DE2443756A1

DE2443756A1 - Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE2443756A1
Application number: DE19742443756
Authority: DE
Inventors: Walter Hochmuth; Hans Peter Hollfelder
Original assignee: Zapp Werkzeug & Maschf R
Current assignee: Zapp Werkzeug & Maschf R
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1974-09-13
Publication date: 1976-04-01

Description

"Schneidwerkzeug" Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug für spanabhebende Metallbearbeitung mit einem eine auswechselbare zentrische Bohrung aufweisenden Schneideinsatz, der in einer Anlageflächen für den Schneideinsatz aufweisenden Aufnahme des Schneideinsatzhalters mit Hilfe eines Spannelementes festlegbar ist, das von einem an einer im Winkel zur Auflagefläche des Schneideinsatzes angeordneten Stützfläche gleitend verschiebaren, durch eine in eine Gewindebohrung eingreifende Stellschraube betätigten Schubelement in Spannrichtung getrieben wird, wobei der Winkel zwischen der Sützfläche und der Auflagefläche des Schneideinsatzes größer oder gleich dem Reibungswinkelist.
Bei Schneidwerkzeugen für die spanabhebende Metallbearbeitung mit einem Werkzeugschaft bzw. einer Kassette und einem aus wechselbaren Schneideinsatz besteht der Wunsch nach möglichst betreibssicherem# funktionsfähigem und schnellen Festlegen des Schneideinsatzes im Schneideinsatzhalter, dem Werkzeugschaft bzw. der Kassette. Dabei sollte der Schneideinsatz möglichst genau auf seiner Auflagefläche fixiert sein, um mit dem Werkzeug die nötigen Fertigungstoleranzen erreichen zu können.
Aus der D-AS 2 063 343 ist bereits eine Halteeinrichtung zur Befestigung des Schneideinsatzes am Halter der eingangs erwähnten Bauart bekannt geworden. Gemäß dieser Auslegeschrift wird zur Erzeugung einer -einwandfreien Anpressung des Schneideinsatzes sowohl an seine Auflagefläche als auch an seinen Anlageflächen eine Gleitmutter vorgeschlagen, die mit der Halteschraube des Schneideinsatzes in Eingriff steht und bei deren Anziehen die Mutter an einer Stützfläche in Richtung der Anlageflächen eine Gleitbewegung ausführt. Dieses bekannte Schneidwerlkzeug weist mehrer Nachteile auf. Insbesondere muß zum Auswechseln des Schneideinsatzes die Halteschraube ganz entlernt werden, um den Schneideinsatz abnehmen zu können.
Gleichzeitig wird die Gleitmutter freigegeben und würde aus dem Werkzeugschaft herausfallen, wenn sie nicht durch ein zusätzliches Bauteil, nämlich einen die Mutter durchsetzenden Stift am Werkzeugschaft gehalten würde. Ein weiterer entscheidender Nachteil dieses Schneidwerkzeuges besteht darin, daß der Kopf des Werkzeugschaftes im Bereich der Ausnehmung für die Gleitmutter stark geschwächt wird0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde9 ein Schneidwerkzeug der eiLegarLgs genannten Bauart zu schaffen9 das einen schnelistmöglichen Schneiden-wechsel ermöglicht 9 ohne daß Teile der Spannvorrichtung entfernt werden müssen, wobei sich nur eine geringe Verschwächung des Schneideinsatzhalters ergibt und bei kleinsten Baumaßen und geringen Herstellungskosten eine Erhöhung der Gleitfähigkeit erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Spannelement ein mit dem Schubelement kraftschlüssig verbundener Bolzen ist, dessen Kopf einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Bohrung des Schneideinsatzes aufweist und mit einem Teil seiner Außenflächen mit der Bohrungsflanke in Eingriff steht, und daß das Schubelement ein in einer in Spannrichtung zur Auflagefläche des Schneideinsatzes geneigten Bohrung verschiebbar angeordneter Mutterbolzen ist. Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges wird erreicht, daß der Schneideinsatz ausgewechselt werden kann, ohne daß das Spannelement aus dem Schneideinsatzhalter entfernt werden müßte. Bei Lockerung des Spannelementes gibt dieses den Schneideinsatz frei, der dann nach oben oder zur Seite aus dem Schneideinsatzhalter entnommen werden kann. Beim Anziehen des Spannelementes wird der Mutterbolzen über ein Gewinde angezogen und gleitet infolge seiner selbsthemmungsfreien Lagerung in die Spannrichtung. Da der Mutterbolzen nur eine Linienberührung mit der Bohrung aufweist, ist ein besonders leichtes Gleiten möglich. Darüberhinaus ist auch das Öffnen beim erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug genau wie das Spannen zwangsläufig, was wesentlich zur Erleichterung der Handhabung des Schneidwerkzeuges beiträgt.
Dem Wunsch nach besonders kompakter Bauweise trägt die Erfindung dadurch Rechnung, daß das Spannelement gleichzeitig die Stellschraube bildet. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht demgegenüber vor, daß die Stellschraube und das Spannelement zwei kraftschlüssig mit dem Schubelement verbundene Teile sind, wobei die Bohrung für die Stellschraube im Schneideinsatzhalter hinter der Aufnahme für den Schneideinsatz angeordnet ist.
Um nicht nur eine möglichst einfache Fertigung des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges, sondern darüberhinaus eine Erhöhung der Funktionsfähigkeit der Spannvorrichtung zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Achse der Stellschraube und/oder des Spannelementes etwa senkrecht zur Auflagefläche des Schneideinsatzes steht, und die Stellschraube und das Spannelement jeweils in einer vorzugsweise als Langloch ausgebildeten Ausnehmung im Spannelementenhalter geführt sind, die die zum Spannen nötige Verschiebung ermöglicht.
In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß das Spannelement einen leicht konischen Kopf und der Schneideinsatz eine sich entsprechend nach außen konisch erweiternde Bohrung aufweisen. Damit wird in besonders hohem Maße eine Übertragung des Anpressdruckes des Schneideinsatzes auf die Auflagefläche und an die Anlageflächen bewirkt.
Zur Erhöhung der Festlegung des Schneideinsatzes an den Anlageflächen des Schneideinsatzhalters ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß diese Anlageflächen hinterschnitten sind.
Dadurch wird beim Anziehen des Spannelementes der Schneideinsatz in die Anlageflächen getrieben, an diesen festgelegt und verhindert, daß der Schneideinsatz aus dem Halter ausspringen kann.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Stellschraube einen Bund zur Abstützung am Schneideinsatzhalter aufweist. Dieser Bund ist dann von besonderem Vorteil, wenn dem Schneideinsatz zusätzlich eine Unterlagscheibe zugeordnet ist, die von diesem Bund am Schneideinsatzhalter festgelegt werden kann.
Um eine möglichst kleine Bohrung im Schneideinsatz zu ermöglichen, sieht die Erfindung darüber hinaus vor, daß der Kopfdurchmesser der Stellschraube kleiner als der Bunddurchmesser ist.
Zur Erhöhung der Vielseitigkeit der Handhabung des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges ist vorgesehen, daß die Ausnehmung für die Stellschraube und/oder das Spannelement den Spannelementenhalter ganz durchsetzt und die Stellschraube von zwei Seiten betätigbar ist.
Um das zwangsläufige Öffnen der Spannvorrichtung auch dann zu erreichen, wenn die Stellschraube von unten betätigt und damit ein Druck nach oben ausgeübt wird, ist schließlich in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Stellschraube an dem ihrem Kopf gegenüberliegenden Ende einenSprengring aufweist, der sich an einer Fläche des Schneideinsatzhalters abstützt.
Weiter Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie an Hand der Zeichnung.
Hierbei zeigen: Fig. 1 den Schnitt durch den Kopf eines Schneidwerkzeuges, Fig. 2 die Aufsicht auf den Kopf des Schneidwerkzeuges gemäß Fig. 1, Fig. 3 u. 4 die Schnitte durch Köpfe von Schneidwerkzeugen in anderer Ausführungsform.
Fig. 5 u. 6 die Seiten- und Aufsicht eines im Schneideinsatzhalter eingespannten Stecheinsatzes.
Der Schneideinsatzhalter 1, der beispielsweise von dem Werkzeugechaft eines Drehmeißels verkörpert wird, weist an seinem Kopfende eine Aufnahme 2 für den Schneideinsatz 3 und eine Unterlage 4 auf 0 Die Aufnahme 2 ist der Rautenform des Schneideinsatzes 3 angepaßt, wobei die Anlageflächen 5 hinterschnitten sind und der als Auflagefläche 6 dienende Boden der Aufnahme 2 parallel zur Oberfläche des Schneideinsatzhalters 1 verläuft.Die Aufnahme 2 ist in ihrem schaftseitigen Bereich 7 ausgeweitet,so daß die Wandflächen dieses Bereiches 7 nicht mit der einragenden Reservearbeitsspitze des Schneideinsatzes 3 in Berührung kommen.
In den Schneideinsatz 3 ist eine Bohrung 8 eingebracht. Diese Bohrung 8 kann, wie in Figo 1 dargestellt, parallel zur Bohrung achse verlaufende Flanken 9 aufweisen oder aber, wie in Fig. 3 dargestellt, kegelförmige Flanken 9'. Unter dem Schneideinsatz 3 liegt in den dargestellten Beispielen eine Unterlage 4 z.B. aus Hartmetall, in die ebenfalls eine Bohrung 10 mit einem Bereich großen Durchmesser ii unmittelbar unter dem Schneideinsatz und einem Bereich kleineren Durchmessers eingebracht ist. An dem einen Ende ist die Unterlage 4 mit einer laschenartigen Führung 12 versehen, die in den Bereich 7 der Ausnehmung 2 eingreift und dort geführt ist. Koaxial mit den Bohrungen 8 und 10 des Schneideinsatzes 3 bzw. der Unterlage 4 ist in den Kopfbereich des Schneideinsatzhalters 1 ein Langloch 13 eingebracht, dessen Ausrichtung von der Spitze 14 des Schneideinsatzhalters 1 in Richtung auf den Bereich 7 verläuft. Diese Richtung wird im Weiteren als Spannrichtung 15 bezeichnet.
Von der Spitze 14 ist in den Schneideinsatzhalter 1 eine Bohrung 16 eingebracht, die unter dem Winkel <C zur Auflagefläche 6 in Spannrichtung hin geneigt ist und durch das Langloch 13 hindurchreicht. In der Bohrung 16 ist ein Mutterbolzen 17 verschiebbar gelagert, den eine Gewindebohrung 18 durchsetzt, in die das Spannelement 19 kraftschlüssig eingreift. Das Spannelement 19 ist in den Beispielen nach den Fig. 1 u. 3 gleichzeitig die Stellschraube 19'.
Der Kopf 20 des Spannelementes 19 weist einen geringeren Durchmesser als den der Bohrung 8 des Schneideinsatzes 3 auf. Unmittelbar an den Kopf 20 schließt sich ein Bund 21 mit größerem Durchmesser an, der sich schulterartig auf der Unterlage 4 abstützt. Den Rest des Spannelementes 19 bildet der Gewindebolzen 22, der mit seinem Gewinde die Gewindebohrung 18 des Mutterbolzens 17 durchsetzt. Das dem Kopf 20 gegenüberliegende Ende des Gewindebolzens 22 ist mit einem Sprengring 23 versehen, der an einer Auflagefläche 24 des Langloches 13 anliegt. Zur Betätigung des Spannelementes 19 sind in die beiden freien Enden je ein Innensechskant 25 für einen Steckschlüssel eingebracht.
In den Fig. 1 und 3 sind Ausführungebeispiele dargestellt, bei denen das über das Schubelement 17' angetreibene Spannelement 19 gleichzeitig die Stellschraube 19' zur Bewegung des Mutterbolzens 17 darstellt. In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform teEeigt, bei der das in einem Langloch 26 geführte Spannelemt 19 und die in einem weiteren Langloch 13' geführte Stellschraube 19' zwei getrennte Bauteile darstellen. Dabei ist das Langloch 13', das den Schneideinsatzhalter ganz durchsetzt, hinter dem Schneideinsatz 3 angeordnet. In Fig. 4 ist die Möglichkeit gestrichelt dargestellt, die Stellschraube 19' gleichzeitig als Halteelement für eine Pratze 27 zu benutzen.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Spannvorrichtung erläutert. Bei gelästem Spannelemnt 19 ist es mit dem Mutterbolzen 17 so weit entgegen der Spannrichtung 15 verschoben, daß es möglich ist, den Schneideinsatz über den Kopf 20 des Spannelemtes 19 zu legen. Wird das Gewinde des Spannelementes 19 gedreht, so wird der Mutterbolzen 17 in seiner Bohrung 16 dann in Spannrichtung 15 getrieben, wenn der Winkel so gewählt ist, daß eine Selbsthemmung vermieden wird. Mit der Bewegung des Mutterbolzens 17 in Spannrichtung 15 wird gleichzeitig eine Anlage des Kopfes 20 des Spannelementes an der Flanke 9 der Zentralbohrung 8 erreicht. Mit der Bewegung des Kopfes 20 in Spannrichtung 15 wird der Schneideinsatz unter die hinterschnittenen Anlageflächen 5 der Ausnehmung 2 getrieben und dort festgehalten.
Ist der Kopf 20 gemäß Fig. 3 und 4 ausgebildet, gecwird durch die konische Anlage des Kopfes an der entsprechenden Wand der Innenbohrung des Schneideinsatzes 3 eine sichere Dreiflächenanlage des Schneideinsatzes, einmal an den Anlageflächen 5 und zum anderen an der Auflagefläche 6 der Ausnehmung 2 erreicht. Der Bund 21 des Spannelementes 19 hält dabei gleichzeitig die Unterlage 4 fest. Dadurch, daß die Stützfläche 28 zwischen dem Schubelement 17' (dem Mutterbolzen 17)und der Bohrung 16 sehr klein ist, im Idealfall handelt es sich um Itinienberührung, wird ein leichtes Verschieben in Spannrichtung 15 durch die Drehung des Spannelementes 19 ermöglicht. Erleichtert wird diese Bewegung auch dann, wenn die aufeinanderliegenden Auflageflächen feinbearbeitet, beispielsweise geläppt sind.
Beim Lösen der Spannvorrichtung, das heißt beim Drehen des Gewindebolzen 22 in entgegengesetzter Richtung, verhindert der Sprengring 23, dadurch daß er sich an der Auflagefläche 24 des Langloches 13 abstützt, ein Herausdrehen des Spannelementes ohne Verschiebung des Mutterbolzens 17 und treibt dadurch diesen entgegen der Spannrichtung 15', was zum sofortigen Lösen des Schneideinsatzes 3 führt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, insbesondere nicht auf die vereinfacht dargestellte Form des Schneideinsatzes, die Form des Mutterbolzens, der als Halbzylinder oder querschnittlich gesehen in jeder anderen geeigneten Form ausgebildet sein kann, oder die Ausbildung des Kopfes des Spannelementes beschränkt.

Claims

Patentansprüche:

1. Schneidwerkzeug für spanabhebende Metallbearbeitung mit einem auswechselbaren eine zentrische Bohrung aufweisenden Schneideinsatz, der in einer Anlageflächen für den Schneideinsatz aufweisenden Aufnahme des Schneideinsatzhalters mit Hilfe eines Spannelementes festlegbar ist, das von einem an einer im Winkel zur Auflagefläche des Schneideinsatzes angeordneten Stützfläche gleitend verschiebbaren, durch eine in eine Gewindebohrung eingreifenden Stellschraube betätigten Schubelement in Spannrichtung getrieben wird, wobei der Winkel zwischen der Stützfläche und der Auflagefläche des Schneideinsatzes größer oder gleich dem Reibungswinkel ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (19) ein mit dem Schubelement (17t) kraftschlüssig verbundener Bolzen ist, dessen Kopf (20) einen kleineren Durdhmesser als der Durchmesser der Bohrung (8) des Schneideinsatzes (3) aufweist und mit einem Teil seiner Außenflächen mit der Bohrungsflanke (9) in Eingriff steht, und daß das Schubelement (17') ein in einer in Spannrichtung (15) zur Auflagefläche (6) des Schneideinsatzes (3) geneigten Bohrung (16) verschiebbar angeordneter Mutterbolzen (17) ist.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (19) gleichzeitig die Stellschraube (19') bildet.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (19') und das Spannelement (19) zwei kraftschlüssig mit dem Schubelement (17') verbundene Teile sind, wobei die Bohrung (13') im Schneideinsatzhalter (1) für die Stellschraube (19') hinter der Aufnahme (2) für den Schneideinsatz (3) angeordnet ist.

4. Schneidw#nkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Stellschraube (19') und/oder des Spannelementes (19) etwa senkrecht zur Auflagefläche (6) des Schneideinsatzes (3) steht.

5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (19') und das Spannelement (19) Jeweils in einer, vorzugsweise als Langloch (13, 26) ausgebildete Ausnehmung im Schneideinsatzhalter (1) geführt sind, die die zum Spannen nötige Verschiebung ermöglicht.

6. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (19) einen leicht konischen Kopf (20') und der Schneideinsatz (3) eine sich entsprechend nach außen konisch erweiternde Bohrung (8) aufweisen.

7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (5) für den Schneideinsatz (3) am Schneideinsatzhalter (1) hinterschnitten sind.

8. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (19') einen Bund' (21) zur Abstützung am Schneideinsatzhalter (1) aufweist.

9. Schneidwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfdurchmess-er der Stellschraube (19) kleiner ist als der Bunddurchmesser.

10. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13) für die Stellschraube (19') und/ oder das Spannelement (19) den Spannelementenhalter (1) ganz durchsetzt0

11. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadrch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (19') von zwei Seiten betätigbar ist.

12. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (19') an dem ihrem Kopf (20) gegenübeSiegenden Ende einen Sprengring (23) aufweist, der sich an einer Fläche (24) des Schneideinsatzhalters (1) insbesondere in einer Nut abstützt.

43. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilschaube(19') gleichzeitig zum Verspannen einer sich auf dem Spannelement abstützenden wegschwenkbaren Pratze (27) dient.

44. Schneidwerkzeug nach. einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schneideinsatz (3) und der Auflagefläche (6) eine Unterlage (4) vorgesehen ist, die von Spannelemant (19) durchsetzt wird und dessen Sc1iubbe#egungen folgt.

15. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (3) von einem parallel grammförmigen StechmeiBel mit zwei diagonal gegenüberliegenden Arbeitsspitzen ~28) gebildet wird, wobei eine der AuSlageflächen (5) der Aufnahme (2) parallel zur Auflagefläche (29) des Schneideinsatzhaltes (1) verläuft; und die Arbeitsspitze (28) geringfügig über die Vorderkante der Auflagefläche (5) herausragt.

Leerseite