DE2326748A1 - Abspanendes werkzeug mit auswechselbarem schneideinsatz - Google Patents
Abspanendes werkzeug mit auswechselbarem schneideinsatzInfo
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Description
33 BRAUNSCHWEIG
AM BQRGERPARK 8
TELEFON (0531) 74798
24. Mai 1973 D 548 - .-i.l/Li e
Diagrit Grinding Gompany Limited
Station Road, Staplehurst, Tonbridge, Kent, England
Abspanendes Werkzeug mit auswechselbarem Schneideinsatz
Die Erfindung bezieht sich auf ein abspanendes Werkzeug mit einem auswechselbaren Schneideinsatz von der Art, wie
es in GB-PS 1 232 024 beschrieben ist. Die Erfindung betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich ein Abstechwerkzeug,
d.h. ein Werkzeug, mit dem eine bearbeitete Länge eines Werkstücks von einer Stange in einer Maschine
abgetrennt- wird. Jedoch laßt sich die Erfindung auch auf Werkzeuge anwenden, mit denen in einem Werkstück Nuten hergestellt
werden sollen.
Es ist bereits bekannt, Abstechwerkzeuge mit einer Schneidspitze
aus einem harten Material zu versehen, beispielsweise aus Wolframkarbid, die auf einen Werkzeughalter aus einem
weniger harten Material, z.B. aus Flußstahl, aufgelötet
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wird. Im allgemeinen sind Abstechwerkzeuge mit einem
Schaft versehen, dessen Seitenflächen entweder sehr eng
zusammenliegen, so daß sie der Breite der Schneidkante über die gesamte Länge des Schaftes entsprechen, oder der
Schaft kann sich bis in die Ifähe des Werkzeugs auf einen engen Querschnitt verjüngen, um dem Werkzeug größere Steifigkeit
zu verleihen. Bei handbetätigten Maschinen, d.h. bei Maschinen mit Handzustellung des Werkzeugs, kann ein
Abstechwerkzeug mit verjüngtem Schaft für einen gewissen
Bereich von Querschnittsabmessungen des Werkstücks benutzt werden, da der Bedienungsmann entsprechend eingreifen kann,
um zu verhindern, daß die Schnittiefe durch das Anstoßen der vollen Breite des Schaftes am Werkstück begrenzt wird.
Bei Automaten jedoch ist es wünschenswert, ein Werkzeug zu haben, das den gesamten Querschnitt des Werkstücks durch
trennt, und aus diesem Grunde ist hier für ein Absteckwerkzeug ein Schaft vorzuziehen, der über seine gesamte Länge
entsprechend schmal ist.
Bei einem solchen abspanenden Werkzeug wird ein auswechselbarer Schneideinsatz in einer besonders ausgebildeten Tasche
im Werkzeugschaft aufgenommen, wobei Klemmeinrichtungen
vorgesehen sind, mit denen der Einsatz fest und sicher in der Tasche gehalten wird, und wobei die Schnittkräfte den
Einsatz noch fester in die Tasche hineinzudrücken versuchen. Wenn eine Kante des Einsatzes abgenutzt ist, kann der Einsatz
in der Tasche gedreht werden, so daß für das Werkstück eine neue Schneidkante zur Verfugung steht. In der Tasche
für den Einsatz ist eine Seite durch eine ebene Fläche des Schaftes festgelegt, wodurch sich ein Werkzeug mit einer
verhältnismäßig großen Breite unmittelbar hinter der Schneid-
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kante des Einsatzes ergibt. Wenn für ein Abstechwerkzeug auf.einer gewissen Länge hinter dem Einsatz eine geringe
Breite vorgesehen werden soll, muß die Tasche in geeigneter Weise ausgebildet sein, um den Einsatz zu halten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei einem abspanenden Werkzeug mit einem Werkzeughalter, der mit einer Werkzeugtasche
versehen ist, in der ein Schneideinsatz gehalten wird, welcher eine oder mehrere Schneidkanten aufweist, die
Tasche mit zwei oder mehr Seitenkanten versehen, die in Querrichtung eine von der ebenen Form abweichende Gestalt
besitzen und in Eingriff mit entsprechenden Seitenkanten des Schneideinsatzes stehen, welche komplementär dazu ebenfalls
eine von der ebenen Form abweichende Gestalt aufweisen, so daß der Einsatz in der Tasche sicher gelagert ist
und eine Bewegung quer zu den Seitenkanten verhindert wird.
Zweckmäßigerweise weisen ie von der ebenen Form abweichenden
Seitenkanten einander seitlich gegenüberliegende Kantenteile auf, die eine Keilwirkung ausüben und die Querbewegung
des Einsatzes in der Tasche verhindern. Mögliche komplementäre Formen diesel· Art können komplementär ausgebildete
konvexe und konkave Kurven sein.
Vorzugsweise ist ferner eine Klemmeinrichtung vorgesehen, die zum sicheren Festklemmen des Einsatzes in der Tasche
dient. Die Klemmeinrichtung weist dazu eine Klemmflache auf,
welche eine komplementär zu den Seitenkanten des Einsatzes ausgebildete, gekrümmte Querschnittsform aufweist.
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Zweckmäßigerweise sind Führungseinrichtungen vorgesehen,
mit denen die Klemmeinrichtung zum Verhindern der Bewegung in Querrichtung relativ zur Tasche festgehalten wird.
Beispielsweise kann diese Führungseinrichtung durch eine Zunge und eine Nut dargestellt sein, die an der Klemmeinrichtung
"bzw. dem Werkzeughalter vorgesehen sind.
In der Praxis kann die Tasche durch einen offenen, V-förmigen Einschnitt gebildet werden, der durch zwei einander
schneidende Kanten mit gekrümmtem Querschnitt dargestellt wird, wobei die Seiten der Tasche offen sind und der Schneideinsatz
an einer Bewegung in Querrichtung durch den Eingriff seiner Seitenkanten, die in Querrichtung gekrümmt ausgebildet
sind, mit den komplementär ausgebildeten Seitenkanten der Tasche gehindert wird. Die Tasche ist zweckmäßigerweise
in einer Platte ausgebildet, die am Schaft des Werkzeughalters angebracht ist. Auf diese Weis,e kann die Tasche gesondert
und vor dem Anbringen am Schaft hergestellt werden.
Vorzugsweise besitzt der Werkzeughalter an einem Ende eine verringerten Querschnitt aufweisende Hinterdrehung sowie
am gleichen Ende eine Ausnehmung zur Aufnahme der die Tasche enthaltenden Platte. Diese Hinterdrehung ermöglicht es,
daß das Werkzeug als Abstechwerkzeug benutzt wird, weil hierdurch das erforderliche seitliche Spiel längs der Tasche
für den Schneideinsatz gegeben ist.
Zweckmäßigerweise ist noch ein Kanal für eine Kühlmittelzufuhr vorgesehen, der die Kühlflüssigkeit gegen eine
Schneidkante des Schneideinsatzes richtet, der in die Tasche eingesetzt ist.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform erstreckt sich, der
Külilmitte!kanal durch die Klemmeinrichtung, die den Einsatz
in der Tasche festklemmt und in der Nähe der Schneidkante
eine Klemmfläche aufweist.
Durch die Erfindung wird ferner ein Schneideinsatz geschaffen, der in ein abspanendes" Werkzeug eingesetzt werden
kann, wie es im Vorstehenden näher erläutert wurde.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt der Schneideinsatz
im wesentlichen dreieckige Gestalt, wobei jede der drei Seitenkanten konkave Querschnittsform besitzt* Die
Spitzen des Dreiecks sind derart "bearbeitet,- daß eine Reihe
von drei in gleichen Winkelabständen liegende Schneidkanten gebildet werden, wobei die Seitenflächen des Einsatzes
an jeder der drei Seitenkanten hohlgeschliffen sind,
um für die drei Schneidkanten das erforderliche seitliche Spiel zu schaffen. Die Tasche für einen solchen Schneideinsatz
ist mit Seiten versehen, welche konvex nach außen gekrümmte Querschnittsform aufweisen.
.AJostechwerkzeuge, wie sie bisher vorgeschlagen worden sind,
sind mit einer Schneidspitze versehen, die aus Wolframkarbid besteht und an den Halter selbst angelötet ist. Das hat
r den Nachteil, daß nur ein begrenztes Nachschleifen möglich
ist, bevor das gesamte Werkzeug ersetzt werden muß. Bei der
vorliegenden Erfindung kann dagegen ein neuer Einsatz eingesetzt werden, wenn die drei möglichen Stellungen des Einsatzes
vollständig ausgenutzt worden sind. Ein Nachschleifen des Einsatzes kann erfolgen, ohne daß die Einstellung
des Werkzeughalters verändert wird; es ist hierfür nur er-
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forderlich, den Einsatz durch einen anderen zu ersetzen, während das Nachschleifen ausgeführt wird.
In der nachfolgenden Beschreibung wird eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die beiliegende
Zeichnung, die nur ein Beispiel einer möglichen Ausführungsform zeigt, im einzelnen erläutert.
Fig. 1 zeigt perspektivisch in einer auseinandergezogenen Darstellung ein Werkzeug gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Werkzeughalters.
Fig. 3 läßt eine weitere Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Werkzeughalters erkennen.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines dreieckigen Schneideinsatzes,
der bei einem Werkzeughalter nach den Fig. 1 bis 3 angewendet werden kann.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Schneideinsatz nach
Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines ähnlich dem Werkzeug der Fig. 1 ausgebildeten Werkzeugs mit einer Einrichtung
zur Kühlmittelzufuhr.
Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Einrichtung zur Kühlmittel zufuhr.
Fig. 8 zeigt eine v/eitere abgeänderte Einrichtung zur Kühlmittelzufuhr.
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Fig. 9 läßt eine weitere Abänderung der Einrichtung zur Kühlmittelzufuhr erkennen.
Nach der Zeichnung weist ein Abstechwerkzeug mit einem auswechselbaren Schneideinsatz einen Werkzeughalter auf,
der einen Schaft 11 mit im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt besitzt und an einem Ende derart bearbeitet ist,
daß ein hinterdrehter Abschnitt 12 gebildet wird. Diese Hinterdrehung stellt die erforderliche seitliche Freiheit
für das Werkzeug dar, die für eine schmale Breite eines Schnittes zum Abstechen oder Einstechen bei Nuten erforderlich
ist. An dem hinterdrehten Ende 12 des Werkzeughalterschaftes 11 ist eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Werkzeugtasche
14. vorgesehen, die in eine gesonderte Platte 13 eingearbeitet
ist. Die Werkzeugtasche 14 ist als im wesentlichen Y-förmiger Einschnitt in der oberen Kante der Platte
13 ausgebildet, wobei die Seiten 22 des Einschnitts in Querrichtung eine nichtebene Form aufweisen und nach außen
konvex ausgebildet sind, so daß sie mit den Seitenkanten 21 eines Schneideinsatzes 21 zusammenwirken können, die zu
einer komplementären, konkav gekrümmten Form hohl geschliffen sind. Der dreieckige Schneideinsatz 20, der in den Fig.
4 und 5 dargestellt ist, liegt in der Werkzeugtasche 14 und -ist in seiner Stellung mit Hilfe einer übergreifenden,
bügelartigen Klemmeinrichtung 16 sicher gehalten, welche in ihrer Lage durch eine Klemmschraube 18 gehalten wird,
die in eine entsprechende Gewindebohrung 19 im Schaft 11 des Werkzeughalters einfaßt. Die Klemmeinrichtung 16 weist
eine schmale Nase 17 auf, deren Unterseite ebenfalls eine komplementäre Querschnittsform zu den Seitenkanten 21 des
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Schneideinsatzes 20 aufweist, und die an der oberen Kante
des Einsatzes anliegt, wenn der Einsatz in die Werkzeugtasche 14 eingesetzt ist. Die Klemmeinrichtung 16 wird in
ihrer Lage festgehalten und daran gehindert, daß sie sich um die Klemmschraube 18 drehen kann und dadurch die seitliche
Einstellung des Schneideinsatzes in der Werkzeugtasche 14 verändert. Dies wird mit Hilfe einer Zunge und einer
Nut erreicht, die ineinander greifen. Fach Fig. 1 ist an der Unterseite der Klemmeinrichtung 16 eine in Querrichtung
verlaufende und mit rechtwinkligem Querschnitt versehene Zunge 24· vorgesehen, die in einen Kanal 23 mit rechtwinkligem
Querschnitt einfaßt, der auf der oberen Fläche des Schaftes 11 ausgebildet ist. In den Fig. 2 und 3 sind zwei
alternative Äusführungsformen dargestellt. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist in der oberen Fläche des Schaftes 11
eine in Längsrichtung verlaufende V-förmige Nut 25 vorgesehen,
die eine komplementär ausgebildete V-förmige Zunge 26 an der Unterseite des Klemmgliedes 16 aufnimmt. Nach
Fig. 3 ist ein in Längsrichtung verlaufender rechtwinkliger Einschnitt 28 vorgesehen, der einen entsprechend ausgebildeten
rechtwinkligen Zungenabschnitt 27 am Klemmglied 16 aufnimmt, der zur Sicherung der Lage "des Klemmgliedes
16 vorgesehen ist.
Der Schneideinsatz 20 ist in der Nähe seiner Ecken derart
bearbeitet, daß eine Reihe von drei in gleichen Winkelabständen liegende Schneidflächen 32 mit Schneidkanten
31 gebildet wird. Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, sind die Seitenflächen 30 des Schneideinsatzes 20 ebenfalls
hohl geschliffen, so daß seitlich konkave Flächen entstehen, die den Schnitt des Schneidwerkzeugs fördern. Dieses
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Ilolilschleifen wird längs jeder der Richtungen vorgenommen,
die senkrecht au den drei Seitenkanten 21 des Sehneideinsatzes
2Θ liegen. Die Schneidflächen 32 sind unter einem
Winkel vorgesehen, der etwas von einem rechten Winkel zu den Ebenen abweicht, in denen die Seitenflächen des Schneideinsatzes
20 liegen, um einen Ableitraum für die Schneidkanten
31 zu bilden.
Die gekrümmte Form der drei Seitenkanten 21 des Schneidein-?
satses 20.und die komplementär ausgebildeten Seitenkanten
22 der Werkzeugtasche 14 sowie der Unterseite der üfase 17
des Klemmgliedes 16 stellen zusammen eine sehr sichere Halterung für den-Schneideinsatz 20 in jeder der drei möglichen Lagen in der Werkzeugtasche 14 "sicher, und zxirar
insbesondere in der Querrichtung! die parallel zu den
Schneidkanten 31 liegt.
Die gekrümmte Gestalt der"Seitenkanten 21 und der Schneidkanten
31 beeinflussen die Spanbildung. Die Späne, die während
des Schneidvorgangs gebildet werden, besitzen in Wirklichkeit einen gekrümmten Querschnitt und nehmen daher
in der hergestellten Nut weniger Breite ein als es bei
einer geraden Schneidkante der Fall wäre. Auf diese Weise wird die 'Spanabführung erleichtert. Die Werkzeugtasche 14
und der Schneideinsatz 20 sind aus hartem Material, um eine lange Lebensdauer des Werkzeughalters zu erzielen.
Um eine wirksame Kühlmittelzufuhr zu erreichen, wird vorzugsweise
das Kühlmittel direkt der Schneidkante 31 zugeführt. Das läßt sich bei jeder der unterschiedlichen Kühlmittelzufuhreinrichtungen
erreichen, die für die vorher
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unter Bezug auf die Pig. 1 bis 5 erläuterten Ausführungsformen
in den Fig. 6 bis 9 dargestellt sind. Nach Fig. 6 ist das Klemmglied 16 mit einem gebohrten Kühlmittelkanal
37 versehen, der am hinteren Ende des Klemmgliedes
16 mit einem Kühlmittelkanal 36 im Werkzeughalterschaft
11 verbunden ist. Am Ende des Kanals 36 ist ein Anschluß
35 vorgesehen, über den eine Verbindung mit einer Kühl-■ mittelquelle hergestellt werden kann. Das vordere Ende des
Kanals 37 endet an einer Stelle an der oberen Kante 21 des Schneideinsatzes 20 in der Nähe der Schneidkante 31·
Bei dieser Anordnung kann das Kühlmittel unter den Spandringen, der während des Bearbeitens an der Schneidkante
21 gebildet wird, wodurch eine bessere Spanbildung, eine verringerte Reibung und eine Erleichterung des endgültigen
Abstechens erzielt wird.
Ein entsprechender Vorteil wird mit den Anordnungen der Fig. 7 "bis 9 erreicht. Nach Bg. 7 wird das Kühlmittel direkt
einer Leitung 38 zugeführt, die in einer Ausnehmung in der oberen !"lache des Klemmgliedes 16 liegt. Fig. 8
zeigt eine Abänderung, bei der eine Leitung 39 mit einem
Kanal 40 in dem Klemmglied 16 verbunden ist. Fig. 9 läßt eine weitere Abänderung erkennen, bei der eine Leitung
4-1 durch das Klemmglied 16 hindurchgeführt ist und dann
in einer Ausnehmung auf der Unterseite des Klemmgliedes 16 in der Nähe der oberen Seitenkante 21 des Schneideinsatzes
20 verläuft. Ohne Einrichtungen der Art, wie sie anhand der Fig. 6 bis 9 erläutert wurden, besteht die
Möglichkeit, daß ach eine Betriebsbedingung einstellt,
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bei der bei einer Schnittiefe von beispielsweise 1/4" (ca. 6 mm) der sich beim Bearbeiten ergebende Span die
herzustellende Nut abschließt und dadurch das Eindringen von Kühlmittel verhindert und möglicherweise auch verhindert,
daß das Kühlmittel die Schneidkante 31 erreicht.
Es ist klar, daß der Werkzeughalter auch für die Verwendung
bei Automaten angepaßt werden kann, bei denen keine manuelle Kontrolle irgendeiner Begrenzung der Schnittiefen
vorhanden ist, die durch das Anliegen des hinterdrehten Teils des Schaftes an dem Arbeitsstück gegeben ist. Ein
solches Werkzeug -wird über einen großen Abschnitt seiner
Länge mit einer schmalen Breite zu versehen sein, wodurch eine entsprechende Änderung der Klemmeinrichtung erforderlich
xfird, obwohl sich auch hierbei eine ähnliche Ausbildung der Tasche anwenden läßt. Das beschriebene Werkzeug
ist zum Bearbeiten von Stangen mit Abmessungen von 1/4" bis 2" Durchmesser (ca. 6 mm bis 50 mm) geeignet.,Die Werkzeuge
können selbstverständlich auch so ausgelegt werden, daß damit andere Querschnittsabmessungen bearbeitet werden
können. Zusätzlich können die Werkzeuge auch zum Herstellen von Nuten verwendet werden. Schließlich lassen sich
auch mehrere Werkzeuge gemäß der Erfindung nebeneinander in einer gemeinsamen Werkzeughalterung anordnen, die
gemeinsam ein Werkzeug zum Vielfachnuten darstellen, das beispielsweise beim Herstellen von Kolbenringnuten verwendet
werden kann. Bei einem derartigen Werkzeug können eine gemeinsame Klemmeinrichtung sowie eine gemeinsame Kühlmittelzufuhr
vorgesehen werden.
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Claims (13)
- Ansprücheί 1.JAhspanendes Werkzeug mit einem Werkzeughalter, der mit einer Werkzeugtasche versehen ist, in der ein Schneideinsatz gehalten wird, welcher eine oder mehrere Schneid·^- kanten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugtasche (14-) zwei oder mehr Seitenkanten (22) aufweist, die in Querrichtung eine von der ebenen Form abweichende Gestalt besitzen und in Eingriff mit entsprechenden Seitenkanten (21) des Schneideinsatzes (20) stehen, welche komplementär dazu ebenfalls eine von der ■ebenen Form abxveichende Gestalt aufweisen, so daß der Einsatz in der Tasche sicher gelagert ist und eine Bewegung quer zu den Seitenkanten (22) verhindert wird.
- 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ebenen Form abweichenden Seitenkanten (21, s 22) einander seitlich gegenüberliegende Kantenteile aufweisen, die eine Keilwirkung ausüben und die Querbewegung des Einsatzes (20) in der Tasche (14) verhindei'n.
- 3. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemmeinrichtung (16) zum sichren Festklemmen des Einsatzes (20) in der Tasche (14) vorgesehen ist..
- 4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung eine Klemmfläche (17) aufweist, welche eine komplementär zu den Seitenkanten (21) des Einsatzes (20) ausgebildete, gekrümmte Querschnittsform aufweist.309881/0358
- 5· Werkzeug nach Anspruch. 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kihrungselnrichtungen (23, 24) vorgesehen sind, mit denen die Klemmeinrichtung (16) zum Verhindern der Bewegung in Querrichtung relativ zur Tasche (14) gehalten wird.
- 6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Zunge (24) und eine Wut (23) aufweist, die an der Klemmeinrichtung (16) bzw. dem Werkzeughalter (11) vorgesehen sind.
- 7· Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche "(14) durch einen offenen V-förmigen Einschnitt gebildet wird, der durch zwei einander sehneidende Kanten (21) mit gekrümmtem Querschnitt dargestellt wird, wobei die Seiten der Tasche offen sind und der Schneideinsatz (20) an einer Bewegung in Querrichtung durch den Eingriff seiner Seitenkanten, die In Querrichtung gekrümmt ausgebildet sind, mit den komplementär ausgebildeten Seltenkanten der Tasche gehindert wird.
- 8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (14) in einer Platte(13) ausgebildet ist, die am Schaft (11) des Werkzeughalters, angebracht ist.
- 9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (H) an einem Ende eine verringerten Querschnitt aufweisende Hinterdrehung (12) sowie am. gleichen Ende eine Ausnehmung zur Aufnahme der die Tasche(14) enthaltenden Platte (13) besitzt.309881/0358
- 10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden An Sprüche-, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal für eine Kühlmittelzufuhr vorgesehen ist, der die Kühlflüssigkeit gegen eine Schneidkante (31) eines Schneideinsatses (20) richtet, der in die Tasche (Ή) eingesetzt ist.
- 11. Werkzeug nach Anspruch-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelkanal (37; ^0) sich durch die Klemmeinrichtung (16) erstreckt, die den Einsatz (20) in der Tasche (14) festklemmt und in der Nähe der Schneidkante eine Klemmflache aufweist.
- 12. Schneideinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) zur "Verwendung bei einem abspanenden Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
- 13. Schneideinsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (20) im wesentlichen dreieckige Gestalt besitzt, daß jede der drei Seitenkanten (21) konkave Querschnittsform besitzt, und daß die Spitzen des Dreiecks derart bearbeitet sind, daß eine Reihe von drei in gleichen Winkelabständen liegenden Schneidkanten (31) gebildet wird, wobei die Seitenflächen des Einsatzes an jeder der drei Seitenkanten hohlgeschliffen sind, um für die drei Schneidkanten das erforderliche seitliche Spiel zu schaffen.3 09881/0358Leerseite
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