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Schneidkörper für Klemmstahlhalter und Klemmstahlhalter hierfür Die
Erfindung betrifft einen Schneidkörper für Klemmstahlhalter,insbesondere zur Schwerzerspanung,
im wesentlichen in Form eines Prismas, dessen verschiedene Mantelflächen die Spanfläche,die
Freifläche der Hauptschneide, die Hauptschnittdruck-Abstützfläche und die Rückdruck-Abstützfläche
sind Unter Schwerzerspanung ist die Zerspanung mit sehr hohen Belastungen und Spanquerschnitten
zu verstehen, wie sie beispielsweise beim Abdrehen geschmiedeter Walzen auftreten
Für diesen Zweck bei Klemmstahlhaltern verwendete Schneidkörper müssen nicht nur
hinsichtlich der Art ihrer Spannung, sondern auch in ihrer Form weitestgehend schwingungsfrei
sein Außerdem muß die Schneidkörperformgebung einen optimalen Spanablauf gewährleisten
Aus diesem Grunde sind im Bereich der Schneidkörperspanfläche angreifende Spannpratzen
unbrauchbar
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneidkörper
der eingangs genannten Art speziell für die Erfordernisse der Schwerzerspanung auszubilden,
wobei er prinzipiell in gleicher Weise in einem Einstich-und Abstich-Werkzeug wie
in einem Seitendreh-und Schruppwerkzeug eingesetzt werden kann Die der Erfindung
zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen Spanfläche und Rückdruck-Abstützfläche
eifle -weitere,in. einem jeweils stumpfen Winkel in die benachbarten Mantelflächen
einmündende Mantelfläche angeordnet ist und daß die weitere Mantelfläche mit Ausnehmungen
zum Angriff von im Klemmstahlhalter verankerbaren Befestigungsmitteln versehen ist.Besonders
günstig macht sich die geschlossene Querschnittsform des Schneidkörpers bemerkbar,
die die weitgehende Schwingungsfreiheit bedingt Durch diese geringe Schwingungsanfälligkeit
gemeinsam mit der Form der später im einzelnen beschriebenen Bettung hält sich der
Schneidkörper unter dem Einfluß des Schnittdruckes weitgehend selbst Die Ausnehmungen
für den Angriff der Befestigungsmittel können relativ klein dimensioniert sein,
was zur Schwingungsfreiheit des Schneidkörpers in sich beiträgt Die Ausnehmungen
sind etwa lotrecht zur Oberfläche der weiteren Mantelfläche ausgerichtet Sie werden
insbesondere
durch im wesentlichen in prismenachsenlängsrichtung
verlaufenden Nuten gebildet. Der Nutgrund kann halbzylindrisch ausgebildet sein.
Die Seitenflächen einer jeden Nut können jeweils zueinander parallel verlaufen.
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Sie können jedoch auch einen sich zum Nutgrund hin schliessenden spitzen
Winkel miteinander bilden.
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Insbesondere können mindestens zwei Nuten vorhanden sein.
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Die Längsachsen der Nuten können in einer Linie zusammenfallen.
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Die allen Nuten gemeinsame Mittelebene kann zweckmäßigerweise die
Winkelhalbierende zwischen Freifläche der Hauptschneide und Hauptschnittdruck-Abstützfläche
bilden.
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Auf diese Weise ist sichergestellt,daß die Nuten sich in dem am wenigsten
beanspruchten Bereich des Schneidkörpers befinden, der auch außerhalb des beim Nachschleifen
abzutragenden Bereiches des Schneidkörpers liegt.
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Eine modifizierte Ausführungsform sieht vor, daß die Längsachse mindestens
einer Nut windschief zur Prismenlängsachse verläuft. Ein derartiger Verlauf ist
zweckmässig,wenn der Drehmeißel als Seitendreh-oder Schruppwerkzeug verwendet werden
soll, wenn also neben dem Hauptschnittdruck und dem Rückdruck noch ein Vorschubdruck
lotrecht zu den beiden vorgenannten Druckkomponenten auftritt. Durch eine derartige
Nutform ist gewährleistet,
daß der Schneidkörper gegen drei Anlageflächen
verspannt wird, die jeweils dem Hauptschnittdruck, dem Rückdruck und dem Vorschubdruck
entgegenstehen. Es können auch mehrere Nuten windschief zur Prismenlängsachse verlaufen,
wobei ihre Mittellängsachsen zueinander parallel stehen.
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Die den Winkel zwischen Freifläche der Hauptschneide und Hauptschnittdruck-Abstützfläche
halbierende Ebene des Prismas kann insbesondere eine Symmetrieebene sein.
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Wenn vorstehend von 'Prisma" und nicht vom Schneidkörper gesprochen
ist,so bedeutet dies,daß die Symmetrieebene noch nichts über die Lage und Ausrichtung
der Ausnehmungen bzw#Nuten aussage, Die vorerwähnte symmetrische Form des Prismas
hat nämlich die Bedeutung,daß der Schneidkörper mit zwei Schneiden (Hauptschneide
und Reserveschneide) ausgerüstet ist, die nacheinander in Schneidstellung bringbar
sind. Die Hauptschnittdruck-Abstützfläche der Hauptschneide stellt für die Reserveschneide
die Freifläche dar. Bei dieser symmetrischen Prismenform des Schneidkörpers können
die Mittellängsachsen der Nuten zusammenfallen oder aber parallel zueinander verlaufen.
In jedem Fall ist mit derselben Spanneinrichtung eine Spannung -sowohl in der Hauptstellung
als auch in der Reservestellung möglich.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen,daß zwei Nuten mit
ihren Längsachsen in einem Winkel-zueinander stehen. Diese Ausführungsform wird
insbesondere für solche Schneidkörper gewählt,die für Einstich- oder ~Abstichwerkzeuge
verwendet werden sollen,wo also der Schneidkörper nicht seitlich an entsprechenden
Abstützflächen anliegt. Der Winkel zwischen den Längsachsen der Nuten kann dabei
stumpf sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Winkel zwischen
Freifläche der Hauptschneide und Hauptschnittdruck-Abstützfläche ein rechter Winkel
ist.Die Hauptschnittdruck-Abstützfläche kann lotrecht zur Prismenlängsachse gemessen
breiter sein als die Freifläche der Hauptschneide. In einem solchen Fall steht nur
eine Schneide zur Verfügung. Zwischen der Schneide und den Nuten zur Aufnahme der
Befestigungsmittel befindet sich jedoch ein größerer Zwischenraum, so daß genügend
Material zum Nachschliff der Schneide vorhanden ist.
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Der Schneidkörper gemäß der Erfindung besteht aus einem Titancarbid
harten Schneidwerkstoff, wie z.B.Hartmetall,pder Oxydkeramik. Die erfindungsgemäße
Gestaltung sorgt für eine optimale Ausnutzung des Schneidwerkstoffes fast bis zum
Durchbruch der Ausnehmungen bzw.Nuten an der Freifläche der jeweiligen Schneide.
Damit wird ein kleinstmögliches Restvolumen des Hartmetalls nach dem Verschleiß
der
Schneiden gewährleistet. Es hat sich herausgestellt,daß bei
dem Schneidkörper gemäß der Erfindung gegenüber vergleichbaren Konkurrenzerzeugnissen
etwa 20-25 % mehr nutzbarer Schneidkörperwerkstoff vorhanden ist.
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Die weitere Erfindung betri#fft einen Klemmstahlhalter zur Spannung
eines Schneidkörpers der vorgenannten Art.
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Der Klemmstahlhalter zeichnet sich zunächst dadurch aus, daß die in
die Ausnehmungen bzw.Nuten eingreifenden Befestigungselemente von am Klemmstahlhalter
im wesentlichen in ihrer Längsrichtung verspannbaren Spannbolzen seitlich abstehende
Vorsprünge sind. Insbesondere stehen die Vorsprünge etwa lotrecht zur Spannbolzenlängsachse
seitlich von den Spannbolzen ab. Die Vorsprünge können durch paßfederähnliche Scheiben
gebildet sein. Dabei kann die Längsmittelebene einer Scheibe etwa lotrecht zur jeweiligen
Spannbolzenlängsachse verlaufen. Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß
die Vorsprünge mit losem Formschluß in die Ausnehmungen bzw.Nuten hineinragen.Die
Umrißform der Vorsprünge entspricht etwa der Umrißform der Ausnehmungen bzw. Nuten
Die Spannung der Spannbolzen erfolgt in einer in der Figurenbeschreibung näher beschriebenen
Weise. Wesentlich ist jedoch,daß die Spannbolzen bzw. Spannelemente in einen am
Klemmstahlhalter in Zustellrichtung nachstellbar befestigten Spannblock gelagert
sind.
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Auf diese Weise kann der u.a. die Rückdruck- bzw.Vorschubdruck-Abstützfläche
des Schneidkörpers abstützende Spannblock nach einem Nachschleifen der Schneidkörperschneide
entsprechend nachgestellt werden derart,daß die Schneidkörperschneide immer - auch
nach einem Nachschliff - eine bestimmte Stellung einnimmt, ohne an Spannsicherheit
einzubüßen.
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Da der Spannblock eine bestimmte Höhe aufweist,kann der Schneidkörper
zur Materialersparnis mit seiner Haup£schnittdruck-Abstützfläche auf einer am Klemmstahlhalter
befestigten Auflageplatte aufliegen. Die Auflageplatte kann etwa halb so hoch sein
wie der Spannblock. Um jedoch die Nachstellbarkeit des Spannblockes sicherzustellen,
ist ein Abstand zwischen ihm und der Auflageplatte vorgesehen.
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In den Kopf des Spannbolzens ist ein Spanbrecher einsetzbar, der insbesondere
einen pilzartigen Kopf aufweist.
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Vorzugsweise kann der Kopf des Spanbrechers mit einem bugartigen Grat
versehen sein, dessen Längsrichtung etwa der Spanablaufrichtung entspricht. Der
Grat soll insbesondere in Spanablaufrichtung ansteigen. Hierdurch wird erreicht,
daß der über den Spanbrecher ablaufende Span wellenförmig gebogen wird derart, daß
sich seine wirksame Breite verkürzt. Dies ist besonders wichtig beim Einsatz des
Drehmeißels als Einstich-bzw.Abstichmeißel,wenn der Span die Seitenwände des Werkstückes
nicht beschädigen soll.
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Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand von in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig.# - 3 perspektivische Ansichten
des Schneidkörpers gemäß der Erfindung mit unterschiedlich ausgerichteten Befestigungsnuten,
Fig.4 und 5 Schnitte durch Schneidkörper im Bereich der Nuten, aus denen die Nutform
ersichtlich ist, Fig.6 eine Draufsicht auf die Spanablauf-Oberfläche eines Klemmstahlhalters
gemäß der Erfindung mit einem gespannten Schneidkörper gemäß Fig.1 Fig.7 die perspektivische
Darstellung eines Schnittes durch eine modifizierte Ausführungsform eines Klemmstahlhalters
analog der Linie VII-VII in Fig.6, Fig.8 eine Schnittdarstellung durch eine modifizierte
Form der Schneidkörperbefestigung, Fig.9 eine perspektivische Draufsicht auf den
Spanbrecher gemäß Pfeil IX in Fig.8.
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Die in Fig. 1-3 dargestellten Schneidkörper weisen im wesentlichen
die Form eines Prismas auf, dessen Mantelfläche 1 die Sp-anfläche, dessen Mantelfläche
2 die Freifläche der Hauptschneide, dessen Mantelfläche 3 die Hauptschnittdruck-Abstützfläche
und dessen Mantelfläche 4 die-Rückdruck-Abstützfläche sind. Zwischen Spanfläche
1 und Rückdruck-Abstützfläche 4 ist eine weitere, in einem jeweils stumpfen Winkel
5 bzw. 6 in die benachbarten Mantelflächen 1,4 einmündende Mantelfläche 7
angeordnet.
Die weitere Mantelfläche 7 ist mit Ausnehmungen 8,9 zum Angriff von in einem Klemmstahlhalter
10 verankerbaren Befestigungsmitteln versehen.
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Die Ausnehmungen 8,9 sind etwa lotrecht zur Oberfläche der weiteren
Mantelfläche 7 ausgerichtet. Die Ausnehmungen 8,9 sind im wesentlichen in Prismenlängsrichtung
verlaufende Nuten. Der Nutgrund 11 ist halbzylindrisch ausgebildet, so wie dies
beispielsweise bei Nuten für Scheibenfedern bekannt ist. Die Seitenflächen 12,13
einer jeden Nut können parallel zueinander verlaufen (Fig.4). In gleicher Weise
ist es jedoch möglich,daß die Seitenflächen 14,15 einen sich zum Nutgrund 16 hin
schliessenden spitzen Winkel 17 miteinander bilden (fig5).
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Bei der Ausführungsform nach Fig.2 fallen die Längsachsen der Nuten
18,19 in einer Linie 20 zusammen. Die Nuten sind dabei insbesondere so ausgerichtet,
daß die ihnen gemeinsame Mittelebene 21 die Winkelhalbierende zwischen Freifläche
2 der Hauptschneide 22 und der Hauptschnittdruck-Abstützfläche 3 bildet. Der Winkel
zwischen Freifläche 2 der Hauptschneide 22 und der Hauptschnittdruck-Abstützfläche
3 ist mit 23 bezeichnet. Der Winkel 24 beträgt-also die Hälfte des Winkels 23.
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Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.1 und 3 verlaufen die Längsachsen
25,26 der Nuten 8,9 bzw. 27,28 windschief zur jeweiligen Prismenlängsachse (nicht
gezeigt) die parallel
zur jeweiligen Hauptschneide 22 liegt. Dabei
ist der Winkel zwischen Nutlängsachse 25 bzw. 26 und der Prismenlängsachse kleiner
als 450 Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 verlaufen die Längsachsen der Nuten
weiterhin zueinander parallel.
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Bei den Ausführungsformen gemäß #ig.1-3 ist die den Winkel zwischen
Freifläche der Hauptschneide 2 und Hauptschnittdruck-Abstützfläche 3 halbierende
Ebene 21 eine-Symmetrieebene des Prismas. Diese Aussage betrifft die Schneidkörperform
ohne Berücksichtigung der Ausnehmungen 8,9 bzw. 18,19. Dadurch stellt die Kante
30 jeweils eine Reserveschneide dar. Der Schneidkörper gemäß Fig.1 und 2 braucht
lediglich in seiner Lagerung so gedreht zu werden,daß die Kante 30 an die Stelle
der Schneide 22 zu liegen kommt. Die Nuten 8,9 bzw. 18,19 sind so auf der jeweiligen
Mantelfläche 7 des Schneidkörpers angeordnet bzw. aus gerichtet,daß sie auch nach
einem Wenden des Schneidkörpers wieder dieselbe Stellung - nur umgedreht - einnehmen.
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Bei der Ausführungsform des Schneidkörpers gem.Fig.3 stehen die Längsachsen
25,26 der Nuten 27,28 in einem stumpfen Winkel 31 zueinander Diese Schneidkörperform.eignet
sich besonders für Einstich-bzw.Abstichdrehmeißel.
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Der Winkel 23 zwischen Freifläche der Hauptschneide 2 und Hauptschnittdruck-Abstützfläche
3 ist insbesondere ein rech-#ter Winkel.Bei dem Schneidkörper gemäß Fig.7 ist die
Hauptschnittdruck-Abstützfläche 3 lotrecht zur Prismenlängsachse gemessen breiter
als die Freifläche 2 der Hauptschneide 22.
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Die in die Ausnehmungen bzw.Nuten 8,9 bzw.18,19 bzw.27,28 eingreifenden
Befestigungselemente sind von am Klemmstahlhalter 10 im wesentlichen in ihrer Längsrichtung
verspannbaren Spannbolzen 35 seitlich abstehende Vorsprünge 36. Die Vorsprünge stehen
etwa lotrecht zur Spannbolzenlängsachse 37,42 seitlich von den Spannbolzen 35 ab.
Die Vorsprünge 36 sind durch paßfederähnliche Scheiben gebildet (Fig.6 und 7). Je
nach der Lage der jeweiligen Aufnahmenut 8,9 bzw .18,19 bzw. 27,28 am Schneidkörper
verläuft die Längsmittelebene einer Scheibe etwa lotrecht oder geneigt zur jeweiligen
Spannbolzenlängsachse 37,42. Die Vorsprünge 36 ragen mit losem Formschluß in die
Ausnehmungen bzw.Nuten 8,9 bzw. 18,19 bzw.27,28 hinein. Die Vorsprünge können auch
anstelle der aus Fig.8 ersichtlichen planparallelen Ausbildung zu ihrem freien Ende
hin leicht keilförmig zusammenlaufen,wie dies durch die Nutform gemäß Fig.5 vorgegeben
ist.
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Der Spannbolzen 35 ist im Bereich seines Umfanges mit einer bezüglich
des Kerbenverlaufes etwa lotrecht zur Spannbolzenlängsachse 37 ausgerichteten Kerbung
38 versehen, während die
in Spannrichtung hintere Kerbfläche 39
von einer in den Klemmstahlhalter eingeschraubten Spannschraube 40 beaufschlagt
ist. Bei der Ausführungsform gem.Fjg.7 ist der Spannbolzen 41 von einem zur Spannbolzenachse
42 etwa koaxial eingeschraubten Schraubbolzen 43 durchsetzt, dessen klemmstahlhalterseitiges
Ende 44 mit einem Gewinde 45 gegenüber dem Klemmstahlhalter 10 befestigt ist. Das
Gewinde 45 weist eine gegenüber dem schraubbolzenseitigen Gewinde 46 abweichende
Steigung auf. Auf diese Weise hat der Schraubbolzen 43 die Wirkung einer Zugan-oder
kerschraube Dif ferential s chraube Bei den Ausführungsformen der Befestigungen
gemäß Fig.7 und 8 für die Schneidkörper sind die Spannbolzen 35,41 und die Spannschraube
40 bzw.Schraubbolzen 43 in einem am Klemmstahlhalter 10 in Zustellrichtung 48 nachstellbar
befestigten Spannblock 49 gelagert.
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Die Auflagefläche 50 des Spannblockes 49 und die ihr gegenüber~ liegende
Auflagefläche 51 des Klemmstahlhalters 10 sind mit einer Riffelung mit etwa lotrecht
zur Zustellrichtung 48 verlaufenden
in Sägeverzahnung Riefen/versehen. Die beiderseitigen Riffelungen von Klemmstahlhalter
10 und Spannblock 49 greifen nach Art einer Verzahnung ineinander. Der Spannblock
49 wird durch die von unten in den Klemmstahlhalter 10 eingeschraubt# Schraube 53
(gestrichelt dargestellt) gehalten. Die Schraube durchdringt ein innerhalb des Klemmstahlhalters
10 angeordnetes,
in Zustellrichtung 48 ausgerichtetes Langloch
(nicht gezeigt). Das den Schraubbolzen 43 mit seinem klemmstahlhalterseitigen Ende
aufnehmende Muttergewinde ist innerhalb einer konischen,in den Spannblock eingesetzten
Mutter 54 vorgesehen. Die Mutter 54 ist durch einen in den Spannblock 49 eingesteckten
Stift 55 gegen Verdrehung gesichert.
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Der Schneidkörper liegt mit seiner Rückdruck-Abstützfläche 4 am Spannblock
49 an. Mit seiner Hauptschnittdruck-Abstützfläche 3 liegt der Schneidkörper auf
einer am Klemmstahlhalter 10 mittels mindestens einer Schraube 57 befestigten Auflageplatte
58 auf. Die Auflageplatte 58 ist etwa halb so hoch wie der Spannblock 49. Zwischen
der Auflageplatte 58 und dem Spannblock 49 ist ein Abstand 59 vorhanden.
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Der Klemmstahlhalter nach Fig.7 ist ein Seitendrehstahl. Der Schneidkörper
liegt mit seiner einen Seitenfläche 60 an einer entsprechenden Anlagefläche des
Klemmstahlhalters 10 an, so daß er gegenüber sämtlichen drei auf ihn im Betrieb
einwirkenden Schnittdruckkomponenten abgestützt ist.
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In den Kopf des Spannbolzens 35 ist ein Spanbrecher 63 einsetzbar.
Der Kopf des Spannbolzens ist mit einer konischen Bohrung 64 zur Aufnahme eines
mit dem Spanbrecher verbundenen konischen Zapfens 65 versehen. Die Achse der konischen
Bohrung 64 fällt mit der Längsachse 37 des Spannbolzens 35 zusammen.
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Der Spanbrecher 63 weist einen pilzartigen Kopf 66 auf. Der Kopf 66
des Spanbrechers ist mit einem bugartigen Grat 67 versehen,dessen Längsrichtung
etwa der Spanablaufrichtung 68 entspricht. Der Grat 67 steigt in Spanablaufrichtung
68 nach oben an. Der Spanbrecher bzw. Spanformer ist vorzugsweise aus Hartmetall
einer zähen Qualität gefertigt.
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Um eine Vorstellung über die Größenordnungen bei dem Klemmstahlhalter#
und dem Schneidkörper gemäß der Erfindung zu geben,#eien folgende Maße eines praktischen
Ausführungsbei spiel es genannt Der Querschnitt des Klemmstahlhalters beträgt 80
x 90 mm.
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Der Schneidkörper weist eine Länge von 85 mm und eine Querschnittsfläche
von etwa 25 x 35 mm auf.