DE4015514A1 - Torque drive element for cutting tools - has torque drive through matching circular arc rosette sections on tool shank and in spindle nose - Google Patents
Torque drive element for cutting tools - has torque drive through matching circular arc rosette sections on tool shank and in spindle noseInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Mitnehmerelemente zur Übertragung eines Drehmomentes von einem Werkzeughalter auf einen Werk zeugkopf, insbesondere für modulare Werkzeugsysteme zum Drehen, Bohren und Fräsen, bestehend aus unmittelbar hinter dem Werkzeugkopf an dessen Aufnahmezapfen unter Bildung eines Mitnehmerprofiles angeordneten Mitnehmerflächen und einer entsprechend ausgebildeten Mitnehmerausnehmung an der Mündung der Aufnahmebohrung des Werkzeughalters.The invention relates to driver elements for transmission of torque from a tool holder to a work tool head, in particular for modular tool systems for Turning, drilling and milling, consisting of immediately behind the tool head on its mounting pin with formation a driver profile arranged driver surfaces and a correspondingly designed driver recess on the Mouth of the mounting hole of the tool holder.
In der Regel erfolgt die Drehmomentübertragung bei Werkzeug systemen zum Bohren und Fräsen bzw. von der Arbeitsspindel auf das Werkzeug durch zwei an der Stirnseite des Werkzeug halters angeschraubte Mitnehmersteine, die in entsprechende Nuten in einem Bund am Werkzeug eingreifen. Bei dieser Anord nung der Mitnehmerelemente können große Drehmomente über tragen werden.As a rule, torque is transferred to tools systems for drilling and milling or from the work spindle on the tool by two on the front of the tool holder screwed driver blocks, in corresponding Engage grooves in a collar on the tool. With this arrangement of the driver elements can have high torques will wear.
Es ist jedoch schon vorgekommen, daß bei stoßartiger Bela stung der Bund am Werkzeugkopf beschädigt worden ist. Ein weiterer Nachteil besteht bei der Hochgeschwindigkeits bearbeitung, da hier durch die Mitnehmersteine Unwuchten und laute Geräusche erzeugt werden.However, it has already happened that with abrupt Bela the collar on the tool head has been damaged. Another disadvantage is the high speed machining, because here the imbalance and loud noises are generated.
Bei dem aus der US-PS 47 08 040 bekanntgewordenen Werkzeug system wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Mit nehmernuten in den Aufnahmezapfen eingearbeitet sind und die Mitnehmerelemente in der Aufnahmebohrung des Werkzeug halters angeordnet sind.In the tool known from US-PS 47 08 040 system this disadvantage is avoided in that the Mit slave grooves are incorporated in the mounting pin and the driver elements in the mounting hole of the tool holder are arranged.
Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß keine großen Drehmomente übertragen werden können, da die Drehmomentenüber tragung am kleinsten Durchmesser des Aufnahmezapfens erfolgt. However, this arrangement has the disadvantage that it is not large Torques can be transmitted because the torques are above is carried out at the smallest diameter of the locating pin.
Aus der EPA 01 57 890 (B 23 B 31/04) sind ein Schneidwerkzeug und dazugehöriger Werkzeughalter bekanntgeworden, die mit besonders gestalteten Mitnehmerelementen zur Übertragung eines Drehmomentes versehen sind. Der Aufnahmezapfen des Werkzeughalters ist unmittelbar hinter dem Werkzeugkopf im Anschluß an dessen axiale Anlagefläche mit zwei oder mehr Mitnehmerflächen versehen, die polygonförmig angeordnet sind. Der Werkzeughalter ist an der Mündung der Aufnahmebohrung mit einer entsprechend gestalteten Mitnehmerausnehmung ver sehen.A cutting tool is from EPA 01 57 890 (B 23 B 31/04) and associated tool holder become known, which with specially designed carrier elements for transmission are provided with a torque. The mounting pin of the Tool holder is immediately behind the tool head in the Connection to its axial contact surface with two or more Driver surfaces provided, arranged in a polygon are. The tool holder is at the mouth of the location hole ver with a correspondingly designed driver recess see.
Diese Ausbildung der Mitnehmerelemente hat jedoch den Nachteil, daß das Drehmoment nur über einen kleinen Teil jeder Mit nehmerfläche, nämlich im Bereich der Schnittkante zweier aufeinanderfolgender Mitnehmerflächen, übertragen wird. Müssen große Drehmomente übertragen werden oder treten stoß artige Belastungen auf, kommt es in diesen Bereichen sehr bald zu Verformungen, die den automatischen Werkzeugwechsel behindern und sich nachteilig auf die Drehmomentübertragung und die Lebensdauer des Werkzeugsystems auswirken.However, this design of the driver elements has the disadvantage that that the torque over only a small part of each user area, namely in the area of the cutting edge of two successive driving surfaces is transferred. Large torques have to be transmitted or kick like loads, it happens very much in these areas soon to deformations that the automatic tool change hinder and adversely affect the torque transmission and affect the life of the tool system.
Bei kleinen Werkzeugabmessungen werden die Mitnehmerflächen auf Grund der Platzverhältnisse sehr klein, so daß die über tragbaren Drehmomente kleiner als die mit herkömmlichen Mitnehmersteinen übertragbaren Drehmomente sind. Dadurch können die Werkzeuge nicht entsprechend ihrer Leistungsfähigkeit ein gesetzt werden.With small tool dimensions, the driver surfaces due to the space available very small, so that the over portable torques smaller than those with conventional ones Torques are transferable torques. This allows the tools do not fit their performance be set.
Ziel der Erfindung ist die Entwicklung von Mitnehmerelementen zur Übertragung eines Drehmomentes von einem Werkzeughalter auf einen Werkzeugkopf, die einfach herstellbar sind und bei einer langen Lebensdauer eine sichere Drehmomentenübertragung bei voller Ausnutzung der Leistungsfähigkeit der Werkzeuge er möglichen.The aim of the invention is the development of driver elements for the transmission of a torque from a tool holder a tool head that are easy to manufacture and at one safe torque transmission with a long service life taking full advantage of the performance of the tools possible.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Mitnehmerelemente zur Übertragung eines Drehmomentes von einem Werkzeughalter auf einen Werkzeugkopf zu entwickeln, die auch bei stoßartiger Belastung und bei großen Drehmomenten sowie bei kleinen Werkzeugabmessungen unempfindlich gegen Verformung sind. The object of the invention is to provide driver elements Transfer of torque from a tool holder to to develop a tool head that also Load and at high torques as well as at small ones Tool dimensions are insensitive to deformation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mitnehmerflächen am Aufnahmezapfen und in der Aufnahmebohrung bogenförmig ausgebildet und rosettenartig angeordnet sind. Die Mitnehmerflächen sind vorzugsweise kreisbogenförmig ausge bildet und haben den gleichen Radius, wobei alle Radiusmittel punkte auf einem zur Mittelachse des Aufnahmezapfens bzw. der Aufnahmebohrung konzentrischen Teilkreis liegen.This object is achieved in that the Driving surfaces on the locating pin and in the locating hole are arched and arranged like a rosette. The driver surfaces are preferably designed in the form of a circular arc forms and have the same radius, with all radius means points on one to the central axis of the locating pin or the Location hole concentric pitch circle.
Zweckmäßigerweise haben je eine Mitnehmerfläche am Aufnahme zapfen und in der Mitnehmerausnehmung einen kleineren oder größeren Radius als die übrigen Mitnehmerflächen, so daß der Werkzeugkopf bei jedem Werkzeugwechsel nur in der gleichen Drehstellung in bezug auf den Werkzeughalter in die Aufnahme bohrung eingesetzt werden kann. Dadurch wird besonders bei der Arbeit mit voreingestellten Werkzeugen und bei häufigem Werk zeugwechsel eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit erreicht, da sich ein vorhandener Rundlauffehler in diesem Fall nur immer in der gleichen Drehstellung auswirken kann.Appropriately each have a driver surface on the recording tap and a smaller or in the driver recess larger radius than the other driving surfaces, so that the Tool head only in the same with each tool change Rotational position in relation to the tool holder in the holder bore can be used. This is particularly useful for working with preset tools and with frequent work tool change achieved a higher machining accuracy because there is always an existing runout error in this case can affect in the same rotational position.
Die Mitnehmerflächen am Aufnahmezapfen sind vorzugsweise an zwei einstückig mit dem Aufnahmezapfen und dem Werkzeugkopf aus gebildeten, um 90° gegeneinander verdrehten Mitnehmerelementen mit quadratischer Grundform und abgerundeten Ecken ausgebildet. Diese Form der Ausbildung der Mitnehmerflächen an den abge rundeten Ecken der Mitnehmerelemente am Aufnahmezapfen hat den Vorteil der einfachen Herstellung mittels eines Scheibenfräsers. Zu diesem Zweck wird der vorgearbeitete Werkzeugkopf gleich mäßig um seine Drehachse gedreht, während der Scheibenfräser eine quer zur Drehachse gerichtete oszillierende Vorschubbe wegung ausführt und nach Fertigstellung des ersten Mitnehmer elementes um die Fräsbreite in Richtung der Drehachse versetzt wird.The driver surfaces on the mounting pin are preferably on two in one piece with the locating pin and the tool head formed, rotated by 90 ° against each other driver elements designed with a square basic shape and rounded corners. This form of training the driving surfaces on the abge rounded corners of the driver elements on the locating pin has the The advantage of simple manufacture using a side milling cutter. For this purpose, the pre-machined tool head becomes the same rotated moderately around its axis of rotation, while the side milling cutter an oscillating feed cross directed to the axis of rotation movement and after completion of the first driver element offset by the milling width in the direction of the axis of rotation becomes.
Die Mitnehmerausnehmung im Werkzeughalter kann auf einfache Weise mittels eines Schaftfräsers hergestellt werden.The driver recess in the tool holder can be easily be manufactured by means of an end mill.
Die bogenförmige Ausbildung der Mitnehmerflächen und deren ro settenartige Anordnung bewirken eine Übertragung des Drehmomentes auf einem größeren Flächenteil jeder einzelnen Mitnehmerfläche, als das bei ebenen Mitnehmerflächen der Fall ist. The arcuate formation of the driving surfaces and their ro set-like arrangement cause a transmission of the torque on a larger area of each driver area, than is the case with flat driver surfaces.
Infolge der dadurch kleineren Flächenpressung wird die Möglich keit der Entstehung von Deformationen eingeschränkt. Durch die bogenförmige Ausbildung können auch bei kleinen Werkzeugab messungen relativ große Mitnehmerflächen angearbeitet werden, so daß größere Drehmomente als bisher übertragen und die Lei stungsfähigkeit der Werkzeugköpfe ausgenutzt werden kann.As a result of the smaller surface pressure, this becomes possible limited the occurrence of deformations. Through the arcuate formation can also be used with small tools measurements relatively large driver areas are processed, so that larger torques than previously transmitted and the Lei ability of the tool heads can be exploited.
Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail. In the drawing shows
Fig. 1 die Draufsicht auf einen Werkzeugkopf, Fig. 1 is a plan view of a tool head,
Fig. 2 die teilweise Seitenansicht des Werkzeugkopfes gemäß Fig. 1 im Schnitt, Fig. 2 shows the partial side view of the tool head of FIG. 1 in section,
Fig. 3 die Vorderansicht eines Werkzeughalters für den Werkzeugkopf gemäß Fig. 1 und 2, Fig. 3 is a front view of a tool holder for the tool head of FIG. 1 and 2,
Fig. 4 die teilweise Seitenansicht des Werkzeughalters gemäß Fig. 3 im Schnitt. Fig. 4 is a partial side view of the tool holder of FIG. 3 in section.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Werkzeugkopf 1 ist mit einem kegeligen Aufnahmezapfen 2 und einer axialen kegeligen Anlagefläche 3 versehen. An den Aufnahmezapfen 2 sind unmittelbar hinter der axialen Anlagefläche 3 zwei Mitnehmerelemete 4 und 5 angearbeitet, die, wie aus der Fig. 1 ersichtlicht ist, eine quadratische Grundform haben und um 90° gegeneinander verdreht sind. Die Ecken 6 und 6.1 der Mitnehmerelemente 4 und 5 sind zur Bildung der kreisbogenförmigen Mitnehmerflächen 7 und 7.1 abgerundet, wobei alle Mitnehmerflächen 7 den gleichen Radius haben, und die Radiusmittelpunkte 8 auf einem zur Mittelachse 9 des Aufnahmezapfens 2 konzentrischen Teilkreis 18 liegen.The tool head 1 shown in FIGS. 1 and 2 is provided with a conical locating pin 2 and an axially conical contact surface 3 . Two driving elements 4 and 5 , which, as can be seen from FIG. 1, have a square basic shape and are rotated by 90 ° relative to one another, are worked on the receiving pin 2 directly behind the axial contact surface 3 . The corners 6 and 6.1 of the driver elements 4 and 5 are rounded to form the arcuate driver surfaces 7 and 7.1 , with all driver surfaces 7 having the same radius, and the radius centers 8 lying on a pitch circle 18 which is concentric with the central axis 9 of the receiving pin 2 .
Eine Ausnahme bildet die bogenförmige Mitnehmerfläche 7.1 an der Ecke 6.1 des Mitnehmerelementes 5, die einen kleineren Radius hat, wobei der Radiusmittelpunkt 8.1 auf einem größeren Teil kreis 11 liegt.An exception is the arcuate driver surface 7.1 at the corner 6.1 of the driver element 5 , which has a smaller radius, the radius center 8.1 being on a larger part circle 11 .
Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Werkzeughalter 12 ist mit einer dem kegeligen Aufnahmezapfen 2 entsprechenden kegeligen Aufnahmebohrung 12 und einer kegeligen axialen Anlagefläche 14 versehen. The tool holder 12 in FIGS. 3 and 4 illustrated is provided with a conical receiving the pin 2 corresponding conical receiving bore 12 and a tapered axial abutment surface 14.
An der Mündung der Aufnahmebohrung 13 ist in den Werkzeughalter 12 eine Mitnehmerausnehmung 15 eingearbeitet, die aus acht ro settenartig angeordneten, kreisbogenförmigen Mitnehmerflächen 16 und 16.1 gebildet ist.At the mouth of the receiving bore 13 , a driver recess 15 is machined into the tool holder 12 , which is formed from eight circularly arranged, circular arc-shaped driver surfaces 16 and 16.1 .
Die Mitnehmerflächen 16 haben den gleichen Radius wie die Mit nehmerflächen 7 am Aufnahmezapfen 2, wie auch der Radius der Mitnehmerfläche 16.1 dem Radius der Mitnehmerfläche 7.1 am Auf nahmezapfen entspricht.The cam surfaces 16 have the same radius as the surfaces 7 with participants at the receiving pin 2, as is the radius of the cam surface 16.1 at corresponding acquisition tap on the radius of the cam 7.1.
Die Herstellungstoleranzen sind so gewählt, daß zwischen den Mitnehmerflächen 7, 7.1 des Aufnahmezapfens 2 und den Mitnehmer flächen 16, 16.1 der Mitnehmerausnehmung 15 eine Spielpassung besteht, die den problemlosen Werkzeugwechsel ermöglicht. Da die Mitnehmerflächen 7.1 und 16.1 einen kleineren Radius als die übrigen Mitnehmerflächen 7 und 16 haben, kann der Werkzeugkopf 1 nur dann am Werkzeughalter 12 angebracht werden, wenn die Mitnehmerflächen 7.1 und 16.1 zur gegenseitigen Anlage gebracht werden. Damit wird eine höhere Bearbeitungsgenauig keit bei der Verwendung von voreingestellten Werkzeugen erreicht. Durch die Übertragung des Drehmomentes über die kreisbogenförmi gen Mitnehmerflächen 7, 7.1 und 16, 16.1 ist die Flächenpressung geringer als das bei ebenen Mitnehmerflächen der Fall wäre. Das wird aus der in Fig. 1 dargestellten Draufsicht auf den Werkzeugkopf bei einem Vergleich des durch die ebenen Seiten flächen 17 der Mitnehmerelemente 4 und 5, die ein Achtkantprofil bilden, und der rosettenartig angeordneten Mitnehmerflächen 7 und 7.1 deutlich.The manufacturing tolerances are selected so that there is a clearance fit between the driver surfaces 7, 7.1 of the receiving pin 2 and the driver surfaces 16, 16.1 of the driver recess 15 , which enables the tool to be changed without problems. Since the driving surfaces 7.1 and 16.1 have a smaller radius than the other driving surfaces 7 and 16 , the tool head 1 can only be attached to the tool holder 12 if the driving surfaces 7.1 and 16.1 are brought into mutual contact. This results in higher machining accuracy when using preset tools. Due to the transmission of the torque over the circular arc-shaped driving surfaces 7, 7.1 and 16, 16.1 , the surface pressure is lower than would be the case with flat driving surfaces. This is clear from the plan view of the tool head shown in Fig. 1 in a comparison of the flat surfaces 17 of the driver elements 4 and 5 , which form an octagonal profile, and the rosette-like driver surfaces 7 and 7.1 .
Aufstellung der in der Erfindungsbeschreibung verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used in the description of the invention
1 - Werkzeugkopf
2 - kegeliger Aufnahmezapfen des Werkzeugkopfes 1
3 - axiale kegelige Anlagefläche des Werkzeugkopfes 1
4 - Mitnehmerelemente am Aufnahmezapfen 2
5 - Mitnehmerelemente am Aufnahmezapfen 2
6 - abgerundete Ecken der Mitnehmerelemente 4 und 5
6.1 - abgerundete Ecke am Mitnehmerelement 5
7 - kreisbogenförmige Mitnehmerfläche an den Mitnehmer
elementen 4 und 5
7.1 - kreisbogenförmige Mitnehmerfläche am Mitnehmerelement 5
8 - Radiusmittelpunkte der Mitnehmerflächen 7
8.1 - Radiusmittelpunkt der Mitnehmerfläche 7.1
9 - Drehachse des Aufnahmezapfens 2
10 - Teilkreis der Radiusmittelpunkte 8
11 - Teilkreis des Radiusmittelpunktes 8.1
12 - Werkzeughalter
13 - kegelige Aufnahmebohrung des Werkzeughalters 12
14 - axiale kegelige Anlagefläche des Werkzeughalters 12
15 - Mitnehmerausnehmung des Werkzeughalters 12
16 - kreisbogenförmige Mitnehmerflächen der Mitnehmerausnehmung 12
16.1 - kreisbogenförmige Mitnehmerflächen der Mitnehmerausnehmung 12 1 - tool head
2 - tapered pin of the tool head 1
3 - axial tapered contact surface of the tool head 1
4 - Driver elements on the locating pin 2
5 - Driver elements on the locating pin 2
6 - rounded corners of the driver elements 4 and 5
6.1 - rounded corner on driver element 5
7 - circular arc-shaped driving surface on the driving elements 4 and 5
7.1 - circular arc-shaped driving surface on the driving element 5
8 - Radius centers of the driving surfaces 7
8.1 - Radius center of the driving surface 7.1
9 - axis of rotation of the locating pin 2
10 - pitch circle of the radius centers 8
11 - Pitch circle of the radius center 8.1
12 - tool holder
13 - tapered mounting hole of the tool holder 12
14 - axial tapered contact surface of the tool holder 12
15 - driver recess of the tool holder 12
16 - circular arc-shaped driving surfaces of the driving recess 12
16.1 - circular arc-shaped driver surfaces of the driver recess 12
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD32919589A DD284631A5 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | PUNCHING ELEMENTS FOR TRANSMITTING A TORQUE FROM A TOOL HOLDER TO A TOOL HEAD |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4015514A1 true DE4015514A1 (en) | 1990-12-06 |
Family
ID=5609631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19904015514 Withdrawn DE4015514A1 (en) | 1989-06-02 | 1990-05-15 | Torque drive element for cutting tools - has torque drive through matching circular arc rosette sections on tool shank and in spindle nose |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD284631A5 (en) |
| DE (1) | DE4015514A1 (en) |
| SE (1) | SE9001969L (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9113107U1 (en) * | 1991-10-22 | 1992-02-27 | Gebr. Leitz Gmbh & Co, 7082 Oberkochen | Device for establishing a connection between a rotating tool and a drive shaft |
| US8066457B2 (en) | 2005-07-05 | 2011-11-29 | Komet Group Gmbh | Machine tool |
| US9498829B2 (en) | 2013-03-06 | 2016-11-22 | Allied Machine & Engineering Corp. | Drilling system for deep holes |
-
1989
- 1989-06-02 DD DD32919589A patent/DD284631A5/en not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-05-15 DE DE19904015514 patent/DE4015514A1/en not_active Withdrawn
- 1990-06-01 SE SE9001969A patent/SE9001969L/en not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9113107U1 (en) * | 1991-10-22 | 1992-02-27 | Gebr. Leitz Gmbh & Co, 7082 Oberkochen | Device for establishing a connection between a rotating tool and a drive shaft |
| US8066457B2 (en) | 2005-07-05 | 2011-11-29 | Komet Group Gmbh | Machine tool |
| US9498829B2 (en) | 2013-03-06 | 2016-11-22 | Allied Machine & Engineering Corp. | Drilling system for deep holes |
| US9943914B2 (en) | 2013-03-06 | 2018-04-17 | Allied Machine & Engineering Corp. | Drilling system for deep holes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9001969L (en) | 1990-12-03 |
| SE9001969D0 (en) | 1990-06-01 |
| DD284631A5 (en) | 1990-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |