DE60126258T2 - Bolzenverriegelung für einen schneideinsatz und l-förmigen halterstift mit einem sackloch - Google Patents

Bolzenverriegelung für einen schneideinsatz und l-förmigen halterstift mit einem sackloch Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Art von Schneidwerkzeug mit einem Einsatzhalter zum Festklemmen eines Wendeschneideinsatzes, der mit einem Hohlraum versehen ist, und zwar in einem Schneidsitz in dem Halterkörper, so daß der Schneideinsatz an eine Basisfläche in Anlage kommt, und mit einem Feststellbolzen, der in einer Bohrung in dem Halter befestigt ist und sich in der Bohrung des Schneideinsatzes nach oben erstreckt und angeordnet ist, um einen stabilen Einsatzort des Schneideinsatzes zum Festklemmen des Schneideinsatzes gegen mindestens eine seitliche Auflage in dem Schneidsitz sicherzustellen.
  • Viele unterschiedliche Einsatzhalter von der Art mit Bolzen sind bekannt, bei denen das Festklemmen des Schneideinsatzes mittels eines Bolzens erfolgt, der sich in ein Loch in dem Schneideinsatz hinein nach oben erstreckt, wobei die Hebelbewegung des Bolzens, welche durch das gegenüberliegende Ende des Bolzens vorgesehen wird, mit einem in dem Halter angeordneten Druckerzeugungsteil zusammenwirkt. Das schwedische Patent 357 316 zeigt ein Beispiel eines solchen Einsatzhalters vom Typ mit einem Bolzen. Bei dieser Art von Halter hat man ungünstige Positionsveränderungen des Schneideinsatzes während des laufenden Bearbeitungsbetriebes manchmal festgestellt.
  • Ferner ist von früher zum Beispiel aus der schwedischen Patentbeschreibung 368 786 ein Bolzenhalter bekannt, bei dem ein Feststellbolzen, der in einer Bohrung in den Einsatzhalter befestigt ist und sich in einem Loch in dem Schneideinsatz nach oben erstreckt, angeordnet ist, um mit einem Druckelement zusammenzuwirken, welches zum Festklemmen des Schneideinsatzes gegen mindestens eine seitliche Auflage in dem Schneidsitz in dem Einatzhalter angeordnet ist. Diese Art von Halter mit einer eingebauten Gelenkverbindung für den Eingriff mit dem Einsatzloch ist jedoch nur dafür gedacht, mit der Art von Schneideinsätzen zusammenzuarbeiten, die ein mittiges Durchgangsloch haben, welches sich durch den ganzen Schneideinsatz nach oben erstreckt. Dies ist ferner eine Notwendigkeit bei der Lösung nach dem Patent SE-368 786, weil dort angenommen wird, daß der L-förmige Arm, welcher mit dem Schneideinsatz zusammenwirkt, auch einen Seitenvorsprung haben sollte mit einer Anordnung, um die Möglichkeit vorzusehen, den Schneideinsatz von oben nach unten gegen sein Abstandsstück zu schieben. Diese Art von Halter hat jedoch den Nachteil, daß es notwendig ist, den Schneideinsatz mit einem zentralen Durchgangsloch zu versehen. Kennzeichnend für diese Art von Schneideinsatz ist ein erhebliches Bruchrisiko des Schneideinsatzes, insbesondere wenn sie aus gemischten Keramiken oder reinen Keramiken hergestellt sind, welche Schneidmaterialien sind, die mehr und mehr in Benutzung kommen. Ein anderer Nachteil bei dieser Art von Einsatzhalter besteht darin, daß wenn die maschinelle Bearbeitung fortschreitet, Staub und Teilchen nach unten in das zentrale Einsatzloch fallen und sich im Boden des Hohlraumes ansammeln, welcher die als Gelenkverbindung gebildete Feststellvorrichtung aufnimmt. Gelegentlich kann es sogar Schwierigkeiten beim Lösen des Schneideinsatzes während des Austausches von Einsätzen kommen.
  • Der Zweck der Erfindung ist nun die Schaffung einer neuen und verbesserten Art von Werkzeug, welches nicht durch die oben erwähnten Mißlichkeiten beeinträchtigt ist. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein Einsatzhalter mit einem Loch ausgerüstet wird, welches nicht durch den Schneideinsatz hindurchgeht und in welchem ein im wesentlichen L-förmiger Haltebolzen aufgenommen wird. Gleichzeitig ist eine Bohrung in dem Halter separat von dem Hohlraum gebildet, welche den erst erwähnten Haltebolzen aufnimmt, in der ein Druckelement mit einem deutlichen Einschnürungsabschnitt für das Zusammenwirken mit dem V-förmigen Hohlraum angeordnet ist. Wenn das Druckelement gedreht wird, wird auf der einen Seite eine Abwärtskraft auf einen Arm des Haltebolzens erzeugt, welche den Schneideinsatz gegen die Bodenfläche des Schneidsitzes gedrückt werden läßt, während gleichzeitig eine Kraft durch die Neigung des Haltebolzens erzeugt wird, die einwärts zu dem Halterkörper hin gerichtet wird, und hierdurch kommt das Festklemmen des Schneideinsatzes gegen die seitliche Anlage oder die seitlichen Anlagen über den Haltebolzen zustande. Andere Merkmale, welche für die Erfindung kennzeichnend sind, werden in nachfolgenden Ansprüchen genauer bestimmt.
  • Die Erfindung versteht sich besser aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, welche eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigen, wobei gilt:
  • 1 zeigt eine Flächenansicht des Einsatzhalters,
  • 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II und
  • 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1,
  • 4 eine perspektivische Ansicht des Halters in 1,
  • 5 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes und seiner Klemmteile,
  • 6 eine Flächenansicht einer anderen Ausführungsform,
  • 7 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 6, und
  • 8 eine ausführliche Vergrößerung der 7.
  • In den Zeichnungen ist ein Einsatzhalterkörper mit 10 bezeichnet, der an einem Endabschnitt einen Schneidsitz mit einer Bohrung 11 hat, die mit seinem Boden verbunden ist. Ein Wendeeinsatz 12 mit einem mittigen Loch 13, das einen Boden 14 hat, ist in dem Schneidsitz befestigt. Der Einsatzsitz weist eine Basisfläche 15 auf, die in den Halter eingearbeitet oder durch ein abnehmbares Abstandsstück gebildet ist, welches aus Sintercarbid bestehen kann, um seine Härte und Flachheit beizubehalten. Der Schneideinsatz 12 ist rund mit einem mittigen erhabenen Plateau 12a. Die seitliche Auflage des Einsatzsitzes wird durch die Flächen 16 und 17 gebildet, die entsprechend der Gestalt des Schneideinsatzes eine konkave Krümmung haben. Die Oberflächen 16 und 17 haben eine konische Form entsprechend der Flankenfläche 12b des Schneideinsatzes, dessen Freiwinkel nor malerweise 4–8 ° beträgt. Ein Haltebolzen 18 ist in der Bohrung 13 des Schneideinsatzes angebracht und soll als doppelarmiger Hebel unter dem Einfluß eines Druckelementes wirken, dem hier die Form eines zylindrischen Bolzens 19 gegeben wurde, der in den Halter 10 eingeschraubt wird und in dieser Verbindung in einem Kanal 20 aufgenommen ist, welcher nach unten zum Boden des Halters führt und hauptsächlich parallel zu der Ausnehmung 13 im Schneideinsatz verläuft, welcher den Haltebolzen 18 aufnimmt.
  • Der Bolzen 18 ist L-förmig und hat an einem Ende einen zylindrischen Abschnitt 21, der für den Eingriff mit der Lochwand des Schneideinsatzes gedacht ist, während ein Arm 22, der im wesentlichen senkrecht zu dem Abschnitt 21 gebildet ist, für das Zusammenwirken mit dem Element 19 angeordnet ist. Die zwei keilförmigen Endabschnitte 22a und 22b des Armes 22 bilden zwischen sich einen V-förmigen Hohlraum 23, der für die Aufnahme eines Einschnürungsabschnittes in der Form einer radialen Ausnehmung 24 vorgesehen ist, die auf dem Element 19 entwickelt ist, wobei die ringförmige obere Begrenzungsfläche 25 der Ausnehmung 24 sowie die obere Endfläche 26 der Endabschnitte 22a, 22b eine schräge Ausrichtung bezüglich der Mittelachse der Bohrung 20 haben, welche das Element 19 aufnimmt. Seitlich ist der Haltebolzen 18 auch mit einem kleineren Vorsprung 27 versehen, der gegen eine Fläche 28 auf der Innenseite der Ausnehmung in dem Halter in Anlage kommt, welcher den Haltebolzen 18 aufnimmt.
  • Der Schneideinsatz wird durch Festziehen des Elementes 19 dadurch festgeklemmt, daß man ein passendes Schlüsselelement (nicht gezeigt) in Eingriff mit einer eingesenkten Schlüsselausnehmung 19a an dem Element 19 in Eingriff bringt. Das Element 19 wird so nach unten gepreßt, daß die Oberflächen 25 und 26 in Berührung gebracht werden. Das weitere Festziehen des Elementes 19 hat die Wirkung, daß sich der Arm 22 mit dem Vorsprung 27 als Zentrum dreht, so daß der Arm 22 nach unten gleitet, wobei sich der Vorsprung 27 mit der Oberfläche 28 in Berührung befindet. Infolge dessen wird der zylindrische Abschnitt 21 mit Kraft gegen die Innenseite des Loches 13 in dem Schneideinsatz so gedrückt, daß derselbe wirksam seitlich festgeklemmt wird. Dank des Reibeingriffes zwischen dem Abschnitt 21 und der Wand des Loches 13 in dem Kontaktabschnitt 29 und der von dem Element 19 veranlaßten Senkung wird auch eine Abwärtsklemmkraft auf den Schneideinsatz ausgeübt. Der Schneideinsatz wird durch Drehen des Elementes 19 in der entgegengesetzten Richtung gelöst.
  • Bei der in den 6–7 gezeigten alternativen Ausführungsform wurde das gleiche Klemmprinzip wie zuvor in den 1–4 gezeigt, beibehalten. Als Gegenstück wurde der Einsatzhalter hier mit einer oberen Klemme 30 ausgestattet, die angeordnet ist, um mittels einer Festdrehschraube 31 festgeklemmt zu werden, wobei der Kopf 32 der Schraube im wesentlichen in ihrer Gesamtheit in einer mit Boden versehenen Ausnehmung in der Klemme eingesenkt ist, so daß die obere Fläche 33 des Kopfes 32 mit der oberen Fläche der Klemme in der Hauptsache bündig angeordnet wird. Auf diese Weise wird der Spanfluß in der Rückwärtsrichtung begünstigt. Es ist beabsichtigt, daß der Vorderteil 34 der Klemme 30 mit ihrer Bodenseite gegen das mittlere, erhabene Plateau 12a des Schneideinsatzes anliegen sollte. Die obere Fläche des Schneideinsatzes 12 zwischen dem Plateau 12a und der Schneidkante 12c hat die Eigenschaft einer äußeren ebenen Fläche, die sich einwärts zu dem Schneideinsatz hin in eine konkave Rundung nach oben zu einer Schulter 12d umwandelt, die als Spanbrecher dient. Dieser Teil des Schneideinsatzes von der Kante 12c und in das Plateau 12a hinein sollte jedoch ganz frei von einem Oberflächenkontakt mit der Klemme 30 sein, wie man am besten in 7 sieht. Dank der Tatsache, daß der Schneideinsatz 12 mit einem zentralen, erhöhten Plateau 12a gebildet wurde, wird es möglich, die Tiefe des Loches 13 sich nach oben um einen Abstand erstrecken zu lassen, welcher 40–60 % der Dicke des Schneideinsatzes entspricht, ohne daß dies eine negative Wirkung auf die Festigkeit des Schneideinsatzes hat, sogar in demjenigen Falle, bei dem das Schneidmaterial aus reinen Keramiken oder gemischten Keramiken besteht. Unter diesen Umständen sollte die Höhe h des Plateaus 12a so ausgewählt werden, daß sie sich auf 15–40 % der Dicke t des Schneideinsatzes, vorzugsweise 20 bis 30 % derselben beläuft.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Bodenseite des Vorderabschnittes der Klemme 30 so geformt, daß dieselbe leicht gekrümmt wird oder aus einer Anzahl von ebenen Flächensegmenten 35, 36, 37 besteht, wie in 8 gezeigt ist, die gegenseitig einen Winkel von 1–4 ° bilden. Vorzugsweise sind die Winkel V1 und V2 gleich groß, etwa 2 °. Auf diese Weise wird der ebene Flächenkontakt auf einen unterschiedlicheren ebenen Abschnitt 37 beschränkt, und die Anforderungen absoluter Ebenheit und Beibehaltung enger Toleranzen bezüglich der absoluten Ebenheit der Bodenseite des Klemmabschnittes 34 bzw. der Plateauoberfläche 12a brauchen in ihrer Gesamtheit nicht irgendwie kritisch zu sein.
  • Der hintere Teil 38 der Klemme 30, der für die Berührung mit dem Halter 10 vorgesehen ist, hat eine ebene Bodenfläche 39 für eine ebene Flächenanlage gegen eine entsprechende ebene Fläche 40 des Halters 10. Diese ebene Fläche 40 sollte planparallel zu dem oberen Schneidplateau 12a sein. Gleichzeitig sollte die Bodenseite der Klemme 30 eine glatt gerundete Übergangsfläche 41 haben, die sich in Vorwärtsrichtung in eine ebene Fläche 42 umwandelt, wobei deren Vorderabschnitt 42 dafür vorgesehen ist, gegen das Schneidplateau 12a in Widerlage zu kommen.

Claims (5)

  1. Schneidwerkzeug mit einem Einsatzhalter (10) und einem Schneideinsatz (12), der mit einem Loch (13) versehen ist, wobei der Einsatz angeordnet ist, um an einer Basisfläche (11) in einem Einsatzsitz in dem Vorderabschnitt des Einsatzhalters anzuliegen, wobei ein im wesentlichen L-förmiger Haltebolzen (18) in dem Einsatzhalter aufgenommen und angeordnet ist, um mit seinem einen Arm in dem Loch (13) des Schneideinsatzes aufgenommen und mit seinem zweiten Arm (22) von einem Druckerzeugungsteil (19) betätigt zu werden, bei dessen Festziehen der Schneideinsatz nach unten gegen die Basisfläche (11) festgeklemmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) das Loch (13) in dem Schneideinsatz ein Sackloch ist und b) der Endabschnitt des zweiten Armes, der im wesentlichen senkrecht zu dem in dem Loch (13) aufgenommenen Arm angeordnet ist, mit zwei keilförmigen Abschnitten (22a, 22b) gebildet ist, die zwischen sich einen V-förmigen Hohlraum (23) bilden, der angeordnet ist, um teilweise einen Einschnürungsabschnitt (24) des Druckerzeugungsteils (19) einzuschließen, der im Verhältnis zu dem Rest des Teils (19) schlanker ist.
  2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenerstreckung des Loches (13) in dem Schneideinsatz (12) gleich 40–60 % der Dicke (t) des Schneideinsatzes (13) ist.
  3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) des Mittelplateaus (12a) des Schneideinsatzes (12) sich auf 15–40 %, vorzugsweise 20–30 % der Dicke (t) des Schneideinsatzes beläuft.
  4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Endfläche (26) der keilförmigen Endabschnitte (22a, 22b) eine schräge, ebene Flächenkontur für das Zusammenwirken mit dem Teil (19) hat, um mit einer entsprechenden schrägen Fläche (25) des Einschnürungsabschnittes (24) des Teils (19) während des Festklemmens in Eingriff zu kommen.
  5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenseite des Vorderabschnittes einer Klemmeinrichtung (30) aus einer Anzahl von ebenen Oberflächensegmenten (35, 36, 37) besteht, die gegenseitig einen Winkel von 1 – 4 ° bilden, deren eines Segment (37) einen ebenen Flächenkontakt mit dem erhöhten Schneidplateau (12) bildet.
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