DE3740814A1

DE3740814A1 - Klemmwerkzeug zur spanenden formgebung

Info

Publication number: DE3740814A1
Application number: DE19873740814
Authority: DE
Inventors: Franz Glaser
Original assignee: Hertel AG Werkzeuge and Hartstoffe
Current assignee: Hertel AG Werkzeuge and Hartstoffe
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1989-06-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Klemmwerkzeug zur spanenden Formgebung mit einem Klemmhalter und einem daran fixierten Schneidkörper aus Hartmetall oder Schneid keramik. Bei dem Schneidkörper kann es sich beispiels- Weise um eine mehrschneidige Wendeschneidplatte handeln, die mit einem Klemmfinger, einer Klemmpratze, mittels eines Winkelhebels für Lochspannung oder einer Schraube am Klemmhalter befestigt ist. Auch ein selbstklemmender Schneideinsatz kann als Schneid körper verwendet werden.

Je nach Anwendung und Schneidenform unterliegt die Schneide des Klemmwerkzeuges einer hohen Beanspruchung, die zu schnellem Verschleiß führt. Dies ist insbesondere bei Gewindedrehwerkzeugen der Fall, deren Schneiden ein kammartiges Aussehen mit vorstehenden Schneidzähnen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit der Schneidkörper von Klemmwerkzeugen wesentlich zu erhöhen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 angegeben. Dabei wird der von Bohr- oder Gewindeschneidwerkzeugen bekannte Effekt ausgenützt, daß durch eine Benetzung des Schneidkörpers mit Kühlmittel der Verschleiß der Schneide drastisch reduziert werden kann. Um somit bei Klemmwerkzeugen mit Schneidkörpern aus Hartmetall oder Schneidkeramik ein besonders günstiges Verschleiß verhalten mit hoher Lebensdauer zu erzielen, sind Klemmhalter und Schneidkörper mit Kühlmittelkanälen versehen. Damit wird eine Kühlmittelbenetzung des Schneiden- und Spanflächenbereiches des Schneidkörpers erzielt. Mindestens ein Kühlmittelkanal mündet dazu in unmittelbarer Nähe der in Schneidstellung befind lichen Schneide in die Spanfläche.

Nach Anspruch 2 sind der bzw. die Kühlmittelkanäle im Klemmhalter durch eine oder mehrere Kühlmittel bohrungen gebildet, die in dessen Anlagefläche für den Schneidkörper ausmünden. Diese Kühlmittelbohrungen gehen in die Kühlmittelkanäle des Schneidkörpers über, womit eine durchgängige Leitungsverbindung zwischen der schneidkörperabseitigen Kühlmittel-Zufüh rung - beispielsweise einem Kühlmittel-Reservoir mit Pumpe - und der schneidkörperseitigen Ausmündung der Kühlmittelkanäle des Schneidkörpers gebildet ist. Da der Schneidkörper für eine sichere und stabile Lagerung formschlüssig an der Anlagefläche des Klemm halters gehalten ist, treten auch keine Dichtigkeits probleme im Übergangsbereich zwischen der Kühlmittel bohrung des Klemmhalters und den Kühlmittelkanälen im Schneidkörper auf.

Im Kennzeichen des Anspruches 3 ist eine erste vorteil hafte Ausführungsform für die Kühlmittelkanäle im Schneidkörper angegeben. Diese sind demnach durch eine oder mehrere Nuten in der Spanfläche des Schneid körpers gebildet, die vorzugsweise rechtwinklig an die Schneide herangeführt in deren unmittelbarer Nähe enden. Damit wird eine gleichmäßige und gute Benetzung des Schneiden- und Spanflächenbereiches des Schneidkörpers gewährleistet. Um das Kühlmittel nur in diesem Endbereich aus der Nut austreten zu lassen, sind die Nuten bis auf eine Mündungsöffnung an ihrem schneidenseitigen Ende durch einen Deckel abgedeckt.

Durch das Einbringen von Nuten in die Spanfläche ist die Struktur des Schneidkörpers nicht oder nur in vernachlässigbar geringem Umfang geschwächt. Darüber hinaus können Schneidkörper mit Nuten auf der Spanfläche genauso einfach hergestellt werden wie beispielsweise Wendeschneidplatten mit Spanrillen. Es ist sogar denkbar, daß die Kühlmittelnuten bzw. ihre schneidenseitige Mündungsöffnung als zusätzlicher Spanformer wirkt.

Eine besonders einfache Ausführungsform des erfindungs gemäßen Klemmwerkzeuges ist in den Ansprüchen 4 bzw. 5 angegeben, wonach der Deckel von einem Klemmfinger oder einer Klemmpratze des Klemmhalters bzw. von einem Spanformer des Klemmwerkzeuges gebildet ist. Es ist also kein eigenes Bauteil für den Deckel notwendig. Die vorgenannten Teile des Klemmwerkzeuges erfüllen also eine Doppelfunktion.

Die Ansprüche 6 und 7 kennzeichnen vorteilhafte Konfigurationen der Kühlmittelkanäle in Schneidkörper und Klemmhalter.

Im Anspruch 8 ist eine Maßnahme angegeben, mit der der Verschleiß von Schneidkörpern mit einer kammartig geformten Schneide - beispielsweise von Gewindeschneid werkzeugen also - besonders wirkungsvoll reduzierbar ist. Da die Nuten zur Kühlmittelzufuhr in den kamm zinkenartig vorstehenden Bereichen der Spanfläche enden, tritt das Kühlmittel unmittelbar dort aus, wo die Schneide des Schneidkörpers dem größten Ver schleiß unterliegt. Die vorstehend beschriebene Maßnahme wird durch eine Ausgestaltung des Klemmwerk zeuges nach Anspruch 9 weiter unterstützt.

Im Anspruch 10 ist eine alternative Ausführungsform für die Kühlmittelkanäle im Schneidkörper angegeben. Die Kanäle sind demnach durch eine oder mehrere Kühlmittelbohrungen gebildet, die den Schneidkörper ausgehend von einer seiner Anlageflächen am Klemmhalter bis zu ihrer Mündung in die Spanfläche in unmittelbarer Nähe zur Schneide durchsetzen. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für mehrschneidige Wendeschneid platten, da hier mehrere Schneidenbereiche gleicher maßen gut mit Kühlmittel versorgt werden müssen. Die mit Nuten versehene Ausführungsform wäre hier nachteilig, da sich verschiedenen Schneiden zugeordnete Nuten dann überkreuzen müßten.

Die Ansprüche 11 bis 13 kennzeichnen Maßnahmen, durch die die Benetzung des Schneiden- und Spanflächen bereiches des Schneidkörpers verbessert wird. Beispiels weise wird durch die unregelmäßig geformten Erhebungen in den Vertiefungen der Mündungsöffnungen eine Verwirbe lung des Kühlmittels beim Austreten in die Spanfläche erzielt, wodurch dieses besonders gleichmäßig verteilt wird.

Der im Anspruch 14 angegebene Zwischenkörper bildet eine Art Adapter. Damit ist es möglich, ein und denselben Klemmhalter für Schneidkörper mit ganz unterschiedlichen Anordnungen der Kühlmittelbohrungen zu verwenden. Der Zwischenkörper weist eine Kühlmittel bohrung auf, die klemmhalterseitig mit der Kühlmittel bohrung des Klemmhalters in Verbindung steht. Die Kühlmittelbohrung des Zwischenkörpers mündet in eine Verteilernut in seiner dem Schneidkörper zugewandten Anlagefläche. Diese Verteilernut ist derart geformt, daß sie in Überdeckung mit den spanflächenabseitigen Mündungsöffnungen der Kühl mittelbohrungen des Schneidkörpers steht. Verschie dene Schneidkörper mit unterschiedlicher Anordnung der spanflächenabseitigen Mündungsöffnungen der Kühlmittelbohrungen können also durch Verwendung verschiedener Zwischenkörper mit entsprechender Anordnung der Verteilernut in ein und denselben Klemmhalter eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren in verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Seitenansichten des Klemmwerk zeuges mit Klemmpratze bzw. Klemmfinger,

Fig. 3 und 4 schematische Draufsichten auf Klemmwerk zeuge mit Schneidkörpern unterschiedlicher Ausführungsform,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des Klemmwerkzeuges nach Fig. 4,

Fig. 6 Teilquerschnitte durch den Schneidkörper entlang der Geraden A-B gemäß Fig. 3,

Fig. 7 und 8 Draufsichten auf Schneidkörper mit Kühlmittelbohrungen,

Fig. 9 und 10 Vertikalschnitte durch die Schneidkörper gemäß Fig. 7 bzw. 8 mit unterschiedlichen Ausbildungen der Mündungsöffnungen der Kühlmittelbohrungen und

Fig. 11 einen Vertikalschnitt durch ein Klemm werkzeug mit Zwischenkörper.

Das in den Fig. 1 bis 5 und 11 gezeigte Klemmwerkzeug 1 zur spanenden Formgebung weist einen Klemmhalter 2 und einen daran fixierten Schneidkörper 3 aus Hartmetall oder Schneidkeramik auf. Nach Fig. 1 ist der Schneid körper 3 unter Zwischenlage eines Spanformers 4 mittels einer Klemmpratze 5 am Klemmhalter 2 gehalten.

Fig. 2 zeigt ein Klemmwerkzeug 1, bei dem statt der Klemmpratze ein Klemmfinger 6 verwendet wird.

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Werkzeug ist ein Gewindedrehwerkzeug mit einem Schneidkörper 3, dessen Schneide 7 kammartig mit vorspringenden Schneidezähnen 8 ausgebildet ist. Zur Benetzung des Schneidenbereiches und der Spanfläche 9 des Schneidkörpers 3 weist das Klemmwerkzeug 1 Kühlmittel kanäle 10 auf, die schneidkörperabseitig mit einer nicht dargestellten Kühlmittel-Zuführung verbunden sind. Bei letzterem handelt es sich beispielsweise um ein Kühlmittelreservoir mit einer Pumpe. Im Klemmhalter 2 sind die Kühlmittelkanäle 10 durch eine Kühlmittelbohrung 11 realisiert, die schneidkörper seitig in die der Freifläche 12 des Schneidkörpers 3 gegenüberliegende Anlagefläche 13 des Halters 2 ausmündet (Fig. 1-3). Der Schneidkörper 3 weist auf seiner Spanfläche 9 drei rechtwinklig zur Schneide 7 an diese herangeführte Nuten 14 auf, die schneiden abseitig in dem der Schneide 7 abgewandten Randkanten bereich 15 der Spanfläche 9 zusammenlaufen. Hier stehen sie mit der Kühlmittelbohrung 11 des Klemmhalters 2 in Verbindung. Wie in Fig. 1, 2 und 5 dargestellt und in Fig. 3 und 4 angedeutet, sind die Nuten 14 vom Spanformer 4 abgedeckt, wobei dieser beabstandet vom schneidenseitigen Ende 16 der Nuten 14 endet, so daß auf der Spanfläche 9 eine Mündungsöffnung 17 zum Kühlmittelaustritt verbleibt. Die Nuten 14 enden in unmittelbarer Nähe der Schneide 7, wodurch eine gleichmäßige Benetzung des Schneidenbereiches und der Spanfläche 9 gegeben ist. Der Spanformer 4 gemäß Fig. 4 weist einen entsprechend der Schneiden form kammartig ausgebildeten, schneidenseitigen Rand 18 auf, der gegenüber der Schneide 7 parallel zurückversetzt angeordnet ist. Weiterhin ist in den Fig. 4 und 5 eine alternative Ausführungsform des Schneidkörpers 3 gezeigt, bei der die Nuten 14 nicht bis zum Randkantenbereich 15 verlaufen, sondern in eine gemeinsame, im wesentlichen parallel zur Schneide 7 verlaufende Verbindungsnut 19 zusammen laufen. In diese Verbindungsnut 19 münden drei Kühl mittelbohrungen 20, die den Schneidkörper 3 ausgehend von seiner der Spanfläche 9 gegenüberliegenden Auflage fläche 21 durchsetzen. Die Kühlmittelbohrungen 20 stehen mit der gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 einen abweichenden Verlauf aufweisen den Kühlmittelbohrung 11 im Klemmhalter 2 in Verbindung.

In Fig. 6 ist ein Vertikalschnitt durch die Nuten 14 gezeigt. Diese können beispielsweise einen flachen, kreissegmentförmigen (Fig. 6A) bzw. trapezförmigen (Fig. 6B) Querschnitt aufweisen.

In den Fig. 7 bis 10 sind Wendeschneidplatten 22 gezeigt, bei denen die Kühlmittelkanäle 10 durch Kühlmittelbohrungen 23 gebildet sind, die die Wende schneidplatte 22 von ihrer Auflagefläche am Klemm halter ausgehend bis zu den Mündungsöffnungen 17 in der Spanfläche 9 durchsetzen. Auch hier sind die Mündungsöffnungen 17 wieder unmittelbar in der Nähe der Schneiden 7, 7′ angeordnet. Sowohl in den Draufsichten (Fig. 7, 8) als auch in den Vertikal schnitten (Fig. 9, 10) ist erkennbar, daß die Mündungs öffnungen 17 sehr verschiedenartige Ausgestaltungen aufweisen können. Allen Ausgestaltungen ist gemeinsam, daß die Kühlmittelbohrungen 23 in trichterartig verbreiterten Vertiefungen 24 in der Spanfläche 9 ausmünden. Gegenüber diesen Vertiefungen 24 können die Kühlmittelbohrungen 23 mit ihrer Längsachse 25 konzentrisch (Fig. 10A, B) oder exzentrisch (Fig. 9B, C) angeordnet sein. Im Querschnitt können die Bohrungen 23 rund oder dreieckig (Fig. 7, 9A) ausgebil det sein. Die Vertiefungen 24 gemäß der Fig. 9A, B und 10A weisen Erhebungen 26 auf, die einer Verwirbelung des Kühlmittels beim Austritt aus der Kühlmittelbohrung 23 dienen und eine gleichmäßige Benetzung der Spanfläche 9 unterstützen.

In Fig. 11 ist ein Klemmwerkzeug 1 gezeigt, bei dem der Schneidkörper 3 - beispielsweise eine Wende schneidplatte 22 - mittels einer ihn zentral durch setzenden Schraube 27 am Klemmhalter 2 fixiert ist. Zwischen diesen beiden Bauteilen 2, 3 ist der Zwischen körper 28 eingesetzt, der über eine Schraubhülse 29 am Klemmhalter 2 fixiert ist. Die Schraubhülse 29 ist ihrerseits mit einer Innengewindebohrung 30 versehen, in die die Schraube 27 für den Schneid körper 3 eingreift. Der Zwischenkörper 28 weist eine die Kühlmittelbohrung 11′ im Klemmhalter 2 fortsetzende Kühlmittelbohrung 31 auf, die ihn von seiner klemmhalterseitigen Auflagefläche 32 ausgehend in vertikaler Richtung durchsetzt. Auf der gegenüber liegenden Seite - der Auflagefläche 33 für den Schneid körper 3 - mündet die Kühlmittelbohrung 31 in eine ringförmige Verteilernut 34 in der Auflagefläche 33 aus. Diese Verteilernut 34 steht in Überdeckung mit den spanflächenabseitigen Mündungsöffnungen 35 der den Schneidkörper 3 durchsetzenden Kühlmittel bohrungen 23. Die Mündungsöffnungen 17 in der Spanfläche 9 des Schneidkörpers 3 sind analog den in Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispielen ausgebildet. Je nach Form des Schneidkörpers 3 und der Anordnung seiner Kühlmittelbohrungen 23 können mit ein und demselben Klemmhalter 2 unter Verwendung verschiedener Zwischenkörper 28 mit einer entsprechenden Form der Verteilernut 34 verschiedene Schneidkörper 3 in das Klemmwerkzeug eingespannt werden.

Bezugszeichenliste:

1 Klemmwerkzeug
2 Klemmhalter
3 Schneidkörper
4 Spanformer
5 Klemmpratze
6 Klemmfinger
7, 7′ Schneide
8 Schneidezahn
9 Spanfläche
10 Kühlmittelkanäle
11, 11′ Kühlmittelbohrung
12 Freifläche
13 Anlagefläche
14 Nut
15 Randkantenbereich
16 Ende
17 Mündungsöffnung
18 Rand
19 Verbindungsnut
20 Kühlmittelbohrung
21 Auflagefläche
22 Wendeschneidplatte
23 Kühlmittelbohrung
24 Vertiefungen
25 Längsachse
26 Erhebung
27 Schraube
28 Zwischenkörper
29 Schraubhülse
30 Innengewindebohrung
31 Kühlmittelbohrung
32 Auflagefläche
33 Auflagefläche
34 Verteilernut
35 Mündungsöffnung

Claims

1. Klemmwerkzeug zur spanenden Formgebung mit

- einem Klemmhalter (2) und
- einem daran fixierten Schneidkörper (3) aus hartem Schneidwerkstoff, z.B. Hartmetall oder Schneidkeramik, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmhalter (2) und Schneidkörper (3) zur Kühlmittelbenetzung des Schneiden- und Spanflächen bereiches (7, 7′, 9) des Schneidkörpers (3) mit innerhalb der Anlageflächen (13) dieser beiden Bauteile ineinandermündenden Kühlmittelkanälen (10) versehen sind und daß mindestens ein Kühlmittel kanal (10) des Schneidkörpers (3) in unmittel barer Nähe der in Schneidstellung befindlichen Schneide (7, 7′) in die Spanfläche (9) mündet.

2. Klemmwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Kühlmittelkanäle (10) im Klemmhalter (2) durch eine oder mehrere in dessen Anlagefläche (13, Auflagefläche 21) für den Schneidkörper (3) ausmündende Kühlmittelbohrungen (11, 11′) gebildet sind, die schneidkörperabseitig mit einer Kühlmittel-Zuführung verbunden sind.

3. Klemmwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (10) im Schneidkörper (3) durch eine oder mehrere Nuten (14) in der Spanfläche (9) des Schneidkörpers (3) gebildet sind, die

- vorzugsweise rechtwinklig an die Schneide (7) herangeführt in deren unmittelbarer Nähe enden und
- von einem von der Schneide (7) des Schneidkörpers (3) beabstandet endenden Deckel bis auf eine Mündungsöffnung (17) am schneidenseitigen Ende (16) der jeweiligen Nut (14) abgedeckt sind.

4. Klemmwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel von einem Klemmfinger (6) oder einer Klemmpratze (5) des Klemmhalters (2) gebildet ist.

5. Klemmwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel von einem Spanformer (4) des Klemm werkzeuges (1) gebildet ist.

6. Klemmwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (( 14) schneidenabseitig in den der Schneide (7) abgewandten Randkantenbereich (15) der Spanfläche (9) münden, wo sie mit einer Kühlmittelbohrung (11) im Klemmhalter (2) in Verbindung stehen.

7. Klemmwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (14) schneidenabseitig in eine den Schneidkörper (3) in seinem rückwärtigen Bereich von seiner Auflagefläche (21) am Klemmhalter (2) zur Spanfläche (9) durchsetzenden Kühlmittel bohrung (20) münden, wobei letztere mit einer Kühlmittelbohrung (11′) im Klemmhalter (2) in Verbindung steht.

8. Klemmwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, insbesondere Gewindedrehwerkzeug mit einer kammartig geformten Schneide (7) des Schneidkörpers (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (14) zur Kühlmittelzufuhr in den kammzinkenartig vorstehenden Bereichen (Schneidezähne 8) der Spanfläche (9) enden.

9. Klemmwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der schneidenseitige Rand (18) des Deckels (Spanformer 4) für die Nuten (14) entsprechend der Schneidenform kammartig ausgebildet ist und gegenüber der Schneide (7) parallel zurückversetzt angeordnet ist.

10. Klemmwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (10) im Schneidkörper (3) durch eine oder mehrere Kühlmittelbohrungen (23) gebildet sind, die den Schneidkörper (3) ausgehend von einer seiner Anlageflächen (13) am Klemmhalter (2) bis zu ihrer Mündungsöffnung (17) in der Spanfläche (9) in unmittelbarer Nähe zur Schneide (7) durchsetzen.

11. Klemmwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelbohrungen (23) in trichterartig verbreiterte Vertiefungen (24) in der Spanfläche (9) ausmünden.

12. Klemmwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnungen (17) der Kühlmittel bohrungen (23) jeweils exzentrisch in den Vertie fungen (24) angeordnet sind.

13. Klemmwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (24) unregelmäßig geformte Erhebungen (26) aufweisen.

14. Klemmwerkzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch einen zwischen Klemmhalter (2) und Schneidkörper (3) formschlüssig gehaltenen Zwischenkörper (28), der eine mit der Kühlmittelbohrung (11′) im Klemmhalter (2) in Verbindung stehende Kühl mittelbohrung (31) aufweist, die in eine Verteiler nut (34) in seiner dem Schneidkörper (3) zugewandten Auflagefläche (33) mündet, wobei die Verteilernut (34) in Überdeckung mit den spanflächenabseitigen Mündungsöffnungen (35) der Kühlmittelbohrungen (23) des Schneidkörpers (3) steht.