geschliffen werden kann.
Hieraus ist ersichtlich,
dass jede der Stirnflächen 112 in eine
präzise Lage zu der Uofangsfläche
der Schleifscheibe 30 gebracht
wird entsprechend dem gewünschten zusammengesetzten
Winkel, wo-
durch jede Oberfläche 112 parallel zu der Oberseite des Tisches
22
geschliffen wird.
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Gemäss Fig. 12 ist es gewöhnlich erwUnseht,
in Anschluss an je-
de der Oberflächen 112 eine ausgesparte
Oberfläche 113 (Fig. 5)
zu erzeugen. Diese Oberfläche kann mittels
der erfindungsgemässen Befestigung leicht auf einer Oberflächenschleifmaschine
erzeugt
werden durch einfaches Verschwenken des Kopfteils 80,
bis die Mittellinie
der Bohrung 85 auf einen Winkel von etwa
600 zu dem Tisch 22 liegt. In der
weiter oben bereits für die
Oberflächen 112 beschriebenen Weise, nämlich durch
die Bewegung des Arbeitstisches 22 und durch Indexen des Einateekhalters
95
mittels der Schraube 150 können sodann sämtliche Oberflächen
113
geschliffen werden.
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Eine andere typische Anwendung der Befestigung 35 wird durch das
folgende Beispiel beschrieben. Ein Stirnfräser ist unter ei-
nem zusammengesetzten
Winkel von etwa 600 in Bezug auf den Tisch
(Fig. 13) angeordnet durch eine
entsprechende zusammengesetzte Winkeleinstellung sowohl des Tragteils 40
als auch des Kopfteils@80. Während der Stirnfräser in dieser Stellung
gehalten
wird, wird eine verhältnismässig dünne Schleifscheibe 160 in
Nähe
der Mitte des Stirnfräsers zur Anlage gebracht, um den Mittelendteil
des Stirnfräsers etwas unterhalb der Flächen 112 zu
schleifen.
Diese Hinterschliffbearbeit ung ist häufig erforder-
lich bei massiven
Stirnfräsern, die nicht mit einer axialen Boh-
rung 162 versehen
sind, wie der Stirnfräser nach Fig. 5, um zu
gewährleisten,
dass der Endmittelteil nicht in die Quere kommt, und um auch ausreichend
Raum für durch die Spitzen 145 abge-
nommene Späne zu schaffen.
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Hieraus ergibt sich also, dass durch Einstellung des Tragteils 40
und des Kopfteils 80 die Mittellinie des Einsteekhalters 95
auf jeden
gewünschten Winkel gegenüber dem Arbeitstisch 22 ein-
gestellt werden kann.
Es ist ein einfacher Arbeitsgang, die Be-
festigung auf das Schärfen der Stirnfläche
117 eines Spiral-
bohrers (Fig. 4) einzustellen, nämlich lediglich
durch Einstel-
lung der Befestigung derart, dass die zu schleifende Oberfläche
parallel
liegt zur Oberseite des Tischs 22. Nach dieser Einstel-
lung wird der Tisch
22 der Oberflächenschleifmaschine so hin-und herbewegt, dass
die Schleifscheibe 30 sich nach vorn und
hinten über das Schneidwerkzeug
bewegt, während der Tisch in
Querrichtung entweder automatisch oder mittels
des Handrades 25
von Hand seine Vorsehubbewegung erhält.
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Wie sich aus der Zeichnung und der vorstehenden Beschreibung er- gibt,
bringt die Verwendung der Befestigung 35 auf einer Ober-
flächenschleifmaschine
gemäss der vorliegenden Erfindung eine
ganze Anzahl von Vorteilen.
Zunächst einmal wird durch diese Be-
festigung eine Oberflächenschleifmaschine,
die normalerweise in
mechanischen Werkstätten vorhanden ist, auch zum
Schärfen von
Schneidwerkzeugen verwendbar gemacht. So ist es nicht mehr
erforderlich,
eine Spezialwerkzeugnasehine zu verwenden, die aus-
schliesslich
für das Schärfen von Schneidwerkzeugen verwendbar ist und die iieiste
Zeit unbenutzt ist.
Ausserde' kann durch einfache Benutzung der Skalen
68 und 135
und unter Verwendung des Magnettischs 22 der Einsteekhalter
95
schnell auf jeden vorbestimmten zusammengesetzten Winkel
einge-
stellt werden, so dass jede Schneidkante des Werkzeugs geschärft
werden
kann. In der Praxis hat sich gezeigt, dass durch Verwen-
dung der
erfindungsgemässen Befestigung 35 eine Person ohne be-
sondere Erfahrung
beim Schärfen von Sehneidwerkzeuaen mit nur
geringer Praxis dazu in
der Lage ist, leicht und präzise ein
Schneidwerkzeug mit mehreren Oberflächen
zu schärfen.
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Insofern wird-also durch die Erfindung eine neue und bisher nicht
erhältliche Befestigung zum Schärfen von Schneidwerkzeugen mit mehreren
Sehneidkanten, wie z.B. für Stirnfräser, geschaf-
fen, wobei
jede Schneidkante eine ganz genaue Lage haben russ, um ein Rattern
oder Schlagen zu verhindern und um ein genaues
Arbeiten mit dem Werkzeug zu
gewährleisten. Wenn nun zwar die
Hauptvorteile der erfindungsgemässen
Befestigung beim Präzi-
sionsschleifen von Sehneidwerkzeugen
mit mehreren Schneidkanten erzielt werden, so ist doch ersichtlich, dass
diese Befestigung
auch zum Schärfen von Werkzeugen, die nur eine Schneidkan4e
haben, benutzt werden kann. Auch ist klar, dass die gesamte Be-
festigungsvorrichtung
auf dem Tisch 22. zum Zwecke des Schleifens
einer besonderen Oberfläche leicht
und schnell verstellt werden
kann, indem einfach der Magnettisch ausgeschaltet
und die ge-
samte Befestigungsvorrichtung in die gewünschte Lage verschoben
wird.
Vorstehend
wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er-
findung beskrieben:
auf das die Erfindung aber nicht eingeschränkt sein soll; es sind
vielmehr Abweichungen hiervon möglich, ohne
dass dabei der in
den Patentansprüchen Xekennzeiohnete Erfindungsgedanke zerlassen wird.