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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeughalter nach
dem Oberbegriff des patentanspruches 1 oder 7; insbesondere auf
einen Werkzeughalter zum Befestigen eines Schneidewerkzeugs, wie
z. B. von Bohrern, Endfräsern,
usw., an einer Hauptspindel eines Maschinenwerkzeugs.
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Üblicherweise
ist es auf dem Gebiet der Werkzeughalter bekannt, daß der obere
Endabschnitt eines Halterkörpers
oder der innere Endabschnitt eines Schneidewerkzeugs zum Zuführen eines
Kühlungsmittels
an Prozeßabschnitte
oder zur Staubverhinderung abgedichtet ist.
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6 zeigt
einen herkömmlichen
Aufbau zum Abdichten des oberen Endabschnitts eines Halterkörpers 1.
Ein Abstandshalter 52 ist an dem oberen Endabschnitt des
Halterkörpers 1 über eine
Abdeckung 50, die durch eine Schraube 51 befestigt
ist, befestigt, wobei an einem Öffnungslochabschnitt 53 des
Abstandshalters 52 ein O-Ring 54 befestigt ist. Ein
Schneidewerkzeug 40 hat einen Schaftabschnitt 40a,
der durch den Öffnungslochabschnitt 53 in
eine Hülse 10 eingeführt ist,
und zusammengedrückt
und an der Hülse 10 gehalten
wird. Kühlmittel
wird von der Richtung des Pfeiles "b" durch
die Innenseite des Halterkörpers 1 zugeführt und
von dem Kopfende des Werkzeugs 40 durch ein Mittelloch
(nicht gezeigt) des Schneidewerkzeugs 40 gespritzt. Bei
dieser Konfiguration hat das Kühlmittel
einen Druck in der Richtung des Pfeils "b'", wobei die Abdichtung
durch den O-Ring 54 und einen O-Ring 55 geschaffen
wird, der zwischen der Abdeckung 50 und dem Abstandhalter 52 eingeführt ist.
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Andererseits
zeigt 7 einen herkömmlichen
Aufbau, bei dem das hintere Ende des Schneidewerkzeugs 40 in
Kontakt mit einer verjüngten Oberfläche 15a am
vorderen Ende eines Zwi schenstabs 15 zur Abdichtung gebracht
wird. Das Kühlmittel
wird über
ein Mittelloch 42 des Schneidewerkzeugs 40 durch
ein Mittelloch 17 des Zwischenstabs 15 zugeführt.
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Die
Abdichtungskonstruktion, die in 6 gezeigt
ist, ist darin problematisch, daß das Schneidewerkzeug 40 einen
Schaft mit einem Durchmesser haben muß, der genauso groß wie der
Innendurchmesser des O-Rings 54 ist. Im allgemeinen werden verschiedene
Schneidewerkzeuge mit variierenden Durchmessern in Inkrementen von
0,1 mm verwendet. Es würde
zweckmäßig sein,
wenn Schneidewerkzeuge mit variierenden Schaftdurchmessern in dem
Bereich vom Innendurchmesser des O-Rings 54 bis zu einem
Durchmesser, der 1 mm größer ist,
verwendet werden könnten,
und zwar zusammen mit einem einzigen Abstandshaltertyp 52,
wenn beispielsweise Schneidewerkzeuge mit Schaftdurchmessern bis
zu 13 mm in Inkrementen von 0,1 mm verwendet werden können, wenn
der Innendurchmesser des O-Rings 54 12 mm ist.
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Andererseits
bewegt sich bei der Abdichtungskonstruktion, die in 7 gezeigt
ist, der Zwischenstab 15 zusammen mit der Buchse 10,
wobei anders ausgedrückt
der Zwischenstab 15 ebenfalls zurückgezogen wird, wenn die Hülse 10 nach
hinten gezogen wird (in der Richtung des Pfeils "A"),
um das Schneidewerkzeug 40 zu befestigen. Folglich ist
die Druckkontaktkraft zwischen dem hinteren Ende des Schneidewerkzeugs 40 und
der verjüngten
Oberfläche 15a des
Zwischenstabs 15 nicht zufriedenstellend befestigbar, wodurch
eine nicht ausreichende Abdichtung entstehen kann.
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Ein
Problem bei einem herkömmlichen Werkzeughalter
besteht darin, daß die
Bearbeitungsgenauigkeit durch eine Vibration des Schneidewerkzeugs,
die während
einer Hochgeschwindigkeitsdrehung erzeugt wird, verschlechtert wird,
da die axiale Mitte der Abdeckung 50 nicht genau mit der
axialen Mitte des Halterkörpers 1 zusammenfällt, wodurch die
Vibrationen entstehen. Die Abdeckung 50 ist an dem Halterkörper 1 mit
Schrauben 51 unter Verwendung eines Befestigungswerkzeugs, wie
z. B. eines Schraubenschlüssels,
usw., befestigt, es ist jedoch schwierig, die Befestigung vollständig koaxial
zu dem Halterkörper 1 herzustellen.
Da das Schneidewerkzeug zusätzlich
in letzter Zeit mit bis zu 14.000 Umdrehungen pro Minute gedreht
wird, wird das Auftreten der Vibration merkbar, selbst wenn die
axiale Fehlausrichtung der Abdeckung 50 vernachlässigbar klein
ist.
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Aus
der
DE 41 40 597 C1 ist
ein Spannfutter für
Werkzeuge bekannt, das eine Spannmutter aufweist, die mittels eines
Innengewindes auf ein Außengewinde
eines Spannzangenhalters schraubbar ist. In den Spannzangenhalter
ist eine in einzelne Lamellen gegliederte Spannzange eingesetzt,
wobei schräge
innere Oberflächen
der Spannmutter gegen schräge
Oberflächen
der einzelnen Lamellen drücken,
um die Spannzange zu schließen.
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Aus
der
DE 91 09 301 U1 ist
ein Spannzangenfutter bekannt, bei dem eine Kühlmittelabdichtung erreicht
wird, indem ein ringförmiges,
federelastisches Dichtelement zwischen zwei Druckscheiben angeordnet
ist. Durch Aufschrauben einer Spannmutter auf das Spannfutter werden
die Druckscheiben zusammengedrückt,
um dadurch das Dichtelement gegen ein eingesetztes Bearbeitungswerkzeug zu
drücken.
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Schließlich ist
aus der
JP 08099245
A ein Werkzeughalter vergleichbar zu dem, der oben Bezug
nehmend auf die
6 und
7 beschrieben ist,
bekannt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Werkzeughalter
zu schaffen, der ausreichende Abdichtungseigenschaften hat, selbst wenn
der Schaftdurchmesser verschiedener Schneidewerkzeuge variiert.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Werkzeughalter gemäß Anspruch 1 oder 7 gelöst.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie einen
Werkzeughalter schafft, der ausreichende Abdichtungseigenschaften
an dem hinteren Endabschnitt eines Schneidewerkzeugs vom Zurückziehtyp
zeigt.
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Ein
weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß sie einen
Werkzeughalter schafft, der die axiale Mitte einer Abdeckung, die
an dem vorderen Oberflächenabschnitt
des Halterkörpers
befestigt ist, genau mit der axialen Mitte des Halterkörpers in Übereinstimmung
bringen kann.
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Der
erfindungsgemäße Werkzeughalter
umfaßt
einen entfernbaren Abdichtungsabstandshalter, der an dem vorderen
Ende des Halterkörpers
angebracht ist, wobei der Abstandshalter ein Öffnungsloch mit einem Durchmesser
hat, der nahezu mit dem eines Schaftabschnitts eines Schneidewerkzeugs übereinstimmt.
In dem Öffnungsloch
ist ein verjüngter Rillenabschnitt
mit einem Abschnitt mit größerem Durchmesser
an der hinteren Seite und mit einem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser
an der Vorderseite gebildet, wobei ein ringförmiges elastisches Bauglied
zum Abdichten in dem verjüngten
Rillenabschnitt befestigt ist.
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Grundsätzlich wird
bei der vorliegenden Erfindung ein Schneidewerkzeug mit einem Schaftabschnitt
des Durchmessers verwendet, der zum Innendurchmesser des ringförmigen elastischen
Bauglieds gleich ist. Wenn Kühlmittel
zugeführt
wird, wird das ringförmige
elastische Bauglied in den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser
des verjüngten
Rillenabschnitts durch das Kühlmittel
gedrückt,
wodurch das vordere Ende des Halterkörpers abgedichtet ist. Selbst
wenn der Durchmesser des Schaftabschnitts, der in das Öffnungsloch
eingeführt
ist, etwa 1 mm größer als
der Innendurchmesser des ringförmigen elastischen
Bauglieds ist, läuft
das ringförmige
elastische Bauglied zu dem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser, um die
Elastizität
zu halten. Wenn dann das Kühlmittel
zugeführt
wird, wird das ringförmige
elastische Bauglied in den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser
des verjüngten
Rillenabschnitts durch das Kühlmittel
gedrückt,
wodurch das vordere Ende des Halterkörpers abgedichtet ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das ringförmige
elastische Bauglied in den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser
durch den Kühlmitteldruck gedrückt, und
dasselbe zeigt gute Abdichtungseigenschaften, selbst wenn ein Schneidewerkzeug
mit einem Schaftabschnitt mit einem Durchmesser, der etwas größer als
der Innendurchmesser des ringförmigen
elastischen Bauglieds ist, eingeführt wird, da das ringförmige elastische
Bauglied zu dem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser läuft. Somit
können Schneidewerkzeuge
mit variierenden Durchmessern mit einem Typ eines Abstandshalters
und mit einem ringförmigen
elastischen Bauglied verwendet werden.
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Zusätzlich ist
ein Werkzeughalter gemäß der Erfindung
als Hülsenzurückziehtyp
ausgeführt,
wobei in dem Mittelloch des Halterkörpers ein Flüssigkeitszuführungsstab
vorgesehen ist, dessen hinteres Ende in Kontakt mit dem vorderen
Ende einer Klemmschraube oder eines Klemmbolzens ist, während an
dem vorderen Ende dieses Flüssigkeitszuführungsstabs
eine Druck kontaktoberfläche
gebildet ist, über
die das hintere Ende eines Schneidewerkzeugs in Druckkontakt kommt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird ein Schneidewerkzeug in die Hülse eingeführt, bis
das hintere Ende in Druckkontakt mit der vorderen Enddruckkontaktoberfläche des
Flüssigkeitszuführungsstabs
kommt. Ein Drehen der Klemmschraube in einer Richtung, um das Befestigungswerkzeug
zu fixieren, bewirkt, daß die
Klemmschraube zu einer spezifizierten Position gedrückt wird,
wodurch die Hülse
in den Halterkörper
zurückgezogen
wird. Dabei kommt der Flüssigkeitszuführungsstab
in Kontakt mit dem vorderen Ende der Klemmschraube und wird an der Position
gehalten, während
das hintere Ende des Schneidewerkzeugs, das zusammen mit der Hülse zurückgezogen
wird, in noch stärkerem
Druckkontakt mit der Druckkontaktoberfläche des Flüssigkeitszuführungsstabs
kommt. Kühlmittel
wird über
den Flüssigkeitszuführungsstab
zu dem Schneidewerkzeug zugeführt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung versieht die Zurückziehkraft,
die an die Hülse
angelegt wird, die vordere Enddruckkontaktoberfläche des Flüssigkeitszuführungsstabs
und das hintere Ende des Schneidewerkzeugs mit einer Druckkontaktkraft,
wodurch eine gute Abdichtungseigenschaft erreicht wird.
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Ferner
hat ein Werkzeughalter gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Abdeckung, die an dem vorderen Ende des Halterkörpers befestigt
ist, wobei die Abdeckung und der Halterkörper in Druckkontakt in der
axialen Richtung an gegenseitig verjüngten Oberflächen sind.
Die verjüngten
Oberflächen
erreichen es, daß axiale
Mitten im Vergleich zu dem Fall genau übereinstimmen, bei dem Schafte
oder Zylinder angepaßt
sind. Selbst wenn der Werkzeughalter dann mit hoher Geschwindigkeit
gedreht wird, wird folglich keine Vibration durch Abweichung von
der Balance (der axialen Mitte) bewirkt, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit
hoch gehalten werden kann.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die
beiliegenden Zeichnungen detaillierter erläutert. Es zeigen:
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1a und 1b Querschnittsansichten, die
einen Werkzeughalter des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht, die
einen Abdichtungsabstandshalter zeigt, der bei dem Werkzeughalter
verwendet wird;
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3a und 3b Querschnittsansichten, die
den Abdichtungsabschnitt des Werkzeughalters zeigen, wobei 3a besonders
einen Fall zeigt, bei dem ein Schneidewerkzeug mit einem Referenzdurchmesser
verwendet wird, während 3b den Fall
zeigt, daß ein
Schneidewerkzeug mit einem größeren Durchmesser
verwendet wird;
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4 eine
Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Werkzeughalters
des zweiten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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5 eine
Querschnittsansicht, die einen Werkzeughalter des dritten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen Werkzeughalter zeigt;
und
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7 eine
Querschnittsansicht, die einen weiteren herkömmlichen Werkzeughalter zeigt.
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Nachfolgend
wird bezugnehmend auf die 1, 2 und 3 das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung be schrieben.
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In
den 1a und 1b umfaßt der Werkzeughalter
des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Halterkörper 1, eine
Federbuchse 10, einen Zwischenstab 15, eine Klemmschraube 25,
einen Zugansatz 30, eine Abdeckung 45 und einen
Abstandshalter 46.
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Der
Halterkörper 1 hat
einen verjüngten Schaftabschnitt 2,
der in die Hauptspindel des Maschinenwerkzeugs an dem hinteren Abschnitt
in der Richtung des Pfeils "A" einführbar ist,
und einen Manipulatorhalteabschnitt 3 an dem Zwischenabschnitt. Ein
Mittelloch 4, das durch den Halterkörper 1 läuft, ist
gebildet, wobei ferner auf der inneren Umfangsoberfläche des
vorderen Abschnitts ein verjüngter Lochabschnitt 4a gebildet
ist.
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Die
Federhülse 10 hat
einen aufgeteilten Klauenabschnitt 11 mit einem zugespitzten
Abschnitt 10a und einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 12,
und dieselbe ist in das Mittelloch 4 des Halterkörpers 1 von
vorne eingeführt.
Wenn der verjüngte
Abschnitt 10a in Druckkontakt mit dem verjüngten Lochabschnitt 4a des
Halterkörpers 1 kommt,
wird der aufgeteilte Klauenabschnitt 11 nach innen gebogen,
wodurch der Schaftabschnitt 40a des Schneidewerkzeugs 40 gehalten
wird. Der Zwischenstab 15 hat einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 16 auf
der vorderen äußeren Umfangsoberfläche, einen
mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 18 an dem hinteren
Abschnitt eines Mittellochs 17 und eine Rille 19,
die sich in der axialen Richtung auf der äußeren Umfangsoberfläche erstreckt.
Dieser Zwischenstab 15 ist einstückig mit der Hülse 10 durch
Schrauben des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts 16 an
dem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 12 der Hülse 10 einstückig verbunden,
wobei derselbe ferner in das Mittelloch 4 des Halterkörpers 1 eingeführt ist.
Durch Ineingriffnahme des spitzen Endes der Führungsschraube 14, die
von der äußeren Umfangsoberfläche des
Halterkörpers 1 eingeschraubt
ist, mit der Rille 19, wird der Zwischenstab 15 in
einen Zustand gebracht, in dem der Stab in der axialen Richtung
bewegt werden kann, in dem derselbe jedoch nicht gedreht werden kann.
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Die
Klemmschraube 25 hat einen Kopf 26 und einen mit
einem Gewinde versehenen Abschnitt 29. Die Klemmschraube 25 ist
in das Mittelloch 4 des Halterkörpers 1 von hinten
eingeführt,
wobei der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 29 in den
mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 18 des Zwischenstabs 15 geschraubt
ist. An dem Kopf 26 ist ein hexagonales Loch 27 gebildet,
wobei auf der äußeren Umfangsoberfläche ferner
eine Ringrille 28 mit nahezu halbkreisförmigem Querschnitt gebildet
ist. Andererseits ist in dem Mittelloch 4 des Halterkörpers 1 eine
Ringrille 5 mit halbkreisförmigem Querschnitt an der Position
gebildet, die der Rille 28 gegenüberliegt, wobei in den Rillen 5 und 28 eine
Mehrzahl von Stahlkugeln 6 befestigt ist. Um die Stahlkugeln 6 zu befestigen,
sind Löcher
(nicht gezeigt) in freier Kommunikation mit der äußeren Umfangsoberfläche des Halterkörpers 1 aus
der Rille 5 gebildet, wobei die Stahlkugeln 6 nach
dem Einführen
der Klemmschraube 25 in das Mittelloch 4 über die
frei kommunizierenden Löcher
an den Rillen 5 und 28 befestigt werden. Die frei
kommunizierenden Löcher
werden durch Einschrauben eines Stifts (nicht gezeigt) nach dem
Befestigen der Stahlkugeln 6 geschlossen.
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Der
Zugansatz 30 hat ein Durchgangsloch 31 und einen
mit einem Gewinde versehenen spitzen Endabschnitt 32, der
in dem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 4b geschraubt
ist, der an dem hinteren Abschnitt des Mittellochs des Halterkörpers 1 gebildet
ist. Wenn der Halterkörper 1 in
die Hauptspindel eines Maschinenwerkzeugs eingeführt ist, wird der Zugansatz 30 durch
eine Klemmvorrichtung innerhalb der Hauptspindel zurückgezogen.
Bei dieser Operation wird der verjüngte Schaftabschnitt 2 gegen
einen verjüngten
Lochabschnitt der Hauptspindel gedrückt.
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Die
Abdeckung 45 ist durch Schrauben mit einem weiblichen Gewinde 45a,
das auf der inneren Umfangsoberfläche gebildet ist, in ein männliches Gewinde 7,
das auf der äußeren Umfangsoberfläche des
Halterkörpers 1 gebildet
ist, an dem Halterkörper 1 befestigt,
derart, daß die
Abdeckung 45 von dem Halterkörper 1 entfernbar
ist. Zwischen dieser Abdeckung 45 und dem Halterkörper 1 ist
ein O-Ring 58 angebracht. Ein Abstandshalter 46 ist
in ein Öffnungsloch 45b der
Abdeckung 45 eingepaßt,
und gegenüber
der vorderen Endoberfläche
des Halterkörpers 1 befestigt,
während
derselbe durch die Abdeckung 45 verriegelt ist.
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Der
Abstandshalter 46 hat ein Öffnungsloch 47, und,
wie es in 2 gezeigt ist, einen verjüngten Rillenabschnitt 48 mit
einem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
an der Hinterseite (in der Richtung des Pfeils "A"),
wobei ein Abschnitt mit reduziertem Durchmesser in dem Öffnungsloch 47 an
der Vorderseite gebildet ist. Zusätzlich ist an dem Rillenabschnitt 48 ein
O-Ring 49 zum Abdichten befestigt. Der Schaftabschnitt 40a des
Schneidewerkzeugs 40 ist in die Hülse 10 eingefügt und in
derselben gehalten, und zwar von dem Öffnungsloch 47 des
Abstandshalters 46 aus, wobei das Kühlmittel von der Hauptspindel
des Maschinenwerkzeugs (nicht gezeigt) zugeführt wird. Das Kühlmittel
zu dem Mittelloch 42 fließt in dem Durchgangsloch 31 des
Zugansatzes 30, in dem Mittelloch 25a der Klemmschraube 25,
in dem Mittelloch 17 des Zwischenstabs 15 und
in der Hülse 10,
um das hintere Ende des Schneidewerkzeugs 40 zu erreichen.
Ferner fließt
das Kühlmittel
in dem Mittelloch 42 des Schneidewerkzeugs 40 und
wird an dem Enddüsenabschnitt,
der in 2 verzweigt ist, ausgespritzt. Das Verfahren zum Befestigen
und Entfernen des Schneidewerkzeugs 40 wird nachfolgend
beschrieben.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
werden der Abstandshalter 46 und der O-Ring 49 verwendet, um
das Schneidewerkzeug 40 mit einem Durchmesser D, wie es
in 3a gezeigt ist, zu treffen. Der O-Ring 49 hat
einen Innendurchmesser D, während das Öffnungsloch 47 einen
Durchmesser D' hat
(D' > D). D beträgt beispielsweise
12 mm, während
D' beispielsweise
13 mm beträgt.
Ein Einführen
des Schaftabschnitts 40a des Schneidewerkzeugs 40 in
das Öffnungsloch 47 des
Abstandshalters 46 bewirkt, daß sich der O-Ring 40 zu
dem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
des Rillenabschnitts 48 bewegt. Wenn das Kühlmittel
zugeführt
wird, bewegt sich der O-Ring 49 zu der Seite mit dem Abschnitt
mit verringertem Durchmesser, und wird durch den Druck in der Richtung
des Pfeils "b "' zusammengedrückt, wodurch der Umfang des
Schneidewerkzeugs 40 abgedichtet wird.
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Wie
es in 3b gezeigt ist, ist es bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
möglich,
ein Schneidewerkzeug 40 mit einem Durchmesser zu verwenden, der
größer als
der Innendurchmesser D des O-Rings 49 ist. 3b zeigt
den Fall, bei dem ein Schneidewerkzeug 40 mit einem Durchmesser
D' von 13 mm in
den O-Ring 49 mit einen Innendurchmesser D von 12 mm eingeführt ist.
In diesem Fall wird der O-Ring 49 in den Abschnitt mit
vergrößertem Durchmesser des
Rillenabschnitts 48 gedrückt, während er durch den Schaftabschnitt 40a ausgedehnt
wird. Wenn das Kühlmittel
zugeführt
wird, bewegt sich der O-Ring 49 zu der Seite mit dem Abschnitt
mit reduziertem Durchmesser und wird durch den Druck in der Richtung
des Pfeils "b'" wie bei dem oben erwähnten Fall komprimiert,
wodurch der Umfang des Schneidewerkzeugs 40 abgedichtet
wird.
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Wenn
bei dem ersten Ausführungsbeispiel der
Innendurchmesser D des O-Rings 12 mm beträgt, ist es möglich, Schneidewerkzeuge
mit Außendurchmessern
von 12 bis 13 mm zu verwenden. Da Schneidewerkzeuge bezüglich ihres
Außendurchmessers
in Inkrementen von 0,1 mm variieren, ist es bei dem ersten Ausführungsbeispiel
möglich,
Schneidewerkzeuge mit insgesamt 11 verschiedenen Außendurchmessern
zusammen mit einem O-Ring 49 und einem Abstandshalter 46 zu
verwenden.
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Nachfolgend
wird die Abdeckung 45 beschrieben. Das hintere Ende der
Abdeckung 45 ist als verjüngte Oberfläche 45c hergestellt,
während
an dem vorderen Endabschnitt des Halterkörpers 1 eine verjüngte Oberfläche 8 mit
einer Neigung ge bildet ist, die der Neigung der verjüngten Oberfläche 45c entspricht.
Ein Schrauben des weiblichen Gewindes 45a der Abdeckung 45 in
das männliche
Gewinde 7 des Halterkörpers 1 bringt
die verjüngte
Oberfläche 45c dazu,
in Druckkontakt mit der verjüngten
Oberfläche 8 zu
kommen. Der Druckkontakt der verjüngten Oberflächen 45c und 8 befestigt
die Abdeckung 45 mit dem Halterkörper 1 derart, daß die Axialmitten genau übereinstimmen.
Selbst wenn der Halterkörper 1 daher
mit hoher Geschwindigkeit gedreht und angetrieben wird, kann ohne
Verlust der Gesamtbalance eine Schneideoperation mit hoher Genauigkeit beibehalten
werden.
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Die
Abdeckung 45 ist an dem Gewinde 7 des Halterkörpers 1 durch
Schrauben des Gewindes 45a befestigt. Diese Befestigung
wird durch Drehen der Abdeckung 45 mit der Hand ausgeführt. Die
Abdeckung 45 kann unter Verwendung eines werkzeugartigen
Schraubenschlüssels,
usw., befestigt werden, wobei dies den Vorteil hat, daß die Abdeckung 45 mit großem Drehmoment
befestigt werden kann. Ein werkzeugartiger Schraubenschlüssel ist
jedoch erforderlich, und die Größe der Abdeckung 45 muß erhöht werden,
da ein Rillenabschnitt zur Ineingriffnahme des Schraubenschlüssels, usw.,
auf der Abdeckung 45 gebildet werden muß, was den Nachteil mit sich bringt,
daß zusätzliche
Arbeit und Zeit zum Befestigen und Entfernen der Abdeckung 45 nötig ist.
Eine Befestigung mit der Hand ermöglicht ein schnelles Befestigen
und Entfernen. Das Befestigungsdrehmoment ist jedoch gering, weshalb
zur Lösung
dieses Problems ein O-Ring 58 zwischen der Abdeckung 45 und
dem Halterkörper 1 vorgesehen
ist. Dieser O-Ring 58 hat die Funktion der Abdichtung für das Kühlmittel
inne, derselbe kann jedoch ferner verhindern, daß sich die Abdeckung 45 lockert,
indem er zwischen der Abdeckung 45 und dem Halterkörper 1 in
einem zusammengedrückten
Zustand befestigt ist. Der O-Ring 58 mit der Funktion des
Verhinderns, daß sich
die Abdeckung 45 löst,
ermöglicht
eine Kompensation des geringen Befestigungsdrehmoments, wenn ein
Handbefestigungssystem für
die Abdeckung 45 verwendet wird, wodurch eine verringerte Wanddicke
und ein kleinerer Durchmesser der Abdeckung 45 erreicht
werden können.
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Nachfolgend
wird auf das Befestigen und Entfernen des Schneidewerkzeugs 40 eingegangen.
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Zunächst wird
der Schaftabschnitt 40a des Schneidewerkzeugs 40 in
die Hülse
um eine spezifizierte Menge eingeführt, woraufhin unter Verwendung
eines hexagonalen Schlüssels
die Klemmschraube 45 in der Richtung des Pfeils "a" gedreht wird. Insbesondere wird der
Zugansatz 30 entfernt, oder, wenn der Zugansatz 30 befestigt
gehalten wird, wird der hexagonale Schlüssel von dem Durchgangsloch 31 eingeführt, wobei
das Spitzenende des hexagonalen Schlüssels in das hexagonale Loch 27 der
Klemmschraube 25 eingeführt
wird. Dabei kommt der Kopf 26 in Druckkontakt mit der gestuften
Oberfläche 4c,
die an dem Mittelloch 4 gebildet ist, und zwar durch Reibungskraft,
wobei die Hülse 10 über den
Zwischenstab 15 nach hinten gezogen wird. Bei dieser Operation
wird der verjüngte
Abschnitt 10a der Hülse 10 gegen
den verjüngten
Lochabschnitt 4a des Halterkörpers 1 gedrückt, wodurch
der geteilte Klauenabschnitt 11 befestigt wird und somit
den Schaftabschnitt 40a des Schneidewerkzeugs 40 hält.
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Wenn
das Schneidewerkzeug 40 andererseits entfernt wird, wird
die Klemmschraube 25 unter Verwendung eines hexagonalen
Schlüssels
wie beim Befestigen in der Richtung gedreht, die dem Pfeil "a" entgegengesetzt ist. Bei einem solchen
Werkzeughalter tritt, wenn die Hülse 10 zurückgezogen
wird, ein Beißphänomen zwischen
dem verjüngten
Lochabschnitt 4a und dem verjüngten Abschnitt 10a auf, was
ein großes
Drehmoment zum Trennen der beiden Elemente erforderlich macht.
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Wenn
bei diesem Ausführungsbeispiel
die Klemmschraube 25 entgegengesetzt gedreht wird, möchte sich
die Schraube 25 nach hinten (in der Richtung des Pfeils "A") bewegen, wobei jedoch eine Seite 28a des
Rillenabschnitts 28 in Druckkontakt mit den Stahlkugeln
kommt, wobei sich die Schraube 25 entgegengesetzt dreht,
da die Bewegung nach hinten verhin dert ist. Bei dieser Operation
wird zusammen mit dem Zwischenstab 15 die Hülse 10 nach
vorne gedrückt,
wodurch die Befestigung des Schneidewerkzeugs 40 durch
den aufgeteilten Klauenabschnitt 11 aufgehoben wird. Während der
umgekehrten Drehung kommen die Stahlkugeln 6 und die Rillen 28 und 5 in
Druckkontakt miteinander durch Rollreibung, wobei hier der Reibungswiderstand
außerordentlich
klein ist. Daher ist das Drehmoment zum Lösen des Beißphänomens zwischen dem verjüngten Lochabschnitt 4a und
dem verjüngten
Abschnitt 10a im Vergleich zu herkömmlichen Systemen klein. Dementsprechend
kann die Befestigungskraft der Hülse 10 ohne
Lösen des
Beißens
durch Schlagen auf die Klemmschraube 25 aufgehoben werden,
was eine gute Bedienbarkeit sicherstellt.
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Nachfolgend
wird das zweite Ausführungsbeispiel
bezugnehmend auf 4 beschrieben.
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Bei
dem Werkzeughalter gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich nur der Abstandshalter 46' von dem oben erwähnten Abstandshalter 46,
während
die restliche Konfiguration zu der des ersten Ausführungsbeispiels
gleich, das in den 1a und 1b gezeigt
wurde. Entsprechend sind in 4 Bauglieder,
die zu den vorher in den 1a und 1b beschriebenen ähnlich sind, durch
die gleichen Bezugszeichen beschrieben. Eine nochmalige Erklärung solcher
gleicher Bauglieder wird weggelassen.
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Der
Abstandshalter 46' hat
eine Mehrzahl von Kühlmittelzuführlöchern 47;
das Schneidewerkzeug 40' hat
kein Mittelloch 42 für
das Kühlmittel
(siehe 1a und 1b), wobei
das Kühlmittel
durch die Zuführlöcher 47', wie es durch
den Pfeil "b" gezeigt ist, zu
dem Schneider des Schneidewerkzeugs 40' zugeführt wird. Die Klärung des
ersten Ausführungsbeispiels
kann auf die Konfiguration und Funktion der Abdeckung 45 gelesen
werden.
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Nachfolgend
wird das dritte Ausführungsbeispiel
bezugnehmend auf 5 beschrieben.
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Der
Werkzeughalter gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
ist vom Hülsen-Zurückzieh-Typ,
wie im ersten Ausführungsbeispiel,
und ist mit einem Flüssigkeitszuführungsstab 20 versehen,
wobei die Abdeckung 45 und Abstandshalter 46 weggelassen sind.
In 5 sind Bauglieder, die zu den vorher bezugnehmend
auf die 1a und 1b beschriebenen ähnlich sind,
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Deren Erklärung wird
weggelassen.
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Der
Flüssigkeitszuführungsstab 20 ist
zwischen der Hülse 10 und
dem Zwischenstab 15 positioniert, wobei das hintere Ende
in Kontakt mit der vorderen Endoberfläche der Klemmschraube 25 ist. Dieser
Flüssigkeitszuführungsstab 20 hat
ein Mittelloch 21, das longitudinal verläuft, wobei
das vordere Ende des Stabs 20 als verjüngte Oberfläche 22 gebildet ist,
die sich nach oben vorne ausdehnt. Das Schneidewerkzeug 40 wird
in die Hülse 10 eingeführt, bis
der hintere Endabschnitt des Schaftabschnitts 40a in Kontakt
mit der verjüngten
Oberfläche 22 kommt.
Ein Drehen der Klemmschraube 25 in der Richtung des Pfeils "a" unter dieser Bedingung zieht die Hülse 10 zurück und den
Zwischenstab 15 nach rückwärts, wie
es im ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, wobei gleichzeitig das Schneidewerkzeug 10 ebenfalls
zurückgezogen
wird, während es
durch die Hülse 10 gedrückt und
gehalten wird. Ferner wird der Flüssigkeitszuführungsstab 20 in Kontakt
mit der Klemmschraube 25 an einer spezifizierten Position
gehalten, wobei der hintere Endabschnitt des Schneidewerkzeugs 10 in
starken Druckkontakt mit der verjüngten Oberfläche 22 gebracht
wird.
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Das
Kühlmittel
fließt
in dem Durchgangsloch 31 des Zugansatzes 30, in
dem Mittelloch 25a der Klemmschraube 25 und in
dem Mittelloch 21 des Kühlmittelzuführungsstabs 20,
und dasselbe wird durch das hintere Ende des Schneidewerkzeugs 40 zu
dem Mittelloch zugeführt.
Dann wird das Kühlmittel
von dem vorderen Düsenabschnittsende,
das in zwei verzweigt ist, ausgespritzt. Bezüglich der Dichtung um das Schneidewerkzeug 40 herum,
zeigt sich ein zufriedenstellender Abdichtungseffekt, da die Kante
des hinteren Endes des Schaftabschnitts 40 mit der verjüngten vorderen
Endoberfläche 22 des Flüssigkeitszuführungsstabs 20 in
Druckkontakt kommt, wenn die Hülse 10 zurückgezogen
wird, um das Schneidewerkzeug 40 zu drücken und zu halten, weshalb
das Kühlmittel
nicht aus der geteilten Klaue 11 leckmäßig austreten kann.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben worden ist, sei angemerkt, daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen im Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche möglich sind.
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Insbesondere
sind die Konfiguration des Halterkörpers, seiner Befestigungsstruktur
an der Hauptspindel, die Konfiguration der Hülse, usw. optional. Zusätzlich muß das Kühlmittel
nicht von der Hauptspindel des Maschinenwerkzeugs zugeführt werden, sondern
dasselbe kann auch von dem Seitenabschnitt des Halterkörpers 1 zugeführt werden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
muß der
Werkzeughalter nicht vom Hülsen-Zurückzieh-Typ
sein, sondern derselbe kann auch vom Hineindrück-Typ sein. Bezüglich des
elastischen Abdichtungsbauglieds können auch ringförmige elastische Bauglieder
mit verschiedenen Querschnittsprofilen, wie z. B. Ellipsen, Quadraten,
usw., statt der O-Ringe mit rundem Querschnitt verwendet werden.
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Zusätzlich kann
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
das elastische Bauglied auf der verjüngten Oberfläche 22 des
Flüssigkeitszuführungsstabs 22 durch
Befestigen, usw., vorgesehen sein.