DE19855471C2

DE19855471C2 - Werkzeug zur spanabtragenden Feinbearbeitung von Bohrungsoberflächen mit wenigstens einer austauschbaren Schneidplatte

Info

Publication number: DE19855471C2
Application number: DE1998155471
Authority: DE
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: DE19855471A1

Description

Die Erfindung betrifft Werkzeuge zur spanabtragenden Feinbearbeitung von Bohrungsoberflächen mit einer aus tauschbaren Schneidplatte nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.

Gattungsgemäße Werkzeuge zur Feinbearbeitung einer Bohrungsoberfläche sind beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 196 43 590 A1, DE 196 21 813 A1, DE 196 21 295 A1, DE 195 18 241 A1 und DE 195 39 119 A1 bekannt. In diesen Offenlegungsschriften werden im besonderen Werkzeuge beschrieben, die im wesentlichen aus einem Grundkörper und einer Messerplatte bestehen. Die Messer platte ist zwischen den beiden Flanken einer an der Um fangsfläche des Grundkörpers ausgebildeten Nut eingesetzt und wird unter Verwendung einer Spannschraube und einer Spannpratze gegen die, in Drehrichtung des Werkzeugs be trachtet, rückwärtige Flanke der Nut gepreßt. Zur lagege nauen Fixierung der Messerplatte sind darüber hinaus An schlagstifte vorgesehen. Die Befestigung der Messerplatte unter Verwendung der Spannschraube und der Spannpratze hat jedoch einen nicht unwesentlichen herstellungs- und montagetechnischen Aufwand zur Folge.

Die DE 93 19 374 U1 zeigt und beschreibt einen Bohr fräser mit einer quer zur Drehachse des Bohrfräsers ver laufenden, durchgängigen Ausnehmung, in der eine Schneid platte von kreisförmiger Kontur aufgenommen ist. Die Be festigung der Schneidplatte erfolgt mittels einer Schrau be, die durch den Bohrfräserkörper und durch eine Bohrung in der Schneidplatte geht. Die DE 91 07 615 U1 betrifft ein ähnliches Werkzeug, nämlich ein zweischneidiges Ge senkwerkzeug zum Fräsen und Bohren. Das Gesenkwerkzeug weist in seinem vorderen Bereich eine nach vorne offene Nut auf, in der eine Schneidplatte aufgenommen ist. Die Befestigung der Schneidplatte in der Nut erfolgt auch in diesem Fall mittels einer Schraube, die durch eine Boh rung in der einen Nutflanke des Gesenkwerkzeugs und eine Durchgangsöffnung in der Schneidplatte geht und in das Innengewinde in der anderen Nutflanke eingeschraubt ist. Bei diesen Werkzeugen sind die Schneidplatten jeweils in einer in Werkezugquerrichtung durchgängigen Ausnehmung oder Nut eingesetzt und darin nach dem Anziehen der je weiligen Schraube kraftschlüssig aufgenommen.

Aus der DE-OS 17 52 151 ist ein Feinbearbeitungswerk zeug entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werk zeug zur Feinbearbeitung einer Bohrungsoberfläche mit ei ner austauschbaren Schneidplatte zu schaffen, das, sich durch eine in montagetechnischer Hinsicht einfachere und zuverlässigere Befestigung der Schneidplatte an einem Trägerkörper des Werkzeugs auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Werk zeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Un teransprüche.

Das erfindungsgemäße Werkzeug unterscheidet sich von derzeit gebräuchlichen Werkzeugen im wesentlichen da durch, daß für die Befestigung der Schneidplatte am Trä gerkörper prinzipiell nur eine Spannschraube erforderlich ist, mittels der sich die Schneidplatte bedingt durch ei ne elastische Verformung des Trägerkörpers zwischen die Flanken der Nut klemmen läßt. Zusätzliche Spann- oder Be festigungselemente, wie z. B. Spannpratzen, sind nicht er forderlich. Die konkrete Ausgestaltung der Nut im Träger körper richtet sich zum einen nach der Funktion und Geo metrie der Schneidplatte und zum anderen nach dem Materi al des Trägerkörpers. Entscheidend hierbei ist, daß der Trägerkörper die für eine kraft- und formschlüssige Klem mung der beiden Nutflanken gegen die Schneidplatte die erforderliche Elastizität besitzt.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist vorzugsweise als Einschneider mit einer Schneidplatte mit einer oder meh reren Schneiden ausgestaltet. Die Feineinstellung der Schneidplatte in axialer und/oder radialer Richtung kann wie bei derzeit üblichen Werkzeugen über im Trägerkörper vorgesehene, mit der Schneidplatte zwangsgekoppelte Stellschrauben erfolgen. Die Feineinstellung kann jedoch auch über eine externe Einstellvorrichtung erfolgen. In diesem Fall wird vorzugsweise eine Einstellvorrichtung verwendet, bei der die Schneidplatte mittels einer oder mehreren Verstellspindeln mit Skalenring, ähnlich einer Bügelmeßschraube, um einen bereits vorher definierten Be trag verstellt werden kann oder können. Die externen Ver stellspindeln können beispielsweise mittels computerge steuerten Schrittmotoren verstellt und durch Wegmeßsy steme auf der dem Schrittmotor abgewandten Seite unter Einbeziehung eines Regelkreises genau gesteuert werden.

Nachstehend erfolgt eine kurze Beschreibung der bei gefügten Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Trägerkörpers des erfindungsgemäßen Werkzeugs in einer ersten Ausführungs form;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Trägerkörpers von Fig. 1 entlang der Linie A-A;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht des Trägerkörpers von Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der in den Trägerkör per von Fig. 1 einzusetzenden Schneidplatte;

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht der Schneidplatte von Fig. 4;

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Trägerkörpers des erfindungsgemäßen Werkzeugs in einer zweiten Ausführungs form;

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt des Trägerkörpers von Fig. 6 entlang der Linie A-A;

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt des Trägerkörpers von Fig. 6 entlang der Linie B-B;

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht der in den Trägerkör pers von Fig. 6 einzusetzenden Schneidplatte;

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht der Schneidplatte von Fig. 6; und

Fig. 11 eine Anordnung zur externen Feineinstellung der Schneidplatte am Trägerkörper.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 wird nun die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs er läutert. Die Fig. 1 bis 3 zeigen im besonderen einen Trägerkörper 202; die Fig. 4 und 5 zeigen eine Schneidplatte 204. Wie es aus den Fig. 1 bis 3 er sichtlich ist, ist eine Nut 206, in der die Schneidplatte 204 einzusetzen ist, in Bezug auf die Drehachse 210 des Trägerkörpers 202 parallel, jedoch exzentrisch ausgebil det. Wie es beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Nut 206 einen im wesentlichen zylindrischen Quer schnitt auf, an den sich ein im wesentlichen radial in den Trägerkörper 202 hinein erstreckender Schlitz 208 von rechteckigem Querschnitt anschließt.

Die Schneidplatte 204 ist aus einem zylindrischen Rundstab gefertigt. Die Befestigung der Schneidplatte 204 erfolgt durch eine (nicht dargestellte) Klemmschraube, die jedoch in einer exzentrischen, quer zur Drehachse 204 des Trägerkörpers 202 ausgebildeten Bohrung 212 einge setzt ist. Die Schneidplatte 204 ist so ausgestaltet, daß selbst bei offener Klemmspannung ein "wegfliegen" formbe dingt ausgeschlossen ist. Die Einstellung der Drehlage der Schneidplatte 204 in der Nut 206 erfolgt durch Drehen der Schneidplatte 204 um ihre eigene Längsachse. Die Ver stellung der Schneidplatte 204 in axialer Richtung kann unter Verwendung einer (nicht dargestellten) Stell schraube erfolgen Wie es in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel am Trägerkörper 202 Stützleisten 216 eingelötet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Trägerkörpers in Höhe einer sich in radialer Richtung durch den Trägerkör per 202 erstreckenden Bohrung 212, die einen mit einem Innengewinde versehenen Bohrungsabschnitt 212a und einen Bohrungsabschnitt 212b ohne Gewinde aufweist. Die Befe stigung der Schneidplatte 204 am Trägerkörper 202 erfolgt durch eine (nicht dargestellte) Klemmschraube, die ausge hend vom Bohrungsabschnitt 212b in den Bohrungsabschnitt 212a geschraubt ist. Durch das Einschrauben der Klemm schraube in der vorstehend beschriebenen Weise werden die Nutflanken 206a, 206b in der Weise gegen die in der Nut 206 angeordneten Schneidplatte 204 gepreßt, daß sich mit einer einhergehenden elastischen Verformung des Träger körpers 202 zwischen diesem und der Schneidplatte 204 ei ne kraft- und formschlüssige Verbindung ergibt.

Sofern erforderlich können darüber hinaus im Träger körper 202 Stützleisten, die in den Fig. 2 und 3 mit dem Bezugszeichen 216 angedeutet sind, vorgesehen, bei spielsweise eingelötet, sein. Mit dem Aufbau der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs gelingt es, einen minimalen Durchmesser von unter 5 mm einzuhal ten.

Die Verstellung der Schneidplatte 204 könnte jedoch auch unter Verwendung einer in Fig. 11 schematisch ge zeigten externen Anordnung erfolgen. In diesem Fall wird die Schneidplatte 204 mittels einer Einstellvorrichtung sowie einer oder mehrerer Verstellspindeln mit Skalen ring, ähnlich einer Bügelmeßschraube, um einen bereits vorher definierten Betrag verstellt. Die Verstellspindeln können beispielsweise mittels computergesteuerter Schrittmotoren verstellt und durch Wegmeßsysteme auf der dem Schrittmotor abgewandten Seite und einen Regelkreis genau gesteuert werden.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist darüber hinaus vor zugsweise mit einer zentralen Kühlschmiermittelzuführung versehen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 10 wird nun die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werk zeugs erläutert. Die Fig. 6 bis 8 zeigen im besonderen einen Trägerkörper 302; die Fig. 9 und 10 zeigen eine Schneidplatte 304. Diese zweite Ausführungsform unter scheidet sich von der vorstehend erläuterten zweiten Aus führungsform im wesentlichen nur in der Ausgestaltung der Schneidplatte 304 und dementsprechend der im Trägerkörper 302 ausgebildeten Nut 306, in der die Schneidplatte 304 einzusetzen ist. Wie es aus der Fig. 6 bis 8 ersicht lich ist, ist die Nut 306 in Bezug auf die Drehachse 310 des Trägerkörpers 302 exzentrisch angeordnet und unter einem Winkel von 2° zur Drehachse 310 des Trägerkörpers 302 hin geneigt. Wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, weist die Nut 306 einen im wesentlichen keilförmigen Querschnitt (10° Keilwinkel) auf, an den sich ein im we sentlichen radial in den Trägerkörper 302 hinein erstrec kender Schlitz 308 von rechteckigem Querschnitt an schließt.

Die Schneidplatte 304 weist einen an den Querschnitt der Nut 306 angepaßten Querschnitt auf, wie er aus Fig. 10 ersichtlich ist. Die Befestigung der Schneidplatte 104 erfolgt wie in der ersten Ausführungsformen durch eine (nicht dargestellte) Klemmschraube, die jedoch im Gegen satz zur ersten Ausführungsform in einer exzentrischen, quer zur Drehachse 304 des Trägerkörpers 302 ausgebilde ten Bohrung 312 eingesetzt ist. Die Verstellung der Schneidplatte 304 in axialer Richtung und, bedingt durch die Neigung der Längsachse der Schneidplatte 304 unter einem Winkel von vorzugsweise 2° zur Drehachse 310 des Trägerkörpers 302, in radialer Richtung kann wie bei der ersten Ausführungsform unter Verwendung einer (nicht dar gestellten) Stellschraube erfolgen. Durch eine weitere (nicht dargestellte) Stellschraube kann die Verjüngung der Nut 306 eingestellt werden (Veränderung der 10°- Schrägung). Wie es in den Fig. 7 und 8 zu sehen ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel am Trägerkörper 302 Stützleisten 316 eingelötet.

Claims

1. Werkzeug zur Feinbearbeitung von Bohrungsoberflächen, umfassend
einen Trägerkörper (202, 302), in dem eine Nut (206, 306) ausgebildet ist, die sich von der Mantelfläche des Trägerkörpers (202, 302) ausgehend bis in eine bestimmte Tiefe in den Trägerkörper (202, 302) erstreckt, und
eine in der Nut (206, 306) aufgenommene Schneidplatte (204, 304), die zur Lagefixierung mittels einer den Trägerkörper (202, 302) quer zur Drehach se (210, 310) des Werkzeugs durchsetzenden Klemmschraube unter einer ela stischen Verformung des Trägerkörpers (202, 302) zwischen die Flankenflä chen der Nut (204, 304) geklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nut (206, 306) hinsichtlich ihres Querschnitts so ausgebildet ist, daß sie eine formschlüssige Aufnahme der Schneidplatte (204, 304) erlaubt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatte (204) einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt und die Nut (206) entsprechend der Schneidplatte (204) einen ebenfalls im wesentli chen zylindrischen Querschnitt sowie einen sich daran anschließenden, radial ausgerichteten Schlitz (308) aufweist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatte (304) einen im wesentlichen keilförmigen Querschnitt und die Nut (306) entsprechend der Schneidplatte (304) einen ebenfalls im wesentli chen keilförmigen Querschnitt sowie einen sich daran anschließenden, radial ausgerichteten Schlitz (308) aufweist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (306) in Bezug auf die Drehachse (310) des Werkzeugs unter ei nem bestimmten Winkel von vorzugsweise 2° geneigt ist.