DE2602334A1

DE2602334A1 - Raeumwerkzeug

Info

Publication number: DE2602334A1
Application number: DE19762602334
Authority: DE
Inventors: Stanley Alexander Beneteau; Sylvester Eugene Proulx
Original assignee: JP Tool Ltd
Current assignee: JP Tool Ltd
Priority date: 1975-01-22
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1976-07-29
Also published as: CA991900A; JPS5335311B2; AU1041376A; FR2298396A1; GB1537855A; AU500024B2; SE7600538L; DE2602334C2; IT1054297B; US3946472A; JPS5199382A; FR2298396B1; SE422898B

Description

Die Erfindung betrifft ein Räumwerkzeug mit einem länglichen Werkzeugschaft, an dem mehrere gegenseitig beabstandete Rippen als Träger für Schneidelemente über einen Umfangswinkel von wenigstens 45° quer zur Längsache vorzugsweise mit zunehmendem Durchmesser hintereinandergeordnet vorgesehen sind.

Räumen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem ein oder mehrere Räumwerkzeuge oder Räumahlen mit einer Reihe von Zähnen über ein Werkstück hinweggedrückt oder gezogen werden, ein solches Verfahren ist analog dem Ein-Richtungsfeilen ausgebildet. Das Räumen kann auch zur Bearbeitung von Bohrlöchern oder halbkreisförmiger Nuten durchgeführt werden. Es erfolgt typisch auf manuell betriebenen Pressen, Zugspindelmaschinen oder hydraulisch betätigten Räummaschinen oder Räumpressen. Das Räumwerkzeug hat Zähne, deren Höhe zum einen Werkzeugende hin zunimmt, und wird beispielsweise in dem Futter einer Räummaschinenspindel oder eines Schiebers mit einem konischen Keil gehalten.

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Üblicherweise sind die ersten wenigen Zähne des Räumwerkzeugs niedrig, so daß sein schmales Ende durch ein Bohrloch hindurchgeführt werden kann, während die dann folgenden Zähne mittlerer Höhe die größte Metallmenge entfernen und die letzten wenigen Zähne die bearbeitete Fläche auf das vorgegebene Maß bringen.

Ein gegenwärtig weitläufig angewendetes Räumwerkzeug hat die Form eines länglichen Körpers mit mehreren gegenseitig beabstandeten ringförmigen Rippen, die quer zur Längsachse des Körpers angeordnet sind. Mehrere Zähne aus Kohlenstofftitan sind an die Seitenwände dieser Rippen durch Hartlöten in einer Stellung senkrecht zur Längsachse des Körpers angebracht. Jeder dieser Zähne hat eine gekrümmte obere Schneidekante. Wenn diese Zähne abgenutzt werden, ist zur Entfernung und nachfolgenden Befestigung neuer Schneidezähne an den Rippen ein sehr kostspieliges Verfahren erforderlich. Da ferner Jede Schneidekante auf das Werkstück unter einem Winkel von 90° einwirkt, werden sehr hohe Spannungsbeanspruchungen auf das Werkzeug und die Schneidezähne insbesondere bei Bearbeitung von Metallen ausgeübt.

Ähnliche Schneidezähne werden normalerweise an drehbaren Fräswerkzeugen verwendet, in jüngerer Zeit sind an einigen derartigen Fräsern auch Schneidezähne in Form von Knöpfen oder Scheiben vorgesehen, die an Trägerrippen verstellbar befestigt sind. Eine derartige Vorrichtung ist z.B. durch das US-Patent 3 540 103 bekannt geworden. Diese Vorrichtung arbeitet jedoch als Drehfräser und dient in erster Linie zum Abrichten der Räder von Eisenbahnwaggons und Lokomotiven.

Das Räumen ist jedoch ein völlig anderes Arbeitsverfahren, denn hierbei erfolgt keine Drehung des Werkzeugs, sondern ein Drücken ähnlich dem Ein-Richtungsfeilen. Es ist Aufgabe

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der Erfindung, für dieses Verfahren ein verbessertes Werkzeug zu schaffen, das leicht austauschbare, jedoch verstellbare Schneidelemente hat.

Ein Räumwerkzeug der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß an jeder Rippe mehrere zylindrische Schneidscheiben über die Rippenaußenfläche hinausragend und um ihren Mittelpunkt verdrehbar befestigt sind, die jeweils eine am Umfang einer Seitenfläche gebildete Schneidekante aufweisen, mit dieser Seitenfläche gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes unter einem Winkel von1° bis 15°geneigt sind, an der jeweiligen Rippe in Umfangsrichtung bezüglich der Schneidscheiben der jeweils benachbarten Rippe versetzt angebracht sind, so daß die Bearbeitungsstellen aufeinander folgender Schneidscheiben einander überlappen, und entsprechend einem gegenüber ihrem Radius zumindest dreifachen Bohrlochradius am Werkzeugschaft angeordnet sind.

Das Räumwerkzeug nach der Erfindung hat also einen länglichen Werkzeugschaft mit mehreren gegenseitig beabstandeten Rippen, die quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes angeordnet sind. Jede dieser Rippen bildet einen Kreisbogen von mindestens 45°, wobei die jeweils nächstfolgende Rippe einen größeren Durchmesser als die vorhergehende aufweist. Mehrere zylindrische Schneidscheiben sind an jeder Rippe befestigt, und zwar derart, daß sie jeweils zur Längsachse des Werkzeugschaftes einen Winkel von 1° bis 15° bilden. Jede Schneidscheibe hat eine Seitenfläche, die an ihrem Umfang eine Schneidekante aufweist. Gleichzeitig sind die Schneidscheiben in Umfangsrichtung der jeweiligen Rippe gegenüber den Schneidscheiben der nächstfolgenden Rippe versetzt angeordnet, so daß die Bearbeitungsstellen aufeinander Jagender Schneidscheiben am Werkstück einander überlappen. Die Schneidscheiben sind ferner so angeordnet, daß ein Bohrloch *i?zw. eine Nut bearbeitet werden kann, deren Radius den

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mindestens dreifachen Wert des Radius der jeweiligen Schneidscheibe hat. Da jede Schneidscheibe über die Außenfläche der jeweiligen Rippe hinausragt und verdrehbar ist, können durch ein Verstellen jeweils neue Schneidkantenteile in Schneidposition gebracht werden.

Vorzugsweise sind die Rippen als in Richtung der Längsachse des Werkzeugschaftes gegenseitig beabstandete ringartige Vorsprünge ausgebildet, wobei sie einen Vollkreis oder einen Teilkreis bilden können. Jede Rippe bildet einen Bogen von mindestens 45°, normalerweise von mindestens 90°. Zwischen den Rippen können ringförmige Spanaufnahmenuten vorgesehen sein.

Die Rippen sind an ihrer Oberfläche mit Sockelaussparungen zur Aufnahme der Schneidscheiben versehen. Jeder derartige Sockel hat eine Bodenfläche, die unter einem bestimmten Winkel von 1° las 15° gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes eingearbeitet ist. Dadurch entsteht ein negativer Freiwinkel dss Räumwerkzeugs. Jeder Sockel hat eine hintere Anlagewand, die zur Anlage der jeweils hinteren Kante der Schneidscheibe dient. Ferner hat er eine offene Vorderseite. Die Anlagewand liegt vorzugsweise senkrecht zur Bodenfläche des Sockels und ist gleichfalls gekrümmt, so daß sie der Krümmung der Schneidscheibe angepaßt ist. Zur Befestigung einer Schneidscheibe in einem Sockel ist eine Gewindebohrung ' vorzugsweise in der Bodenfläche des Sockels vorgesehen, so daß eine Halteschraube durch die jeweilige Schneidscheibe hindurchgeführt und in der Bodenfläche verschraubt werden kann. Die Gewindebohrung ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie die Schneidscheibe fest an der Anlagewand verspannt. Durch die der Schneidscheibe durch die Seiten des Sockels gegebene seitliche Halterung wird die Halteschraube keiner Scherungsbeanspruchung ausgesetzt, sie dient hingegen lediglich zur festen Haltung der Schneidscheibe an dem Sockelsitz.

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Vorzugsweise ist die jeweilige Rippe etwas breiter als die vorhergehende Rippe ausgeführt, so daß bei der Bewegung des Räumwerkzeugs durch ein Werkstück oder bei der Bewegung des Werkstücks über das Räumwerkzeug ein zunehmend größeres Loch entsteht. Alternativ kann ein Teil des Räumwerkzeugs auch mit einer Reihe Rippen versehen sein, die von der Mittellinie zu den Schneidscheibensockeln gleiche Abmessungen haben, so daß keine Größenzunahme erzeugt wird, sondern ein endbearbeitetes rundes Loch oder ein Kreis bestimmter Größe entsteht. Es ist auch möglich, alle Rippen über die gesamte Länge des Räumwerkzeugs mit demselben Radius zu versehen, so daß das Werkzeug keine Größenzunahme aufweist. Hierbei kann das Räumwerkzeug dann an einem mit einer Neigung versehenen Zusatzhalter befestigt sein, so daß am Werkstück ein größerer Kreis erzeugt wird, wenn das Räumwerkzeug durch das Werkstück hindurchbewegt oder dieses über das Räumwerkzeug hinwegbewegt wird.

Der Winkel der Schneidscheiben gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes kann im Bereich von 1° bis 15° variieren. Durch Einstellung einer Reihe kleiner, runder Schneidscheiben unter einem geringen Winkel gegenüber der Längsache des Werkzeugschaftes bilden die Schneidekanten der Schneidscheiben kleine Bögen eines viel größeren Kreises, als er durch den Durchmesser der Scheiben selbst bestimmt ist. Dieser Effekt, kombiniert mit der Überlappung der Einwirkungsstellen aufeinander folgender Schneidscheiben infolge der beschriebenen versetzten Anordnung führt zu einer nur sehr geringen Tiefe der an der bearbeiteten Fläche erzeugten Vertiefungen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig„ 1 eine perspektivische Darstellung eines Räumwerkzeugs nach der Erfindung,

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Fig. 2 den Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten Räumwerkzeugs ,

Fig. 3 eine Endansicht des Räumwerkzeugs und Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung einer Schneidscheibe mit zugehörigem Sockel.

Das in den Figuren dargestellte Räumwerkzeug dient zur Formgebung und Vergrößerung eines halbkreisförmigen Lochs. Das Räumwerkzeug 10 hat einen länglichen Werkzeugschaft 11 mit mehreren in Richtung der Längsachse gegenseitig beabstandeten und als VorSprünge ausgebildeten ringförmigen Rippen 12. Zwischen den Rippen 12 sind Spannuten 13 vorgesehen, und an der Vorderseite einer jeden Rippe 12 sind mehrere Sockel 14 zur Aufnahme der Schneidscheiben eingearbeitet. Jeder dieser Sockel hat eine flache Bodenfläche 15, die unter einem geringen Winkel CK (normalerweise ca. 11°) gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes 11 geneigt ist. Ferner hat jeder Sockel eine halbkreisförmige Anlagewand 16, die senkrecht zur Bodenfläche 15 steht. In den Werkzeugschaft 11 ist durch die jeweilige Bodenfläche 15 eine Gewindebohrung 17 eingearbeitet.

In jedem Sockel 14 ist eine zylindrische Schneidscheibe 18 befestigt. Jede Schneidscheibe 18 hat eine zylindrische Wand 19 und Seitenflächen 20. Eine Bohrung 21 ist in axialer Richtung durch die Schneidscheibe 18 hindurchgeführt und mit einer konischen Absenkung 22 versehen. Die Schneidscheibe 18 besteht beispielsweise aus Wolframkarbid.

Die Schneidscheibe 18 wird mit einer Schraube 23 befestigt, die einen Senkkopf hat, der der Absenkung 22 der Schneidscheibe 18 angepaßt ist und eine Aussparung 24 zur Aufnahme eines Schraubendrehers aufweist. Wenn die Schneidscheibe 18 in den Sockel 14 eingesetzt und die Schraube 23 festgezogen ist, so wird die Schneidscheibe 18 fest gegen die halbkreisförmige Wand 16 gedrückt. Wenn das Räumwerkzeug

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benutzt'wird, werden die durch die Schneidscheiben ausgeübten Kräfte von den Anlagewänden 16 und nicht durch die Schrauben 23 aufgenommen.

Bei diesem Werkzeug wird jeweils nur ein Viertel der Schneidekante einer jeden Schneidscheibe 18 benutzt. Dies bedeutet, daß bei Abnutzung infolge Gebrauchs die Schrauben 23 gelockert und die Schneidscheiben 18 dann so verdreht werden können, daß neue Schneidekantenteile in Arbeitsstellung gelangen, wonach die Schrauben 23 wieder festgezogen werden. Es sind also an einer Seitenfläche einer Schneidscheibe 18 praktisch vier Schneidekanteteile vefügbar. Ferner ist es möglich, die Schneidscheiben auch beidseitig mit Schneidekanten zu versehen, so daß durch Umdrehen weitere vier Schneidekanteteile an der anderen Seite verfügbar sind. Auf diese Weise bietet dann eine einzige Schneidscheibe 8 verschiedene Schneidkantenteile.

Eine typische Schneidscheibe kann einen Durchmesser von ca. 9,5 bis 25 mm haben und dient dann zum Bearbeiten von Löchern mit einem Durchmesser von mindestens 25 mm. Normalerweise erzeugt das beschriebene Räumwerkzeug ein Loch mit einem Radius, der mindestens den dreifachen Wert des Radius der jeweiligen Schneidscheibe hat.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die verschiedenen Reihen von Schneidscheiben 18 in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Die Achsen der zweiten Reihe von Schneidscheiben 18b sind beispielsweise in der Mitte zwischen den Achsen der ersten Reihe Von Schneidscheiben 18 angeordnet, während die dritte Reihe von Schneidscheiben 18c mit ihren Achsen auf die erste Reihe der Schneidscheiben 18 ausgerichtet ist.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Räumwerkzeug konisch ausgebildet, wobei jede Reihe von Schneidscheiben 18 einen etwas größeren Radius aufweisen als die jeweils vorhergehende Reihe.

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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist
eine Schraubverbindung zur Befestigung der Schneidscheiben 18 in den Sockeln 14 vorgesehen. Es ist jedoch ohne weiteres auch möglich, andere Befestigungsarten zu verwenden, beispielsweise Keilstifte usw.

Abweichend von einem halbkreisförmigen Räumwerkzeug können auch andere Werkzeuge mit einem ümfangsbereich von nur 45° oder auch mit auf dem vollen Umfang verteilten Schneidscheiben verwirklicht werden.

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Claims

Patentansprüche

Räumwerkzeug mit einem länglichen Werkzeugschaft, an dem mehrere gegenseitig beabstandete Rippen als Träger für Schneidelemente über einen Umfangswinkel von wenigstens 45° quer zur Längsache vorzugsweise mit zunehmendem Durchmesser hintereinandergeordnet vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Rippe (12) mehrere zylindrische Schneidscheiben (18) über die Rippenau—ßenfläche hinausragend und um ihren Mittelpunkt verdrehbar befestigt sind, die jeweils eine am Umfang einer Seitenfläche (20) gebildete Schneidekante aufweisen, mit dieser Seitenfläche (20) gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes (11) unter einem Winkel von 1° bis 15° geneigt sind, an der jeweiligen Rippe (12) in Umfangsrichtung bezüglich der Schneidscheiben (18) der jeweils benachbarten Rippe (12) versetzt angebracht sind, so daß die Bearbeitungsstellen aufeinander folgender Schneidscheiben (18) einander überlappen, und entsprechend einem gegenüber ihrem Radius zumindest dreifachen Bohrlochradius am Werkzeugschaft (11) angeordnet sind.
2. Räumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidscheiben (18) in Haltesockeln (14) der Rippen (12) versenkt angebracht sind.
3. Räumwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Haltesockel (14) eine unter einem Winkel von1° bis gegenüber der Längsachse des Werkzeugschaftes (11) geneigte ebene Bodenfläche (15) und eine dazu senkrechte hintere gebogene Anlagewand (16) aufweist.
4. Räumwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ,jeweilige Schneidscheibe (18) in dem Sockel (14) mit ©Iner in die Bodanfläehe (15) eingeschraubten Schraube

(23) feefestigt ist«

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5. Räumwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (12) in Form ringartiger, in Richtung der Längsachse des Werkzeugschaftes (11) gegenseitig beabstandeter Vorsprünge vorgesehen sind.
6. Räumwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe (12) einen Bogen von mindestens 90° bildet.
7. Räumwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Rippe (12) einen Bogen von mindestens 180° bildet.
8. Räumwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen (12) ringförmige Spannuten (13) vorgesehen sind.
9. Werkzeugschaft für ein Räumwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen länglichen Körper, an dem mehrere, in Richtung seiner Längsachse gegenseitig beabstandete Rippen jeweils über einen Umfangswinkel von mindestens 45° vorgesehen sind, die jeweils mit mehreren Sockeln (14) zur Aufnahme eines Schneidelements (18) versehen sind, daß jeder Sockel (14) eine flache Bodenfläche (15) unter einem YJlnkel von 1 bis 15 zur Längsachse des Körpers sowie eine gebogene hintere Anlagewand (16) senkrecht zur Bodenfläche (15) aufweist, daß die Sockel (14) einer jeden Rippe (12) in Umfangsrichtung gegenüber den Sockeln (14) der jeweils benachbarten Rippe (12) derart versetzt angeordnet sind, daß die Bearbeitungsstellen der in aufeinander folgenden Sockeln (14) befestigten Schneidelemente (18) einander überlappen, und daß die Sockel (14) so bemessen bzw. angeordnet sind, daß die in ihnen befestigten Schneidelemente (18) ein Loch mit einem Radius erzeugen, der den mindestens dreifachen Wert des Radius der in den Sockeln (14) befestigten Schneidelemente (18) hat.

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10. Werkzeugschaft nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bodenfläche (15) mit einer Gewindebohrung (17) zur Aufnahme einer Befestigungsschraube (23) für ein Schneidelement (18) versehen ist.

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