DE2652153C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen vorzugsweise für das Kopierdrehen bestimmten Klemmhalter mit einem Werzeugschaft, der an seinem, von der Arbeitsspitze aus gesehen vorderen Ende mit einer, eine Stufe aufweisende Ausnehmung mit Rückwand versehen ist, in deren horizontaler vorderer Stufenfläche ein Bolzen eingelassen ist, auf den eine Wendeschneidplatte mit Mittelloch auf­ gesetzt ist und von deren hinterer Stufenfläche eine Gewindebohrung in den Schaft reicht, in welche eine, eine Spannklaue durchsetzende Spannschraube eingesetzt ist.

Die Entwicklung spanabhebender Werkzeuge geht einmal in die Richtung höhe­ rer Zerspanungsleistungen, gleichzeitig gehen die Bemühungen aber auch in Richtung zunehmend vielseitig verwendbarer Werkzeuge. Ausgehend von Klemm­ werkzeugen, bei denen die Schneideinsätze möglichst umfassend in Ausneh­ mungen des Werkzeugschaftes eingebettet und gehalten waren, wurden in der Folge Klemmhaltertypen bekannt, bei denen Halte- und Klemmorgane eine ex­ poniertere Lage des Schneideinsatzes im Halter ermöglichten und damit eine vielfältigere Zustellmöglichkeit des Werkzeuges zum Werkstück erlaubten.

Als Beispiel für diese Entwicklung läßt sich die DE-OS 22 29 136 nennen. Bei diesem Haltertyp ist dadurch eine verbesserte Klemmwirkung für einen Schneideinsatz mit Mittelloch gegeben, daß ein im vorderen, auf dem Schneideinsatz aufliegenden Teil einer Spannpratze ein Stift eingelassen ist, der in das Mittelloch des Schneideinsatzes eingreift, und daß über einen am hinteren Ende der Spannpratze befindlichen, in eine Nut des Schaftes eingreifenden Keilfortsatz, eine Klemmhilfe gegeben ist.

Nach einem sehr ähnlichen Prinzip arbeitet ein Klemmhalter gemäß der DE-OS 16 02 744. An Stelle des in der Spitze der Spannklaue eingelassenen Stiftes liegt hier die Klaue auf einem im Mittelloch des Schneideinsatzes eingelegten, pilzförmigen Stift auf. Der runde Schneideinsatz liegt auf der Schaftunterlage auf und ruht mit einem Teil seiner Umfangsfläche an der hinteren Wand einer Schaftaussparung. Je geringr die gestützte Um­ fangsfläche im Einzelfall ist, desto freier wird zwar der Zugang zum Schneideinsatz, desto größer ist aber auch die Gefahr, daß während des Zerspanens seitlich am Schneideinsatz angreifende Kräfte den Schneidein­ satz aus seinem Haltersitz herausdrücken.

Die DE-OS 24 26 931 und DE-OS 24 33 413 zeigen zwei für das Kopierdrehen typische Klemmhalter-Ausführungen. In beiden Fällen handelt es sich um Klemmhalter mit einem einzigen beweglichen Klemmorgan für Wendeschneid­ platten mit Mittelloch, wobei die Schneidplatten jeweils auf einer zur Arbeitsspitze hin geneigten Schaftunterlage mit feststehendem Mittelloch­ bolzen aufliegen. Beiden Ausführungen ist gemeinsam, daß die Schneidplat­ ten lediglich noch auf einer Schaftunterlage aufliegen, also nicht mehr seitlich an einer Schaftwand anliegen und daß das jeweilige Klemmorgan zur Erzielung einer möglichst guten Kraftschlüssigkeit einen Klemmdruck in zwei, etwa zueinander senkrechten Richtungen, nämlich gegen den Mittelloch­ bolzen und gleichzeitig gegen die Schaftunterlage ausüben sollte.

Im ersten Fall liegt eine Spannpratze auf der Schneidplatte auf und gleich­ zeitig an der Seitenwand einer in der Regel negativen Schneidplatte an. Im zweiten Fall wird beim Andrücken des Klemmorganes an der Seitenwand eines notwendigerweise negativen Schneideinsatzes gleichzeitig ein leichtes Kip­ pen des Schneideinsatzes bewirkt. Bei diesen Halterausführungen muß zu­ gunsten einer kompakten Bauweise und leichten Handhabung ein schwerwiegen­ der Kompromiß in Kauf genommen werden. Es lassen sich mit einem einzigen Klemmorgan in der Regel nicht ausreichend hohe Klemmdrücke in verschiede­ nen Richtungen auf eine Schneidplatte übertragen. Entweder ist der Klemm­ druck gegen den Mittellochstift oder die Klemmung gegen die Unterlage un­ zureichend.

Die DE-OS 25 26 621 beschreibt einen Klemmhalter, bei dem das Klemmorgan als Spannklaue ausgeführt ist. Durch eine spezielle Ausgestaltung des Kopfes dieser Spannklaue mit zwei nasenförmigen Fortsätzen soll erreicht werden, daß die Spannklaue mit einem nasenförmigen Fortsatz auf der Oberseite und mit dem zweiten nasenförmigen Fortsatz an der Seitenfläche der Wendeschneidplatte anliegt. Das Ende der Spannklaue stützt sich an einer eine Keilwirkung verursachende Ebene des Werkzeughalters ab. Nach­ teilig bei einem Klemmsystem dieser Art ist, daß es durch die drei Auflage­ punkte der Spannklaue mechanisch übereinstimmt. Es kann zu einem Ver­ kippen der Spannklaue kommen, so daß entweder die Klemmung in Richtung auf die Unterlagsplatte oder die Klemmung in Richtung Mittellochbolzen nur un­ zureichend erfolgt.

Die US-PS 35 45 060 beschreibt einen Klemmhalter, bei dem das Klemmorgan als seitlich an der Wendeschneidplatte angreifender Spannblock ausgebildet ist. Der Spannblock ist keilförmig ausgebildet und ermöglicht eine gute Klemmung der Wendeschneidplatte in Richtung der Unterlagsplatten als auch in Richtung des Mittellochbolzens. Voraussetzung dafür ist aber, daß die Seitenfläche der Wendeschneidplatte der Keilform des Spannblockes angepaßt ist. Daraus folgend ergibt sich der Nachteil, daß das Klemmsystem nur bei speziell angepaßten Wendeschneidplatten anwendbar ist. Den heutigen Anfor­ derungen entsprechende Klemmhalter müssen zur Aufnahme unterschiedlicher Plattentypen geeignet sein.

Auf dieser Erkenntnis aufbauend wurden bereits Klemmhalter mit zwei beweg­ lichen Klemmorganen vorgeschlagen. Beispielsweise wird die Halterung einer Mittelloch-Schneidplatte mittels eines beweglichen Spannbolzens und einer auf der Wendeschneidplatte aufliegenden Spannklaue dadurch erreicht, daß der bewegliche Spannbolzen rechtwinklig mit einer Schiene verbunden ist, die ihrerseits in einer Nut im Schaft unter der Auflagefläche für die Schneidplatte beweglich geführt ist und unter dem Gewindeloch für die Spannschraube der Klaue endet. Durch entsprechendes Anschrägen von Schie­ nenflanke und Schraubenspitze tritt zugleich mit dem Verschrauben der Spannklaue eine auf den Bolzen übertragbare Keilwirkung auf, so daß der Spannbolzen von der Arbeitsspitze weg gegen die Mittellochwand der Schneid­ platte gedrückt wird. Diese Halterausführung erfüllt eine Vielzahl der für das Drehen, insbesondere das Kopierdrehen gewünschten Werkzeugeigenschaf­ ten. Dieser Klemmhaltertyp ermöglicht in der Regel jedoch eine nur unzu­ reichend exakte Positionierung der Schneidplatten, die Schiene in der Schaftnut neigt zu Verklemmungen und vor allem ist die Herstellung des Halters verfahrenstechnisch zu aufwendig und damit zu teuer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen vielseitig verwendbaren Klemmhalter, vorzugsweise für das Kopierdrehen und ähnliche Zerspanungs­ operationen zu schaffen, wobei handelsübliche Normschneidplatten einge­ setzt werden sollen. Der Halter soll das Spannen und Lösen einer exakt positionierbaren Schneidplatte auf waagrechter Schaftunterlage problemlos ermöglichen und doch ein kraftschlüssiges, gegen Rattern und Klettern un­ anfälliges, Klemmen der Schneidplatte gewährleisten. Der Halter soll auf Grund eines einfachen Klemmprinzips störunanfällig und preisgünstig her­ stellbar sein. Er soll schließlich auch für die Verwendung von positiven Wendeschneidplatten geeignet sein.

Die Aufgabe wird bei Klemmhaltern für Mittellochplatten mit einer zweistu­ figen Schaftaussparung, feststehendem Mittellochbolzen und Klemmung mit­ tels Spannklaue erfindungsgemäß gelöst, indem der Klemmhalter zusätzlich zu der auf der Wendeschneidplatte aufliegenden Spannklaue als weiteres, individuelles Klemmelement einen, an einer oder mehreren Seitenflächen der Wendeschneidplatte anliegenden Spannblock mit von der Spannschraube durch­ setztem Langloch aufweist, indem Spannklaue und Spannblock über eine Gleit­ fläche aneinandergrenzen und gegeneinander verschiebbar sind und indem der Klemmhalter an sich bekannte Elemente besitzt, mittels derer beim Ein­ schrauben der Spannschraube durch Keilwirkung eine Kraft von der Rückwand auf den Spannblock ausgeübt wird, so daß der Spannblock eine seitliche An­ pressung gegen die Wendeschneidplatte erfährt.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert und es werden weitere Erfindungsmerkmale aufgezeigt.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Halterausführung gemäß der Erfindung zur Auf­ nahme einer dreieckigen Wendeschneidplatte in der Ansicht.

Fig. 2 zeigt die gleiche Ausführung in Draufsicht.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung zur Aufnahme einer rhombischen Wendeschneid­ platte in der Draufsicht.

Fig. 4 zeigt die Ausgestaltung zusätzlicher Elemente zur Positionierung der Wendeschneidplatte in Form von Feder und Nut für eine prisma­ tische Wendeschneidplatte.

Fig. 5 zeigt die Positionierungselemente in Form von Feder und Nut für eine positive Wendeschneidplatte.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform in der Ansicht.

Fig. 7 zeigt eine gleiche Ausführungsform in der Draufsicht.

In Fig. 1 ist die stufenförmige Aussparung im Werkzeugschaft 1 zu er­ kennen. Die vordere Stufe dient als Auflagefläche für die Wendeschneid­ platte 7, in deren Mittelloch der im Werkzeugschaft fest verankerte Bolzen 6 hineinragt. Auf der von der Arbeitsspitze der Wendeschneid­ platte entfernter gelegenen, hinteren Stufen liegt der Spannblock 4 mit Langloch. Die Spannklaue 2 liegt auf der Oberfläche der Wendeschneid­ platte auf und wird über die Schraube 5 mit dem Werkzeugschaft verbun­ den. Der Keilfortsatz 3 der Spannklaue greift zwischen Spannblock und Schaftrückwand, schiebt, sobald er abgesenkt wird, den Spannblock gegen die Seitenflanke der Wendeschneidplatte und preßt zugleich die Mittelloch­ wandung der Wendeschneidplatte exakt in Richtung Arbeitsspitze gegen den feststehenden Bolzen 6. In Fig. 1 ist deutlich zu erkennen, daß der Keil­ fortsatz 3 nicht mit seiner ganzen Außenfläche an der senkrechten Werk­ zeugschaftwand anliegt, sondern die Außenfläche und Werkzeugschaftwand einen nach oben offenen Winkel bilden, der zwischen 1 und 10 Winkelgraden liegt. Die Berührung erfolgt daher stets nur längs einer Linie. Es hat sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, die Außenfläche des Keilfort­ satzes in Form eines Zylindermantels bei horizontaler Zylinderachse leicht konvex zu krümmen. Infolge der zweiteiligen Klemmvorrichtung, bestehend aus Spannklaue und Spannblock, sind die Klemmkräfte von oben auf und seit­ lich gegen die Wendeschneidplatte mit zunehmender Verschraubung propor­ tional ansteigend. Wegen des feststehenden Bolzens ist die Wendeschneid­ platte nach vorne in Richtung Arbeitsspitze exakt positioniert. Ein un­ kontrolliertes seitliches Verdrehen der Wendeschneidplatte ist nicht mög­ lich, da die Wendeschneidplatte nahezu längs der gesamten Seitenfläche über eine Berührungslinie mit dem Spannblock verbunden und damit exakt in der vorbestimmten Richtung gehalten wird.

Fig. 2 zeigt die gleiche Halterausführung in einer anderen Ansicht und dient zum besseren Verständnis der zu Fig. 1 gemachten Ausführungen.

Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Klemmhalter, wie er individuell für die Aufnahme einer rhombischen Wendeschneidplatte gestaltet ist. In dieser Ausführung ist der Übergang von der vorderen zur hinteren Stufe im Werk­ zeugschaft in der Draufsicht ebenso V-förmig gestaltet, wie die an der Wendeschneidplatte anliegende Flanke des Spannblockes.

Fig. 4 und 5 zeigen in vergrößertem Maßstab wie mittels zusätzlicher Posi­ tionierungselemente die Exaktheit der Lage von Wendeschneidplatte und Spannblock zueinander erhöht werden kann. In Fig. 4 ist die Ausführung in Form von Feder 8 und Nut 9 für eine prismatische Wendeschneidplatte gezeigt. Denkbar ist unter anderem auch eine Positionierung in Form von Bohrung und Stift mit kegelförmiger Spitze.

Aus Fig. 5 ist zu entnehmen, daß die Positionierungselemente in Form von Feder und Nut bei einer positiven Wendeschneidplatte mit einseitiger Schneidenbestückung herstellungstechnisch besonders leicht zu verwirk­ lichen ist.

Die Verwendung mehrerer, beweglicher Klemmelemente ermöglicht unter gege­ benen Bedingungen grundsätzlich eine gute Übertragung der aus verschiede­ nen Richtungen vom zu bearbeitenden Werkstück auf das Werkzeug lastenden Kräfte. In der Praxis ist jedoch gelegentlich die Arretierung der Schneid­ einsätze mittels der einzelnen Klemmelemente unterschiedlich gut. Neben konstruktiven Unzulänglichkeiten ist zudem das unterschiedliche Gleitver­ mögen einzelner Klemmelemente gegeneinander ein zu beobachtender Stör­ faktor.

Diese Störanfälligkeit kann herabgesetzt werden durch eine Ausführungsform wie sie in Fig. 6 und 7 dargestellt ist.

Die Fig. 6 läßt die stufenförmige Aussparung im Werkzeugschaft erkennen. Auf der vorderen Stufe liegt die Wendeschneidplatte 7 mit Mittelloch, in welches der fest im Werkzeugschaft verankerte Bolzen 6 hineinragt. Auf der hinteren Stufe ist von unten beginnend zunächst ein elastischer Kunst­ stoffring 18 (wahlweise), darüber der Spannblock 4 und oben die Spann­ klaue 2 angeordnet. Alle drei Elemente sind mittels einer Schraube 5 im Werkzeugschaft gehalten. Die wiegenförmige Ausbuchtung 13 (Achse zur Bildebene) an der Spannklaue 2, in der Fig. 6 nur als Kreissegment zu erkennen, liegt in einer entsprechenden Aussparung im Spannblock 4 gleit­ bar gelagert, so daß bei einem Absenken von Spannklaue und Spannblock mit dem Eindrehen der Schraube 5 ein befriedigendes Gleiten der beiden Klemm­ elemente gegeneinander gegeben ist.

Als Keilelemente für das Anpressen des Spannblockes gegen die Seitenflanke der Wendeschneidplatte dienen die schrägen Rückwände 19 des Spannblockes und der Werkzeugschaft-Aussparung. Um ein befriedigendes Gleiten der Wände gegeneinander sicherzustellen, sollte der Kontakt zwischen den schrägen Wänden nur längs einer Berührungslinie gegeben sein. Die Neigung der Schrägen gegen die Senkrechte beträgt 30°.

Die Draufsicht der Fig. 7 gibt Hinweise auf die Form von Spannklaue und Spannblock, sofern diese Elemente zur Arretierung von dreieckigen Schneid­ platten verwendet werden.

Auch diese Klemmhalterausführung ist nicht auf die Aufnahme dreieckiger Wendeschneidplatten beschränkt. Vielmehr läßt sich die Klemmhaltergestal­ tung an alle Schneidplattentypen mit Mittelloch anpassen. Positionierungs­ hilfen, wie Feder und Nut an Spannblock und Wendeschneidplatte, können auch hier vorgesehen werden.

Der Klemmhalter gemäß der Erfindung läßt sich für die Aufnahme aller handelsüblichen Wendeschneidplattentypen mit Mittelloch jeweils indivi­ duell gestalten. Insbesondere ist der Halter wegen seiner waagrechten Auf­ lagefläche für die Verwendung von positiven Wendeschneidplatten geeignet.

Der Klemmhalter gemäß der Erfindung vereinigt nahezu uneingeschränkt die Eigenschaften der Halter-Grundtypen. Die Wendeschneidplatte liegt sehr exponiert im Wekzeugschaft und ist doch exakt positionierbar. Der Span kann unbehindert ablaufen. Es kommt bei den erfindungsgemäßen Klemmhalter­ ausführungen nicht mehr zu dem gefürchteten Klettern und Vibrieren der Wendeschneidplatten, weil die Mittellochklemmung mit einer vollwirksamen Spannklauenklemmung kombiniert ist. Es besteht kaum die Gefahr, daß ver­ deckte Schneiden der Wendeschneidplatte beschädigt werden. Der Klemmhal­ ter zeigt eine einfache und damit wenig störungsanfällige technische Kon­ zeption und ist demzufolge vergleichsweise preisgünstig herstellbar.

Vor allem aber bietet der erfindungsgemäße Klemmhalter für das Kopier­ drehen bzw. die Zerspanung im doppelachsigen Koordinatensystem wesentliche Vorteile. Bisher war das Kopierdrehen in der Regel ein Vielstahldrehen, wobei jedes der benötigten Schneidwerkzeuge nur eine betrenzte Zerspanungs­ aufgabe erfüllen konnte, so daß mehrere Werkzeug gleichzeitig oder nach­ einander zum Einsatz kommen mußten. Das Einrichten der Werkzeugmaschine, das heißt, das Justieren jeder einzelnen Schneidplatte war aber sehr zeit­ raubend und teuer, insbesondere wo bisher gekippte und seitlich geneigte Werkzeugschaftunterlagen verwendet werden mußten. Die Verwendung des Klemm­ halters gemäß der Erfindung vereinfacht das Justieren einer Wendeschneid­ platte entscheidend, da eine positive Wendeschneidplatte auf eine voll­ kommene waagrechte Schaftunterlage aufgesetzt werden kann. Die Anzahl der für die Formgebung eines Werkstückes erforderlichen Einzelwerkzeuge läßt infolge der frei zugänglichen Schneiden in jedem Fall deutlich verringern. Die Vorteile dieses Klemmhalters kommen bei der Verwendung in numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen noch mehr zum Tragen, weil nunmehr die Tech­ nik der Zerspanung im doppelachsigen Koordinatensystem frei von Kompromis­ sen Anwendung finden kann. Die zwei an die Arbeitsspitzen angrenzenden Schneiden einer positiven Wendeschneidplatte mit Spanleitstufe sind wahl­ weise ohne ein Umspannen des Werkzeuges uneingeschränkt einsetzbar und der Klemmhalter gewährleistet selbst dann noch eine zufriedenstellende Übertra­ gung der Druckkräfte vom Werkstück auf den Werkzeugschaft. Bei der nume­ risch gesteuerten Zerspanung wird in der Regel die gesamte Zerspanungsope­ ration mit nur einem Werkzeug, das zudem noch leicht justierbar ist, aus­ geführt werden können. Damit dürfte für den Einsatz numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen in Zukunft gerade im Anwendungsfall mittelgroßer Werk­ stückserien ein kostengünstiges Werkzeug zur Verfügung stehen.

Claims (6)

1. Vorzugsweise für das Kopierdrehen bestimmter Klemmhalter mit einem Werkzeugschaft (1), der an seinem, von der Arbeitssptze aus gesehen vorderen Ende mit einer, eine Stufe aufweisenden Ausnehmung mit Rück­ wand (19) versehen ist, in deren horizontaler vorderer Stufenfläche ein Bolzen (6) eingelassen ist, auf den eine Wendeschneidplatte (7) mit Mittelloch aufgesetzt ist und von deren hinterer Stufenfläche eine Gewindebohrung in den Schaft reicht, in welche eine, eine Spann­ klaue (2) durchsetzende Spannschraube (5) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, indem der Klemmhalter zusätzlich zu der auf der Wendeschneidplatte (7) aufliegenden Spannklaue (2) als weiteres, individuelles Klemmelement einen, an einer oder mehreren Seitenflächen der Wendeschneidplatte (7) anliegenden Spannblock (4) mit von der Spannschraube (5) durchsetztem Langloch (10) aufweist, indem Spannklaue (2) und Spannblock (4) über eine Gleitfläche (13) aneinandergrenzen und gegeneinander verschiebbar sind und indem der Klemmhalter an sich bekannte Elemente (3, 19) be­ sitzt, mittels derer beim Einschrauben der Spannschraube (2) durch Keilwirkung eine Kraft von der Rückwand (19) auf den Spannblock (4) ausgeübt wird, so daß der Spannblock (4) eine seitliche Anpressung gegen die Wendeschneidplatte (7) erfährt.

2. Klemmhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Spannklaue (2), die an ihrem hinteren, der Wendeschneidplatte abgewendeten Ende einen nach unten weisenden keilförmigen Ansatz (3) aufweist, dessen eine Keil­ fläche an der der Wendeschneidplatte (7) gegenüberliegenden Seiten­ fläche des Spannblockes (4) anliegt und dessen andere Keilfläche sich gegen die hintere Wand der Ausnehmung abstützt.

3. Klemmhalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine senkrecht zur Schaftgrundfläche verlaufende Rückwand, welche mit der hinteren Keil­ fläche des Ansatzes (3) einen nach oben offenen Winkel von 1-10° ein­ schließt, so daß Linienberührung vorliegt.

4. Klemmhalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen zur exakten Positionierung der Wendeschneidplatte (7) dienenden Vorsprung (8) am Spannblock (4), der nach dem Prinzip und in Form von Feder und Nut in eine entsprechende Aussparung (9) in der Seitenflanke der Wendeschneid­ platte eingreift.

5. Klemmhalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen sich kegel­ förmig verjüngenden Stift am Spannblock, der in ein entsprechendes Loch der Seitenflanke der Wendeschneidplatte eingreift.

6. Klemmhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine wiegenförmige Ausbuchtung (13) an der Spannklaue (2), die in einer entsprechenden Ausnehmung im Spannblock (4) gleitbar gelagert ist und Keilelemente in Form schräger Rückwände (19) an Spannblock und Schaftausnehmung.