DE1948452A1 - Jig - Google Patents
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Description
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Index-Werke KG, Hahn & Tessky 73 Esslingen/N., Plochinger Str. 92Index-Werke KG, Hahn & Tessky 73 Esslingen / N., Plochinger Str. 92
SpannvorrichtungJig
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Pestspannen eines einen Kegelschaft aufweisenden Werkzeughalters in einem Werkzeugträger, der eine kegelige Aufnahme hat, in die der Kegelschaft des Werkzeughalters durch eine Zugvorrichtung einschiebbar ist.The invention relates to a clamping device for clamping plague of a tool holder having a taper shank in a tool holder which has a tapered receptacle into which the The tapered shank of the tool holder can be pushed in by a pulling device is.
Werkzeughalter mit einem Kegelschaft werden Üblicherweise mittels eines Spannelementes in einem als Kegelhülse ausgebildeten Werkzeugträger oder in einer Arbeitsspindel festgespannt. Damit die Steif ipkeit ausreichend und somit eine schwingungsfreie Schnittkraftübertragung möglich ist, muss der Kegelv/inkel des Halters und des Werkzeugträgers genau nach Lehre gefertigt sein. Die Mantellinien des Kegelsehaftes und der KegelhUlso nüssen also auf die ganze Kegellärige genau übereinstimmen, damit ein Verkanten des Werkzeughalters unterTool holders with a tapered shank are usually designed as a tapered sleeve by means of a clamping element Tool carrier or clamped in a work spindle. So that the stiffness is sufficient and thus a vibration-free cutting force transmission is possible, must the taper angle of the holder and the tool carrier exactly Teaching be made. The surface lines of the cone shaft and the KegelhUlso need to match exactly to the whole cone, thus tilting the tool holder
10I8U/1164 · BAÖOBJGINAL10I8U / 1164 BAÖOBJGINAL
Λ 37 631Λ 37 631
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chnittkrafteinwirkung vermieden wird.cutting force is avoided.
Für die Voreinstellung von Werkzeugen sind bei dem oben beschriebenen Spannprinzip noch zusätzliche Genauigkeitsforderungen einzuhalten. Z.B. muss die Kegelbohrung des Werkzeugträgers und eine entsprechende Kegelbohrung des Voreinstellgerätes so genau gefertigt sein, dass der Werkzeughalter in beiden Bohrungen die gleiche Lage einnimmt. Da dies fertigungstechnisch sehr schwer zu verwirklichen ist, verwende^ man oft eine Kegelhülse mit einer Schulter. Die Kegelhülse wird in einer zylindrischen Bohrung des Werkzeugträgers bzw. des Voreinstellgeräts aufgenommen und an der Schulter in Achsrichtung durch Schrauben befestigt. Da durch die Schulter die Axiallage der Kegelbohrung fixiert ist, wird sie durch Nacharbeit als Justierelement benützt. Die Justierarbeit muss sowohl am Voreinstellgerät, als auch an jeder Werkzeugstation des Werkzeugträgers vorgenommen v/erden. Trotz der beschriebenen Ausgleichsmöglichkeit können durch unterschiedliche Spannkräfte und durch Verschleiss der Kegelhülse Lageunterschiede der Werkzeugschneiden auftreten.For the presetting of tools are described above Clamping principle to adhere to additional accuracy requirements. E.g. the tapered bore of the tool carrier and a corresponding conical bore of the presetting device can be manufactured so precisely that the tool holder in both holes occupies the same position. Since this is very difficult to achieve in terms of production technology, one often uses ^ a tapered sleeve with a shoulder. The tapered sleeve is inserted into a cylindrical bore in the tool carrier or the presetting device added and attached to the shoulder in the axial direction by screws. The axial position through the shoulder the conical bore is fixed, it is used as an adjustment element by reworking. The adjustment work must be carried out on both Presetting device, as well as at each tool station of the tool carrier made v / ground. Despite the compensation option described, different clamping forces and position differences of the tool cutting edges occur due to wear of the tapered sleeve.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, bei der die Fertigungstoleranzen sowohl des Kegeldurchmessers wie auch des Kegelwinkels keinen Ein- fluss auf die Lage der voreingestellten Werkzeugschneiden haben. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung bei der eingangs erwähnten Spannvorrichtung dadurch gelöst, dass in einer zylindrischen Bohrung des Werkzeugträgers-eine geschlitzte, mit einer Innenkegelfläche. versehene Kegelhülse verschiebbar ist und ferner eine senkrecht zur Achse angeordnete Anlagefläche des Werkzeughalters gegen eine entsprechende als An- The invention is now based on the object of a clamping device to create in which the manufacturing tolerances of both the cone diameter and the cone angle have no influence on the position of the preset tool cutting edges. This object is achieved according to the invention at the beginning mentioned clamping device solved in that in a cylindrical bore of the tool carrier-a slotted, with an inner conical surface. provided conical sleeve is displaceable and furthermore a contact surface of the tool holder arranged perpendicular to the axis against a corresponding as an
OBiGINALOBiGINAL
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schlagfläche ausgebildete Stirnfläche des Werkzeugträgers anpressbar ist. Bei dieser Konstruktion ergibt sich einmal durch die senkrecht zur Achse angeordnete Anlagefläche des Werkzeughalters an die Anschlagfläche des Werkzeugträgers eine einwandfreie Querlage dieses Werkzeughalters zur Achse der Spannvorrichtung und durch die verschiebbare und aufweitbare Kegelhülse erfolgt eine einwandfreie Anpressung der Kegelhülse gegen die zylindtische Bohrung des Werkzeugträgers und damit eine einwandfreie Zentrierung des gesamten Werkzeughalters. Die Toleranzen sowohl der Kegelfläche des Kegelschaftes als auch der kegeligen Aufnahme des Werkzeugträgers sind dabei ohne Einfluss auf die mittige Spannung, vorausgesetzt natürlich, dass die Flächen der Kegelhülse selbst zueinander zentrisch sind. Dagegen wirken sich die Steigungstoleranzen der Kegelflächen, welche einander ja gar nie voll entsprechen können, auf die Zentrizität in keiner V/eise ungünstig aus.Impact surface formed end face of the tool carrier can be pressed. With this construction there is once through the contact surface of the tool holder arranged perpendicular to the axis on the stop surface of the tool carrier a Perfect transverse position of this tool holder to the axis of the clamping device and thanks to the displaceable and expandable tapered sleeve there is a perfect pressing of the conical sleeve against the cylindrical bore of the tool carrier and thus perfect Centering of the entire tool holder. The tolerances of both the tapered surface of the tapered shank and the tapered ones Mounting of the tool carrier have no influence on the central tension, provided of course that the surfaces of the The conical sleeve itself are centric to one another. On the other hand, the slope tolerances of the conical surfaces, which are mutually exclusive, have an effect can never fully correspond to the centricity in no way unfavorable.
Es ist vorteilhaft, die Steigungstoleranzen so zu legen, dass die Kegelhülse einen flacheren und der Kegelschaft des Werkzeughalters einen steileren Kegelwinkel haben kann. Dies hat den Vorteil, dass dre Zentrierung immer am grossen Durchmesser der Kegelflächen erfolgt, wodurch Querkräfte am Werkzeughalter auf kürzestem Wege und damit mit der bestmöglichen Steifigkeit vom Werkzeugträger aufgenommen werden können. Ferner sind Winkelfehler der Kegelachsen zu den Anschlagflächen weitgehend ohne Einfluss auf die zentrische Lage. Da der Kegelschaft des Werkzeughalters keine Ausrichtfunktion hat, kann seine tragende Länge kürzer als üblich gehalten werden.It is advantageous to set the slope tolerances so that the taper sleeve can have a flatter and the taper shank of the tool holder a steeper taper angle. this has the advantage that three centering always takes place on the large diameter of the conical surfaces, which creates transverse forces on the tool holder can be picked up by the tool carrier in the shortest possible way and with the best possible rigidity. Furthermore are Angular errors of the cone axes to the stop surfaces largely without influence on the centric position. Since the taper of the Tool holder has no alignment function, its load-bearing length can be kept shorter than usual.
Vorteilhaft ist es, wenn die Kegelhülse sich um einen vorbestimmten Weg in Längsrichtung verschieben kann. Dies wird bei-It is advantageous if the tapered sleeve moves around a predetermined one Can move lengthways. This will be
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spielsweise dadurch gewährleistet, dass in eine Ausnehmung der Kegelhülse ein Anschlagstift des Werkzeugträgers eingreiftfor example this ensures that in a recess the tapered sleeve engages a stop pin of the tool carrier
Für diese Verschiebung ist es im übrigen bedeutsam, dass vor dem Einschieben des Kegelschaftes in die Kegelhülse zwischen deren zylindrischem Umfang und der zylindrischen Innenfläche des Werkzeugträgers kein Spiel vorhanden ist und durch die Eigenfederung der geschlitzten Kegelhülse bereits eine gewisse radiale Pressung derselben gegen die zylindrische Bohrung des Werkzeugträgers erreicht wird. Diese Pressung wird beim Ein-. schieben des Kegelschaftes gegen eine axiale Federvorspannung der Kegelhülse und gegen die auftretende Reibung an der zylindrischen Bohrung so erhöht, dass ein sicheres Zentrieren und eine hohe Steifigkeit quer zur Achse gewährleistet ist.For this shift it is also significant that before inserting the tapered shank into the tapered sleeve between its cylindrical circumference and the cylindrical inner surface of the tool carrier there is no play and due to the inherent springiness of the slotted tapered sleeve there is already a certain amount of play radial pressing of the same against the cylindrical bore of the tool carrier is achieved. This pressure is when a. pushing the cone shaft against an axial spring preload of the cone sleeve and against the friction occurring on the cylindrical Bore increased so that safe centering and high rigidity across the axis is guaranteed.
Durch die Spreizwirkung der Kegelhülse und die dadurch vorhandene radiale Vorspannung wird erreicht, dass sich die Kegelhülse während des SpannVorganges nicht aufweiten muss, wodurch Reibungsvorgänge in Umfangsrichtung vermieden werden. Fehler in der Zentrierwirkung können dadurch verhindert werden.The expansion effect of the tapered sleeve and the radial pretensioning that this creates causes the tapered sleeve to expand does not have to expand during the clamping process, which means Friction processes are avoided in the circumferential direction. This can prevent errors in the centering effect.
Günstig ist es ferner, wenn Federn vorgesehen sind, die ständig den V/erkzeughalter in die Lösestellung zu bewegen versuchen, derart, dass bei Aufhören einer Einzugskraft nun der Kegelschaft in seine Lösestellung bewegt wird.It is also beneficial if springs are provided that constantly try to move the tool holder into the release position, in such a way that when the pull-in force ceases, the tapered shank is now moved into its release position.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen: ■ ~ .Further advantages and features of the invention emerge from the following description in connection with the drawing, which includes an embodiment of the invention. In the drawing show: ■ ~.
„π _"Π _
1 0 9 8 U /1 1 6 V 8AD 1 0 9 8 U / 1 1 6 V 8AD
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Fig.l einen Längsschnitt durch einen einen Werkzeughalter aufnehmenden Werkzeugträger,Fig.l shows a longitudinal section through a tool holder receiving tool carrier,
Fig.2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig.l.Fig. 2 shows a cross section along line 2-2 of Fig.l.
Mit Io ist als Ganzes ein Werkzeugträger bezeichnet, in den ein Werkzeughalter 12 eingespannt v/erden soll. Der Werkzeughalter 12 hat einen Vferkjaeugblock 16, in dem das eigentliche Werkzeug l8 durch nichtgezeichnete Mittel befestigt ist und ferner einen Kegelschaft 2o mit einer Kegelfläche 22. Ausserdem ist eine Anlagefläche 2^4 senkrecht zur Längsachse des Kegelschaftes angeordnet. Der vorerwähnte Werkzeugträger hat eine senkrecht zur Längsachse ausgebildete Anschlagfläche 76 und eine zylindrische Bohrung 3o, in der eine geschlitzte Kegelhülse 32 angeordnet ist. Die Kegelhülse hat einen Schlitz 3H und ein Loch 36, in das mit Spiel ein Anschlagstift 38 des Werkzeugträgers hineinragt, durch den die Längsbewegung der Kegelhülse 32 begrenzt ist. Ihre kegelige Innenfläche ist mit 7 H und ihre zylindrische Aussenflache mit 72 bezeichnet. Im Abstand gemäss Fig.l rechts von der Kegelhülse ist ein Stützring Ho vorgesehen, der in eine entsprechende Ringausnehmung des Werkzeugträgers eingreift und so in axialer Richtung gehalten ist. Zwischen diesem Stützring 1Jo und der hinteren Fläche der Kegelhülse 32 sind Federn 42 angeordnet, welche die Kegelhülse wie in Fig.l nach links zu bewegen versuchen. Gegen die in Fig.l rechte Stirnfläche des Stützringes 'Io liegt ein Laufring HH an, der in seiner axialen Lage durch eine Fixierschraube HC gehalten ist. Mit Hilfe eines Kugellagers H8 kann nun auf dem Laufring HH ein Kegelzahnkranz 5o ablaufen» der in seiner Axialbeweßung durch einen Führungszapfen 52 einer Führungsschraube 5H gehalten ist.With Io a tool carrier is designated as a whole, in which a tool holder 12 is to be clamped / grounded. The tool holder 12 has a Vferkjaeugblock 16, in which the actual tool 18 is attached by means not shown, and also a conical shaft 2o with a conical surface 22. In addition, a contact surface 2 ^ 4 is arranged perpendicular to the longitudinal axis of the conical shaft. The aforementioned tool carrier has a stop surface 76 formed perpendicular to the longitudinal axis and a cylindrical bore 3o in which a slotted conical sleeve 32 is arranged. The conical sleeve has a slot 3H and a hole 36 into which a stop pin 38 of the tool carrier protrudes with play, through which the longitudinal movement of the conical sleeve 32 is limited. Its conical inner surface is denoted by 7 H and its cylindrical outer surface is denoted by 72. At a distance according to Fig.l to the right of the conical sleeve, a support ring Ho is provided which engages in a corresponding annular recess of the tool carrier and is thus held in the axial direction. Between this support ring 1 Jo and the rear surface of the conical sleeve 32 springs 42 are arranged, which try to move the conical sleeve to the left as in Fig.l. A bearing ring HH rests against the end face of the support ring on the right in FIG. 1 and is held in its axial position by a fixing screw HC. With the aid of a ball bearing H8 , a bevel gear rim 5o can now run on the race HH, which is held in its axial direction by a guide pin 52 of a guide screw 5H .
10 9 814/116410 9 814/1164
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Mit dem Kegelzahnkranz 5o wirkt ein Kegelrad, 56 zusammen, dessen Kegelradschaft 58 im Werkzeugträger gelagert ist und das mit Hilfe eines Mehrkant 60 gedreht werden kann.A bevel gear 56 cooperates with the bevel gear rim 5o, whose bevel gear shaft 58 is mounted in the tool carrier and which can be rotated with the help of a polygon 60.
Der Kegelzahnkranz 5o hat ein Innengewinde, das mit dem Äussengewinde einer Zughülse 62 zusammenwirkt, die eine Mitnahmeringnut 6*1 aufweist, in die der Spannkopf 66 eingreift, der am Hinterende des Kegelschaftes angebracht ist.The bevel gear rim 5o has an internal thread that connects to the external thread a tension sleeve 62 cooperates, which has a driving ring groove 6 * 1, in which the clamping head 66 engages, the is attached to the rear end of the taper shank.
Um die Lage des Werkzeughalters in Umfangsrichtuhg zu fixieren, ist am Werkzeugträger ein Mitnehmer 68 angebracht, der in eine Ausnehmung 7o des Werkzeugblockes eingreift.To fix the position of the tool holder in the circumferential direction, a driver 68 is attached to the tool carrier, which engages in a recess 7o of the tool block.
Der Vorgang beim Spannen der Spannvorrichtung ist nun wie folgt.The procedure for tensioning the tensioning device is now as follows.
Im Ruhezustand drücken die Federn k2 die Kegelhülse 32 in ihre gemäss Pig.l linke Lage unter Anschlag gegen den Anschlagstift 38. Ausserdem ist nun zwischen der Zylinderbohrung 3o des Werkzeugträgers und dem Umfang 72 der Kegelhülse durch deren Eigenfederung eine leichte Flächenpressung vorhanden.In the idle state, the springs k2 press the conical sleeve 32 into its left-hand position as shown in Pig.l with a stop against the stop pin 38. In addition, there is now a slight surface pressure between the cylinder bore 3o of the tool carrier and the circumference 72 of the conical sleeve due to its inherent springiness.
Zum Spannen des Werkzeughalters wird dessen Kegelschaft in die Kegelhülse soweit eingesteckt, bis die Anlagefläche 2'4 desTo clamp the tool holder, its tapered shank is inserted into the Taper sleeve inserted until the contact surface 2'4 of the
Werkzeughalters sich gegen die Anschlagfläche 76 des Werkzeugfedernd Tool holder against the stop surface 76 of the tool spring
trägers anlegt. Hierdurch wird die Kegelhülse 32/radial verspannt und lediglich um den minimalen Betrag der radial sich einstellenden Werkstoffzusammendrückung aufgeweitet, so dass sich nun einerseits die Kegelfläche 22 des Kegelschaftes 2o fest gegen die Kegelfläche 7*1 der Kegelhülse 32 und deren zylindrische Umfangsflache 72 fest geEe*v die Innenfläche 3o der Bohrung anpressen. Durch die Federkraft der Kegelhülse wird also ihre Keilwirkung dazu benützt, um eine entsprechendethe carrier. Thereby, the cone sleeve 32 / radially braced and expanded only by the minimum amount of radially adjusting Werkstoffzusammendrückung, so now the conical surface that the one part 22 of the taper shank 2o firmly against the conical surface 7 * 1 of the taper sleeve 32 and the cylindrical circumferential surface 72 firmly g e E e * v press the inner surface 3o of the hole. Due to the spring force of the conical sleeve, its wedge effect is used to create a corresponding
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Ä 37 631 h -.1\-Ä 37 631 h -.1 \ -
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Flächenpressung zv.'ischen dem Kegelschaft des Werkzeughalters, der Kegelhülse und der Bohrung des Werkzeugträgers zu erzeugen. Surface pressure between the tapered shank of the tool holder, to generate the tapered sleeve and the bore of the tool holder.
Der Einwärtszug auf den Kegelschaft geschieht dadurch, dass der Spannkopf 66 durch eine Schwenkbewegung der Zughülse 62 um 90 in nicht dargestellter Weise in die Mitnehmernut 6Ί eingreift und die Zughülse 62 axial gemäss Pig.l nach rechts dadurch verschoben wird, dass durch Drehen des Kegelrades 56 eine Drehung des Kegelzahnkranzes 5o erfolgt. Dieser Kegelzahnkranz dreht sich nun konzentrisch und nimmt durch die Gewindeverbindung die Zughülse 62 gamäss Fig.l nach rechts zum Pestspannen mit.The inward pull on the tapered shank takes place in that the clamping head 66 engages in the driving groove 6Ί in a manner not shown by a pivoting movement of the tension sleeve 62 by 90 and the tension sleeve 62 is axially shifted to the right according to Pig. 1 by turning the bevel gear 56 a rotation of the bevel ring gear 5o takes place. This conical toothed ring now rotates concentrically and, through the threaded connection, takes the tension sleeve 62 with it to the right, as shown in FIG. 1, to clamp the plague.
Der Keilwinkel der Hülse kann im Bereich der Selbsthemmung liegen oder grosser sein. Die Federkraft ist dann entsprechend zu wählen. V/ird der Werkzeughalter z.B. mit einem genormten ISA-Steilkegel ausgeführt, so entspricht der Keilwinkel der Hülse dem halben Steilkegelwinkel und liegt damit im Selbsthemmungsbereich. In radialer Richtung entspricht dadurch der Kraftschluss prakt'isch einem Formschluss, wodurch hohe Quer^· kräfte aufgenommen werden können, ohne dass die Kegelhülse axial ausweichen kann.The wedge angle of the sleeve can be in the self-locking area or larger. The spring force is then corresponding to choose. If the tool holder is designed with a standardized ISA steep taper, for example, the wedge angle corresponds to Sleeve half the steep taper angle and is therefore in the self-locking range. This corresponds to in the radial direction Force fit practically a form fit, whereby high transverse ^ · forces can be absorbed without the conical sleeve being able to give way axially.
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Claims (1)
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