DE3206529C2

DE3206529C2 - Befestigungsvorrichtung für Schneidelemente

Info

Publication number: DE3206529C2
Application number: DE19823206529
Authority: DE
Inventors: Günter Dr.-Ing. 4230 Wesel Ostermann
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE3206529A1

Abstract

Vorrichtungen für die Befestigung von mit Spannmulden ausgestatteten Schneidelementen an Werkzeughaltern sind häufig mit einem Spannarm ausgestattet, der sich in der Spannmulde auf dem Schneidelement abstützt und der über eine Befestigungseinheit mit Spannrichtung auf den Werkzeughalter mit diesem in Verbindung steht. Zur Verbesserung der Klemmwirkung des Spannarms durch Erzeugung einer Kraftwirkung nicht nur in Richtung auf die Auflage des Schneidelements weist der Spannarm (4) mehrere in die Spannmulde (6) eingreifende Spannfinger (14, 15) auf, die in der Spannebene (Pfeil 13) des Befestigungselements elastisch gegeneinander beweglich ausgebildet sind und von denen zumindest einer als Vorspannelement (15), insbesondere die seitliche Anlage des Schneidelements (3) quer zur Spannrichtung (Pfeil 13) bewirkt. Der zumindest eine weitere Hauptspannfinger (14) stellt als Hauptspannelement, insbesondere die Auflage des Schneidelements (3) in Spannrichtung am Werkzeughalter (1) sicher.

Description

wcgungsspielraum der Spannfinger gegeneinander fest; die Länge des Spalts, weicher vom Endabschnitt des Spannarms im Bereich der Spannmulde in Richtung auf die Bcfesligungseinheit ausgeht, richtet sich nach den Fcdercigcnschaften des verwendeten Werkstoffs.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind die Spannfinger feste Bestandteile des Spannsinis; dieser ist also teilweise geschlitzt (Anspruch 2).

Die Spannfinger können jedoch auch aus Einzelteilen bestehen, die entweder unmittelbar oder mittelbar über Zwischenstücke aneinander befestigt sind (Anspruch 3). Die Befestigung der Einzelteile kann beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Schweißen oder Löten erfolgen. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht insbesondere darin, daß die die Spannfinger bildenden Einzelteile aus unterschiedlichem Material (d. h. insbesondere aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Federeigenschaften) bestehen können (Anspruch 5). Insbesondere isi es danach möglich, beispielsweise nur die als Vor-Spannelemente dienenden Vorspannfinger zj.s Federstahl herzustellen.

Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist der Spalt zwischen den Spannfingern zumindest teilweise, vorzugsweise auf einem Teil seiner Längserstrekkung, mit einem elastischen Werkstoff ausgefüllt (Anspruch 4). Der elastische Werkstoff, vorzugsweise Gummi oder ein geeigneter Kunststoff, kann zur Schwingungsdämpfung und/oder dazu verwendet werden, eine Verschmutzung des Spalts während des Zerspanungs- no Vorgangs zu verhindern. I

Das Verhältnis der Stärke zwischen den Vorspannfingern und den Hauptspannfingern hängt von der jeweils gewünschten Kraftwirkung quer zur Spannrichtung bzw. in Spannrichtung ab. Vorzugsweise weisen die Vorspannfinger eine geringere Materialstärke auf als die Hauptspannfinger (Anspruch 6).

Die Länge des Spalts zwischen den Spannfingern ist zweckmäßig so bemessen, daß dieser allenfalls bis in die Nähe der Bohrung für die Befestigungseinheit reicht (Anspruch 7). Der Spalt kann sich unter Ums'ändcn jedoch auch über die Bohrung hinaus erstrecken. Um die gewünschte Wirkung der Spannfinger auf das Schneidelement sicherzustellen, sind die Spannfinger und der sie trennende Spalt in Richtung des Schneidelements abgcwinkelt (Anspruch 8).

Die lagesicherung des Schncidelcments bezüglich des Werkzeughalters kann gegebenenfalls dadurch weiter verbessert werden, dacl zumindest einer der Spannfinger die gleiche Breite aufweist wie die Spannmulde (Anspruch <?): bei einer derartigen Ausführungsiorm stützt sich der zumindest eine Spannfinger zusätzlich an den Seitenwänden der Spannmulde ab. Je nach der Form der in Frage kommenden Spannfinger kann sich eine punktförmige, linienhafte oder auch flächenhafte Berührung mit den Seitenwänden ergeben.

Bei Ausführungsformen mit lediglich zwei Spannfingern (d. h. einem Hauptspannfinger und einem Vorspannfinger) ist die Oberfläche des Vorspannfingers vorzugsweise so ausgebildet, daß sich eine lediglich Ii- w) nicnhafte Anlage an der Rückwand der Spannmulde ergibt (Anspruch 10). Vorzugsweise ist der in die Spannmulde eingreifende Eingriffsabschnitt des Spannarms nach Art einer Kugel!;alolte ausgebildet (Anspruch 11); es kann jedoch auch vorteilhaft sein, den bzw. die 1 lauptspannfingcr über den der Grundfläche der Spannmuldc zugewandten Endabschnitt flächig an dieser abzustützen.

Der Erfindungsgegenstand ist für Sciineidelemenie mit beliebig ausgebildeten Spannmulden verwendbar; diese können beispielsweise nach Art einer Kugeikaiotte, quaderförmig gegebenenfalls mit abgerundeten Übergängen, pyramidenförmig oder kegelstumpfförmig geformt sein. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang lediglich, daß der Eingriffsabschnitt des Spannarms gegebenenfalls der Form der Spannmulde angepaßt ist, damit die zugehörigen Spannfinger die ihnen bestimmte Aufgabe erfüllen können (Anspruch 12).

Dier Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein Schneidwerkzeug mit einem zwei Spannfinger aufweisenden Spannarm,

F i g. 2a, b einen Teilschnitt durch einen Spannarm mit zwei Spannfingern im Bereich einer Wendeschneidplatte bei nicht angezogener bzw. angev^ener Spanneinheit,

F i g. 3a, b einen Teillängsschnitt durch eine Wendeschneidplatte mit einer Spannmulde in Form eines Kugelabschnitts bzw. einen Schnitt nach Linie lll-ill in F i g. 3a, und

F i g. 4a, b einen Teillängsschnitt durch eine Wendeschneidplatte mit einer Spannmulde in Form eines Pyramidenslumpfes bzw. einen Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 4a.

Das Schneidwerkzeug gemäß F i g. 1 weist als wesentliche Bestandteile einen Werkzeughalter 1 mit einer Aufnahme 2, eine Wendeschneidplatte 3 und einen Spannarm 4 mit einer Befestigungsbohrung 4' für eine nicht dargestellte Befestigungseinheit in Form einer Spannschraube auf; diese stützt sich — gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Federelements — über einen Führungsabschnitt an dem obenliegenden Zentrierabschnitt 4" der Befestigungsbohrung 4' afc. Der Spannarm 4 ist auf der von der Wendeschneidplatte 3 abgewandten Seite mit einem gegebenenfalls auf dem Werkzeughalter 1 aufliegenden Stützfuß 5 ausgestattet. Die mit einer Spannmulde 6 ausgestattete Wendeschneidplatte 3 ist einerseits über die untenliegende Auflagefläche 7 und andererseits über zumindest eine Seitenwand 8 sowie die der Befestigungseinheit bzw. der Befestigungsbohrung 4' zugewandte Rückwand 9 der Aufnahme gehalten.

Der Spannarm 4 ist — ausgehend von seinem in die Spannmulde 6 eingreifenden Eingriffsabschnitt 10 mit Blickrichtung auf die Befestigungsbohrung 4' — mit einem Spalt 11 versehen, der vor der Befestigungsbohrung 4' in einer Abschlnßbohrung 12 endet und der senkrecht zur Spannebene, das heißt senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Die in der Zeichenebene liegende Spannebene ist gleichzeitig durch den Pfeil ?3 festgelegt, welcher die auf den Werkzeughalter 1 zielende Spannrichtung andeutet.

Abhängig von den gewünschten Werkstoffeigenschaften und dem gewünschten Betriebsverhalten kann der Spalt 11 in Richtung auf den Stützfuß 5 des Spannarms 4 bis in den Bereich der Befestigungsbohsung 4' oder über diese hinaus verlängert sein.

Bedingt durch den Spalt 11 weist der Spannarm 4 in dem der Wendeschneidplatte 3 zugewandten Bereich zwei Spannfinger auf, nämlich einen oberen, stärker dimensionierten Hauptspannfinger 14 und einen unteren, schwächer dimensionierten Vorspannfinger 15. Der Verlauf des Spaltes 11 ist vorzugsweise der äußeren Form des Soannarms 4 aneeDaßt: entsprechendes eilt

für die Ausbildung insbesondere des Vorspannfingers 15 im Hinblick auf den zugehörigen Teil der Spannmulde 6.

Beim Anziehen der nicht dargestellten Befestigungseinheit in Richtung auf den Werkzeughalter 1 bewirkt der Vorspannfinger 15 vorrangig die seitliche Anlage der Wendeschneidplatte 3 quer zur Spannrichtung (Pfeil 13) an der Rückwand 9 der Aufnahme 2; der Hauptspannfinger 14 stützt sich über seinen Endabschnitt 14', weicher der Grundfläche 6' der Spannmuldc 6 zugewandt iss, auf der Wendeschneidplatte 3 ab und bewirkt dadurch deren Auflage in Spannrichtung (Pfeil 13) an der Auflagefläche 7 der Aufnahme 2.

Die Bemessung des Hauptspannfingers 14 und des Vorspannfingers 15 hängt von der jeweils aufzubringenden Kraft ab; der Bewegungsspiclraum der beiden Spannfinger gegeneinander ist durch die Spalthöhc /;

zur SpEnneb^ne (Pfeil 13) fcstge- Beding·, durch c'ic Form snimyi r'ingriffsiihsehnilKsliilyt

/vcrl F i er 9\

Das Verhalten der Spannfinger 14 und 15 während des Spannvorgangs wird nachfolgend anhand der F i g. 2 erläutert:

Vor dem Anziehen der Befestigungseinheit in Richtung des Pfeiles 13 (vgl. dazu Fig. 1) liegt die Wendeschneidplatte 3 auf der Auflagefläche 7 auf. ohne die Rückwand 9 der Aufnahme zu berühren. Der Endabschnitt 14' bzw. 15' der Spannfinger befindet sich noch oberhalb der Grundfläche 6', das heißt die Spannfinger greifen nur mit pinem Teil ihres Eingriffsabschnitts 14" bzw. 15" in die Spannmulde ein. Durch Anziehen der Befestigungseinheit wird der Spannarm mit den zugehörigen Spannfingern in Richtung des Pfeiles 13 auf den Werkzeughalter 1 zubewegt, wodurch unter Einwirkung des Eingriffsabschnitts 15" des Vorspannfingers 15 die Wendeschneidplatte 3 nach rechts mitgeführt und schließlich mit einer bestimmten Kraft an der Rückwand 9 festgehalten wird.

Die Fortsetzung des Spannvorgangs führt schließlich zu einer Bewegung des Hauptspannfingers 14 in die in F i g. 2b strichpunktiert angedeutete Klemmstellung, in welcher der Endabschnitt 14' mit einer bestimmten Spannkraft auf der Grundfläche 6' aufliegt: während der Bewegung des Hauptspannfingers in die Klcmmstellung bleibt die Stellung des Vorspannfingers praktisch unverändert. Ermöglicht wird die Relativbewegung zwischen den beiden Spannfingern durch die Verwendung eines Werkstoffs mit geeigneten Federeigenschaften.

Die Spannkraft, die mittels der Befestigungseinheit auf den Spannarm 4 aufgebracht wird, bewirkt also sowohl die seitlicti· Anlage als auch die Auflage der Wendeschneidplatte 3 am Werkzeughalter 1 bzw. an den zugehörigen Flächen 7 und 9 der Aufnahme 2 (vgl. Fig. I). Diese Doppelklcmmunggewährleistet eine einwandfreie Befestigung der Wendeschneidplatte während ihres Arbeitseinsatzes.

Die Ausbildung der Spannfinger 14 und 15 im Bereich der Spannmulde 6. das heißt die Ausbildung des jeweiligen Eingriffsabschnitts 14" bzw. 15", kann beliebig sein und wird allenfalls durch die Form der Spannmulde selbst beeinflußt. Diese kann also derart ausgebildet sein, daß sich die Wendeschneidplatte möglichst einfach und preisgünstig, beispielsweise durch Pressen, herstellen läßt.

Hei der in F i g. i dargestellten Ausführungsform weist die Wendeschneidplatte 3 eine Spannmulde 6 in Form eines Kugelabschnitts auf, an den die Eingriffsabschnitte 14" und 15" angepaßt sind. Die beiden Spannfinger sind bezüglich des Kugelabschnitts so angeordnet, daß der Endabschnilt 14' des Hauplspannfingers 14 im Bereich der Mittelachse 6" des Kugelabschnitts auf der Wendeschneidplatte 3 aufliegt. Die Breite der Spannfinger 14 und 15 (vgl. F i g. 3b) ist so gcwithll, (litt!

diese den Kugelabschnitt insoweit praktisch ausfüllen, das heißt auch seitlich anliegen.

Bei der in I· i g. 4 dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgcgcnslandes, deren Wendeschneidplatte 3 eine Spannmulde 6 in Form eines Pyramidenstumpfes

to aufweist, sind die Spannfinger 14 und 15 sowohl hinsichtlich ihres Kingriffsabschnitts 14" bzw. 15" als auch hinsichtlich ihres Querschnitts unterschiedlich ausgebildet. Während der in der Zeichcnebcnc liegende Querschnitt des Haupispannfingcrs 14 einen kreisförmig £C-rundeten Eingriffsabschnitt 14" aufweist, ist der entsprechende Querschnitt des Vorspannfingers 15 der zugehörigen Schrägflächc der Spannmukle 6 angepaßt, i

sich der Hauptspannfinger 14 in der Nähe der Miuel-

2» achse 6" lediglich linicnhaft an der Grundfläche 6' der Spannmulde ab. Die Form des Hauptspannfingers quer zur Zeichcncbenc (vgl. F i g. 4b) ist der Spannmulde derart angepaßt, daß der Eingriffsabschnitt 14" diese insoweit vollständig ausfüllt, also auch eine Fixierung der

2i Wendeschneidplatte 3 quer zur Zeichenebene bewirkt. Der Vorspannfinger 15 dagegen ist quer zur Zeichencbcntf fvgl. Fig.4b) nach An eines Kreisabschnitts ausgebildet und berührt daher die ihm gegenüberliegende Wiind 6'" der Spannmukle 6 lediglich linienhaft.

jo Im Gegensatz zu der in F i g. 1 und F i g. 2 dargestellten Ausführungsform kann der Spannarm mehrere aus Einzelteilen bestehende Spannfinger aufweisen, die entsprechend den gewünschten Eigenschaften gegebenenfalls aus unterschiedlichem Material bestehen können:

Insbesondere kann dabei der Vorspannfingcr 15 im Gegensatz zum zugehörigen Hauptspannfinger i4 aus Fcdcrstahl gefertigt sein.

Die Wirkung und Handhabung der crfindungsgcniaßcn Befestigungsvorrichtung kann dadurch weiter vcrbessert werden, daß der Spalt 11 zumindest auf einem Teil seiner Längserstreckung mit Gummi ausgefüllt ist. Dieses dämpft einerseits die beim Zerspanungsvorgang auftretenden Erschütterungen bzw. Schwingungen und verhindert andererseits eine Verschmutzung und

V\ etwaige Blockierung des Spaltes 11.

Der Erfindungsgcgenstand kann auch bei Schneidwerkzeugen und bei Spannarmc;i zur Anwendung kommen, die andersartig als in I" i g. 1 dargestellt ausgebildet sind. Wesentlich ist in dem hier interessierenden Zusammcnhang eine geeignete Ausbildung sowohl des i.'pannarms. das heißt insbesondere des Vorspannfingcrs, als auch der Spannmuldc, das heißt insbesondere des mit dem Vorspannfinger zusammenwirkenden Teils der Spannmulde, die eine exakte Ausrichtung und Befcsti-

5^r> gung der Wendeschneidplatte in der Aufnahme der Schneidwerkzeugs ermöglichen. Die Spannmulde und der Vorspannfinger müssen also hinsichtlich ihrer Ausbildung so aufeinander abgestimmt sein und so ineinandergreifen, daß die Wendeschneidplatte beim Anziehen

Mi der Befestigungseinheit auch gegen die Seitenwand bzw. Scitenwände und die Rückwand der Aufnahme gedrückt wird

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Befestigung von mit Spannmulden ausgestatteten Schneidelementen, insbesondere von Wendeschneidplatten, an W'erkzeughal- · tern, mit einem Spannarm, der sich zur Festlegung des Schneidelements in waagerechter und lotrechter Richtung in dessen Spannmulde abstützt und der über eine mit einer Bohrung versehene Befestigungseinheit mit lotrechter Spannrichtung beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarm (4) mehrere in die Spannmulde (6) eingreifende, übereinanderliegende Spannfinger (14, 15) aufweist, die durch einen sie voneinander trennenden Spalt (11) federnd gegeneinander beweglich ausgebildet sind und von denen zumindest einer als Vorspannfinger (15) die seitliche Anlage des Schneidelp.ments (3) und zumindest ein weilerer als Hauptspsirafinger (14) die Auflage des Schneidelemems auf'dem Werkzeughalter (1) bewirkt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfinger (14,15) feste Bestandteile des geschlitzten Spannarms (4) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfingev (14,15) aus Einzelleilen bestehen, die zumindest mittelbar aneinander befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (11) zwischen den Spannringern (14, 15) zumindest teilweise mit einem elastischen Werkstoff Ausgefüllt ist.

5. Vorrichtung nach vinem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Vorspannfinger (15) und Hauptspannfinger (14) aus unterschiedlichem Material gefertigt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfinger (15) eine geringere Materialstärke aufweisen als die Hauptspannfinger (14).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis δ, gekennzeichnet durch einen Spalt (11), der allenfalls bis in die Nähe der Befestigungsbohrung (4') reicht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfinger (14, 15) und der sie trennende Spalt (11) in Richtung des Schneidelements abgewinkelt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Spannfinger die gleiche Breite aufweist wie die vt Spannmulde (6).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit lediglich zwei Spannfingern, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Vorspannfingers (15) ünienhaft an der Rückwand (6"') der Spannmul- v> de (6) anliegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

10. dadurch gekennzeichnet, daß der in die Spannmulde (6) eingreifende Eingriffsabschnill (14", 15") des Spannarms (4) nach Art einer Kugelkalottc aus- ho gebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kingriffsabschnitt (14", 15") des Spannarms (4) der l'onn der Spnnnmulde (6) angepaßt ist. _h<-,

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Befestigung von mit Spannmulden ausgestatteten Schneidelemcntcn, insbesondere von Wendeschneidplatten, an Werkzeughaltern, mil einem Spannarm, der sich zur Festlegung des Schneidelcmcnts in waagerechter und lotrechter Richtung in dessen Spannmulde abstützt und der über eine mit einer Bohrung versehene Bcfcstigungseinheit mit lotrechter Spannrichlung bc; ufschlagt wird.

Bei den bekannten Befestigungsvorrichtungen der genannten Gattung wird der Spannarm durch Anziehen der beispielsweise als Spannschraube ausgebildeten Refestigungseinheit gegen das Schneidelement gedrückt., wodurch dieses in der zugehörigen Schneidelement-Aufnahme des Werkzeughalters festgehalten wird. Da. sowohl die Spannmulde als auch die Aufnahme — die meistens eine Auflagefläche und mehrere der Lagesicherung dienende Seitenflächen aufweist — insbesondere fcrtigungsbedingle Ungenauigkciten aufweisen., läßt sich eine exakte Lagesicherung des Schneidelemenls in der Aufnahme normalerweise nicht erreichen. Während des Arbeitseinsatzes des Schneidelements kann dieses daher bezüglich der Aufnahme unerwünschte Bewegungen ausführen, die eine exakte Bearbeitung des in Frage kommenden Werkstücks zumindest erschweren u*«d gegebenenfalls einen Bruch des Schneidelement zur Folge haben.

In der DE-OS 25 55 035 ist eine Befestigungsvorrichtung für ein mit zwei Spa η π mulden ausgestattetes Schneidelement vorbeschrieben, dessen Spannarm sich über zwei mit Abstand nebeneinander angeordnete Spannfinger gleichzeitig in den beiden Spannmulden abstützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die galtungsgemäße Befestigungsvorrichtung in der Weise wciterzucntwickeln, daß das Anziehen der Befestigungseinheil nicht nur eine Kraftwirkung in .Spannrichtung, das heißt in Richtung auf d;?. Auflagefläche der Schncidclcment-Aufnahme, sondern auch eine die seitliche Anlage in der Aufnahme sicherstellende Kraftwirkung zur Folge hat. Trol/ dieser Kraftwirkung in /wci verschiedenen Richtungen soll die zu entwickelnde Befestigungsvorrichtung verhältnismäßig einfach aufgebaut und wenig störanfällig sein.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Befestigungsvorrichtung gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der der Erfindung zugrundeliegende Lösungsgedanke besteht danach insbesondere darin, den in die Spannmuldc eingreifenden Spannarm aus zumindest zwei durch einen Spalt voneinander getrennten, federnd gegeneinander beweglichen Spannfingern aufzubauen, die vorrangig entweder die seitliche Anlage des Sehneidclemcnts quer zur .Spannrichtung oder die Auflage des Schneidelcnients in Spannrichlung am Werkzeughalter, das heißt in Richtung auf die Auflage der Sehncidclcnicnt-Aufnahnie, bewirken. Die Spannfinger, also der bzw. die Vorspiinnfingcr und der b/.w. die lliiuptspannfingcr, können so ausgebildet sein, daß sie beim Anziehen der Befestigungseinheit entweder gleichzeitig oder auch nacheinander auf die .Spnnnmuldc des Sehneidi-Ienients einwirken. Im lcizigenannien !•all wird zunächst über den b/w. über die Vorspannfinger die seitliche Anlage des Sehneidclemcnts in der Aufnahme sichergestellt, bevor anschließend über den b/.w. die I liiuplspannfinger die endgültige Befestigung durch Anpressen des Schneidelcmcnts in Richtung ;ιιιΓ die Auflagefläche herbeigeführt wird.

Die Spalthöhc parallel zur Spannebene legt den Bc-