DE3118467A1

DE3118467A1 - "anordnung zur befestigung von auswechselbaren schneidplatten auf einem werkzeughalter"

Info

Publication number: DE3118467A1
Application number: DE19813118467
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. 4300 Essen Mayer
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1981-05-09
Filing date: 1981-05-09
Publication date: 1982-11-25
Also published as: GB2098105A; FR2505220A1; JPS57194803A

Description

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MIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG- IN ESSEN

Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten auf einem Werkzeughalter

Die Erfindung "betrifft eine Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten auf einem Werkzeughalter. Das dazu verwendete Spannelement besteht aus einem Kopf und einem Schaft und ist durch eine mit einer Ansenkung versehene und im übrigen durchgehende

Bohrung in der Schneidplatte durchführbar. Der Schaft

z.B.
des Spannelementes ist in eine Bohrung des Werkzeughalters einschraubbar. Die Schneidplatte und der Werkzeughalter liegen so übereinander, daß die Mittelachsen der Bohrungen gegeneinander versetzt sind. Die Arretierung der Schneidplatte, die auf einer Auflagefläche und gegen mindestens eine seitliche Anlage liegt, wird dadurch herbeigeführt, daß der Kopf des Spannelementes durch Befestigen des Schaftes in dem Werkzeughalter an der Ansenkung der Schneidplattenbohrung zu liegen kommt und die Schneidplatte auf die Auflagefläche und gegen die seitliche Anlage des Werkzeughalters drückt.

Schneidplattenmit negativer prismatischer G-rundform müssen im Gegensatz zu solchen mit Freiwinkeln lediglich gegen die seitliche Anlage gespannt werden. Hierzu reicht in der Regel ein zylindrisches Befestigungsloch in der Schneidplatte. Bei Schneidplatten, die gegen eine seitliche Anlage und gegen die Auflage ge-

EV 8/81
Vo/Si
6.5.1981

spannt werden müssen, ist man dazu übergegangen, derartige Schneidplatten zusätzlich neben dem durchgehenden Bohrloch mit einer Ansenkung zu versehen.

Eine Befestigung dieser Art wird z.B. in dem DE-G-M 72 37 608 beschrieben. Die Schneidplatte wird mit einer lochbohrung ausgestattet, die sich nach oben hin konisch erweitert. Die als Spannelement dienende Befestigungsschraube besitzt einen entsprechend konisch gestalteten Senkkopf, der beim Anziehen der Schraube die Schneidplatte in den Sitz des Werkzeughalters drückt. Zum Wechseln der Schneidplatte muß nachteiligerweise die gesamte Schraube herausgedreht werden. Abgesehen davon, daß damit der S'chneidplattenwechsel relativ zeitaufwendig ist, besteht beim Wechsel darüber hinaus die Gefahr, daß die verhältnismäßig kleine Schraube beim Herausnehmen verlorengeht.

Diesen Nachteil vermeidet die in der DE-PS 23 33 240 beschriebene Schneidplattenspannung. Das lösbare Spannelement wird mittels eines Gewindes in einer von der Achsrichtung der Bohrung der zugeordneten, auf der Auflagefläche aufliegenden Schneidplatte um einen - senkrecht zur Auflagefläche gesehen - Winkel kleiner als 90° abweichenden Richtung in den Werkzeugkörper eingeschraubt, wobei der Spannkopf eine der Krümmung der Bohrungsinnenwand der Schneidplatte folgend gekrümmte, wenigstens teilweise auf einer Kegelmantelfläche liegende Spannfläche aufweist, die an der Bohrungsinnenwand der zugeordneten Schneidplatte an einer in Umfangsrichtung der Bohrung begrenzten Druckstelle anliegt, wobei der Krümmungsmittelpunkt der auf der Kegelmantelfläche liegenden Spannfläche des Spannkopfes jedes der Spannelemente zumindest längs eines Teils der Umfangs-

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fläche des Spannkopfes exentrisch zur Längsachse des Spannelementes liegt. Diese Schneidplattenspannung, bei der das Spannelement einen im Durchmesser kleineren Kopf als das Kleinstmaß des Befestigungsloches der Schneidplatte aufweist, erlaubt einen Schneidplattenwechsel, bei dem das Spannelement nur zum Teil aus der Bohrung des Werkzeugkörpers herausgeschraubt werden . muß. Ebenso wie in dem vorbezeichneten Gebrauchsmuster beschrieben ist jedoch auch bei dieser Vorrichtung der Kegelwinkel des Kopfteils, der im gespannten Zustand an der Schneidplatte anliegt, deutlich kleiner als 90°. Damit wird die Schneidplatte im wesentlichen gegen die seitliche Anlage und nur geringfügig gegen die Auflage gespannt. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß auf-5 grund der unvermeidbaren Toleranzmaße des Werkzeuges und der Schneidplatte der Angriffspunkt zwischen Kopf und Schneidplatte in unterschiedlichen Bereichen liegt, so daß keine eindeutigen und gleichmäßigen Spannverhältnisse erreichbar sind. Des weiteren ist das Spannelement schief zum Grund des Plattensitzes eingebracht, womit sich weitere mögliche Verschiebungen des Angriffspunktes ergeben können. Schließlich wird das Spannelement auch in dieser Vorrichtung wegen des relativ kleinen Kegelwinkels des Kopfes stark auf Biegung beansprucht. Im Gegensatz zu dem im DE-GM 72 37 608 beschriebenen Spannschraubenkopf, dessen Mantelfläche praktisch vollständig an die entsprechende Schneidplattenausnehmung gepreßt wird, besteht bei der in der DE-PS 23 33 240 beschriebenen Vorrichtung die Gefahr, daß das Spannelement den hohen Zug- und insbesondere Biegebeanspruchungen nicht standhalten kann und abbricht.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten auf einem Werkzeughalter mittels eines Spannelementes anzugeben, die einen sicheren Sitz der Schneidplatte auf dem Werkzeughalter garantiert, ein schnelles Auswechseln der Schneidplatte ermöglicht und bei der das Spann-

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element möglichst geringen Zug- und Biegebeanspruchungen ausgesetzt ist.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Anordnung gelöst.
Vorteilhafterweise ist der kegelstumpfförmige Übergang des Kopfes zum Schaft, über den die Spannkräfte auf ■ die Schneidplatte übertragen werden, so ausgebildet, daß die Hauptspannkomponente gegen die Auflage der Schneidplatte wirkt und die Nebenkomponente in Richtung der seitlichen Anlage. Vorteilhafterweise ist damit die Biegebeanspruchung des Spannelementes sehr klein, da dieses beim Spannen praktisch nicht seitlich ausgelenkt wird. Schließlich können sowohl die Schneidplattenbohrung als auch die Bohrung im Werkzeughalter senkrecht zur Auflagefläche des Schneidplattensitzes eingebracht werden, was eine Erleichterung der Fertigung bringt. Im übrigen ist der Vorteil des schnellen Schneidplattenwechsels nach Lösen des Spannelementes erhalten geblieben.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung beträgt der Kegelwinkel des kegelstumpfförmigen Übergangs des Kopfes zum Schaft 100° bis 160°. Die Schneidplatte weist eine durchgehende Bohrung und eine dem kegelstumpfförmigen übergang entsprechend gestaltete Ansenkung auf.

Vorteilhafterweise wird ein schneller Wechsel der Schneidplatte durch ein Spannelement begünstigt, das ein Einschraubgewinde mit grober Steigung, vorzugsweise 0.2 bis 0.4 mal so groß wie der Gewindedurchmesser, aufweist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens weist der Kopf und/oder das gegenüberliegende Ende des

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Spannelementes zur Befestigung einen Schlüsseleingriff, z.B. Innensechskant auf, der ebenfalls einen raschen Wechsel der Schneidplatte ermöglicht.

Zur Befestigung des Spannelementes im Werkzeughalter hat es sich als ausreichend erwiesen, wenn der zylindrische Schaft nur im unteren Teil ein Gewinde besitzt.

Schließlich ist es möglich, zwischen Werkzeughalter und Schneidplatte eine auswechselbare Auflageplatte zu verwenden, die mittels einer in die Bohrung des Werkzeughalters einschraubbaren Gewindebuchse befestigt wird. Die Gewindebuchse besitzt in üblicher Weise eine Lochbohrung zur Aufnahme des Spannelementes.

Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist es vorteilhaft, statt der Gewindeeinspannung das Spann-5 element mittels einer Schrauben- oder Tellerfeder leicht lösbar zu arretieren. Dazu erhält der Schaft des Spannelementes einen ringförmigen Absatz, auf dem sich die axial um den Schaft gelegte Schrauben- oder Tellerfeder abstützt. Die gegenüberliegende Abstützungsfläche liegt am Werkzeughalter, so daß die zusammengedrückte Teller- oder Schraubenfeder das Spannelement und damit die Schneidplatte sicher an den Werkzeughalter preßt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen eine Wendeschneidplatte tragende Werkzeughalter, die mittels Spannelement befestigt ist,

Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. 1, die zusätzlich eine auswechselbare Auflageplatte als Zwischenstück aufweist, die mittels Gewinde

buchse befestigt ist und

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Fig. 3 und 4 einen Quei-schnitt durch einen eine

Wendeschneidplatte tragenden Werkzeughalter, die mittels eines Spannelements befestigt ist, das von Schrauben- bzw. Tellerfedern in den Werkzeughaltersitz

gedruckt wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Werkzeughalter 1, einer Schneidplatte 2 sowie einem Spannelement 3. Die auswechselbare, meist aus Hartmetall bestehende Schneidplatte 2 ist in bekannter Weise in eine entsprechende Ausnehmung des Werkzeughalters 1 eingesetzt. Die durchgehende Schneidplattenbohrung 4 geht im oberen Teil in eine Ansenkung 5 über. Das Spannelement 3 besteht aus einem Kopf 3a, einem kegelförmigen Übergang 3b sowie einem Schaft 3c, der im unteren Teil 6b mit einem Gewinde versehen ist. Der obere Teil 6a des Schaftes 3c ist als zylindrisches Paßteil, das dem Spannelement 3 im Werkzeughalter eine gute seitliche Führung gibt, ausgebildet. Die durchgehende Schneidplattenbohrung 4 hat im übrigen einen größeren Durchmesser als der Kopf 3a des Spannelements 3. Die Symmetrieachsen 7 des Spannelements 3 sowie 8 der Schneidplattenbohrung 4, d.h. deren axiale Mittellinien, laufen parallel zueinander, so daß der kegelförmige Übergang 3b mit der Schulterfläche 9 beim Anziehen des Spannelements 3 auf der kegelförmigen Ansenkungsfläche 10 zur Anlage kommt, wobei die sichere Positionierung der Schneidplatte 2 durch die außermittige Versetzung des Spannelements 3 erreicht wird. Die über das Spannelement 3 erzeugt Spannkraft wirkt infolge des stumpfen Kegelwinkels ρ , der im dargestellten Beispiel 120° beträgt, zum überwiegenden Teil in Richtung des Werkzeughalters 1. Somit löst die in Fig. 1 dargestellte Anordnung die der Erfindung unter anderem zugrundeliegende Aufgabe, die Schneidplatte 2 sowohl gegen die seitliche Anlagefläche 11 des Werkzeughalters 1 als auch insbesondere gegen die Auflagefläche 12 des Werkzeughalters 1 zu spannen. - 9 -

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Zum Wechsel der Schneidplatte 2 wird das Spannelement 3 soweit herausgeschraubt, daß die Schneidplatte bzw. die S chneidplat tenbohrung 4 über den Kopf 3a des Spannelementes 3 gehoben werden kann. Anschließend kann in umgekehrter Reihenfolge die neue Schneidplatte 2 eingesetzt werden, wonach das Spannelement in den Werkzeughalter 1 soweit eingeschraubt wird, bis die Schneidplatte 2 über die auf die Pläche 10 entfaltete Eraftwirkung fest an die Anlagefläche 11 und die Auflagefläche 12 des Werkzeughalters 1 gedruckt wird. Die erfindungsgemäße Ausführungsform ist insbesondere für solche Anordnungen geeignet, bei denen die Anlagefläche 11 und die Auflagefläche 12 rechtwinklig oder stumpfwinklig zueinander stehen.

Die in Pig. 2 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen im wesentlichen durch die "Verwendung einer auswechselbaren Auflageplatte 13 als Zwischenstück zwischen der Schneidplatte 2 und dem Werkzeughalter 1. Die Auflageplatte 13 ist mittels einer Gewindebuchse 14, die in eine entsprechend ausgeformte Gewindebohrung im Werkzeughalter 1 eingedreht ist, befestigt.

Das Spannelement 3 wird nunmehr in die entsprechend ausgeformte Bohrung der Gewindebuchse eingeschraubt. Zur seitlichen und senkrechten Festsetzung der Auflageplatte 13 ist deren Bohrung 15.im oberen Teil zu einer Ansenkung 16 aufgeweitet, so daß das entgrechend ausgeformte Gewindebuchsenteil die Auflageplatte 13 über die kegel-r flächenförmige Mantelfläche 1 7 an imd auf den Werkzeughalter preßt. Die Mantelfläche 17 ist vorzugsweise so geneigt, daß sich ebenfalls ein stumpfer Kegelwinkel ergibt.

Es ist aber ebensogut möglich, das Spannelement 3, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, statt mit einem Gewinde

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mit einer Schrauben- oder Tellerfeder 18 zu arretieren, die in einer entsprechenden Aufweitung 19 im Werkzeughalter liegend das Spannelement 3 über einen an diesem befindlichen Absatz 20 an den Werkzeughalter 1 bzw. an dessen Auf- und Anlageflächen 12 und 11 preßt. Diese Ausführungsform besitzt gegenüber den in den vorstehend behandelten Pig. 1 und 2 dargestellten den Vorteil,daß keine Drehbewegung zwischen Spannelement und Wendeschneidplatte erfolgen muß.

Bei der in Pig. 4 dargestellten Ausführungsform ist das Spannelement um ca. 90° abgesetzt, so daß die Rückstellkraft der Schrauben- oder Tellerfeder 18 parallel oder unter einem geringen Winkel zur Auflage der Schneidplatte 2 am Plattensitz wirkt. Dies bietet sich z.B. dann an, wenn Präswerkzeuge mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgestattet werden sollen. Das Lösen der Schneidplatten kann jeweils nach dem lösen der Schrauben- oder Tellerfedern 18, beispielsweise unter Anwendung eines Hebelmechanismusses, erfolgen.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Befestigung läßt sich jedoch auch ohne weiteres auf mehrschneidige Werkzeuge wie Präser oder Bohrer und Senker übertragen.

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Claims

Ansprüche

(Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten auf einem mit einer Auflagefläche und mindestens einer seitlichen Anlage ausgestatteten Werkzeughalter mittels eines aus Kopf und Schaft bestehenden Spannelementes, das durch eine mit einer Ansenkung versehene und im übrigen durchgehende Schneidplattenbohrung hindurchführbar und in einer, im wesentlichen zylindrischen Bohrung im Werkzeughalter zu befestigen ist, also z.B. in einem zumindest sich teilweise über die zylindrische Bohrung erstreckenden Gewinde einschraubbar ist, wobei die Symmetrie-Achsen der Schneidplattenbohrung und der im Vergleich dazu im Durchmesser kleineren Bohrung im Werkzeughalter parallel gegeneinander versetzt liegen, so daß der Kopf des in dem Werkzeughalter befestigten Spannelementes an der Ansenkung anliegt und die Schneidplatte an die Auflagefläche und die seitliche Anlage des Werkzeughalters andrückt, dadurch gekennzeichnet, da/3 der in nach dem Stand der Technik bekannter Weise im Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser der Schneidplattenbohrung (4) ausgebildete Kopf (3a) des Spannelementes (3) einen größeren Durchmesser als der Schaft (3c) des Spannelementes ..(3) .aufweist und daß das Spannelement (3) einen kegelstumpfförmigen Übergang (3b) zwischen seinem Kopf (3a) und seinem Schaft (3c) besitzt, wobei die Mantelfläche des Kegelstumpfes im axialen Querschnitt einen stumpfen Kegelwinkel β bildet.

2. Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kegelwinkel β 100° bis 160° beträgt.

EV 8/81 - 1 -

6. Mai 1981

-S-

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.'j. Anordnung «ur BoJ'on tlßunß von aunwechaGlbaron Schneid — platten nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3c) des Spannelementes (3) ein Einsehraubgewinde mit grober Steigung, vorzugsweise 0.2 bis 0.4 mal so groß wie der Gewindedurchmesser, besitzt.

4. Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (3a) und/oder das gegenüberliegende Ende des Spannelementes (3) zur Befestigung einen Schlüsseleingriff, z.B. Innensechskant, aufweist.

5- Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3c) des Spannelementes (3) zylindrisch ausgebildet ist und nur im unteren Teil (6b) ein Gewinde besitzt.

6. Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (1) als Zwischenstück zwischen der Schneidplatte (2) und dem Werkzeughalter (1) eine auswechselbare Auflageplatte (13) aufnimmt, die in bekannter Weise mittels einer in die Bohrung des Werkzeughalters (1) einschraubbaren Gewindebuchse (14) befestigt wird, die wiederum mit einer Lochbohrung zur Aufnahme des Spannelementes (3) ausgestattet ist.

7. Anordnung zur Befestigung von auswechselbaren Schneidplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3c) des Spannelementes (3) einen ringförmigen Absatz (20) aufweist, auf dem sich eine um den Schaft (3c) gelegte Schrauben- oder Tellerfeder (18)

abstützt, die das Spannelement in Richtung der Symmetrieachse (7) auf die Auflagefläche (12) des Werkzeughalters (1) drückt.