DE3033626A1

DE3033626A1 - Drehmeissel

Info

Publication number: DE3033626A1
Application number: DE19803033626
Authority: DE
Inventors: Karl Gustav Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Hertel jun.; Günther Hertel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-06
Filing date: 1980-09-06
Publication date: 1982-04-22

Description

Drehmeißel
Die Erfindung betrifft einen Drehmeißel mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Gewindedrehmeißel d-er genannten Art werden insbesondere zum Schneiden von Außen- und Innengewinden auf Drehmaschinen verwendet. Beim Gewindeschnittvorgang greift mindestens ein an d.er Hauptschneide des Schneidkdrpers angeordneter Formzahn an die Innen- oder Außenwandung eines drehangetriebenen Werkstückes, z.B. eines Rohres an und wird langsam in Längsvorschubrichtung am oder im Werkstück entlang geführt.
Dabei wird abhängig von Drehgeschwindigkeit des Werkstückes und Längsvorschubgeschwindigkeit mindestens ein Gewindegang in das Werkstück eingeschnitten.
An derartige Drehmeißel werden in letzter Zeit zunehmend höhere Zer-spanungsanforderungen gestellt. Insbesondere bei großen Gewindesteigungen und Gewindetiefen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Rohren und Verbindungselementen für die Erdöl und Erdgasindustrie anfallen, treten in der Regel Schwierigkeiten dadurch auf, daß Späne hohen Spanvolumens nicht schnell genug aus dem Schnittbereich abgeführt werden können und zum Bruch des Schneidkörpers oder zur Beschädigung des Werkstückes führen.
Es ist ein Gewindedrehmeißel bekannt, bei welchem das Brechen des/der Späne, die über die Spanfläche in die Spankammer abrollen, hydraulisch vorgenommen wird. Es wird in den spitzen Winkel zwischen abrollendem Span und Spanfläche ein scharfer Strahl von Kühl- und/oder Schmiermittel eingespritzt. Der Spritzdruck wird durch Pumpen erzeugt undgbeträgt bis zu 150 bar. Dabei wird der Span mechanisch derart belastet, daß er bricht und daraufhin von der Flüssigkeit aus dem Schneidraum weggespült werden kann. Bei dem bekannten Werkzeug sind im Werkzeugträger Kanäle vorhanden, durch welche das Kühl- oder Schmiermittel in den Schneidbereich (Spankammer) gelangt.
In die Beaufschlagungsseite einer Spannpratze, die den -Wechselschneidkörper auf der Spanfläche beaufschlagt, ist eine Mehrzahl von Nuten eingefräst, die mit dem Schmieriflittelkanal des Werkzeugträgers in Verbindung stehen. Die Nuten sind auf der der Hauptschneide zugewandten Seite der Spannpratze offen ausgebildet, so daß das Kühl-oder Schmiermittel als Strahl geformt in Richtung Hauptschneide gespritzt wird.
Derartige mit einer Spannpratze ausgebildete Drehmeißel haben den Nachteil, daß a) der Spanablauf in der Spankammer durch die von der Spanfläche abstehende Spannpratze behindert wird, b) die Spannpratze durch die Kühlmittelnuten im Beaufschlagungsbereich mechanisch geschwächt und damit ein sicherer Halt des Schneidkörpers nicht mehr gewährleistet ist, c) die Kühimittelaustrittsdüsen durch die Schneidkörper-Spanfläche und die offenen Nutenden gebildet werden'und diese Ausbildung zur Erzeugung eines scharfen, gebündelten Strahles ungünstig ist, dr die-Anordnung einer Spannpratze in der Spankammer zu deren Verkleinerung führt, was insbesondere beim Schneiden vo-n Innengewinden zu Spanabführproblemen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmeißel mit "hydraulischen Spanbrecher und hydraulischer Spanabfuhr" derart auszubilden, daß ein kurzes Brechen und eine schnelle Abführung der Späne bei hoher und höchster Zerspanungsleistung gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch die Anordnung der Kühimittelaustrittsdüsen in der Seitenwand bzw. Stirnwand der Spankammer ist deren Ausformung nicht von der Spanfläche des Schneidkörpers abhängig.
Für hohe und höchste Strahlgeschwindigkeiten können die Düsen beispielsweise als Lavaldüsen ausgebildet werden.
Da der Kühimittelstrahl nach Austritt aus der Düse nicht unmittelbar an der Schneidkörperoberfläche entlanggeführt wird, ist eine Ablösung der Strahlgrenzschicht nicht zu befürchten, so daß der Strahl scharf gebündelt zur Hauptschneide gelangt. Da der oder die Kühimittelstrahlen, die von den Kühimittelaustrittsdüsen der Spankammerstirnfläche ausgestoßen werden, auf den/die ablaufenden Späne eine Kraftkomponente in Längsvorschubrichtung auswirken, werden die abgebrochenen Späne schnell aus dem Schneidbereich entfernt und vor dem Werkzeug hergespült.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 wird der Hauptschneide bei gleichzeitig verbesserter Kühlung eine größere Menge an Spülflüssigkeit zugeführt. Diese Flüssigkeit wird durch die schräg auf die Hauptschneide auftreffenden Flüssigkeitsstrahlen verwirbelt und in Längsvorschubrichtung beschleunigt, die von den Düsen im Bereich der Spankammer ausgestoßen werden, wodurch die Spülwirkung weiter verbessert wird.
Durch das Kennzeichen. des Anspruches 3 ist ein gezieltes Brechen mehrerer an der Hauptschneide abrollender Späne ermöglicht. Jeweils ein gebündelter Kühimittelstrahl ist im Zwickel. zwischen jedem abrollendem Span und Spanfläche gleichsam als Spanbrecher wirksam.
Durch das Kennzeichen des Anspruches 4 wird vermieden, daß sich die von den Düsen der Spankammers-eitenfläche und Spankammerstirnfläche ausgestoßenen Strahlen vor ihrem Auftreffen auf der Hauptschneide behindern und gegebenenfalls zerstreuen.
Durch die Lehre des Anspruches 5 ist gewährleistet, daß die gebrochenen Späne besonders schnell in Längsvorschubrichtung weggespült werden.
Durch das Kennzeichen des Anspruches 6 ist die Anpassung der Strahl stärke und Strahirichtung an verschiedene in den Werkzeugträger einsetzbare Schneidkörper ermöglicht. Beispielsweise können in Verbindung mit einem Feingewindeschneidkörper mit vielen Formzähnen Düsenblöcke mit einer entsprechenden Anzahl von Kühimittelaustrittsdüsen verwendet werden. Der Düsenquerschnitt und gegebenenfalls die Düsenart kann darüber hinaus auch auf das zu bearbeitende Werkstückmaterial abgestimmt werden, so daß der erfindungsgemäße Drehmeißel universell einsetzbar wird.
Die Anordnung von Dichtringen oder Dichtscheiben gemäß An-Anspruch 7 erlaubt eine weitere Erhöhung des Hydraulikdruckes.
Durch die Kühlmittelführung gemäß Anspruch 8 wird bei gleichzeitiger Auswechselbarkeit der Düsen eine relativ große und geradlinige Düsenlänge erreicht.
Durch das Kennzeichen des Anspruches 9 ist die Herstellung des Werkzeugträgers vereinfacht. Die Hauptleitungen können beispielsweise mittels gerader, miteinander in Verbindung stehender Bohrungen von der Stirnseite oder vom radial äuße*-ren Umfang des Werkzeugträgers in diesen eingebracht werden.
Die radial außen liegenden Öffnungen werden vor Einsatz des Werkzeugträgers verschlossen.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 10 ist weiterhin sichergestellt, daß die Kühlmittelstrahlen, die zum Brechen" der Späne dienen, nicht durch die von der Spankammerstirnfläche kommenden Kühlmittelstrahlen zerstäubt werden, die im wesentlichen zum Wegspiilen der gebrochenen Späne dienen.
Durch- Anspruch 11 ist ermoglicfit, eine große Menge von FlUssigkeit der Hauptschneide zuzufiihren, welche einerseits die Freifläche kühlt und andererseits das Wegspüle der gebrochenen Späne verbessert. Da die im Freiflächenbereich angeordneten Kühlmittelaustrittsdüsen nur zum Spülen und Kühlen verwendet werden, ist eine hohe Geschwindigkeit der aus ihnen austretenden Kühimittelstrahlen nicht notwendig.
Die Erfindung ist anhand eines Åusführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine perspektivische Ans-icht eines Drehmeißels mit prismenförmigem Wechselschneidkörper und ausfwechselbaren Düsenblöcken.
Der;Drehmeißel 1 besteht im wesentlichen aus einem Werkzeugträger 2 und einem, Schneidkörper 3. Im Bereich der in Längvorschubrichtung 4 weisenden freien Stirnfläche.5 ist eine Spankammer-6 eingearbeitet. Diese ist dreiseitig begrenzt, und zwar durch eine Spankammerseitenfläche 7, eine Spankammerstirnfläche 8 und eine Spankammerbodenfläche 9. Die Spankamerseitenfläche 7 und die Spankammerbodenfläche 9 sind im wesentlichen rechtwinklig zur freien Stirnfläche 5 ausgerichtet, die Spankammerstirnfläche 8 liegt parallel zur freien Stirnfläche 5.
Der Schneidkörper 3 ist als prismenförmiger Wendeschneidkörper ausgebildet. Er liegt mit zwei seiner Seitenflächen 10 an den Seitenwänden 11 einer Ausnehmung 12 an. Die Verspannung in der Ausnehmung 12 erfolgt durch einen Spannbolzen 13, der eine Mittenbohrung des Schneidkörpers 3 durchsetzt und von einer Spannschraube 14 beaufschlagt wird.
Die mit-drei Formzähnen 15 versehene Hauptschneide 16 ist im wesentlichen parallel zur Längsvorschubrichtung 4 ausgerichtet und steht rechtwinklig zur Längsvorschubrichtung 4 über den Werkzeugträger 2 hinaus. Die Spanfläche 17 verläuft parallel und im wesentlichen komplanar zur Spankammerbodenfläche 9. Die Freifläche 18 weicht gegenüber der vorstehenden Hauptschneide 16 zum Werkzeugträger 2 zurück.
Der Werkzeugträger 2 ist weiterhin von einer aus mehreren geradlinig verlaufenden Bohrungen bestehenden Hauptleitung durchsetzt, durch welche Kühl- undfoder Schmiermittel dem Schneidenbereich zugeführt werden kann.
An der Spankammerseitenfläche 7, der Spankammerstirnfläche 8 sowie im Bereich der der Hauptschneide 16 gegenüberliegenden Kante 20 der Freifläche 18 sind Düsenblöcke 21 am Werkzeugträger 2 angeschraubt. An den dem Schneidkörper 3 zugewandten Frontflächen 22 sind je e je,drei KUhlmittelaustrittsdU-sen 23,24,25 angeordnet. Die Strahlrictung 26 der an der Spankammerseitenfläche angeordneten Kuhlmittelaustrittsöffnung 23 sowie die Strahlrichtung 27 der an der Spankammerstirnfläche angeordneten Kühimittelaustrittsdüsen 24 verläuft spitzwinklig, ur Spankammerbodenfläche 9, die Strahlrichtung 28 der im Bereich der Freifläche 18 angeordneten Kühlmittelaustrittsdüsen 25 hingegen im wesentlichen rechtwinklig zur Spankammerbodenfläche 9.
Die Strahlen der Kühimittelaustrittsdüsen 23 zielen auf die Schneidenbereiche der Formzähne 15, die Strahlen der Kühimittelaustrittsdüsen 24 hingegen auf die zwischen den Formzähnen 15 liegenden Schneidenbereiche.
Zwischen den Montageseiten 29 der-Düsenblöcke 21 und den diesen entsprechenden Anlageflächen 30 des Werkzeugträgers 2 sind Dichtungen 31 eingepreßt.
Die Kühimittelaustrittsdüsen 23,24,25 stehen mit der Hauptleitung 19 über gerade ausgebildete Kammleitungen 32 in Verbindung. Die Hauptleitung 19 tritt dabei jeweils als Längsnut 33 aus den Anlageflächen 30 hervor, Die Kammleitungen 32 durchsetzen die Düsenblöcke 21 derart, daß sie im Bereich dieser Längsnuten 33 aus den Montageseiten 29 heraustreten.

List of reference numbers

Kunde Akte 80182 Anmelder Hertel

Coustomer case Appllcant

Pos Bennung/Designstlon Pos Bennung/Ceslgnation Sonderposltionen/Speical

1 Drehmeißel 51

2 werkzeugträger 52

3 Schneidkörper 53

4 Längsvorschubrichtung 54

5 freie Stirnfläche 55

6 Spankammer 56

7 Spankammerseitenfläche 57

8 Spankammerstirnfläche 58

9 Sp.-K.-bodenfläche 59

10 Seitenfläche 60

11 Stitenwände 61

12 Ausnehmung 62

13 Spannbolzen 63

14 Spannschraube 64

15 Formzähne 65

16 Hauptschneide 66

17 Spanfläche 67

18 Freifläche 68

19 Hauptleitung 69

20 Kante v. 18 70

21 Düsenblöcke 71

22 Frontflächen 72

23 Kühlmittelaustrittsdüsen 73

24 Kühlmittelaustrittsdüsen 74

25 Kühlmittelaustrittsdüsen 75

26 Strahlrichtung 76

27 Strahlrichtung 77

28 Strahlrichtung 78

29 Montageseite 79

30 Anlagefläche 80

31 Dichtungen 81

32 Kammleitungen 82

33 Langsnuten 83

34 Hauptbohrung 84

35 Seitenbohrungen 85

36 86

37 87

38 88

39 89

40 90

41 91

42 92

43 93

44 94

45 95

46 96

47 97

48 98

49 99

50 100

Claims

AnsprUche 1. Drehmeißel, insbesondere Gewindedrehmeißel 1. eine Werkzeugträger, der 1.1 mit einer Spankammer versehen ist, die 1,1,1 im Bereich der in Längsvorschubrich weisenden freien Stirnfläche des Werkzeugträgers in diesen eingeformt 1.1.2 durch jeeine im wesentlichen rechtwinklig zur freien Stirnfläche angeordnete Spankammerboden- und Spankammerseitenfläche sowie eine zur freien Stirnfläche im wesentlichen parallel verlaufende Spankammerstirnfläche begrenzt ist sowie 1.2 von mindestens einer ein Kühl- oder Schmiermittel führende Hauptleitung durchsetzt ist, und 2. einem Schneidkörper, 2.1 der im Bereich der Spankammerbodenfläche an dem Werkzeugträger angespannt ist, 2.2 dessen im wesentlichen rechtwinklig zur freien Stirnfläche verlaufende Hauptschneide rechtwinklig zur Längsvorschubrichtungüber den Werkzeugträger hinaussteht und 2.3 dessen Spanfläche im wesentlichen parallel zur Spankammerbodenfläche verläuft, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 3. In der Spankammerseitenfläche (7) und der Spankammerstirnfläche (8) sind Kühimittèlaustrittsdüsen (23,24) angeordnet, 3.1 die an die Hauptleitung (19) angeschlossen sind und 3.2 deren Strahlrichtung (26,27) in spitzem Winkel zur Spanfläche (17) verläuft und auf die Hauptschneide (16) weist.
2.) Drehmeißel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 1. An der der Hauptschneide (16) gegenüberliegenden Kante (20) der Freifläche (18) des Schneidkörpers (3) ist -mindstens eine weitere KUhlmittelaustrittsdüse (25) angeordnet, 1.1 deren Strahlrichtung (28) im wesentlichen parallel zur Freifläche (18) verläuft und auf die Hauptschneide (16) weist.
3.) Drehmeißel nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Hauptschneide eine Mehrzahl von Gewindeformzähnen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spankammerseitenfläche (7) und der Spankammerstirnfläche (8) für jeden Formzahn (15) eine KUhlmittelaustrittsdüse <23,24) vorgesehen ist.
4.) Drehmeißel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche', dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelaustrittsdüsen (24) der Spankammerstirnfläche (8) von der Spankammerbodenfläche (9-) einen geringeren Abstand aufweisen als die -Kühlmittelaustrittsdüsen (23) der Spankammerseitenfläche (7).
5.) Drehmeißel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlrichtung (27) der in der Spankammerstirnfläche (8) angeordneten Kühimittelaustrittsdüsen (24) zur Längsvorschubrichtung (4) spitzwinklig verläuft.
6,) Drehmeißel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühimittelaustrittsdüsen (23,24,25) in auswechselbaren, im Bereich der Spankammerseitenfläche t7), der Spankammerstirnfläche (8) und der der Hauptschneide (16) gegenüberliegenden Kante (20) der Freifläche (18) am Werkzeugträger (2) befestigbaren Düsenblöcken (21) angeordnet sind.
7.) Drehmeißel nach mindestens einem der vohrergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Montageseiten (29) der Düsenblöcke (21) und den diesen entsprechenden Anlageflächen (30) des Werkzeugträgers (2) Dichtungen (31) eingepreßt sind.
8.) Drehmeißel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptleitung (19) als Längsnut (33) in die Anlageflächen (30) mündet und die Kühlmitte laustrittsdüsen (23,24,25) mit der Hauptleitung (19) mittels gerader Kammleitungen (32) verbunden sind, welche die Düsenblöcke (21) im wesentlichen zueinander parallel durchsetzen und im Bereich der Längsnuten (33-) aus den Montageseiten (29) austreten.
9--.) Drehmeißel nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptleigung (19) als parallele zur Längsvorschubrichtung (4) verlaufende Hauptbohrung (34) und als im wesentlichen senkrecht zu dieser verlaufende Seitenbohrungen (35) ausgebildet ist.
10.) Drehmeíße.l nach- mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlrichtung (26) der in der Spankammerseitenfläche (7) angeordneten Kühlmittelaustrittsdüsen (23) auf die als Formzähne (15) vorstehenden Hauptschneidenbereiche weist und die Strahlrichtung (27) der in der Spankamme rst irnf Iäche (8) angeordneten KUhimittelaustrittsdüsen (24) auf die zwischen den Formzähnen (15) befindlichen Hauptschneidenbereiche gerichtet ist.

11q-) Drehmeißel nach mindestens einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß die an der der Hauptschneide (16) gegenüberliegenden Kante (20) der Freifläche (18) angeordneten Kühlmittelaustrittsdüsen (25) einen größeren Querschnitt aufweisen als die im Spankammerbereich angeordneten Kühlmittelaustrittsdüsen (23,24).