DE2437126A1

DE2437126A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE2437126A1
Application number: DE2437126A
Authority: DE
Inventors: Munro Gerald Kirk
Original assignee: GORHAM TOOL CO
Current assignee: GORHAM TOOL CO
Priority date: 1973-08-20
Filing date: 1974-08-01
Publication date: 1975-03-06
Also published as: DE2437126B2

Description

Werkzeughalter Die erfindung bezieht sich auf Werkzeughalter für einstellbare Schneideinsätze, und insbesondere auf ein Bohrwerkzeug, das eine radiale Einstellung eines daran gehalterten Schneideinsatzes ermöglicht.
Umlaufende Schneidwerkzeuge mit einstellbaren Hartinetall-Schneideinsätzen zum Fräsen und Bohren und ähnlichen Bearbeitungsvorgängen sind bekannt. Bei einer hohen Bearbeitungsgenauigkeit, oder wenn bei mehreren, am gleichen Halter befestigten Sclmeideinsätzen ein gleichförmiger Verschleiß erzielt werden soll, ist es häufig erforderlich, eine Einstellmöglichkeit für die Schneideinsätze in Radialrichtung bezüglich der !)rehachse des Werkzeugs vorzusehen. Vorrichtungen zur Radialzinstellung der Schneideinsätze sind bekannt, jedoch entweder son verhältnismäßig kostspieliger Bauweise, oder ihr Arbeitsverhalten ist nicht zufriedenstellend.
Erfindungsgemäß soll ein Werkzeughalter geschaffen werden, bei dem in wirtschaftlicher und funktionsmäßig zufriedenstellender Weise eine radiale Einstellung der Schneideinsätze möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung den in den Ansprüchen beschriebenen Werkzeughalter.
Der Werkzeughalter enthält eine Ausnehmung zur Aufnahme eines einstellbaren Schneideinsatzes, wobei die radial innenliegende Begrenzungsfläche der Ausnehmung, an der die radial innenliegende Freifläche der Einsätze anliegt, durch eine axial verlaufende de, in Hadialrichtung flexible Zunge gebildet wird und eine Einstellvorrichtung zum Abbiegen der Zunge vorgesehen ist, durch die der Einsatz in Radialrichtung genau positioniert werden kann.
Insgesamt enthält der erfindungsgemäße Werkzeughalter einen mit einem Kopfteil und einem Schaftteil versehenen Tragkörper, der in Längsrichtung in zwei im zusammengebauten Zustand an ihren Trennflächen einander zugekehrte Hälften unterteilt ist, und die Trennfläche jeder Tragkörperhälfte ist ausgespart, so daß im zusammengebauten Zustand der Tragkbrperbälften taschenförmige Ausnehmungen zur Aufnahme der einstellbaren Schneideinsätze gebildet werden. An der radial innenliegenden Begrenzungsfläche jeder Ausnehmung ist mit radialem Abstand in jeder Tragkörperhälte ein axial verlaufender Schlitz ausgebildet, so daß die radial innenliegende Wand jeder Ausnehmung durch eine in Radialrichtung flexible Zunge gebildet wird. Die Zunge kann durch zwei Einstellschrauben radial nach außen und radial nach innen abgebogen werden, so daß der Einsatz in der Ausnehmung in einer genauen, in Radialrichtung einstellbaren Lage sicher festgeklemmt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeughalters; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der'Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1; Fig. 4 eine Seitenansicht einer Tragkörperhälfte des Halters in Blickrichtung der Linie 4-4 der Fig. 3; Fig. 5 die Aufsicht eines einstellbaren Schneideinsatzes für den Werkzeughalter.
Der Werkzeughalter enthält einen länglichen Tragkörper 10 mit einem zylindrischen Schaftteil 12 und einem erweiterten Kopfteil 14. Der Tragkörper ist in Längsrichtung in zwei Hälften 16 und 18 unterteilt, die im wesentlichen identisch ausgebildet sind (siehe Fig. 3). Die Trennflächen der Hälften 16 und 18 bestehen aus axial verlaufenden, im wesentlichen ebenen Flächen 20,22 und 24, die zusammenpassen, wenn die beiden Hälften in der in Fig. 3 gezeigten Weise zusammengebaut sind. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Trennflächen 20,22 parallel und in Radialrichtung versetzt zueinander ausgebildet, während die Trennfläche 24 jeder Hälfte bezüglich der durch die parallelen Trennflächen 20,22 verlaufenden Ebenen winklig geneigt ist.
An der Verbindungsstelle der Trennflächen 20,24 ist eine Rundnut 25 ausgebildet. Die zwei Tragkörperhälften 16 und 18 werden durch Schrauben 26, die durch miteinander fluchtende Öffnungen 28 in den beiden Gragkörperhälften verlaufen, miteinander verklemmt. Der Schaftteil 12 einer oder beider Tragkörperhälften ist mit einer oder mehreren Abflachungen 30 versehen, so daß der Werkzeughalter etwa durch nicht-gezeigte Schrauben in der Ausnehmung einer Werkzeugmaschinenspindel verriegelbar ist.
Die an dem Halter befestigbaren, einstellbaren Schneideinsätze sind am deutlichsten aus den Fign. 2 und 5 ersichtlich. Jeder Einsatz 32 hat die Form eines regelmäßigen Polygons und ist mit einander gegenüberliegenden, parallelen Seitenflächen 34, 36 und geneigten Freiflächen 38 versehen, die die Seitenflächen 34 schneiden und mehrere Schnittkanten 40 am Rand des Einsatzes bilden. In jedem Einsatz 32 ist eine mittig angeordnete Bohrung 42 ausgebildet, die an der Seitenfläche 36 mit einer Ansenkung 44 versehen ist.
In jeder Tragkörperhälfte 16,18 ist in der Trennfläche 22 des Kopfteils 14 eine taschenartige Ausnehmung 46 ausgespart. Jede Ausnehmung 46 ist an ihren radial inneren und äußeren Enden sowie an ihrem axial oberen Ende geöffnet. Die Ausnehmung 46 ist als radial verlaufender Schlitz in der Trennfläche 22 ausgebildet und enthält eine Bodenwand 48, deren Neigung mit der Neigung der Freiflächen 38 des Einsatzes übereinstimmt, sowie eine ebene, axial verlaufende Innenfläche 50, auf die die ebene Seitenfläche 34 des Einsatzes 32 koplanar aufsetzbar ist.
In der Innenfläche 50 jeder Ausnehmung 46 befindet sich ein etwa radial verlaufender Schlitz 52, der neben, jedoch mit Abstand zu der Trennfläche 24 angeordnet ist und zu dieser parallel'verläuft, so daß an jeder Tragkörperhälfte eine in Radialrichtung flexible Zunge 54 gebildet wird. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind die Trennflächen 24 gegenüber den'Prennflächen 22 und 20 derart schräg angestellt, daß ihre Neigung mit der Neigung der Freiflächen 38 der Einsätze 32 bezüglich der Seitenflächen 34,36 übereinstimmt. Im zusammengebauten Zustand der beiden Tragkörperhälften 16,18 bilden somit die Ausnehmungen 46 zwei sich im wesentlichen diametral gegenüberliegende Taschen zur Aufnahme der Einsätze 32. Die einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Taschen werden durch die ebenen Innenflächen 50 der Ausnehmung bzw. durch die ebenen Trennflächen 20 gebildet. Die. radial innere Begrenzungsfläche jeder Tasche wird durch den neben dem Schlitz 22 befindlichen Teil der Trennfläche 24 gebildet. Genauer gesagt, bildet die Zunge 54 an der Tragkörperhälfte 16 im zusammengebauten Zustand der beiden Tragkörperhälften eine flexible Begrenzungswand für die Ausnehmung 46 der Tragkörperhälfte 18 und die Zunge 54 der Tragkörperhälfte 18 bildet eine flexible Begrenzungswand für die Ausnehmung 46 der Tragkörperhälfte 16.
Jede Tragkörperhälfte 16,18 ist mit eine Gewindebohrung 56 versehen, die von der Außenfläche des Kopfteils 14 nach innen durch die Trennfläche 20 verläuft. Die Achse jeder Gewindebohrung 56 verläuft senkrecht zur Trennfläche 20 und ist gegenüber jeder Ausnehmung 46 derart gelegen, daß sie geringfügig in Radialrichtung nach innen zur Achse der Bohrung 42 eines in der Ausnehmung 46 befindlichen Einsatzes 32 versetzt ist.
In jeder Gewindebohrung 56 ist eine Einstellschraube 58 mit konischer Spitze angeordnet. In jeder Tragkörperhälfte 16,18 ist ferner eine zweite Gewindebohrung 60 ausgebildet, deren Achse senkrecht zur Ebene der Zunge 54 verläuft. Jede Gewindeinneren bohrung 60 ist an ihrem t de zum Schlitz 5? hin geöffnet, so daß beim Einschrauben einer Einstellschraube 62 nach innen in die Gewindebohrung 60 das axial innere Schraubenende an die durch den Schlitz 52 begrenzte Seitenfläche der Zunge 54 angelegt werden kann.
Die Innenfläche 50 jeder Ausnehmung 46 ist in Vertikalrichtung geringfügig geneigt, so daß die durch die Ausnehmung 46 gebildete Tasche an ihrem oberen Ende geringfügig schmaler als die Wandstärke eines Einsatzes 32 ist. Wenn somit die beiden Tragkörperhälften 16,18 unter koplanarer Anlage ihrer Trennflächen zusammengeklemmt werden, werden die Einsätze 32 in den zugehörigen Taschen zwischen den Flächen 20 und 50 reibschlüssig festgespannt.
Nach dem Einsetzen der Einsätze 32 in die entsprechenden Taschen und dem Zusammenklemmen der beiden Tragkörperhälften 16, 18 können die Einstellachrauben 58,62 derart eingestellt werden, daß jede Schnittkante 40 gegenüber der Drehachse des Werkzeughalters exakt den gleichen Radialabstand und die erwUnschte Entfernung in Radialrichtung aufweist. Fali einer oder beide Einsätze nach außen weiter als erwunscht vorstehen, werden die Einstellachrauben 62 etwas gelöst und die Einstellachrauben 58 angezogen, so daß das konisch zugespitzte Ende der Einstellschrauben 58 mit der Ansenkung 44 der Einsätze zusanmenwirkt und die Einsätze in Radialrichtung zurückgezogen werden. Anschließend können die Einstellschrauben 62 festgezogen werden, so daß jeder Einsatz in der zugehörigen Tasche des Halters in seiner radial justierten Lage sicher festgespannt wird.
Die radiale Einwärtsverschiebung der Einsätze wird durch ein Verbiegen der Zungen 54 in Radialrichtung nach innen ausgeglichen. Wenn andererseits einer oder beide Einsätze 32 radial nach außen verstellt werden sollen, werden die Einstellschrauben 58 geringfügig gelöst und die Schrauben 62 angezogen, so daß die Zungen 54 radial nach außen abgebogen und die Einsätze entsprechend verschoben werden. Da die Einstellschrauben 62 in Vertikalrichtung im wesentlichen in der Mitte zwischen den oberen und unteren Enden der die Einsätze enthaltenden Taschen angeordnet sind und sich die Zungen 54 über die gesamte Höhe der Tasche erstrecken, halten die Zungen 54 bei einem Verbiegen entweder nach innen oder nach außen eine zumindest linienförmige Berührung mit der radial innenliegenden Freifläche der Einsätze im wesentlichen über deren gesamte Länge. Hierdurch wird jegliche Gefahr, daß die Einsätze während des Schnittvorgangs um die Achse der Schlitze 52 verkippen oder verkanten, ausgeschaltet.
Die Bauweise des Werkzeughalters ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung. So lassen sich die Zungen 54 in einfacher und kostengünstiger Weise dadurch herstellen, daß jede Tragkörperhälfte von ihrem oberen Ende her nach unten bis zur oberen Öffnung 28 geschlitzt wird. Diese Schlitze sind in der gezeigten Weise an ihren Innenenden aufgebohrt, um Spannungsanhäufungsstellen zu vermeiden. Auch die Innenfläche 50 jeder Ausnehmung 46 läßt sich durch einen einfachen Fräs- und/ oder Schleifvorgang herstellen, da diese Innenflächen 50 im wesentlichen parallel und mit radialem Abstand zu der Trennfläche 20 der zugehörigen Tragkörperhälfte verlaufen. Infolge der Ausbildung der Ausnehmungen 46 und Schlitze 52 läßt sich jede Tragkörperhälfte mit verhältnismäßig einfachen Bearbeitungsvorgängen herstellen. Der Werkzeughalter läßt sich auch insofern kostengünstig herstellen, als jeder Einsatz individuell auf eine erwünschte Radiallage präzise eingestellt werden kann. Hierdurch werden die äußerst engen Fertigungstoleranzen vermieden, die anderenfalls bei der Herstellung sowohl des Halters als auch des Einsatzes erforderlich wären.

Claims

Patentansprüche

Werkzeughalter für einstellbare Schneideinsätze, mit einem am einen Ende mit einem Kopfteil und am anderen Ende mit einem Schaftteil versehenen Tragkörper, der in Längsrichtung in zwei im fest zusammengebauten Zustand an ihren Trennflächen einander zugekehrte Hälften unterteilt ist, wobei im zusammengebauten Zustand der beiden Tragkörperhälften am Kopfteil ein Schneideinsatz gehaltert ist, der zwei einander gegenüberliegende, im wesentlichen parallele, ebenen Seitenflächen aufweist, die am Rand durch mehrere, jeweils mit einer Schnittkante versehene Freiflächen miteinander verbunden sind, und die Schneideinsätze bezüglich einer senkrecht zu den Seitenflächen verlaufenden Mittelachse symmetrisch ausgebildet und mit einer konzentrisch zur Mittelachse angeordneten Bohrung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Tragkörperhälfte (16,18) an ihrer mit der Trennfläche (20) der anderen Tragkörperhälfte zusammenwirkenden Trennfläche (22) mit einer Ausnehmung (46) zur Aufnahme des Schneideinsatzes (32) versehen ist, welcher in der Ausnehmung (46) im zusammengebauten Zustand der beiden Tragkörperhälften (16,18) festgeklemmt ist, daß die Ausnehmung (46) mit einer axial veaufenden, radial innenliegenden Begrenzungswand (24,54) versehen ist, deren Neigung im wesentlichen mit der Neigung der Preiflächen (38) bezüglich der Seitenflächen (34,36) des Schneideinsatzes (32) übereinstimmt und die im wesentlichen über die gesamte Axiallänge der Ausnehmung (46) verläuft und in Radialrichtung flexibel ausgebildet ist, daß die Ausnehmung (46) auf einer Seite des Kopfteils (14) geöffnet und bei Anordnung des Einsatzes (32) in der Ausnehmung (46) mit einer radial über den Kopfteil (14) nach außen vorstehenden Freifläche (38) die entgegengesetzte Freifläche des Einsatzes an die flexible Begrenzungawand (24,54) der Ausnehmung anlegbar-ist, daß an einer Tragkörperhälfte (16,18) auf der der Ausnehmung (46) einschließlich der Begrensungswand (24,54) gegenüberliegenden Seite eine erste, in Radialrichtung mit der Begrenzungswand ausgerichtete Einstellvorrichtung (60,62) angeordnet ist, bei deren Bewegung radial nach innen die Begrenzungswand (24,54) an der Ausnehmung (46) radial nach außen abbiegbar und der Einsatz (32) in der Ausnehmung (46) radial nach außen verschiebbar ist, und daß durch eine an einer Tragkörperhälfte (16,18) angeordnete, mit der Bohrung (42,44) des Einsatzes (32) zusammenwirkende zweite Einstellvorrichtung (56,58) der Einsatz (32) radial nach innen verschiebbar und die Begrenzungswand (24,54) in feste Anlage an die erste Einstellvorrichtung (60,62) verbiegbar ist.
2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand (24,54) eine flexible Zunge (54) aufweist, die im wesentlichen über die gesamte Axiallänge der Ausnehmung (46) einstückig mit der zugehörigen Tragkörperhälfte (16,18) ausgebildet ist, wobei die Verbindungsstelle die Biegeachse der Zunge (54) bildet.
3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeachse der Zunge (54) im wesentlichen parallel zur Achse des Schaftteils (12) verläuft.
4. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Tragkörperhälfte (16,18) mit radialem Abstand zu der radial inneren Begrenzungsfläche der Ausnehmung (46) ein axial verlaufender, geringfügig tiefer als die Ausnehmung (46) ausgebildeter Schlitz (52) vorgesehen und die flexible Begrenzungswand (24,54) durch den zwischen der Ausnehmung (46) und dem Schlitz (52) liegenden Teil der Tragkörperhälfte gebildet ist.
5. Werkzeughalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einstellvorrichtung (60,62) eine mit der mit der Zunge (54) versehenen Tragkörperhälfte (16,18) verschraubte, an die der Ausnehmung (46) gegenüberliegende Fläche der Zunge (54) anlegbare Einstellschraube (62) aufweist.
6. Werkzeughalter nach Anspruch 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einstellvorrichtung (56,58) eine mit einer Tragkörperhälfte-(16,18) verschraubte Einstellschraube (58) aufweist, deren Achse bezüglich der Bohrung (42,44) des Einsatzes (32) geringfügig radial nach innen versetzt ist und durch deren Zusammenwirken mit dem Rand (44) der Bohrung (42,44). nach Art eines Exzenternockens der Einsatz (32) beim Anziehen der Schraube (58) radial nach innen verschiebbar ist.
7. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tragkbrperhälften (16,18) im wesentlichen identisch ausgebildet sind und jeweils mit der gleichen Ausnehmung (46) einschließlich der flexiblen, radial innenliegenden Begrenzungswand (24,54) versehen sind und der Werkzeughalter (10) zwei taschenförmige Ausnehmungen (46) aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten eines die Trennfläche durchsetzenden L)urcruraessers radial nach außen verlaufen.
8. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfläche (20,22,24) jeder Tragkörperhälfte (16,18) zwei im wesentlichen ebene, axial verlaufende, parallele Trennflächenabschnitte (20, 22) aufweist, die in Radialrichtung zueinander versetzt angeordnet und durch eine axial verlaufende Schulter (24) miteinander verbunden sind, deren Neigung bezüglich der durch die ebenen Trennflächenabschnitte (20,22) verlaufenden Ebenen im wesentlichen mit der Neigung der FreiT flächen (38) bezüglich der ebenen Seitenflächen (34,36) der Einsätze (32) übereinstimmt.
9. Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Ausnehmung (46) an einer entsprechenden Fläche (22) jeder Tragkörperhälfte (16,18) ausgebildet ist und sich auf dieser Fläche nach innen bis zu einer parallel zu dem ebenen Trennflächenabschnitt (22) verlaufenden Diametralebene (50) erstreckt.
10. Werkzeughalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innenliegende Begrenzungswand (24,54) jeder Ausnehmung (46) einstückig an derjenigen ragkörperhälfte (16,18) ausgebildet ist, die der mit der Ausnehmung (46) versehenen Tragkörperhälfte gegenüberliegt.
11. Werkzeughalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Begrenzungswand (24,54) jeder Tragkörperhälfte (16,18) durch einen axial verlaufenden, der geneigten Schulter (24) im wesentlichen parallelen Schlitz (52) gebildet wird.
12. Werkzeughalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstellvorrichtungen (56,58,60,62) zwei Einstellschrauben (58,62) an jeder Tragkrperhälfte (16,18) aufweisen, von denen die eine (58).mit der Bohrung (42,44) des Einsatzes (32) zwecks Verschiebung der Zunge (54) und Abbiegung der Begrenzungswand (24,54) radial nach innen zusammenwirkt und die andere (62) zwecks Abbiegung der Begrenzungswand (24,54) und Verschiebung des Einsatzes (32) radial nach außen sich in Querrichtung durch den Schlitz (52) erstreckt.

L e e r s e i t e