DE3428302A1

DE3428302A1 - Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE3428302A1
Application number: DE19843428302
Authority: DE
Inventors: Craig D. Loveland Ohio Benhase
Original assignee: Dexport Tool Co Inc
Current assignee: Dexport Tool Co Inc
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1986-02-13
Also published as: US4505626A; GB8426024D0; GB2165472A

Description

Schneidwerkzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug, insbesondere ein Schneidwerkzeug zum Vergrößern des Durchmessers von Löchern in Metall. Beim Vergrößern des Durchmessers eines bereits hergestellten tiefen Loches ist es häufig vorteilhaft, ein Schneidwerkzeug mit einem auswechselbaren Schneidelement zu verwenden.
Hierbei ist es wichtig, das Schneidelement hinreichend fest und richtig zu montieren, um eine Bewegung des Schneidelements während des Betriebs zu verhindern.
Häufig ist es auch erwünscht, ein bereits hergestelltes Loch zu vergrößern, anzusenken und das angesenkte Loch planzusenken, indem Schneidwerkzeuge verwendet werden, die an einer langgestreckten Stange angebracht sind.
Eines der Probleme, das bei der Verwendung eines derartigen Werkzeugs mit mehreren Schneidelementen auftritt, ist das Entfernen der Schneidspäne.
Nach der Erfindung wird daher ein Schneidwerkzeug geschaffen, das eine zylindrische Stange mit mehreren Schneidelementen aufweist, von denen das erste Schneidelement auf einem ersten Durchmesser, das zweite Schneidelement auf einem zweiten und größeren Durchmesserteil und das dritte Schneidelement an einem dritten und größeren Durchmesserteil der Stange befestigt ist.
Ferner wird nach der Erfindung ein Werkzeug geschaffen, das auswechselbare Schneidelemente aufweist, die so geformt und angeordnet sind, daß durch das Schneidelement abgehobene Späne ungehindert vom Schneidelement weggeführt werden können.
Sodann wird durch die Erfindung ein Schneidelement geschaffen, das so ausgebildet ist, daß es an der Werkzeugstange befestigt werden kann und die Auswahl mehrerer Schneidkanten ermöglicht.
Im einzelnen ist das Schneidwerkzeug nach der Erfindung so ausgebildet, daß es das vorgegebene Loch erstens aufbohrt (räumt), zweitens ansenkt und drittens (in der Umgebung des Loches) plansenkt, nachdem es aufgebohrt und angesenkt ist. Das zum Aufbohren des Loches verwendete Schneidelement ist mit einem Freiwinkel von 110 versehen und hat Schneidkanten und ist in drei vorbestimmte Schneidstellungen einstellbar (indexierbar).
Das zum Ansenken verwendete Schneidelement ist indexierbar (in vorbestimmte Schneidstellungen einstellbar) und mit mehreren Schneidkanten versehen und kann selbsttätig positioniert werden. Das zum Ansenken verwendete Schneidelement des Schneidwerkzeugs ist mit einem Freiwinkel von 100 versehen. Das dritte Schneidelement ist ähnlich wie das zum Bohren verwendete Schneidelement ausgebildet und auf dem Schaft so angeordnet, daß es die Stirnseite des Loches plansenkt (planfräst). Alle drei Schneidelemente sind indexierbar.
Nach der Erfindung wird daher ein Schneidwerkzeug geschaffen, das indexierbare Schneidelemente auf einer Bohrstange aufweist, so daß die indexierbaren Schneidelemente nacheinander in ihrer Lage eingestellt werden können, um die Notwendigkeit eines Austausches zu verringern.
Sodann wird nach der Erfindung ein Schneidwerkzeug oder eine Bohrstange mit Schneidelementen angegeben, die dreieckig sind und drei in vorbestimmte Schneidstellungen einstellbare (indexierbare) Schneidkanten aufweisen.
Jedes Schneidelement ist so in Relation zur Bohrstange ausgebildet, daß es nach Abnutzung einer Schneidkante in eine neue Lage eingestellt werden kann, und dies wird durch Lösen einer Klemmschraube, Drehen des Schneidelements und Festziehen der Klemmschraube bewirkt.
Ferner werden bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug die Schneidelemente so angebracht, daß der Schneidpunkt bei jedem Schneidelement, sei es das Aufbohr-, Ansenk-oder Plansenk-Schneidelement, nur etwa einen halben Millimeter oder weniger über den Umkreis desjenigen Teils der Bohrstange, an dem es indexierbar befestigt ist, hinausragt.
Ferner wird nach der Erfindung eine Schneidstange mit indexierbaren, leicht auswechselbaren Einsätzen angegeben, die die Stillstandszeiten und Werkzeugswechselkosten erheblich vermindern.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs mit auswechselbaren Wendeschneidplatten, Fig. 2 die Endansicht 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 die Endansicht 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bohr- werkzeugs in einer um 1800 gegenüber der nach Fig. 1 gedrehten Lage, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines zum Ansenken verwendeten Schneidelements, Fig. 6 eine Draufsicht auf das Schneidelement nach Fig. 5, Fig. 7 die Seitenansicht 7-7 der Fig. 6, Fig. 8 die Seitenansicht 8-8 der Fig. 6 und Fig. 9 eine Unteransicht des Schneidelements nach Fig. 5.
Das Schneidwerkzeug nach Fig. 1 hat eine Stange 10 mit einem Schaftabschnitt 11 und einem Schneidabschnitt 12, einen Teil 13 mit großem Durchmesser, einen Teil 14 mit kleinem Durchmesser und einen Teil 15 mit noch kleinerem Durchmesser, wobei diese drei Durchmesser aufeinander abgestimmt sind. Der untere Teil 15 des Schneidwerkzeugs ist mit einem dreieckigen indexierbaren (in vorbestimmte Stellungen einstellbaren) Hartmetall-Schneidelement 16 aus Karbidstahl versehen, das mittels Klemmschraube 17 befestigt ist.
Dieses Schneidelement 16 bildet einen dreieckigen Einsatz, wobei das Dreieck einen Inkreisdurchmesser von 6,350 mm (1/4 Zoll) bis 9,525 mm (3/8 Zoll) aufweist.
Das dreieckige Schneidelement 16 ist 3,175 mm (1/8 Zoll) dick und verjüngt sich von seiner oberen Kante bis zu seiner unteren Kante, so daß sich ein (genormter) Freiwinkel von 110 ergibt. Ferner ist das Schneidelement 16 mit einem Loch zur Durchführung der Klemmschraube 17 versehen. In den die unterschiedlichen Durchmesser aufweisenden Teilen 13, 14 und 15 ist eine Spanabführungsnut 18 ausgebildet, so daß durch das Aufbohr-Schneidelement 16 und ein Schneidelement 20 gebildete Späne während des Betriebs abgeführt werden können.
Das Schneidelement 20 dient zum Ansenken des Öffnungsrandes des im Werkstück ausgebildeten Loches und ist ebenfalls mittels einer Klemmschraube 21 in der Spanabführungsnut 18 indexierbar befestigt. Nach Fig. 4 ist in der Stange 10 noch eine weitere Spanabführungsnut 24 vorgesehen, in der ein Plansenkschneidelement 25 (zum Planfräsen der das Bohrloch umgebenden Stirnfläche des Werkstücks) mittels einer Klemmschraube 26 befestigt ist. Zum Plansenken kann das gleiche oder ein ähnliches Schneidelement wie das in den Fig. 1 und 4 dargestellte Aufbohr-Schneidelement 16 verwendet werden.
Dieses Werkzeug ist zur Ausbildung der Kontur einer Norm-Öffnung SAE-16142 und MS 16142 geeignet, die einen O-Dichtring gegen ein Austreten eines unter hohem Druck stehenden hydraulischen Fluids aufweist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Werkzeugs kann zunächst ein Bohrungsdurchmesser von 61,366 mm (2,416 Zoll) bis zu 11,430 mm (0,450 Zoll), danach eine 450-Fase und anschließend ein Dichtungswinkel von 12 bis 150 sowie ein Radius von 0,127 mm (0,005 Zoll) bis 0,381 mm (0,015 Zoll) an der oberen Kante der Öffnung, wo sie in die plangesenkte Fläche übergeht, die von 88,900 mm (3,500 Zoll) bis 23,800 mm (0,937 Zoll) reicht, ausgebildet werden.
Das in den Fig. 5 bis 9 dargestellte Schneidelement 20 ist eine Hartmetall-Wendeplatte aus gesintertem Karbidstahl mit einem inneren Umfang von 6,350 mm (1/4 Zoll) oder 9,525 mm (3/8 Zoll) und einer Dicke von 3,175 mm (0,125 Zoll).
Nach Fig. 6 hat das Schneidelement 20 für jode Schneidstellung drei Schneidkanten 41, 42 und 43. Die erste Schneidkante 41 schließt einen Winkel von 600 mit derjenigen Mittellinie des Schneidelements ein, die senkrecht zu der auf der gleichen Seite des Schneidelements 20 wie diese Schneidkante 41 liegenden Hauptkante steht, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die zweite Schneidkante 42 schließt einen rechten Winkel mit der erwähnten Mittellinie des Schneidelements ein, und die dritte Schneidkante 43 schließt einen Winkel von 450 mit der erwähnten Mittellinie ein, wobei ein Radius von 0,127 mm (0,005 Zoll) bis 0,381 mm (0,015 Zoll) an der Schnittlinie 44 der die Kanten 42 und 43 aufweisenden Stirnflächen angeschliffen ist.
Je nach Größe der Stange 10 ist die Strecke von der erwähnten Mittellinie des Einsatzes bzw. Schneidelements 20 bis zur Schneidkante 43 0,7925 mm (0,0312 Zoll) oder 1,4884 mm (0,0586 Zoll) lang. Die Schneidkante 42 hat daher eine Länge von 2,5044 mm (0,0982 Zoll) oder 3,2817 mm (0,1292 Zoll) in Abhängigkeit von den Abmessungen der Stange 10.
Bei Anbringung des Einsatzes bzw. der Schneidplatte 20 in der Stange 10 erzeugt die Schneidkante 43 in dem fertigen Loch einen Durchmesser von 12,370 mm (0,487 Zoll) bis 65,837 mm (2,592 Zoll) entsprechend der SAE-Norm für Innengewinde mit Öffnungsfassung für einen "O"-Dichtungsring. Die Kombination von drei indexierbaren Stellungen des Ansenk-Einsatzes mit drei indexierbaren Stellungen des Aufbohr- und des Plansenk-Schneidelements ergibt eine angemessene Schneidkapazität mit hoher Stabilität, und die Form der Schneidelemente sorgt für einen vibrationsfreien Betrieb.
Das erfindungsgemäße Werkzeug ist besonders zur Herstel--lung und Bearbeitung einer hydraulischen Fassung zur Aufnahme eines O-Dichtrings und eines Rohrverbindungsstücks mit Normmaßen geeignet.
Hierbei ist wesentlich, daß die Fassung enge Toleranzen aufweist, so daß sich ein enger Sitz und eine sichere Dichtung ergibt.
Beim derzeitigen Stand der Technik benötigt das hydraulische Rohrverbindungsstück eine Fassung (Anschlußöffnung) mit einem 150-Winkel zur senkrechten Seitenwand des Bauteils. Der Querschnitt des Rohrverbindungsstücks hat eine Seitenwand mit einem Winkel von 150 zur Senkrechten, und von der unteren Kante der Seitenwand erstreckt sich eine weitere Wand in einem Winkel von 450.
An der oberen Kante der Öffnung ist ein Radius von 0,127 mm (0,005 Zoll) bis 0,381 mm (0,015 Zoll) erforderlich.
Um dies zu erreichen, wird das nachstehend beschriebene und in den Fig. 5 bis 9 dargestellte Schneidelement verwendet.
Nach Fig. 6 hat das Schneidelement 20 an allen drei Seiten der im wesentlichen dreieckigen Grundform in der Nähe der Ecken des Dreiecks gleiche Schneidkanten.
Dies Schneidkanten können wahlweise verwendet werden, um das vorgefertigte Bohrloch in der vorstehend beschriebenen Weise zu bearbeiten.
Nach Fig. 6 liegt eine Schneidkante 41 innerhalb eines Außenwinkels von 2100 zu einer zweiten Schneidkante 42 und eine dritte Schneidkante 43 innerhalb eines Innenwinkels von 1350 zur zweiten Schneidkante 42.
Wie die Fig. 1 und 4 zeigen, ist die Lage der Schneidelemente im Werkzeug so gewählt, daß die Werkstückspäne längs der Nuten 18 und 24 abgeführt werden können.
Die Schneidelemente 16, 20 und 25 werden so angebracht, daß ein einziger Einsatz (ein einziges Schneidelement) drei getrennt verwendbare Schneidkanten bietet. Die Einsätze sind so ausgebildet, daß sie Spanabmessungen gewährleisten, die für eine Spanabfuhr durch Spülen geeignet sind. Die Schrauben 17, 21 und 26 sind mit den Grundflächen der Nuten 18 und 24 bündig und gestatten eine ungehinderte Abfuhr der Schneidspäne. Bekannte Schneidwerkzeuge zum Bearbeiten von Löchern benötigen dagegen zur festen Anbringung des Schneidelements Klemmen, die die Spanabfuhr behindern und entsprechend höhere Zeit- und Energieverluste verursachen.
Wie bereits erwähnt wurde, sind die Einsätze 16, 20 und 25 fest an Wänden 45, 46, 47, 48, 49 und 50 anliegend angebracht, wie es in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist.
Nach Fig. 3 sind ebene Flächen 60 und 61 auf sich gegenüberliegenden Seiten der Stange 10, insbesondere am Teil 13 (Fig. 4), ausgebildet. Die Abflachung ermöglicht einen ausreichenden Kühlmitteldurchfluß zur Schneidstelle und damit eine glattere Oberfläche, längere Werkzeuglebensdauer und höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Die Einsätze 16, 20 und 25 sind am unteren Teil der Stange 10 in den Spanabführungsnuten 18 und 24 befestigt und liegen an drei Wänden an, um eine stabile und genaue Lage zu gewährleisten. Diesbezüglich wird auf die Spanabführungsnut 24 in Fig. 4 und die Seitenwände 45, 46 und 47 verwiesen. Die hohe Stabilität ist für eilse vibrationsfreie Plansenkung erforderlich, und aus diesem Grunde sind die Anlagewände 45, 46 und 47 vorgesehen.
Auch bei dem Schneidelement 20 sind drei Anlagewände 48, 49 und 50 vorgesehen. Diese Wände stehen senkrecht zu Axialebenen der Stange 10. Die Wände 45, 46 und 47 sind dagegen unter einem Winkel von 110 geneigt, um eine bessere Schneidwirkung bei hohen Drehzahlen und Vorschubgeschwindigkeiten zu ermöglichen.
Die durch die Schneidkanten der drei erwähnten Schneidelemente erzeugten Schneidspäne sind kompatibel für eine Abfuhr durch die Spanabführungsnuten 18 und 24.
Um Vibrationen oder ein Rattern zu vermeiden, ist das Werkzeug mit einem Spielraum 52 zwischen dem Schneideinsatz 16 und dem Umfang des Körperteils 15 von nicht mehr als 0,203 mm (0,008 Zoll) versehen.
Das beschriebene Werkzeug mit seinen speziell ausgebildeten Schneidkanten ermöglicht eine einfache und rasche Herstellung eines zur Aufnahme eines hydraulischen Anschlußstutzens geeigneten Teils.

Claims

Patentansprüche 1. Schneidwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stange (10) einen oberen zylindrischen Körper (11) und einen unteren zylindrischen Körper (12) aufweist, der untere zylindrische Körper (12) ebene Flächen (60, 61) auf sich gegenüberliegenden Seiten aufweist, in dem unteren zylindrischen Körper (12) zwei Spanabführungsnuten (18, 24) ausgebildet sind, in dem unteren zylindrischen Körper (12) ein dreieckiges Schneidelement (16) mit einem Montageloch angeordnet ist, ein Mittel (17) zum lösbaren Befestigen des dreieckigen Schneidelements (16) am unteren zylindrissen Körper (12) das Loch durchsetzt, das Schneidelement (17) mindestens mit einem Teil nach außen über den Körper (12) hinausragt und das Schneidelement (16) an der Oberfläche einer in dem Körper (12) ausgebildeten Spanabführungsnut (18) anliegt, ein zweites Schneidelement (20), das eine dreieckige Form aufweist und an in dem Spanabführungsnutenteil des Körpers (12) ausgebildeten Wänden (48-50) anliegt und mehrere Schneidkanten (41-43) aufweist, die über das zuerst erwähnte dreieckige Schneidelement (16) hinausragen, in der das erste dreieckige Schneidelement (16) aufweisenden Spanabführungsnut (18) liegt und ein drittes dreieckiges Schneidelement (25) eine Schneidkante aufweist, an Wänden (45-47) des Körpers (12) befestigt ist, eine über die Schneid- kanten des ersten und zweiten Schneidelements (16, 20) hinausragende Schneidkante aufweist und in einer Ebene in der der zuerst erwähnten Spanabführungsnut (18) um 1800 gegenüberliegenden Spanabführungsnut (24) liegt.
2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (16, 20, 25) in drei verschiedene vorgegebene Stellungen einstellbar sind.
3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein unteres Aufbohrschneidelement (16) aufweist, das in drei vorbestimmte Schneidstellungen einstellbar und mit einem Freiwinkel von 110 zum Aufbohren (Räumen) eines Loches in einem Werkstück versehen ist.
4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Plansenkschneidelement (25) aufweist, das in drei vorbestimmte Stellungen zum Plansenken einstellbar und mit einem Freiwinkel von 110 versehen ist.
5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Schneidelement (20) mit einer ersten Schneidkante (41), die innerhalb eines Außenwinkels von 2100 zu einer zweiten Schneidkante (42) liegt, und einer dritten Schneidkante (43) aufweist, die innerhalb eines Innenwinkels von 1350 zur zweiten Schneidkante (42) liegt.