DE19981061B4

DE19981061B4 - Werkzeughalter zum Festklemmen eines Schneideinsatzes

Info

Publication number: DE19981061B4
Application number: DE19981061T
Authority: DE
Inventors: Jacob Friedman
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2019-04-17
Also published as: AR018337A1; JP2002509490A; AU3343399A; WO1999058275A1; IL124496A; JP3946777B2; US6176649B1; DE19981061T1; JP3063685U; IL124496A0; DE29908523U1

Abstract

Werkzeughalter zum Festklemmen eines Schneideinsatzes, wobei der Werkzeughalter aufweist:
eine starre Basisbacke;
eine sich zu einem vorderen Nasenabschnitt hin verjüngende und in diesem endende obere Klemmbacke; wobei dieser vordere Nasenabschnitt eine natürliche Elastizität hat;
wobei zwischen der Basisbacke und der Klemmbacke ein sich in Längsrichtung erstreckender Aufnahmeschlitz zum lösbaren Aufnehmen des Schneideinsatzes in einer vorgegebenen Position definiert ist;
ein Anschlagelement, das mit einer Hilfsklemmfläche des Schneideinsatzes in Eingriff kommt, um zu verhindern, daß er während eines Schneidvorgangs in Längsrichtung nach außen verschoben wird;
dadurch gekennzeichnet, daß
das Anschlagelement durch den vorderen Nasenabschnitt gebildet wird, der so geformt und dimensioniert ist, daß der Schneideinsatz durch die natürlich Elastizität des vorderen Nasenabschnitts anfangs zur vorgegebenen Position hin gezwungen wird, bevor er im Einsatzaufnahmeschlitz festgeklemmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Werkzeughalter zum Festklemmen eines Schneideinsatzes.
Hintergrund der Erfindung
Im US-Patent Nr. 4580930 A von Zinner ist ein Werkzeughalter mit einer starren Basisbacke und einer sich verjüngenden Klemmbacke dargestellt und beschrieben, die einen sich in Längsrichtung erstreckenden Einsatzaufnahmeschlitz zum lösbaren Aufnehmen eines Schneideinsatzes definieren, der darin durch eine in Querrichtung zu ihren Hauptklemmflächen gerichtete Klemmkraft festgeklemmt wird. Unabhängig davon, wie fest ein Schneideinsatz in einem Einsatzaufnahmeschlitz festgeklemmt ist, kann er während eines Schneidvorgangs oder einer Schneidbearbeitung durch in Schlitzrichtung wirkende, nach außen gerichtete Ablösekräfte unerwünscht und zwangsweise davon entfernt werden. Um ein solches Ablösen zu verhindern, weist der Werkzeughalter ein Anschlagelement (28) auf, das in einer in der unteren Klemmfläche des Schneideinsatzes ausgebildeten Vertiefung (27) angeordnet ist (vergl. 12). Dadurch wird jedoch die Konstruktion oder Struktur des Werkzeughalters kompliziert und sind geeignet ausgebildete Schneideinsätze erforderlich.
Die DE 298 03 344 U1 betrifft ein spanabhebendes Werkzeug mit einem scheibenförmigen Schneidenträger, der eine zu seinem Rand hin offene Ausnehmung und einander gegenüberliegende, die Ausnehmung begrenzende Backen aufweist und mit einem in die Ausnehmung einsetzbaren und zwischen den Backen festspannbaren Schneideinsatz, der an seinem vorderen Ende eine Schneide und seinem hinteren Ende eine an einem Anschlag in der Ausnehmung anliegende Anschlagfläche hat und mit einer sich in Längsrichtung der Ausnehmung erstreckenden Spannfläche an einem Backen gelagert ist.
Die DE 42 25 822 C1 betrifft ein Stech- oder Drehwerkzeug mit einer von einem Halterkopf eines Schneidplattenhalters auswechselbar gehaltenen Schneidplatte. Der Halterkopf weist einen dem hinteren Ende der Schneidplatte zugeordneten Schneidplattenanschlag auf und trägt ein Spannelement mit einer gegen die Spannfläche der Schneidplattenoberseite arbeitenden Spannpartie. In Seitenansicht gesehen verläuft die Anschlagfläche bezüglich der Zustellrichtung des Werkzeugs von vorne oben nach hinten unten geneigt. Die Spannfläche der Schneidplatte ist bezüglich der Schneidplattenunterseite schräg und hintergreift die Spannpartie des Spannelements, so dass bei eingespannter Schneidplatte die die Spannfläche beaufschlagende Spannpartie die Schneidplatte nicht nur gegen die Auflagefläche, sondern auch gegen den Schneidplattenanschlag spannt.
Die EP 0 568 515 A1 betrifft eine Unterlegplatte für ein Schneidwerkzeug. Hier wird ein Abstandshalterelement aus einem Material bereitgestellt, insbesondere Sintercarbid, welches eine höhere Wärmebeständigkeit als das Material eines plattenartigen Halters hat, wobei das Abstandshalterelement einerseits durch eine eingelassene Verbindungseinrichtung in den Bereich des vorderen oder äußeren Endes einer Bodenwand des Halters und andererseits durch eine Eingriff-Aufnahme-Verbindung zwischen einer inneren Wand einer Vertiefung des plattenartigen Halterelements und einem hinteren oder inneren Ende des Abstandshalterelements an seiner Stelle gehalten wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Werkzeughalter zum Festklemmen oder -spannen eines Schneideinsatzes gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Erfindungsgemäß wird ein Schneideinsatz durch einen vorderen Nasenabschnitt einer Klemmbacke anfangs nach innen zu seiner vorgegebenen Position in einem Einsatzaufnahmeschlitz gezwungen, bevor er auf herkömmliche Weise festgeklemmt wird, und anschließend reagiert er gegen die während eines Schneidvorgangs ausgeübten, nach außen gerichteten Ab lösekräfte, wodurch der Schneideinsatz in seiner vorgegebenen Position zwangsweise bzw. formschlüssig gesichert wird. Bei einer solchen Klemmwirkung wird notwendigerweise im wesentlichen die gesamte Klemmbacke elastisch verformt, wodurch auch ihr vorderer Nasenabschnitt von einem nicht geklemmten Anfangszustand zu einem geklemmten Endzustand elastisch verformt wird.
Erfindungsgemäß wird durch die vorgeschlagene Modifizierung eines ansonsten herkömmlichen Werkzeughalters das sichere Festklemmen vorzugsweise herkömmlicher doppelseitiger Schneideinsätze ermöglicht. Außerdem kann die vorgeschlagene Modifizierung eines ansonsten herkömmlichen Werkzeughalters leicht realisiert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Um die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, und um zu zeigen, wie diese in der Praxis realisiert werden können, werden nachstehend bevorzugte Ausführungsformen anhand nicht einschränkender Beispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
1 eine Teil-Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters vor dem Festklemmen eines Schneideinsatzes;
2 eine Teil-Seitenansicht des Werkzeughalters von 1 nach dem Festklemmen eines Schneideinsatzes;
3 eine vergrößerte Seitenansicht des vorderen Nasenabschnitts der in 1 durch A bezeichneten Klemmbacke;
4A eine vergrößerte Seitenansicht des vorderen Nasenabschnitts des Werkzeughalters von 1 vor dem Festklemmen eines Schneideinsatzes;
4B eine vergrößerte Seitenansicht des vorderen Nasenabschnitts des Werkzeughalters in einer Zwischenstufe während des Festklemmens des Schneideinsatzes, wobei die Ist-Position des Werkzeughalters durch durchgezogene Linien und seine Anfangsposition (4A) durch gestrichelte Linien dargestellt ist;
4C eine vergrößerte Seitenansicht des vorderen Nasenabschnitts des Werkzeughalters nach dem Festklemmen des Schneideinsatzes, wobei die Ist-Position des Werkzeughalters durch durchgezogene Linien und seine Zwischenposition (4B) durch gestrichelte Linien dargestellt ist; und
5 eine vergrößerte Seitenansicht eines vorderen Nasenabschnitts des Werkzeughalters mit einem auswechselbaren Nasenabschnitt.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die 1 und 2 zeigen einen Werkzeughalter 1 mit einer starren Basisbacke 2 und einer Klemmbacke 3, die einen sich in Längsrichtung erstreckenden Einsatzaufnahmeschlitz 4 zum Aufnehmen eines doppelseitigen Schneideinsatzes 6 definieren, z. B. eines im US-Patent Nr. 5156502 dargestellten und beschriebenen Schneideinsatzes. Der Schneideinsatz 6 weist eine mittlere obere Hauptklemmfläche 7, eine vordere geneigte Hilfsklemmfläche 8 und eine hintere geneigte Hilfsklemmfläche 9 auf.
Die Klemmbacke 3 weist einen sich verjüngenden vorderen Hauptabschnitt 11 auf, der in einem vorderen Nasenabschnitt 12 endet, der ein Anschlagelement des Werkzeughalters 1 bildet. Die Klemmbacke 3 weist eine untere Fläche 13 mit einer dem vorderen Hauptabschnitt 11 zugeordneten Hauptkomponentenfläche 14 und einer ihrem vorderen Nasenabschnitt 12 zugeordneten Nebenkomponentenfläche 16 auf, wobei die Haupt- und die Nebenkomponentenfläche 14 und 16 durch eine sich in Längsrichtung erstreckende Vertiefung 17 (vergl. 3) getrennt und dazu geeignet sind, an der Hauptklemmfläche 7 bzw. an der Hilfsklemmfläche 8 des Schneideinsatzes anzuliegen.
Die Hauptkomponentenfläche 14 ist im wesentlichen in der gleichen Richtung ausgerichtet wie die obere Fläche 18 der Basisbacke und verläuft in der Praxis unter einem Winkel von etwa 1° leicht divergierend nach hinten, so daß ihr vorderer Abschnitt 14A während des Festklemmens des Schneideinsatzes 6 vor dem hinteren Abschnitt 14B mit der Klemmfläche 7 des Schneideinsatzes in Kontakt kommt. Die Nebenkomponentenfläche 16 ist nach vorne und nach hinten bezüglich der Hauptkomponentenfläche 14 zur oberen Fläche 18 der Basisbacke hin unter einem stumpfen Winkel ausgerichtet, der notwendigerweise kleiner ist als der stumpfe Winkel zwischen der Hauptklemmfläche 7 und der Hilfsklemmfläche 8 des Schneideinsatzes. Die Höhe eines vorderen Abschnitts des Einsatzaufnahmeschlitzes 4 ist am vorderen Nasenabschnitt 12 minimal, d. h., h₁ ist kleiner als h₂.
In diesem Fall ist h₁ kleiner als die Schneideinsatzhöhe h₃, d. h., der Werkzeughalter 1 ist normalerweise in dem Sinn geschlossen, daß er zum Einsetzen des Schneideinsatzes 6 geöffnet werden muß. Das Öffnen des Einsatzaufnahmeschlitzes 4 kann beispielsweise durch einen im US-Patent Nr. 5697271 dargestellten und beschriebenen Einsatzaufnahmeschlitzöffnungsschlüssel ermöglicht werden, dessen Klauen in Durchgangsöffnungen 21 und 22 eingesetzt werden, die in der Basisbacke 2 bzw. in der Klemmbacke 3 ausgebildet sind. Um die zum Öffnen des Einsatzaufnahmeschlitzes 4 erforderliche Öffnungskraft zu reduzieren, ist im Werkzeughalter 1 eine sich nach hinten erstreckende Erweiterung 19 vorgesehen.
Nachstehend wird das Festklemmen des Schneideinsatzes 6 unter Bezug auf die 4A–4C beschrieben. Nach dem Einsetzen des Schneideinsatzes 6 wird die durch den Einsatz aufnahmeschlitzöffnungsschlüssel ausgeübte Öffnungskraft entspannt, so daß die Nebenkomponentenfläche 16 an der Hilfsklemmfläche 8 des Schneideinsatzes anliegt, woraufhin der Schneideinsatz 12 durch die natürliche Elastizität des vorderen Nasenabschnitts 12 gegen einen hinteren Anschlag 23 gezwungen wird, wodurch der Schneideinsatz 6 in einer vorgegebenen Position angeordnet wird. Wenn der Schneideinsatz einmal anliegt, liegt die Nebenkomponentenfläche 16 noch immer an der Hilfsklemmfläche 8 des Schneideinsatzes an, während die Hauptkomponentenfläche 14 kontaktfrei über der Hauptklemmfläche 7 des Schneideinsatzes angeordnet ist (vergl. 4A).
Der Schneideinsatz 6 wird durch eine Klemmschraube 24 festgeklemmt, die in einer Klemmschraubenbohrung 26 (in den 1 und 2 im Querschnitt dargestellt) mit einem in der Klemmbacke 3 ausgebildeten, nicht mit Gewinde versehenen Abschnitt 27 und einem in der Basisbacke 2 ausgebildeten Gewindeabschnitt aufgenommen ist. Durch anfängliches Ausüben einer Klemmkraft durch die Klemmschraube 24 wird der vordere Nasenabschnitt 12 leicht elastisch verformt, wodurch seine Nebenkomponentenfläche 16 entlang der Hilfsklemmfläche 8 des Schneideinsatzes zwangsweise nach unten verschoben wird, bis der vordere Abschnitt 14A der Hauptkomponentenfläche mit der Hauptklemmfläche 7 des Schneideinsatzes in Kontakt kommt (vergl. 4B). Durch fortgesetztes Ausüben der Klemmkraft wird die Klemmbacke 4 leicht elastisch verformt, wodurch ihre Hauptkomponentenfläche 14 mindestens entlang eines Hauptabschnitts davon mit der Hauptklemmfläche 7 des Schneideinsatzes in Klemmkontakt gebracht wird (vergl. 4C). In dieser Position wird durch den vorderen Nasenabschnitt 12 verhindert, daß der Schneideinsatz 6 während eines Schneidvorgangs durch eine in Richtung des Schlitzes 4 wirkende, nach außen gerichtete Ablösekraft vom Einsatzaufnahmeschlitz 4 in Längsrichtung nach außen verschoben wird.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden und sind andere Anwendungen möglich. Beispielsweise kann ein vorderer Nasenabschnitt 12 auf einem länglichen Element 29 ausgebildet sein, das durch eine Befestigungsschraube 31 an einem vorderen Hauptabschnitt 11 der Klemmbacke befestigt ist (vergl. 5). Außerdem kann die Erfindung ohne Einschränkung der Weise, auf die eine Klemmkraft ausgeübt wird, auf andere Werkzeughaltertypen angewendet werden, z. B. kann sie auf einen im US-Patent Nr. 5697271 dargestellten und beschriebenen Drehmaschinenwerkzeughalter, eine Kreissäge und ähnliche Vorrichtungen angewendet werden. Außerdem kann der Werkzeughalter anstatt normalerweise geschlossen normalerweise offen sein, d. h., ein Schneideinsatz kann normalerweise eingesetzt werden, ohne daß eine Öffnungskraft ausgeübt wird.

Claims

Werkzeughalter zum Festklemmen eines Schneideinsatzes, wobei der Werkzeughalter aufweist: eine starre Basisbacke; eine sich zu einem vorderen Nasenabschnitt hin verjüngende und in diesem endende obere Klemmbacke; wobei dieser vordere Nasenabschnitt eine natürliche Elastizität hat; wobei zwischen der Basisbacke und der Klemmbacke ein sich in Längsrichtung erstreckender Aufnahmeschlitz zum lösbaren Aufnehmen des Schneideinsatzes in einer vorgegebenen Position definiert ist; ein Anschlagelement, das mit einer Hilfsklemmfläche des Schneideinsatzes in Eingriff kommt, um zu verhindern, daß er während eines Schneidvorgangs in Längsrichtung nach außen verschoben wird; dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement durch den vorderen Nasenabschnitt gebildet wird, der so geformt und dimensioniert ist, daß der Schneideinsatz durch die natürlich Elastizität des vorderen Nasenabschnitts anfangs zur vorgegebenen Position hin gezwungen wird, bevor er im Einsatzaufnahmeschlitz festgeklemmt wird.
Werkzeughalter nach Anspruch 1, wobei die Basisbacke eine obere Fläche aufweist und die Klemmbacke eine untere Fläche mit einer sich im wesentlichen in Richtung der oberen Fläche erstreckenden Hauptkomponentenfläche und einer dem vorderen Nasenabschnitt zugeordneten Nebenkomponentenfläche aufweist, wobei die Nebenkomponentenfläche quer zur Hauptkomponentenfläche zur oberen Fläche hin ausgerichtet ist, so daß die Höhe eines vor deren Abschnitts des Einsatzaufnahmeschlitzes am vorderen Nasenabschnitt minimal ist.
Werkzeughalter nach Anspruch 2, wobei die Hauptkomponentenfläche und die Nebenkomponentenfläche durch eine sich in Längsrichtung erstreckende Vertiefung getrennt sind.
Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vordere Nasenabschnitt normalerweise das Einsetzen des Schneideinsatzes in den Einsatzaufnahmeschlitz verhindert.
Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens der vordere Nasenabschnitt auswechselbar ist.