DE4003485A1 - Cutting-tool coupling system - has grooves in taper boss on tool and open its rear end - Google Patents
Cutting-tool coupling system - has grooves in taper boss on tool and open its rear endInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugkupplung, insbesondere für Zerspanungswerkzeuge, die aus einem mit einer ringförmigen axialen Anlagefläche und einer kegeligen Aufnahmebohrung versehenen Aufnahmekörper, einem mit einer ringförmigen axialen Anlagefläche und einem koaxial aufgebohrten kegeligen Aufnahme zapfen versehenen Werkzeughalter oder Zerspanungswerkzeug sowie einer den Aufnahmekörper und das Zerspanungswerkzeug oder den Werkzeughalter axial verspannenden lösbaren Spann einrichtung gebildet ist.The invention relates to a tool coupling, in particular for Cutting tools made from one with an annular axial contact surface and a tapered locating hole provided receiving body, one with an annular axial Contact surface and a coaxially drilled tapered receptacle pin-provided tool holder or cutting tool and one of the receiving body and the cutting tool or the tool holder axially bracing releasable clamping facility is formed.
In der DE-PS 36 42 132 (B 23 B 31/04) und der DE-PS 33 14 591 (B 23 B 31/04) werden Werkzeugkupplungen beschrieben, die auf dem gleichen Konstruktionsprinzip beruhen.In DE-PS 36 42 132 (B 23 B 31/04) and DE-PS 33 14 591 (B 23 B 31/04) tool couplings are described which refer to are based on the same construction principle.
Der Werkzeughalter oder das Zerspanungswerkzeug selbst ist mit einer ringförmigen axialen Anlagefläche und einem kurzen kegeli gen Aufnahmezapfen versehen, der koaxial aufgebohrt ist.The tool holder or the cutting tool itself is included an annular axial contact surface and a short cone provided with a locating pin that is drilled coaxially.
Der Aufnahmekörper, beispielsweise ein Basishalter, ist mit einer axialen ringförmigen Anlagefläche und einer kegeligen Aufnahmebohrung versehen. Die koaxiale Bohrung im kegeligen Aufnahmezapfen ist so bemessen, daß sich der kegelige Aufnahme zapfen beim axialen Verspannen von Aufnahmeteil und Werkzeug halter radial so weit elastisch verformen kann, daß die axialen Anlageflächen zur gegenseitigen Anlage kommen.The receiving body, for example a base holder, is included an axial annular contact surface and a conical Provide mounting hole. The coaxial bore in the tapered Spigot is dimensioned so that the tapered receptacle journal when axially bracing the receiving part and tool holder can deform elastically radially so far that the axial Contact surfaces come to mutual investment.
In der DE-PS 36 42 132 wird die Form der koaxialen Bohrung näher beschrieben. Danach kann diese stufenförmig, zylindrisch oder kegelig sein. Eine Werkzeugkupplung für rotierende Zer spanungswerkzeuge muß außer axialen auch große radiale Kräfte aufnehmen können, ohne daß es zu Lageabweichungen kommt. Deshalb kann die Wandstärke des kegeligen Aufnahmezapfens durch die koaxiale Bohrung nicht beliebig reduziert werden. In DE-PS 36 42 132 the shape of the coaxial bore described in more detail. Then it can be step-shaped, cylindrical or be conical. A tool coupling for rotating cer Cutting tools must also have large radial forces in addition to axial ones can record without there being deviations in position. Therefore, the wall thickness of the tapered locating pin not be reduced arbitrarily by the coaxial bore.
Die notwendige Wandstärke erfordert damit große Einzugs kräfte, um die axialen Anlageflächen zur gegenseitigen Anlage zu bringen. Der Werkstoff des kegeligen Aufnahmezapfens kann bei gleichmäßiger radialer Verformung nur in axialer Richtung aus weichen. Die Wandung der kegeligen Aufnahmebohrung im Aufnahme teil wird dadurch hoch beansprucht und unterliegt einem hohen Verschleiß.The necessary wall thickness therefore requires a large draw-in forces to the axial contact surfaces for mutual contact bring to. The material of the tapered locating pin can be uniform radial deformation only in the axial direction give way. The wall of the tapered mounting hole in the mounting part is subject to high stress and is subject to high Wear.
Die durch die radiale Verformung des Aufnahmezapfens bedingte große Flächenpressung führt bei häufigem Werkzeugwechsel dazu, daß in der kegeligen Aufnahmebohrung in dem Bereich, in dem der Aufnahmezapfen endet, ein Absatz entsteht.The radial deformation of the locating pin large surface pressure leads to frequent tool changes that in the tapered locating hole in the area where the Locating pin ends, a paragraph is created.
In der DE-OS 35 41 236 (B 23 B 31/04) wird eine Werkzeugkupplung beschrieben, bei der der kegelige Aufnahmezapfen mit mehreren, sich über einen Teil seiner Länge erstreckenden und radial zu einer koaxialen Bohrung durchgehenden Schlitzen versehen ist. Eine Funktion dieser Schlitze besteht darin, die radiale elasti sche Verformung des kegeligen Aufnahmezapfens zu ermöglichen, um so eine vollflächige Anlage des Aufnahmezapfens in der Auf nahmebohrung und der axialen Anlageflächen des Aufnahmeteiles und des Werkzeughalters zu erreichen.In DE-OS 35 41 236 (B 23 B 31/04) there is a tool coupling in which the tapered locating pin with several, extending radially over part of its length a coaxial bore through slots is provided. A function of these slots is to make the radial elasti enable the deformation of the tapered locating pin, all the more so that the locating pin is in full contact in the opening receiving bore and the axial contact surfaces of the receiving part and the tool holder.
Diese Schlitze können jedoch zu bleibenden Verformungen in der Wandung der kegeligen Aufnahmebohrung und damit zu einer verminderten Zentriergenauigkeit führen. Durch die Schlitze werden keine großen Einzugskräfte benötigt, da die einzelnen Segmente des Aufnahmezapfens beim Spannen in radialer Richtung ausweichen können. Das hat jedoch den Nachteil, daß der Werkzeug halter bei großen radialen Kräften seitlich ausweichen kann und damit die Bearbeitungsgenauigkeit kleiner wird.However, these slots can cause permanent deformation in the wall of the tapered mounting hole and thus to one lead to reduced centering accuracy. Through the slots no large pull-in forces are required since the individual Segments of the locating pin when tightening in the radial direction can dodge. However, this has the disadvantage that the tool holder can deflect laterally with large radial forces and so that the machining accuracy is reduced.
Für modulare Werkzeugsysteme ist diese Werkzeugkupplung nur bedingt geeignet, da der Aufnahmekegel aus Stabilitätsgründen lang sein muß. Hinzu kommt der sehr große Bearbeitungsaufwand zur Herstellung der Schlitze im Aufnahmezapfen.This tool coupling is only for modular tool systems suitable due to the stability of the cone must be long. In addition, there is the very large processing effort for making the slots in the locating pin.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung einer Werkzeug kupplung, insbesondere für rotierende Zerspanungswerkzeuge, die einen niedrigen Herstellungsaufwand erfordert und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit bei einer langen Lebensdauer ermöglicht.The aim of the invention is to develop a tool coupling, in particular for rotating cutting tools, the requires a low manufacturing cost and high Machining accuracy with a long service life enables.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugkupplung, insbesondere für rotierende Zerspanungswerkzeuge zu entwickeln, die bei einer großen Lage- und Zentriergenauigkeit sowie Starr heit der Verbindung zwischen Aufnahmeteil und Werkzeughalter nur eine kleine Einzugskraft erfordert und die unempfindlich gegen große radial wirkende Kräfte ist.The invention has for its object a tool coupling, to develop especially for rotating cutting tools, which with a great position and centering accuracy as well as rigid unit of the connection between the receiving part and the tool holder requires only a small pull-in force and is insensitive against large radial forces.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den kegeligen Aufnahmezapfen mehrere zur koaxialen Bohrung und zur hinteren Stirnseite des kegeligen Aufnahmezapfens offene, sich axial über einen Teil der Länge des kegeligen Aufnahmezapfens erstreckende und mit einem Radius in die koaxiale Bohrung aus laufenden Nuten gleicher Breite in gleichem Abstand zueinander eingearbeitet sind.This object is achieved in that in the tapered mounting spigot several for coaxial drilling and rear end of the tapered locating pin open to itself axially over part of the length of the tapered locating pin extending and with a radius in the coaxial bore running grooves of the same width at the same distance from each other are incorporated.
Die Nuten erstrecken sich vorzugsweise axial über zwei Drittel der Länge des kegeligen Aufnahmezapfens.The grooves preferably extend axially over two thirds the length of the tapered journal.
Es sind Werkzeughalter bekannt, bei denen in der koaxialen Bohrung des Aufnahmezapfens ein Spannzapfen für einen Zangen greifer angeordnet ist, der aus der koaxialen Bohrung nicht herausragt. In diesem Fall ist es von Vorteil, eine der Anzahl der Greiferschenkel entsprechende Anzahl von Nuten in den kegeligen Aufnahmezapfen einzubringen, die in ihrer radialen Tiefe und der Breite so bemessen sind, daß die Schenkel des Zangengreifers mit genügend Spiel darin bewegt werden können. Durch die Nuten wird der Querschnitt des kegeligen Aufnahme zapfens in gleichmäßigen Abständen geschwächt.Tool holders are known in which in the coaxial Bore of the mounting pin a clamping pin for a pair of pliers Arranged gripper that does not come from the coaxial bore protrudes. In this case it is advantageous to choose one of the number the number of grooves in the gripper legs to introduce tapered locating pins in their radial Depth and width are such that the legs of the Plier gripper can be moved with enough play in it. Through the grooves, the cross section of the tapered seat pin weakened at regular intervals.
Der zwischen jeder Nut und der Kegelmantelfläche verbleibende Querschnitt des kegeligen Aufnahmezapfens wirkt beim Spann vorgang als Verformungszone. Der Werkstoff kann bei der durch den Spannvorgang bewirkten elastischen Verformung in radialer Richtung in die Verformungszonen ausweichen. Das führt gegenüber den übichen Werkzeugkupplungen, deren Aufnahmezapfen nur mit einer koaxialen Bohrung versehen ist, zu einer Reduzierung der Einzugskraft beim Spannen. Gegenüber der bekannten Kupplungs einrichtung mit durchgehenden Schlitzen in Aufnahmezapfen wird eine größere Starrheit gegen radial wirkende Kräfte erreicht, da die Kegelmantelfläche des Aufnahmezapfens geschlossen ist und dadurch die radialen Kräfte über den gesamten Aufnahmezapfen auf das Aufnahmeteil übertragen werden. The one remaining between each groove and the surface of the cone Cross-section of the tapered locating pin is effective when clamping process as a deformation zone. The material can be used in the the clamping process caused elastic deformation in radial Avoid direction in the deformation zones. That leads to the usual tool couplings, the locating pins only with is provided with a coaxial bore to reduce the Pull-in force when tensioning. Compared to the known clutch device with through-going slots in locating pins becomes greater rigidity against radial forces reached because the conical surface of the locating pin is closed and thereby the radial forces over the entire receiving pin are transferred to the receiving part.
Die geschlossene Kegelmantelfläche und leichtere Verformbarkeit des Aufnahmezapfens hat einen geringeren Verschleiß der kegeli gen Aufnahmebohrung des Aufnahmeteiles und damit während der gesamten Lebensdauer eine höhere Lage- und Zentriergenauigkeit zur Folge.The closed conical surface and easier deformability of the mounting pin has less wear on the kegeli gene receiving bore of the receiving part and thus during the higher positioning and centering accuracy over the entire service life result.
Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail. In the drawings shows
Fig. 1 die teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugkupplung ohne Spannmittel im Schnitt, Fig. 1 is a partially side view of a tool coupling according to the invention without tensioning means in section,
Fig. 2 die teilweise Draufsicht auf die Werkzeugkupplung im Schnitt A-A gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows the partial plan view of the tool coupling in section AA according to FIG. 1,
Fig. 3 die teilweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugkupplung mit Spannmitteln im Schnitt B-B gemäß Fig. 4, Fig. 3 shows the partial side view of a tool coupling according to the invention with tensioning means in the section BB of Fig. 4,
Fig. 4 die teilweise Draufsicht auf die Werkzeugkupplung im Schnitt C-C gemäß Fig. 3. Fig. 4 shows the partial plan view of the tool coupling in cross-section CC of FIG. 3.
Die in den Fig. 1 und 2 ohne Spannmittel dargestellte Werk zeugkupplung besteht aus einem Aufnahmeteil 1, das mit einer kegeligen Aufnahmebohrung 2 und einer ringförmigen axialen kegeligen Anlagefläche 3 versehen ist und einem Werkzeughalter 4, der mit einem kegeligen Aufnahmezapfen 5 und einer ringför migen axialen kegeligen Anlagefläche 6 versehen ist.The tool coupling shown in FIGS . 1 and 2 without clamping means consists of a receiving part 1 , which is provided with a conical receiving bore 2 and an annular axial conical contact surface 3 and a tool holder 4 , which with a conical receiving pin 5 and a ringför-shaped axial tapered contact surface 6 is provided.
Der kegelige Aufnahmezapfen 5 ist mit einer koaxialen Bohrung 7 versehen, die sich bis in den Werkzeughalter 4 erstreckt und eine radiale Verformung des kegeligen Aufnahmezapfens 5 beim Spannvorgang ermöglicht.The tapered mounting pin 5 is provided with a coaxial bore 7 which extends into the tool holder 4 and enables a radial deformation of the tapered mounting pin 5 during the clamping process.
In den kegeligen Aufnahmezapfen 5 sind acht Nuten 8 einge arbeitet, die zur koaxialen Bohrung 7 und zur hinteren Stirn seite 9 des kegeligen Aufnahmezapfens 5 offen sind und mit einem Radius 10 in die koaxiale Bohrung 7 auslaufen. Die Nuten 8 sind gleich breit und in gleichem Abstand zueinander angeordnet und erstrecken sich über zwei Drittel der Länge des kegeligen Aufnahmezapfens 5. In the tapered mounting pin 5 eight grooves 8 are working, which are open to the coaxial bore 7 and the rear end face 9 of the tapered mounting pin 5 and run out with a radius 10 in the coaxial bore 7 . The grooves 8 are arranged with the same width and at the same distance from one another and extend over two thirds of the length of the tapered locating pin 5 .
Durch diese Nuten 8 wird der Querschnitt des kegeligen Aufnahme zapfens 5 zwischen dessen Kegelmantelfläche 11 und der koaxialen Bohrung 7 unter Bildung von Verformungszonen 12 geschwächt. Diese Verformungszonen 12 bewirken eine Verkleinerung der Ein zugskraft beim axialen Verspannen von Aufnahmeteil 1 und Werk zeughalter 4. Zu Beginn des Spannvorganges wird der kegelige Aufnahmezapfen 1 am kleinsten Kegeldurchmesser in der kegeligen Aufnahmebohrung 2 zentriert.Through these grooves 8 , the cross section of the tapered receiving pin 5 is weakened between its conical surface 11 and the coaxial bore 7 to form deformation zones 12 . These deformation zones 12 bring about a reduction in the tensile force during axial bracing of the receiving part 1 and tool holder 4 . At the start of the clamping process, the tapered locating pin 1 is centered in the tapered locating bore 2 at the smallest cone diameter.
Während des weiteren Spannvorganges wird der kegelige Aufnahme zapfen 5 im Bereich des kleinsten Kegeldurchmessers radial elastisch verformt. Bei diesem Verformungsvorgang kann der Werkstoff des kegeligen Aufnahmezapfens 5 radial in die Verfor mungszonen 12 ausweichen, was eine Verringerung der Einzugskraft zur Folge hat.During the further clamping process, the tapered receptacle 5 is radially elastically deformed in the region of the smallest cone diameter. In this deformation process, the material of the tapered locating pin 5 can dodge radially into the deformation zones 12 , which results in a reduction in the pull-in force.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Werkzeugkupplung dargestellt, bei der in der koaxialen Bohrung 7 ein Spannzapfen 13 befestigt ist, der die hintere Stirnfläche 9 des kegeligen Aufnahmezapfens 16 nicht überragt. Der Werkzeughalter 4 ist mit dem Aufnahme teil 1 durch einen Zangengreifer axial verspannt, von dem in den Fig. 3 und 4 nur die Greiferschenkel 14 dargestellt sind. Entsprechend der Anzahl der Greiferschenkel 14 sind in den kegeligen Aufnahmezapfen 16 vier Nuten 15 eingearbeitet, die in der Breite und der radialen Tiefe so bemessen sind, daß die Greiferschenkel 14 mit Spiel darin bewegt werden können. Entsprechend der Anzahl der Nuten 15 sind am kegeligen Aufnahme zapfen 16 Verformungszonen 17 gebildet. In FIGS. 3 and 4, a tool coupling is shown in the coaxial bore 7 a clamping pin 13 is fixed at the one of the conical receiving pin 16 does not project beyond the rear end face 9. The tool holder 4 is axially clamped to the receiving part 1 by a pliers gripper, of which only the gripper legs 14 are shown in FIGS. 3 and 4. According to the number of gripper legs 14 , four grooves 15 are incorporated in the conical receiving pin 16 , which are dimensioned in width and radial depth such that the gripper legs 14 can be moved therein with play. According to the number of grooves 15 pin 16 deformation zones 17 are formed on the tapered receptacle.
Aufstellung der in der Erfindungsbeschreibung verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used in the description of the invention
1- Aufnahmeteil
2- kegelige Aufnahmebohrung im Aufnahmeteil 1
3- ringförmige axiale kegelige Anlagefläche des Aufnahmeteiles 1
4- Werkzeughalter
5- kegeliger Aufnahmezapfen des Werkzeughalters 4
6- ringförmige axiale kegelige Anlagefläche des Werkzeughalters 4
7- koaxiale Bohrung im Aufnahmezapfen 5
8- Nuten im Aufnahmezapfen 5
9- hintere Stirnseite des Aufnahmezapfens 5
10- Radius der Nuten 8
11- Kegelmantelfläche des kegeligen Aufnahmezapfens 5
12- Verformungszonen zwischen den Nuten 8 und der Kegel
mantelfläche 11
13- Spannzapfen
14- Greiferschenkel eines Zangengreifers
15- Nuten im Aufnahmezapfen 16
16- kegeliger Aufnahmezapfen
17- Verformungszonen 1 - receiving part
2 - tapered mounting hole in the mounting part 1
3 - annular axial conical contact surface of the receiving part 1
4 - tool holder
5 - tapered mounting pin of the tool holder 4
6 - annular axial tapered contact surface of the tool holder 4
7 - coaxial bore in the locating pin 5
8 - Grooves in the locating pin 5
9 - rear face of the locating pin 5
10 - radius of the grooves 8
11 - Tapered surface of the tapered mounting pin 5
12 - zones of deformation between the grooves 8 and the conical surface 11
13 - chucking spigot
14 - gripper leg of a pliers gripper
15 - Grooves in the locating pin 16
16 - conical locating pin
17 - Deformation zones
Claims (3)
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Legal Events
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