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Senk- nrad Eråswerkzeug Die Erfindung betrifft ein Senk- und Fräswerkzeug,
mit einem ingförmigen Messerkopf, an dessen Umfang mindestens in einer Richtung
verstellbar angeordnete Schneiden bzw. Schneidenträger vorgesehen sind, die mittels
mindestens einer Befestigungsschraube in entsprechenden Ausnehmungen des Messerkopfes
auswechselbar befestigt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Senk- und Fräswerkzeuge
der gattungsgemässen Art derart weiterzubilden, dass sich die Einstellung und Handhabung
ihrer Schneiden bzw. Schneidenträger gegenüber den bekannten Senk- und Fräswerkzeugen
dieser Art noch vorteilhafter durchführen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schneiden
bzw. die Schneidenträger innerhalb der sie aufnehmenden Ausnehmung sowohl in axialer
als auch in radialer Richtung des Messerkopfes verstellbar sind, wobei diese mindestens
zur radialen Verstellung an der Keilfläche eines in der die Schneidenträger aufnehmenden
Ausnehmung verstellbar und feststellbar angeordneten Verstellkeiles an liegen.
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Erfindungsgemässe Werkzeuge zum Senken und Fräsen zeichnen sich dadurch
aus, dass sie in der Einstellung der Werkzeugschneiden ausserordentlich variabel
sind. Die Schneidenverstellung lässt sich denkbar einfach durchführen, indem sich
hierzu die Schneid den bzw. deren Träger in den entsprechenden Ausnehmungen des
Messerkopfes solcher Werkzeuge nach Lösen der Befestigungsschraube sowohl axial
als auch radial verstellen lassen. Die Verwendung mindestens eines Verstellkeiles
zur Einstellung der Werkzeugschneiden ermöglicht es hierbei, die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe konstruktiv besonders vorteilhaft zu lösen.
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Sofern hierbei in den Ausnehmungen des Messerkopfes einzelne Messer
eingesetzt sind, an denen jeweils eine Werkzeugschneide
angeformt
ist, ermöglicht die Erfindung eine besonders schnell und genau durchzuführende Einstellung
der Werkzeugschneiden, um diese in einer gemeinsamen Ebene bzw. auf einem gemeinsamen
Rotations- bzw. Flugkreis zu fixieren.
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Eine Universaleinstellung der Werkzeugschneiden am Messerkopf ermöglicht
die Erfindung dann, wenn diese an einem Schneidenträger in an sich bekannter Weise
abnehmbar befestigt, bspw. an diesen geklemmt oder verschraubt sind. In diesem Falle
ist es möglich, durch entsprechende Einstellung der Schneidenträger in den Ausnehmungen
des Messerkopfes sowie durch entsprechende Einstellung der Schneiden an den Schneidenträgern
die für den einzelnen Eearbeitungsfall jeweils am günstigsten Bearbeitungswinkel,
insbesondere Span- und Freiwinkel, einstellen zu können.
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Die Erfindung gestattet es damit, die Bearbeitungswinkel der Schneiden
jeweils den zu zerspanenden Materialien anzupassen und damit optimale Standzeiten
zu erreichen. Die Schneiden bzw.
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Messer können in sämtlichen gängigen Materialien, wie Schnellstahl,
Hartmetall, Keramik und dergl., zum Einsatz gelangen.
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Was den Messerkopf selbst betrifft, so kann dieser entsprechend den
jeweiligen Fertigungsnotwendigkeiten, z. B. im Hinblick auf die zur Verwendung kommende
Maschine, verschiedenartig gestaltet werden. Insbesondere ist dessen Spindelaufnahme
in jeder gewünschten Ausführung herstellbar, z. B. mit zylindrischer Bohrung mit
Längs- oder Querkeilmitnahme, mit kegeliger Bohrung und dergl Was schliesslich die
auf entsprechenden Schneidenträgern speziell befestigten Schneiden betrifft, so
können diese insbesondere als drei- oder vierkantige bzw. als Formplatten gestaltete
Schneideinsätze
ausgebildet sein. Ausserdem können an einem Messerkopf
auch verschiedenartig geformte Schneideinsätze zum Einsatz gelangen.
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Sind die zur Einstellung der Schneiden dienenden Einstellmechanismen
des Messerkopfes lediglich mit einem Verstellkeil ausgestattet, so wird vorgeschlagen,
die Verstellkeile derart auszubilden, dass sie ungefähr die axiale Länge der Schneiden
bzw.
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Schneidenträger aufweisen, dass sie parallel zur Achse des Messerkopfes
verstellbar und mit radialem Spiel jeweils von der die Schneiden bzw. Schneidenträger
haltenden Befestigungsschraube durchdrungen sind und dass zur Axialverstellung der
Schneidenträger an deren innerem Stirnende eine im Messerkopf geführte Stellschraube
anliegt. Diese Konstruktion erlaubt es insbesondere, die Schneidenträger vom Umfange
des Messerkopfes her an diesem zu befestigen. Günstig ist es hierbei, wenn die Verstellkeile
mit Hilfe einer einerseits an deren einem Stirnende und andererseits im Messerkopf
gernihrten Diiferentialschraube verstellbar sind. Des weitere ist es auch möglich,
die Schneidenträger derart im Messerkopf zu befestigen, dass deren Befestigungsschraube
nicht am Umfange sichtbar ist, was insbesondere dann vorteilhaft sein kann, wenn
es sich um Schneidenträger handelt, die in radialer Richtung des Messerkopfes gesehen
verhältnismässig schmal ausgebildet sind und demgemäss keine Möglichkeit besteht,
eine für die auftretenden Belastungen ausreichend grosse Befestigungsschraube in
radialer Richtung durch die Schneidenträger hindurchzuführen. In diesem Falle ist
es (günstig, die Befestigungsschraube senkrecht zur Längsachse der Verstellkeile
anzuordnen,
wobei sich in diesem Falle eine vorteilhafte Möglich keit der Schraubenbefestigung
bietet, wenn zum Anbringen der Befestigungsschrauben die den einzelnen Schneiden
zugeordneten Spankammern am Umfange des Messerkopfes entsprechend aufgebohrt sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen VerstelF
keile im Querschnitt ungefähr halbrund ausgebildet und mit ihrer kreiszylindrischen
Umfangsfläche drehbar in den sie aufnehmenden Messerkopfausnehmungen angeordnet0
Diese Querschnittsform der Verstellkeile stellt sicher, dass sich diese, sofern
sie vom Schneidenträger belastet werden, jeweils in der Messerkopfausnehmung selbsttätig
so einstellen, dass Verstellkeile und Schneidenträger ordnungsgemäss aneinander
an liegen bzw, eine absolut stabile »=llage der Schneidenträger zum Messerkopf gewährleistet
ist.
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Gemäss einer weiteren vorteilhaften Konstruktionsvariante dient sowohl
zur radialen als auch axialen Verstellung der Schneidenträger im Messerkopf jeweils
ein Verstellkeile Als besonders Lnstig hat es sich hierbei erwiesen, wenn als Verstellkeile
¼!lindrische Schiebebuchsen dienen, die mittels jeweils einer +ifferentialschraube
axial verstellbar sind und die am Umfange eine schräg zu ihrer Achse angeordnete
und am Schneidenträger anliegende, die Keilfläche bildende Abflachung aufweisen.
Hierbei ist es ausreichend, wenn die die Radialverstellung der einzelnen Schneidenträger
bewirkende Schiebebuchse lediglich am Vorderende derselben anliegt. In diesem Falle
kann in den Schneidenträger im Bereiche ihres hinteren Endes eine Abstützschraube
angeordnet
sein, um sicherzustellen, dass die Schneidenträger nach erfolgter Radialverstellung
wiederum eine zur Achse des Messerkopfes parallele Lage in diesem einnehmen. Hierzu
ist die Abstützschraube nach erfolgter Radialverstellung der entsprechenden Schiebebuchse
so lange zu verstellen, bis der betreffende Schneidenträger sich wiederum in dieser
Lage befindet.
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Eine besonders einfache Konstruktion ist in diesem Zusammenhang erhältlich,
wenn beide Schiebebuchsen der einzelnen Schneiden träger im Messerkopf zur jeweiligen
Verstellrichtung des Schneid denträgers schräg verstellbar sind, derart dass deren
Achsen einen stumpfen Winkel in sich einschliessen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit der anliegenden 2eichnang zu entnehmen, 4n der
versdniedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Senkt und Fräswerkzeugo dargestellt
sind.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Stirnansicht eines ersten Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemässen Fräskopfes, Fig. 2 einen Teillängsschnitt des Fräskopfes
gemäss Fig. 1 entlang der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt entlang
der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 eine teilweise dargestellte
Stirnansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Fräskopfes, Fig. 5 einen Teilschnitt
entlang der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig 5, eine Konstruktionsvariante
eines Verstellkeiles zur Radialverstellung eines Schneidenträgers des Fräskopfes
zeigend, Fig. 7 eine weitere Konstruktionsvariante eines zur Radialverstellung eines
Schneidenträgers dienenden Verstellkeiles, Fig. 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles
A der Schneidenträgeranordnung gemäss Fig. 7.
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Fig. 1 zeigt einen mit auswechselbaren Schneiden ausgestatteten Fräskopf,
dessen die Schneiden tragender Messerkopf als Ganzes mit 10 bezeichnet ist. Dieser
als Ringkörper ausgebildete Messerkopf weist eine zylindrische Bohrung 12 zur Befestigung
auf einer Arbeitsspindel auf, die mit einer Umfangsnut 14 für den Eingriff eines
Federkeiles ausgestattet ist. Der Messerkopf ist an seinem Umfange in gleichen Winkelabständen
in an sich bekannter Weise mit Ausnehmungen 16 für den Einsatz von Schneiden bzw.
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Schneidenträgern versehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind
in diese Ausnehmungen Schneidenträger 18 eingesetzt, die an
ihrem
Kopf 20 beispielsweise jeweils einen als dreikantige Formplatte ausgebildeten Schneideinsatz
22 tragen, der mittels einer Imbusschraube am Schneidenträgerkopf 20 ggf. in verschiedenen
Stellungen befestigbar ist (s. Fig. 2 und Fig. 5).
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Der Schneideinsatz kann aber auch am Schneidenträgerkopf angelötet
oder sonst in geeigneter Weise befestigt sein und auch eine andere Umfangsform haben.
Schliesslich kann anstelle eines Schneidenträgers 18 auch ein aus einem geeigneten
Schneidstahl bestehender Einsatz eingesetzt sein, an dem die Schneide angeformt
ist.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schneidenträger 18
- sieht man vom Schneidenträgerkopf 20 ab - im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet,
wobei die Messerkopfausnehmungen 16 dieser Querschnittsform entsprechend angepasst
sind. An der Seite des Schneideneinsatzes 22 der einzelnen Schneidenträger 18 ist
am Umfang des Messerkopfes eine bis zu dessen vorderer Stirnseite reichende Spankammer
24 vorgesehen. Die einzelnen Schneidenträger 18 sind erfindungsgemäss in den Messerkopfausnehmungen
16 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung des Messerkopfes stufenlos verstellbar
angeordnet. Deren Befestigung in einer eingestellten Lage geschieht mit Hilfe einer
Befestigungsschraube 26, die mit radialem Spiel den jeweiligen Schneidenträger durchdringt
und beim Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 - 3 im wesentlichen parallel zur
Stirnwand des Messerkopfes angeordnet ist.
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Zur Radialverstellung der einzelnen Schneidenträger 18 dient eine
von der vorderen Stirnseite des Messerkopfes her in diesen eingesetzte, als Ganzes
mit 28 bezeichnete Schiebebuchse, die einen
Verstellkeil bildet,
indem sie an ihrem Umfang eine schräg zu ihrer Achse angeordnete und an der Unterseite
30 des Schneidenträgers anliegende, eine Keilfläche bildende Abflachung 32 aufweist.
Desgleichen ist zur axialen Verstellung der Schneidenträger 18 im Messerkopf eine
als Ganzes mit 34 bezeichnete weitere gleichartig ausgebildete Schiebebuchse angeordnet,
die mit ihrer Abflachung 36 an der hinteren Stirnfläche 38 der Schneidenträger anliegt.
Beide Schiebebuchsen sind mittels einer Differentialschraube 40 relativ zum Schneidenträger
in einer solchen Richtung verschiebbar, dass jeweils die die Radial-bzw. Axialverstellung
bewirkenden Kraftkomponenten wirksam werden und bei gelöster Befestigungsschraube
26 die Verstellung der Schneidenträger in die gewünschten Richtungen durchführen
können.
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Wie aus Fig. 2 deutlich zu ersehen ist, sind beide Schiebebuchsen
28, 34 relativ zu den mit diesen zusammenwirkenden Flächen 30, 38 der Schneidenträger
in einer solchen Richtung schräg in entsprechenden Führungsbohrungen 42 des Messerkopfes
verstellbar, dass deren Achse mit Bezug auf die mit den Schiebebuchsen in Berührung
stehenden Seiten 30 bzw. 38 der Schneidenträger 18 einen spitzen zinken definieren.
Mit anderen Worten: Beide Schiebebuchsen der einzelnen Schneidenträger sind zu den
letzteren in einer solchen Richtung schräg verstellbar, dass deren Achsen gemäss
Fig. 2 einen stumpfen Winkel in sich einschliessen.
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.lit 44 ist eine im Bereich des innerhalb des Messerkopfes liegenden
Endes tlfr Schneidenträqer vorgesehene, zur Befestigungsso schraube 26 parallel
angeordnete Abstützschraube bezeichnet, die sich an der Bodenfläche 32 der Messerkopfausnehmungen
16 abstutzt
und mit deren Hilfe sich nach einer Radialverstellung
die Schneide denträger wieder in eine parallele Lage zur Achse des Messerkopfes
einstellen lassen, bevor diese mittels der Befestigungsschraube 26 im Messerkopf
festgestellt werden.
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Aus Fig. 3 ist zu ersehen, dass die für die Radialverstellung der
Schneidenträger 18 dienende Schiebebuchse 28 noch in einer zweiten Richtung innerhalb
des Messerkopfes schräg geführt ist, und zwar derart, dass deren Längsachse zusammen
mit der vorderen Stirnfläche des Messerkopfes einen stumpfen Winkel in sich einschliesst
Durch diese Schräglage wird eine Behinderung der zur Verstellung der Schiebebuchse
28 dienenden Differentialschraube 40 durch ds Befestigungsschraube 26 vermieden.
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Die in Fig. 2 gezeigte lageveränderliche Anordnung des dreikan .i4
ausgebildeten Schneideinsatzes 22 ermöglicht es, bei entsprechender Handhabung der
Schiebebuchsen 28, 34 beliebige Bearbeitulgqwinkel der mit 46 bezeichneten Schneide
einzustellen.
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Bei den in den Fig. 4 - 6 gezeigten Ausführungsbeispielen eines Fräskopfes
ist lediglich zur Verstellung der als Ganzes mit 50 bezeichneten Schneidenträger
in radialer Richtung des Messerkopfes 52 ein mit 54 bezeichneter Verstellkeil vorgesehen.
Derselbe weist im wesentlichen die Länge der Schneidenträger 50 auf, während zur
Axialverstellung der Schneidenträger an deren innerem Stirnende eine im lIesserkopf
50 geführte Stellschraube 56 anliegt.
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Die Verstellkeile 51 sind hierbei im Querschnitt beispielsweise halbrund
ausgebildet und sind mit ihrer kreiszylindrischen Umfangsfläche 56 drehbar in den
Plesserkopfausnehmungen 58 angeordnet,
deren Bodenfläche dementsprechend
konkav ausgebildet ist.
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Der Verstellkeil 54 liegt mit einer die Keilfläche bildenden Schrägfläche
60 an der Unterseite 62 der Schneidenträger 50 an, die dementsprechend ebenfalls
schräg verläuft. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 steigt hierbei die Keilfläche
60 des Verstellkeiles von aussen nach innen an, während beim Ausführungsbeispiel
gemäss Fig. 6 die Keilfläche von aussen nach innen abfällt. Der Verstellkeil 54
ist bei beiden Ausführungsformen jeweils durch eine von der hinteren Stirnseite
des Messerkopfes zugängliche Differentialschraube 64 verstellbar, die einerseits
in einer Gewindebohrung des Messerkopfes und andererseits in einer Gewindebohrung
des Verstellkeiles 54 geführt ist. Die Befestigung der einzelnen Schneidenträger
50 ist in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 - 3
mit Hilfe einer Befestigungsschraube 66 bewerkstelligt, deren Schraubenschaft mit
radialem Spiel sowohl den Schneidenträger als auch den Verstellkeil durchgreift.
Die beiden in den Fig. 5 und 6 dargestellten Konstruktionsvarianten sind gleich
vorteilhaft anwendbar. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 zeichnet sich gegenüber
dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 jedoch insofern vorteilhaft aus, dass bei
Verstellung des Verstellkeiles 54 zur Radialverstellung der Schneidenträger nach
aussen eine Kraftkomponente wirksam wird, die bewirkt, dass der Schneidenträger
zwangsläufig an die zur Axialverstellung dienende Stellschraube 56 angelegt wird.
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Der in Fig. 7 und 8 gezeigte Verstellmechanismus unterscheidet sich
von den Konstruktionsvarianten gemäss den Fig. 4 - 6 dadurch,
dass
der als Ganzes mit 70 bezeichnete Verstellkeil, der im Messerkopf 72 ebenfalls axial
verstellbar ist, mittels einer Differentialschraube 74 von der vorderen Stirnseite
des Messerkopfes aus verstellbar ist, indem derselbe an seinem vorderen Ende winkelförmig
ausgebildet ist und dadurch ein Ansatzstück 76 aufweist, in dem die Differentialschraube
zur Keilverstellung geführt ist.
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Dieses Ansatzstück greift in eine Ausnehmung 78 des Messerkopfes ein,
so dass an dessen vorderer Stirnseite lediglich der Schneidenansatz 80, der beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel als viereckige Formplatte ausgebildet ist, vorragt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Verstellkeil analog zum Ausführungsbeispiel
gemäss Fig. 6 eine von aussen nach innen abfallende Keilfläche 82 auf, die an einer
komplementär ausgebildeten Gegenfläche 84 des Schneidenträgers anliegt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel dient ebenfalls eine mit 86 bezeichnete Befestigungsschraube
zur Halterung des Schneidenträgers in der Messerkopfausnehmung 88, jedoch ist diese
senkrecht zur Längsachse des Messerkopfes im Schneidenträger angeordnet, wozu die
dosen Schneideinsatz 80 zugeordnete Bahnkammex 90 derart aufgebohrt ist, dass die
Befestigungsschraube in dieser Weise vorgesehen werden kann. Wie aus den Fig. 2
und 7 ersichtlich ist, kann der Messerkopf zweiteilig hergestellt sein, so dass
in Bezug auf die Ausbildung der Messerkopfausnehmungen fertigungstechnische Schwierigkeiten
vermieden werden.