DE19807870C1 - Rundlaufendes Zerspanungswerkzeug - Google Patents

Abstract

Ein insbesondere für Präzisionsbearbeitungen mit hoher Drehzahl geeignetes Zerspanungswerkzeug weist einen Werkzeuggrundkörper auf, an dem ein Werkzeug um eine quer zu der Drehachse festgelegte Schwenkachse verstellbar gelagert ist. Zur Verstellung dient eine Verstellvorrichtung, mit der die gewünschte Schwenkposition des Werkzeugs und damit der Flugkreis seiner Schneide in Grenzen einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug ins­ besondere ein rundlaufendes Zerspanungswerkzeug, das eine drehende Arbeitsbewegung ausführt.

Bei der Zerspanung mit rotierenden Werkzeugen, wie bspw. beim Bohren und beim Fräsen, kommen aufgrund zwi­ schenzeitlich verfügbarer hochleistungsfähiger Werkstoffe Werkzeuge zum Einsatz, die zum Teil mit äußerst hohen Drehzahlen laufen. Die Werkzeuge müssen diesen Drehzahlen gewachsen sein.

Darüber hinaus besteht häufig der Wunsch nach einer hohen Bearbeitungsgenauigkeit und nach einer gewissen Ein­ stellbarkeit des Werkzeugs. Bspw. sind Bohrwerkzeuge in der Regel für einen bestimmten Bohrlochdurchmesser ausge­ legt. Für unterschiedliche Bohrlochdurchmesser müssen dem­ zufolge unterschiedliche Werkzeuge vorgehalten werden. Sollen Zwischengrößen gebohrt werden, muss ein entspre­ chendes neues Bohrwerkzeug angeschafft oder hergestellt werden.

Auch bei anderen Zerspanungsoperationen, bspw. beim Fräsen, beim Ausdrehen usw. wird häufig eine gewisse Ver­ stellbarkeit an dem Zerspanungswerkzeug gefordert.

Aus der DE 30 42 939 A1 ist ein Werkzeughalter für ein rotierendes Werkzeug bekannt, das einen treibenden Teil, der mit einer Arbeitsspindel verbunden wird, sowie einen getriebenen Teil aufweist, der zur Werkzeugaufnahme dient. Beide Teile sind über eine Gelenkkupplung miteinander ge­ kuppelt, die einen kugelförmigen Körper aufweist und in einer kugelförmigen Ausnehmung allseitig schwenkbar gela­ gert ist. Über ein Wälzlager ist der getriebene Teil zudem senkrecht zur Werkzeugachse verschiebbar gelagert. Dadurch kann der getriebene Teil während des Bohrens seine Schwen­ klage ändern und sich an den Lauf einer vorgebohrten Boh­ rung anpassen.

Außerdem ist aus der DE 36 30 126 A1 ein einstell­ bares Zerspanungswerkzeug bekannt, das eine Werkzeugträ­ gerachse aufweist, die in einem zwischen zwei Auflagen befindlichen biegsamen Teil elastisch verbiegbar ist. Zur Einstellung des Werkzeugs wird durch Belastung dieses biegsamen Teils mit einer Vorspannkraft die neutrale Längsfaser der Werkzeugträgerachse verformt.

Vor diesem Hintergrund ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein einstellbares Zerspanungs­ werkzeug zu schaffen. Dieses Zerspanungswerkzeug soll mög­ lichst drehzahlfest sein und eine hohe Bearbeitungsgenau­ igkeit ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit einem Zerspanungswerkzeug ge­ löst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 2 auf­ weist.

Das Zerspanungswerkzeug weist einen an der Arbeits­ spindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Werkzeug­ grundkörper auf. An dem Werkzeuggrundkörper ist das ei­ gentliche Werkzeug um eine Schwenkachse verstellbar gela­ gert. Durch eine gezielte Verschwenkung des Werkzeugs ge­ lingt es, den Durchmesser des Flugkreises einer oder meh­ rerer Schneiden des Werkzeugs zu ändern, d. h. einzustel­ len. Damit können mit dem Zerspanungswerkzeug bspw. unter­ schiedliche Lochdurchmesser gebohrt oder unterschiedlich breite Nuten gefräst werden.

Es hat sich gezeigt, dass die schwenkbare Lagerung des Werkzeugs an dem Werkzeuggrundkörper eine besonders drehzahlfeste und steife Lagerung des Werkstücks mit ein­ fachsten Mitteln ermöglicht. Dabei genügt es, wenn der Schwenkbereich einige Grad, bspw. 3° oder 5°, beträgt.

Entsprechend der Länge des Werkzeugs, d. h. des Abstandes seiner Schneide von der Schwenkachse, ergibt sich ein Verstell­ bereich, der größer als ein Millimeter sein kann. Damit können bspw. im Durchmesserbereich von 5 bis 13 Millimeter mit in ein oder zwei Millimeterabständen gestuften Zer­ spanungswerkzeugen beliebige Durchmesser eingestellt wer­ den.

Außerdem bietet die schwenkbare Lagerung des Werk­ zeugs an dem Grundkörper in Verbindung mit einer Einstell­ vorrichtung zur Fixierung einer gewünschten Schwenkposi­ tion von vorne herein die Grundlage für eine steife Lage­ rung des Werkzeugs durch direkte Verbindung zwischen dem Werkzeug und dem Werkzeuggrundkörper und kurze Kraftfluss­ wege. Damit ist dieser Grundaufbau, insbesondere für hohe Drehzahlen und präzise Bearbeitungsforderungen geeignet.

Das Werkzeug kann ein stabförmig ausgebildeter läng­ licher Stichel sein, der an einem Ende ein oder mehrere Schneidkörper trägt oder an dem Schneiden ausgebildet sind. Die Schneidkörper können aus Hartmetall oder Nicht­ metall wie bspw. Diamant oder anderen Stoffen ausgebildet sein. Es ist sowohl möglich ein oder mehrere bewußt ge­ formte (geschliffene) Schneiden als auch zufällig ausge­ bildete Schneiden vorzusehen, wie es bei Schleifwerkzeugen der Fall ist. Der stabförmige Stichel ermöglicht die Be­ arbeitung von Bohrungen und Nuten, wobei der Flugkreis­ durchmesser der Schneiden des Stichels durch dessen Ver­ schwenkung einstellbar ist. Der Stichel oder das sonstige Werkzeug ist vorzugsweise mit seiner Längsrichtung im We­ sentlichen parallel oder in dem von der Einstellvorrich­ tung vorgegebenen Winkel zu der Drehachse des Werkzeug­ grundkörpers angeordnet. Dabei kann das Werkzeug sowohl so angeordnet sein, dass es sich im Wesentlichen um seine Längsachse dreht, d. h. dass seine Längsachse mit der Dreh­ achse des Werkzeuggrundkörpers zusammenfällt, als auch so, dass es um die Drehachse umläuft. In letzterem Fall weist es einen Radialversatz auf, der bspw. erforderlich ist, um Bohrungen oder Nuten zu bearbeiten, deren Durchmesser bzw. Breite deutlich größer ist als der Durchmesser des Sti­ chels.

Bei einer gegen die Drehachse des Werkzeuggrundkör­ pers radial versetzten Anordnung des Stichels wirken an dem Stichel insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen Flieh­ kräfte, die eine zusätzliche definierte Anlage des Sti­ chels an der Einstellvorrichtung des Werkzeuggrundkörpers bewirken, die insoweit als Widerlager wirkt. Durch diese Vorspannung ergibt sich letztlich eine sehr steife Lage­ rung des Stichels oder Werkzeugs.

Das Werkzeug sitzt mit seinem zylindrischen Schaft vorzugsweise in einer Öffnung des Werkzeuggrundkörpers, die den Schaft insoweit ganz umschließt. Die Öffnung kann eine besonders sichere und präzise Lagerung des Werkzeugs (Stichels) bewirken, wenn sie einen Querschnitt aufweist, der eine Verschwenkung des Werkzeugs lediglich in einer Richtung zulässt und das Werkzeug ansonsten führt. Bei einem Stichel mit zylindrischem Schaft ist dies ein ovaler Öffnungsquerschnitt. Die relativ flachen Flanken dieser ovalen Öffnung führen den Schaft seitlich, wenn dieser einen entsprechenden Durchmesser aufweist und in Seiten­ richtung spielarm in der Öffnung sitzt.

Die schwenkbare Lagerung des Werkzeugs kann prinzi­ piell mit unterschiedlichen Maßnahmen bewerkstelligt wer­ den. Eine einfache und zweckmäßige Lösung ergibt sich durch einen Stift, der quer durch die Öffnung des Werk­ zeuggrundkörpers geht. Dieser Stift findet vorzugsweise in eine an dem Ende des Schafts des Werkzeugs vorgesehene Nut. Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Werkzeug ohne Ausbau des Stifts axial in den Werkzeuggrundkörper einge­ setzt und aus diesem herausgenommen werden kann. Soll das Werkzeug an oder in dem Werkzeuggrundkörper verliersicher gehalten werden, ist der Schaft des Werkzeugs vorzugsweise mit einer Querbohrung versehen, durch die der Stift führt.

Der Stift kann eine Befestigung des Werkzeugs an dem Werkzeuggrundkörper hinsichtlich der Übertragung von Axi­ alkräften (axialen Druckkräften) als auch hinsichtlich der Übertragung von Drehmomenten bewirken. Er kann deshalb zugleich als Sicherungsmittel ausgebildet sein, das die Übertragung zu großer Kräfte und/oder Drehmomente zwischen dem Werkzeug und dem Werkzeuggrundkörper verhindert. Auf einfache Weise kann dies mit wenigstens einer an dem Stift vorgesehenen Sollbruchstelle bewirkt werden. Vorzugsweise weist der Stift zwei zwischen dem Werkzeug und dem Werk­ zeuggrundkörper angeordnete Sollbruchstellen auf, die bspw. durch Ringnuten gebildet sind. Bei zu großer Last schert der Stift in diesem Bereich ab, so dass der Stichel (das Werkzeug) sich in dem Werkzeuggrundkörper drehen und axial in diesem verschieben kann.

Der Stift kann prinzipiell auf unterschiedliche Wei­ sen an dem Werkzeuggrundkörper befestigt werden. Bspw. kann er in einer entsprechenden Querbohrung im Presssitz gehalten sein. Ist der Stift nicht im Presssitz gehalten, sind Ausführungsformen zweckmäßig, bei denen die Querboh­ rung wenigstens abschnittsweise mit Innengewinde versehen ist. Der Stift kann selbst einen Gewindekopf aufweisen oder durch Madenschrauben gesichert werden.

Während die seitliche Lagerung des Werkzeugs oder Stichels quer zur Schwenkrichtung bspw. von der Wandung der Aufnahmebohrung des Werkzeuggrundkörpers übernommen werden kann, dient zur Festlegung der Schwenkposition die Einstellvorrichtung. Die Einstellvorrichtung wird durch wenigstens ein Widerlagerelement gebildet, das eine feste, jedoch verstellbare Anlage für das Werkzeug bildet und dieses in einer festgelegten Schwenklage fixiert. Das Widerlagerelement kann durch eine oder mehrere Stell­ schrauben gebildet sein. Diese sind bspw. Madenschrauben, die mit ihren Stirnflächen mit dem Werkzeug in Anlage ste­ hen. Zwei einander gegenüberliegend angeordnete Maden­ schrauben haben den Vorteil, dass sie nicht nur eine Schwenklage des Werkzeugs eindeutig festlegen können, son­ dern dieses zwischeneinander spannen können, so dass es spielfrei gehalten ist.

Insbesondere bei für höhere und höchste Drehzahlen vorgesehenen Zerspanungswerkzeugen ist es zweckmäßig, wenn diese mit ein oder mehreren Auswuchtgewichten versehen sind, die verstellbar gelagert sind. Damit wird es möglich, fertigungsbedingte Unwuchten des Zerspanungswerkzeugs aus­ zugleichen. Darüber hinaus können geringere Unwuchten, die durch Verstellen der Schwenklage des Werkzeugs hervorgeru­ fen werden können, mit den Auswuchtgewichten ausgeglichen werden. Im Einzelfall kann ein einziges Auswuchtgewicht genügen. Vorzugsweise sind zwei einander gegenüberliegend angeordnete Auswuchtgewichte vorgesehen, die koaxial und miteinander fluchtend quer zu dem Stift der Schwenklage­ rung und von diesem beabstandet angeordnet sind. Damit kann der Schwerpunkt des Werkzeuggrundkörpers quer zu dem Stift verschoben werden, bis er die Drehachse des Zerspa­ nungswerkzeugs trifft. Alternativ oder zusätzlich kann ein Auswuchtgewicht vorgesehen sein, das sich parallel zu der von dem Stift festgelegten Schwenkachse verstellen läßt. Im Zusammenwirken mit den übrigen Auswuchtgewichten kann der Schwerpunkt nun in beliebigen Radialrichtungen kor­ rigiert werden.

Die Auswuchtgewichte sind bspw. relativ schwere Ma­ denschrauben, die nicht zu leichtgängig in entsprechenden Gewindebohrungen sitzen. Zur Sicherheit können die Gewin­ debohrungen mit Sicherungsringen gesichert sein, die ein Herausdrehen und Herausschleudern der Auswuchtgewichte verhindern. Zur Erleichterung des Auswuchtens können die Auswuchtgewichte und/oder die Einstellvorrichtung mit Mar­ kierungen oder Skalen versehen sein.

Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindungen sind Gegenstand von Unteransprüchen oder er­ geben sich aus der Zeichnung oder der zugehörigen Be­ schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug in längsgeschnittener nicht maßstäblicher Darstellung,

Fig. 2 das Zerspanungswerkzeug nach Fig. 1, in ei­ ner gegen die Darstellung der Fig. 1 gedrehten Seiten­ ansicht,

Fig. 3 das Zerspanungswerkzeug nach Fig. 1, ge­ schnitten entlang der Linie III-III in Fig. 1, in einem anderen Maßstab,

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform des Zer­ spanungswerkzeugs, in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung,

Fig. 5 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Zerspanungswerkzeugs nach Fig. 1, in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung

Fig. 6 das Zerspanungswerkzeug nach Fig. 1, ge­ schnitten entlang einer Linie VI-VI in Fig. 1, in einem anderen Maßstab, und

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform des Zer­ spanungswerkzeugs in längsgeschnittener nicht maßstäbli­ cher vereinfachter Darstellung.

In Fig. 1 ist ein Zerspanungswerkzeug 1 veranschau­ licht, das insbesondere für Bohr- oder Fräsbearbeitungen oder andere Zerspanungsaufgaben mit rotierendem Werkzeug vorgesehen ist. Das Zerspanungswerkzeug 1 weist einen Werkzeuggrundkörper 2 auf, der bspw. rohrförmig ausgebil­ det ist. An seinem oberen Ende 3 ist er mit einem geeigne­ ten, lediglich schematisch mit einer gestrichelten Linie angedeuteten Verbindungsmittel 4 versehen, das zur Verbin­ dung des Werkzeuggrundkörpers 2 mit einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine dient. Das Verbindungsmittel 4 kann bspw. ein Kegelschaft sein. Durch das Verbindungsmittel 4 und die nicht weiter dargestellte Arbeitsspindel der Werk­ zeugmaschine ist eine Drehachse 5 festgelegt, um die der rohrförmige Werkzeuggrundkörper 2 in Gebrauch dreht. Der Werkzeuggrundkörper 2 ist dabei konzentrisch zu der Dreh­ achse 5 gehalten.

Wie sich aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 er­ gibt, ist der außen zylindrisch oder prismatisch ausge­ bildete Werkzeuggrundkörper 2 mit einer Zentralöffnung 7 versehen, die im Querschnitt bspw. oval ausgebildet und koaxial zu der Drehachse 5 angeordnet ist. Die Zentralöff­ nung 7 ist durch zwei halbzylindrische Wandungsabschnitte 8, 9 begrenzt, die durch mehr oder weniger plan ausgebil­ dete Flächenbereiche 11, 12 untereinander verbunden sind.

In der Zentralöffnung 7 ist ein als Werkzeug dienen­ der Stichel 14 drehfest gehalten, der im Wesentlichen durch einen zylindrischen schlanken Stab 15 gebildet ist. Sein in Fig. 1 oberer Teilabschnitt dient als Schaft 16, der in die Zentralöffnung 7 ragt und in dieser gelagert bzw. gehalten ist. Sein aus der Zentralöffnung 7 heraus­ ragender Abschnitt bildet einen Finger, an dessen freiem, von dem Werkzeuggrundkörper 2 abliegendem Ende wenigstens eine Schneide 17 ausgebildet ist. Diese ist in einem Ab­ stand A zu der Drehachse 5 angeordnet, der größer ist als der Radius des Fingers 15. Dazu weist der Finger 15 an seinem freien Ende einen radial nach außen weisenden Vor­ sprung 18 auf, der entweder selbst mit der Schneidkante 17 versehen ist, oder ein oder mehrere Schneidkörper trägt. Dies können bspw. Diamantkörner oder anderweitige Schneid­ körper mit definiert oder zufällig ausgebildeten Schneiden sein.

Der Stichel 14 ist an dem Werkzeuggrundkörper 2 schwenkbar gelagert. Dazu dient ein die Zentralöffnung 7 durchquerender Stift 21, der in einer in dem Werkzeug­ grundkörper 2 ausgebildeten Querbohrung 22 sitzt. Der Stift 21 legt eine Schwenkachse 23 fest, um die der Sti­ chel 14 schwenkbar gelagert ist. Dazu weist dieser an sei­ nem in der Zentralöffnung 7 befindlichen Ende des Schafts 16 eine über die Stirnfläche verlaufende Quernut 25 auf, die eine Breite hat, die dem Durchmesser des Stifts 21 entspricht. Die Flanken der Nut 25 bilden Anlageflächen zur Drehmomentübertragung, während die Bodenfläche der Nut 25 eine Anlagefläche zur Axialschubübertragung zwischen dem Werkzeuggrundkörper 2 und dem Stichel 14 bildet. Inso­ weit ist die Kontur der Nut 25 dem Querschnitt des Stifts 21 angepasst.

Der Stift 21 kann, wie aus Fig. 3 hervorgeht, im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, wobei die Quer­ bohrung 22 ebenfalls glattwandig und zylindrisch ausge­ bildet ist. Der Stift 21 sitzt in der Querbohrung 22 bspw. im Presssitz. Als Überlastsicherung kann der Stift 21 bei der jeweiligen Übergangsstelle, bei der die Querbohrung 22 in die Zentralöffnung 7 mündet, mit Ringkerben 25, 26 ver­ sehen sein, die im einzelnen sehr fein, d. h. kaum wahr­ nehmbar ausgebildet sein können.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist zur Einstellung der jeweiligen Schwenkposition des um einige Grad (1° bis 5°) schwenkbaren Stichels 14 eine Einstellvorrichtung 28 vor­ gesehen, die im vorliegenden Fall durch zwei Madenschrau­ ben 31, 32 gebildet wird. Diese sitzen zu einer gemein­ samen Längsmittelachse 33 koaxial quer zu dem Querstift 21 in entsprechenden Gewindebohrungen 34, 35 des Werkzeug­ grundkörpers 2. Die Madenschrauben 31, 32 weisen leicht ballige Stirnflächen 36, 37 auf, die eine Anlagefläche für den Schaft 16 bilden. Innensechskante 38, 39 gestatten das Ansetzen eines Werkzeugs und die Einstellung der Schwen­ klage des Stichels 14.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann sowohl die Maden­ schraube 31 als auch die Madenschraube 32 jeweils mit ei­ ner Markierung, wie bspw. einem Pfeil 31a versehen sein. Diesem ist eine die Gewindebohrung 34 umgebende Skala 34a (Rundskala) zugeordnet, an der die Verdrehung der Maden­ schraube 31 ablesbar ist. Wegen der lediglich geringen Winkelverstellung des Stichels ist eine Drehung der Maden­ schraube 34 relativ genau proportional einer entsprechen­ den Durchmesserverstellung an der Schneide 17. Die Skala kann entsprechend kalibriert oder ausgelegt sein. Entspre­ chend kann auch die Gewindebohrung 35 mit einer Skala ver­ sehen sein.

Insbesondere wenn das Zerspanungswerkzeug 1 für hohe Drehzahlen von bspw. über 10000 U/min bis zu 100000 U/min eingesetzt werden soll, ist es zweckmäßig, wenn dieses mit einem Auswuchtmittel 40 versehen ist. Dazu weist der Grundkörper 2 zwei einander gegenüberliegend angeordnete Gewindebohrungen 41, 42 auf, in die Auswuchtgewichte 43, 44 eingeschraubt sind. Diese sind bspw. als Madenschrauben aus einem schweren Material ausgebildet und mit einem Schlitz 45 zum Ansetzen eines geeigneten Betätigungswerk­ zeugs, wie bspw. eines Schraubendrehers, versehen. Die Auswuchtgewichte 43, 44 sind koaxial zueinander angeordnet und können mehr oder weniger tief in ihre jeweilige Gewin­ debohrung 41, 42 eingeschraubt werden. Dadurch kann der Schwerpunkt in Bezug auf die Drehachse 5 in Schwenkrich­ tung verlagert werden, so dass eine durch Schrägstellung des Stichels 14 hervorgerufe Unwucht kompensierbar ist.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 6 hervorgeht, kann die jeweilige Gewindebohrung 41, 42 insbesondere an ihrem jeweils außen liegenden Ende mit einer Ringnut ver­ sehen sein, in der ein Sicherungsring 46, 47 gehalten ist. Dieser verhindert das Herausdrehen der Auswuchtgewichte 43, 44 aus den Gewindebohrungen 41, 42 infolge von Vibra­ tionen oder Fliehkraft. Ergänzend können radial innenlie­ gende Sicherungsringe 48, 49 in entsprechenden Ringnuten sitzen, so dass verhindert wird, dass die Auswuchtgewichte 43, 44 zu weit in die Zentralöffnung 7 eingeschraubt wer­ den.

Während die Auswuchtgewichte 43, 44 in einer zu der Schwenkachse 23 rechtwinkligen Richtung 51 radial ver­ stellbar gelagert sind, kann ein weiteres Auswuchtgewicht vorgesehen sein, das in einer Richtung parallel zu der Schwenkachse 23 verstellbar ist. Dieses Auswuchtgewicht ist in Fig. 6 lediglich anhand seiner durch eine strich­ punktierte Linie 52 markierten Verstellrichtung angedeu­ tet. Weitere Auswuchtgewichte können in unterschiedlichen Richtungen verstellbar vorgesehen sein.

Das insoweit beschriebene Zerspanungswerkzeug 1 ar­ beitet wie folgt:

Beim Einrichten des Zerspanungswerkzeugs 1 wird mit­ tels der Madenschrauben 31, 32 die gewünschte Schwenklage des Stichels 14 und somit der Flugkreisdurchmesser der Schneide 17 festgelegt. An einer entsprechenden Auswucht­ maschine befestigt, kann das Zerspanungswerkzeug 1 in ei­ nem Probelauf hinsichtlich seiner Unwucht ausgemessen wer­ den, die dann durch Verstellen der Auswuchtgewichte 43, 44 korrigierbar ist.

Das so ausgewuchtete Zerspanungswerkzeug 1 wird dann an einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine befestigt und um die Drehachse 5 drehend angetrieben, wenn es mit dem nicht weiter veranschaulichten Werkstück in Eingriff kommt. An der Schneide 17 des Stichels 14 wirken nun Fliehkräfte, die von dem Werkzeuggrundkörper 2 über die Einstellvorrichtung 28 und den Stift 21 aufgenommen wer­ den. Außerdem tritt an dem Stichel 14 ein gewisser Axial­ schub auf, der von dem Stift 21 auf den Werkzeuggrundkör­ per übertragen wird. Der Stift 21 überragt außerdem das Antriebsdrehmoment von dem Werkzeuggrundkörper 2 auf den Stichel 14, der das eigentliche Werkzeug bildet. Wird die auf den Stichel 14 wirkende Axialkraft oder das übertrage­ ne Antriebsdrehmoment zu groß, bricht der Stift 21 an sei­ nen Sollbruchstellen, wodurch das durch den Stichel 14 gebildete Werkzeug vor Überlastung geschützt wird. Dies insbesondere, weil der Stichel 14 selbst nur ein sehr ge­ ringes Massenträgheitsmoment aufweist und auch bei hohen Drehzahlen infolge seines geringen Schwungmoments seine eigene Schneide 17 nicht beschädigen kann. Das Schwungmo­ ment des Werkzeuggrundkörpers 2 wird jedoch bei brechendem Stift 21 von dem Stichel 14 ferngehalten.

Während die an dem Stichel 14 angreifende Radialkraft zwischen dem Stift 21 und der Einstellvorrichtung 28 auf­ genommen wird, ist der Schaft 16 zwischen den Anlageflä­ chen 11, 12 der Zentralbohrung 7 präzise geführt, wie ins­ besondere aus Fig. 6 hervorgeht.

Eine alternative Ausführungsform des Zerspanungswerk­ zeugs 1 ist aus Fig. 4 ersichtlich. Der Unterschied zu der vorbeschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass die Querbohrung 22 an einer Seite des Werkzeuggrundkörpers 2 als Stufenbohrung 22a ausgebildet ist, die Innengewinde aufweist. Der gegenüberliegende Teil 22b der Querbohrung weist einen zylindrischen Abschnitt zur Aufnahme des Stifts 21 auf, an dem sich ein trichterförmig erweiternder Abschnitt anschließt. Der Stift 21 ist mit einem Kopf ver­ sehen, der einen größeren Durchmesser aufweist und Außen­ gewinde trägt und mit dem der Stift 21 in der Querbohrung 22 gehalten ist. Diese Ausführungsform hat insbesondere dann Vorteile, wenn der Stift 21 häufiger auszuwechseln ist.

Alternativ kann die in Fig. 5 veranschaulichte Aus­ führungsform angewendet werden, bei der beide Bohrungs­ abschnitte 22a, 22b als mit Innengewinde versehene Stufen­ bohrungen ausgebildet sind. Der hier verwendete Siche­ rungsstift ragt mit seinen Enden nur wenig in die größeren Abschnitte der Stufenbohrungen 22a, 22b. Diese können be­ darfsweise mit Madenschrauben verschlossen werden.

Schliesslich ist in Fig. 7 eine Ausführungsform des Zerspanungswerkzeugs 1 veranschaulicht, bei dem anstelle der Zentralöffnung 7 eine bezüglich der Drehachse 5 exzen­ trisch angeordnete Öffnung 7' vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Stichel 14 auf einer Umlaufbahn bezüglich der Drehachse 5 geführt, so dass die Schneidkan­ te 17 einen Flugkreis mit relativ großem Durchmesser fest­ legt.

Ein insbesondere für Präzisionsbearbeitungen mit ho­ her Drehzahl geeignetes Zerspanungswerkzeug 1 weist einen Werkzeuggrundkörper 2 auf, an dem ein Werkzeug 14 um eine quer zu der Drehachse 5 festgelegte Schwenkachse 23 ver­ stellbar gelagert ist. Zur Verstellung dient eine Ver­ stellvorrichtung 28, mit der die gewünschte Schwenkpositi­ on des Werkzeugs 14 und damit der Flugkreis seiner Schnei­ de 17 in Grenzen einstellbar ist.

Claims (26)

1. Zerspanungswerkzeug (1), insbesondere für drehende Arbeitsbewegung,
mit einem Werkzeuggrundkörper (2), der ein Verbin­ dungsmittel (4) zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine aufweist,
mit einem Werkzeug (14), das an einem Ende wenigstens um einen kleinen Winkel um eine Schwenkachse (23) schwenk­ bar an dem Werkzeuggrundkörper (2) gelagert ist und das wenigstens eine Schneide (17) aufweist,
mit einer Einstellvorrichtung (28), mittels derer die Schwenkposition des Werkzeugs (14) in Bezug auf den Werk­ zeuggrundkörper (2) festlegbar ist,
wobei der Werkzeuggrundkörper (2) eine Zentralöffnung (7) aufweist, deren Querschnitt mindestens zwei im Wesent­ lichen flache Flanken (11, 12) aufweist,
wobei das Werkzeug (14) einen Schaft (16) aufweist, der zumindest zu einem Teil in die Zentralöffnung (7) des Werkzeuggrundkörpers (2) und aus diesem heraus ragt, und
wobei der Schaft (16) des Werkzeugs (14) an den fla­ chen Flanken (11, 12) des Werkzeuggrundkörpers (2) spielarm seitlich geführt wird.

2. Zerspanungswerkzeug (1), insbesondere für drehende Arbeitsbewegung,
mit einem Werkzeuggrundkörper (2), der ein Verbin­ dungsmittel (4) zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine aufweist,
mit einem Werkzeug (14), das an einem Ende wenigstens um einen kleinen Winkel um eine Schwenkachse (23) schwenk­ bar an dem Werkzeuggrundkörper (2) gelagert ist und das wenigstens eine Schneide (17) aufweist,
mit einer Einstellvorrichtung (28), mittels derer die Schwenkposition des Werkzeugs (14) in Bezug auf den Werk­ zeuggrundkörper (2) festlegbar ist,
wobei der Werkzeuggrundkörper (2) eine Zentralöffnung (7) und einen Stift (21) aufweist, der quer durch die Öff­ nung (7) geht,
wobei das Werkzeug (14) einen Schaft (16) aufweist, der an dem in der Zentralöffnung (7) befindlichen Ende mit einer Aufnahmeöffnung (25) versehen ist, und
wobei die Aufnahmeöffnung (25) und der Stift (21) eine Schwenklagerung des Werkzeugs (14) in dem Werkzeug­ grundkörper (2) zur Drehmomentübertragung auf das Werkzeug (14) bilden.

3. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (4) zur Verbindung mit einer eine Drehachse (5) definierenden Ar­ beitsspindel der Werkzeugmaschine eingerichtet ist und dass das Werkzeug (14) bezüglich der Drehachse (5) dreh­ fest mit dem Werkzeuggrundkörper (2) verbunden ist.

4. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) ein stabför­ mig ausgebildeter länglicher Stichel ist, der mit ein oder mehreren Schneidkörpern versehen ist.

5. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Schaft (16) zylindrisch ist.

6. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (7) wenigstens in dem Bereich, der von dem zylindrischen Schaft (16) eingenommen wird, einen ovalen Querschnitt aufweist.

7. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur schwenkbaren Lagerung des Werk­ zeugs (14) ein Stift (21) vorgesehen ist, der sich quer durch die Öffnung (7) erstreckt und der mit dem Werkzeug (14) im Eingriff steht, das dazu eine Aufnahmeöffnung (25) aufweist.

8. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Stift (21) wenigstens eine, vorzugsweise zwei Sollbruchstellen aufweist, die vorzugs­ weise zwischen dem Werkzeug (14) und dem Werkzeuggrundkör­ per (2) angeordnet sind.

9. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen in dem Stift (21) vorgesehene Ringnuten sind.

10. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass der Stift (21) in dem Werk­ zeuggrundkörper (2) in einer entsprechenden Querbohrung (22) gehalten ist.

11. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (21) im Presssitz gehalten ist.

12. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (22) eine Durchgangs­ bohrung ist.

13. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (22) wenigstens an einer Seite mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Ge­ windekopfs eines entsprechenden Stifts (21) oder zur Auf­ nahme einer Madenschraube zum Verschluss der Querbohrung versehen ist.

14. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (25) durch eine quer über eine Endfläche des Werkzeugs (14) verlau­ fende Nut (25) gebildet ist.

15. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 7 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (25) durch eine Querbohrung gebildet ist, die durch den Schaft führt.

16. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (28) wenigstens ein in Radialrichtung verstellbares Widerlager­ element (31, 32) aufweist, das das Werkzeug gegen den Werkzeuggrundkörper (2) abstützt.

17. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Widerlagerelement (31, 32) wenigstens eine Stellschraube gehört.

18. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube eine Madenschraube ist, deren Stirnfläche mit dem Werkzeug (14) in Anlage überführbar ist.

19. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Werkzeuggrundkörper (2) zwei einander gegenüberliegend angeordnete Madenschrauben (31, 32) angeordnet sind, die zwischeneinander das Werkzeug aufnehmen.

20. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Madenschrauben miteinander fluch­ tend in einer Radialrichtung angeordnet sind, die zu der Schwenkachse (23) rechtwinklig ausgerichtet ist.

21. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass an dem Werkzeuggrundkörper (2) wenigstens ein Auswuchtgewicht (43) vorgesehen ist.

22. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Werkzeuggrundkörper (2) wenig­ stens zwei Auswuchtgewichte (43, 44) vorgesehen sind.

23. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswuchtgewicht (43, 44) in Radi­ alrichtung verstellbar gehalten ist.

24. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswuchtgewichte (43, 44) in ei­ ner Richtung verstellbar gelagert sind, die quer zu der Schwenkachse (23) ausgerichtet ist.

25. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswuchtgewichte (43, 44) in ei­ nem von 180° verschiedenen Winkel zueinander angeordnet sind.

26. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswuchtgewicht (43) durch eine Stellschraube gebildet ist, die vorzugsweise durch ein Sicherungsmittel (46) unverlierbar gehalten in einer Ge­ windbohrung des Werkzeuggrundkörpers (2) sitzt.