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Werkzeugkopf zum Ausdrehen von Bohrungen
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Die Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf zum Ausdrehen von Bohrungen,
bestehend aus einem Verbindungskörper zur drehungsschlüssigen Befestigung an einem
Antriebsorgan und zwei stirseitig am Verbindungskörper angeordneten, in Gleitfübrungen
radial zur Drehachse sowie parallel zueinander verstellbaren, durch Klemmschrauben
am Verbindungskörper fixierbaren Wendeplattenträgern, welche Klemmschrauben zylindrische
Bohrungen der Wendeplattenträger sowie Langlöcher des Stirnbereichs des Verbindungskörpers
durchdringen und mit ihren Enden in Gewindebohrungen von Gleitmuttern eingreifen,
die ihrerseits in quer zur Werkzeugkopfachse und parallel zueinander ausgerichteten
Gleitbohrungen lagern, weiterhin mit quer zur Drehachse angeordneten, in Gewindebohrungen
des Verbindungskörpers gelagerten Einstellschrauben zum Verschieben der Wendeplattenträger.
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Es ist ein Werkzeugkopf obiger Art bekannt, bei dem sich die Einstellschrauben
auf den Schäften der sich beim Blockieren der Wendeplattenträger drehenden Klemmschrauben
abstützen. Diese Anordnung stellt für das sensible Einstellen der Wendeplattenträger
bzw. der Wendeplattcneckpunkte funktionell keine einwandfreie Lösung dar. Aus diesem
Grunde ist ein Zusammenwirken zwischein Einstellschraube und Gleitmutter vorteilhafter.
Da sich eine in einer Gewindebohrung des Verbindungskörpers geführte Einstellschraube
einerseits beim Verstellen axial bewegt und andererseits selbst bei der Ausgangslage
des Wendeplattenträgers
praktisch nicht aus dem Werkzeugkopf hervorstehen
darf, wurde diese Lösung aus Platzgründen bisher nur bei einem nur einen Wendeplattenträger
aufweisenden Werkzeugkopf angewandt. Bei einem solchen befindet sich die Gleitmutter
mittig im Verbindungskörper.
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Bei einem Werkzeugkopf mit zwei Wendeplatten wurde bereits vorgeschlagen,
dass man die Einstellschrauben gegen eine Axialbewegung lagesichert und in Gewindebohrungen
der Gleitmuttern eingreifen lässt. Diese Lösung ist jedoch sehr kostspielig und
kann - ebenfalls aus Platzgründen - nur bei Werkzeugköpfen für grosse Ausdrehdurchmesser
angewendet werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorgehend genannten
Nachteile mit einfachen Mitteln zu beseitigen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Gleitbohrungen - in entsprechender Werkzeugkopf-Querschnittsebene gesehen
- als symmetrisch um 1800 gegeneinander verdreht angeordnete Sacklochbohrungen ausgebildet
sind, und dass sich diese Sackloehbohrungen in ihren Långsrichtungen in gleichgerichtete,
im Durchmesser kleinere, in Richtung zur Werkzeugkopfachse exzentrisch versetzte
Gewindebohrungen für die Einstellschrauben fortsetzen.
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Durch die exzentrische Anordnung der Gewindebohrungen gegenüber den
Sacklochbohrungen lassen sich Verstellschrauben grösserer Länge einsetzen. Die beschriebene
Ausführung erlaubt eine sehr einfache separate Einstellung der beiden Wendeplattenträger
mit dem besonderen Vorteil, dass der für Jede Werkzeugkopfgrösse gegebene Verstellwert
der Wendeplattenträger auch bei kleineren Werkzeugköpfen erreicht werden kann.
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Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf
zum Ausdrehen von Bohrungen, bestehend aus einem Verbindungskörper zur drehungsschlüssigen
Befestigung an einem Antriebsorgan und zwei stirnseitig am Verbindungskörper angeordneten,
in Gleitführungen radial zur Drehachse sowie parallel zueinander verstellbaren,
durch Klemmschrauben am Verbindungskörper fixierbaren Wendeplattenträgern, auf denen
die Wendeplatten in Lagerausnehmungen plaziert und durch Schraub- bzw. Klemmittel
befestigt sind, wobei - in Breit seitenansicht der wendeplatten gesehen -die Schneidenkante
der einen Wendeplatte gegenüber der Schneidenkante der anderen Wendeplatte in Axialrichtung
des Werkzeugkopfes zum Verbindungskörper hin zurückversetzt ist.
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Die in Axialrichtung des Werkzeugkopfes versetzte Anordnung der Wendeplatten
bzw. deren Schneidenkanten hat den Zweck, eine Spanteilung und demgemäss eine bessere
Spanräumung zu erzielen. Da man beim Schruppen von Bohrungen bestrebt ist, die Spanbreite
sowie die Spandicke im Hinblick auf ein optimales Spanvolumen möglichst gross einzustellen,
ist eine möglichst gute Spanräumung für einen störungsfreien Arbeitsablauf wichtig.
Dies gilt insbesondere für langspanende Werkstoffe wie Stahl oder Leichtmetall,
bei denen der Drehspan mit zunehmender Breite und Dicke äusserst sperrig wird. Damit
die Wendeplatten jedoch spanabhebend und zugleich spanteilend wirken können, muss
- zusätzlich zum genannten axialen Wendeplattenversatz - der äussere Schneideneckpunkt
der in Vorschubrichtung vorderen Wendeplatte auf einen kleineren Durchmesser eingestellt
werden als der äussere Schneideneckpunkt der in Vorschubrichtung zurückversetzten
Wendeplatte.
Das geschieht durch eine unterschiedliche radiale Einstellung der beiden Wendeplattenträger.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Werkzeugkopf
der genannten Art mit einfachsten Mitteln eine verbesserte Spanräumung sowie eine
grössere Schnittleistung zu erzielen.
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Die Erfindung besteht einerseits darin, dass die gegenseitige axial
versetzte Anordnung der beiden Schneidenkanten wenigstens teilweise durch eine verschiedene
Ausrichtung derselben erzielt wird, indem die vordere Schneidenkante der entsprechenden
Wendeplatte senkrecht zur Achse des Werkzeugkopfes verläuft, während die zurückversetzte
Schneidenkante der anderen Wendeplatte nach aussen zum Verbindungskörper hin geneigt
ist, und dass sich der äussere Schneideneckpunkt der in Vorschubrichtung vorderen
Schneidenkante der entsprechenden Wendeplatte bei radial in ihre Ausgangslage zusammengeschobenen
Wendeplattenträgern gegenüber dem Susseren Schneideneckpunkt der zurückversetzten
Schneidenkante der anderen Wendeplatte auf einem kleineren Ausdreh-Durchmesser befindet.
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Die mif, mit ihrer-Schneidenkante senkrecht zur Achse des Werkzeugkopfes
ausgerichtete Wendeplatte dient zum Vorschneiden. Entsprechend ihrer Einstellung
auf den kleineren Audrehkreis befindet sie sich während des Arbeitsganges in einem
gewissen Abstand von der Bohrungswandung des ausgedrehten Werkstückbereichs,
was
sich für den Spanabfluss günstig auswirkt. Die senkrechte Ausrichtung der Schneidenkante
hat ausserdem noch den Vorteil, dass beim Ausdrehen von Sacklochbohrungen durch
Abtasten der Bezugsfläche des Werkstückes mit der Schneidenkante die Tiefe der Bohrung
an der Maschine. eingestellt werden kann.
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Die mir ihrer Schneidenkante axial zurückversetzte äussere Wendeplatte
steht mit der Bohrungswandung des ausgedrehten Werkstückbereiches in Berührung.
Durch die schräge Ausrichtung der Schneidenkante bekommt der abzutragende Span einen
von der Bohrungswandung weg gerichteten Drall, wodurch-der Spanabfltids begünstigt
wird. Durchgeführte Versuche haben ergeben, dass mit dem erfindungsgemässen Werkzeugkopf
bis heute nicht erreichte Schnittleistungen möglich sind.
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Durch die zusätzliche radiale Versetzung der Wendeplatten bzw deren
Schneideneckpunkte bei in ihre Ausgangslage zusamrnengeschobenen Wendeplattenträgern
kann die Spanteilung über den ganzen Ausdrehbereich des Werkzeugkopfes erreicht
Werden.
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Mit nur einer Wendeplatte bzw. einem Wendeplattenträger kann der Werkzeugkopf
auch zum Feinausdrehen von durchgehenden Bohrungen verwendet werden. In diesem Falle
ist es möglich und wiederum für die Spanräumung von besonderem Vorteil, wenn der
entfernte Wendeplattenträger durch eine halbkreisförmige Abdeckplatte ersetzt wird.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Die Fig. 1 bis 6 betreffen eine Werkzeugkopfausführung.
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Es zeigen; Fig. 1 eine Seitenansicht, Fig. 2 die Stirnseite, Fig.
3 eine gegenüber Fig. 1 um 900 versetzte Seitenansicht, Fig. 4 einen Schnitt A-A
nach Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt B-B nach Fig. 1, Fig. 6 einen Schnitt C-C.nach
Fig. 5, Fig. 7 zeigt den Werkzeugkopf in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung
in Verbindung mit einem auszudrehenden Werkstück, die Fig. 8 und 9 zeigen eine Seitenansicht
und die.Stirnseite des in den Fig. 1 bis 7 dargestellten, jedoch als Einschneider
ausgerüsteten, mit einer Abdeckplatte bestückten Werkzeugkopfes.
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Gemäss den Fig 1 bio 6 bostoht der Werkzeugkopf aus dem Verbindungskörper
1 und den belden an diesem angeordneten, radial verstellbaren Wendeplattenträgern
2, 3, Dem Verbindungskörper 1 ist rückseitig der Zentrierzapfen la zum Eingriff
in die zentrale Bohrung z.B. eines den Werkzeugkopf antreibenden Adapters angeformt.
Der genaue gegenseitige Sitz zwischen dem Verbindungskörper 1 und den Wendeplattenträgern
2, 3 wird durch die aus den Nuten lb und den Stegen 2a, 3a bestehenden Steg-Nut-Verbindungen
gewährlei#tet. Zur Blockierung der Wendeplattenträger 2, 3 mit
dem
Verbindungskörper 1 dienen die Klemmschrauben 4. Sie durchdringen zylindrische Bohrungen
2b, 3b der Wendeplattenträger 2, 3 sowie Langlöcher lc des Stirnbereichs des Verbindungskörpers
1 und greifen mit ihren Enden 4a in die Gewindebohrun#en 5a von Gleitmuttern 5 ein.
Diese lagern in den quer zur Werkzeugachse und parallel zueinander ausgerichteten
Sacklochbohrungen ld.
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Zur Verstellung der Wendeplattenträger 2, 3 sind die Verstellschrauben
6 vorgesehen. Dieselben sind in Gewindebohrungen 1e des Verbindungskörpers 1 exzentrisch
zu den Sacklochbohrungen ld gelagert. Durch diese Verlagerung lassen sich Verstellschrauten
grösserer Länge einsetzen, sodass eine max. Verstellung der Wendeplattenträger 2,
3, d.h. ein möglichst grosser Ausdrehen bereich erreicht wird. Die Wendeplatten
sind mit 7, 8 bezeichnet und in Lagerausnehmungen Zc, 3c der Wendeplattenträger
2, 3 mittels Schrauben 9 festgelegt. Aus den Fig. 1 und 7 ist ersichtlich, dass
die Wendeplatten 7, 8 in der Form identisch, aber in der Lage verschieden angeordnet
sind.
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Die Schneidenkante 7a der Wendeplatte 7 verläuft senkrecht zur Achse
des Werkzeugkopfes, während die Schneidenkante 8a der Wendeplatte 8 geneigt dazu
ausgerichtet ist. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, hat diese Anordnung einerseits den
Vorteil, dass beim Ausdrehen von Sacklochbohrungen durch Abtasten der Bezugsfläche
10a des Werkstückes 10 mit der Schneidenkante 7a die Tiefe der Bohrung an der Maschine
eingestellt werden kann, während andererseits die geneigte Schneidenkante 8a den
Späneablauf begünstigt.
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In den Fig. 1 und 7 ist der Werkzeugkopf in der Ausgangsstellung,
d.h. mit zusammengeschobenen Wendeplattenträgern 2, 3 dargestellt.
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Insbesondere aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass der vordere Schneideneckpunkt
8b
radial gegen die Drehachse um den Betrag X minus Y und in Richtung der Werkzeugkopfachse
um den Betrag Z versetzt ist. Demgemäß sind nicht nur die Schneideneckpunkte 7b,
8b sondern auch die Schneidenkanten 7a, 8a axial versetzt.
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Fig. 7 zeigt den Werkzeugkopf beim Ausdrehen einer Bohrung eines Werkstückes
10. Es ist ersichtlich, dass die Wendeplatte 7, die als Vorschneider dient, einen
kleineren Radialabstand von der Drehachse aufweist als die Wendeplatte 8. Der rotierende
Werkzeugkopf dringt mit einem bestimmten Vorschub in die Bohrung des Werkstückes
10 ein, wobei zuerst die Schneidenkante 7a und anschliessend die Schneidenkante
8a zum Eingriff kommt. Die insgesamt abzutragende Materialbreite ist mit e bezeichnet
und entspricht der Gesamtbreite des Spanes.
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Von dieser Breite trägt die nach vorne und innen versetzte Wendeplatte
7 die innere Hälfte f ab, während die Wendeplatte 8 die äussere Hälfte g übernimmt.
Es entstehen somit zwei Späne, d.h. die Gesamtbreite e des Spanes wird geteilt,
was füfldie Spanräumung ins#esondere bei der Bearbeitung von langspanenden -Werkstoffen
wie z.B. Stahl oder Leichtmetalle von Vorteil ist.
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Aus Fig. 7 geht.noch deutlich hervor, dass die Wendeplatte 7 bzw.
deren Schneideneckpunkt 7b einen gewissen Abstand von der Bohrungswandung des ausgedrehten
WerkstAckes-10-auPkeist. Der Spanabfluss -ist dadurch ungehindert, obwohl die Schneidenkante
7a senkrecht zur Werkzeugkopfachse ausgerichtet ist.
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Im Gegensatz zur Wendeplatte 7 steht die Wendeplatte 8 bzw. deren
Sehneideneckpunkt 8b mit der Bohrungswandung in Berührung, Durch die nach aussen
geneigte Anordnung der Schneidenkante 8a erfährt
der abzutragende
Span jedoch einen von uer Bohrungswandung abweichenden Drall, wodurch der Spanabfluss
erleichtert wird.
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Wie desweiteren aus den Fig. 1 und 7 ersichtlich-ist, wurden der axiale
und radiale Versatz der beiden Schneid#neckpunkte 7b; bb bezw. der Schneidenkanten
7a, 8a durch eine entsprechend versetze Anordnung der l.agerausnehmungen 2c, 3c
realisiert.
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Durch den grenannten radialen Versatz X-Y der beiden Schneideneckpunkte
7b, 8b in der Ausgangsstellung d.ri. bei zusaminenge schobenen Wendeplattenträgern
2, 3 kann die spanteilende Arbeitsweise Uber den gesamten Arbeitsbereich erfolgen.
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Die neuartige Ausrichtung und positionierung aer Wendeplatten 7, 8
bezw. ihrer Schneidenkanten 7a, 8a ist auch mit Wendeplatten anderer geometrischer
Form wie z.B. rhombischen, dreieckigen o. dgl. ausfuhrbar.
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Der Werkzeugkopf nach den rig. 8 und 9 ist als Einschneider ausg#rUstet.
Er weist nur den Wendeplattenträger 3 mit der Wendeplatte 8 auf, deren Schneidenkante
8a geneigt zur Wt;rkzeugkopfachse ausgerichtet ist. Anstelle des entfernten Wendeplattentr#gers
2 ist eine halbkreisförmige Abdeckplatte 11 eingesetzt, die mit aer Klemmschraube
4 blockiert wird. Der werkzeugkopf nach der beschriebenen Anordnung mit nur einer
lendeplatte 8 eignet sich sowohl zum Schruppen als auch zum Feinausdrehen von durchgehenden
Bohrungen.
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