DE3918033A1

DE3918033A1 - Schneidwerkzeug fuer die bearbeitung von innen- und aussenkonturen an werkstuecken

Info

Publication number: DE3918033A1
Application number: DE19893918033
Authority: DE
Inventors: Heiner Dipl Ing Fees; Manfred Goetz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Mapal Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge Dr Kress KG
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1990-12-06

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Schneidwerkzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Schneidwerkzeug dieser Gat tung (DE-PS 32 01 508) sind zum Einjustieren der Schneidplatte und zu deren Festklemmen an der Stützschulter des Werkzeuggrundkörpers je ein eigenes Schraubelement vorgesehen. Die Schneidplatte ist an einer Spannpratze angeordnet, die um eine axial und radial zur Schneidplatte versetzte Achse drehbar am Werkzeuggrundkörper gela gert ist. Die radiale Einjustierung der Schneidplatte gegenüber der Werkzeugachse erfolgt durch Drehen der Spannpratze gegenüber dem Werkzeuggrundkörper, wobei zwangsläufig auch die Winkelstellung der Schneidplatte gegenüber der Werkzeugachse verändert wird. Zum Fest klemmen der Schneidplatte bzw. -kante an der Stützschulter des Werk zeuggrundkörpers wird die Spannpratze im rechten Winkel gegen die Stützschulter gezogen, wonach die Schneidplatte durch Reibungsschluß am Werkzeuggrundkörper festgehalten ist. Diese Ausführung benötigt verhältnismäßig viel Platz und ist daher für Werkzeuge ungeeignet, mit denen sehr kleine Bohrungen bearbeitet werden sollen. Ferner eignet sich die bekannte Anordnung auch nicht für eine Hochgeschwin digkeitsbearbeitung, weil die Schneidplatte gegen radiales Heraus fliegen aus dem sich drehenden Werkzeug nicht formschlüssig am Werk zeuggrundkörper festgehalten ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs zeichnet sich durch einen besonders kompakten Aufbau aus, bei welchem grundsätzlich nur eine Stellschraube zum Justieren und eine Spannmutter zum Festklemmen der Schneidplatte benötigt wird, und welcher daher die Möglichkeit einer Miniaturisierung des Werkzeugs und der Präzisionsbearbeitung von Bohrungen mit kleinem Durchmesser eröffnet.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteil hafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch möglich.

Eine formschlüssige Befestigung der Schneidplatte am Werkzeuggrund körper läßt sich bei Ausbildung des Werkzeugs gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 erreichen. Ein derart ausgebildetes Werkzeug ist für eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung geeignet, weil die bei rotie rendem Werkzeug auf die Schneidkante einwirkende Fliehkraft gegen die axiale Spannschulter der Stellschraube wirkt, wodurch der Form schluß sicher erhalten bleibt. Die Schneidplatte kann so gestaltet sein, daß der an ihrem Massenschwerpunkt angreifende Fliehkraftvek tor durch den Bereich der Stützschulter des Werkzeuggrundkörpers geht. Ferner ergibt sich der Vorteil, daß nach dem Lösen der Spann mutter die Schneidplatte aus dem Plattensitz herausgekippt und ent nommen werden kann, ohne daß die Stellschrauben und Spannmuttern vom Werkzeuggrundkörper völlig gelöst werden müssen.

Die Merkmale der Ansprüche 3 bis 5 ergeben ein Werkzeug, bei welchem die Stellschraube und die Spannmutter leicht zugänglich sind und welches daher beim Auswechseln, Einjustieren und Festklemmen einer Schneidplatte besonders einfach handhabbar ist.

Die Schneidplatte kann gegen Drehen um eine senkrecht auf der Stütz schulter des Werkzeuggrundkörpers stehende Achse beispielsweise durch Schultern am Werkzeuggrundkörper, die mit den Stirnseiten der Schneidplatte zusammenwirken, festgehalten werden. Insbesondere bei längeren Schneidplatten kann es jedoch gemäß Anspruch 6 vorteilhaft sein, wenn zu ihrem Einjustieren und Festklemmen zwei Stellschrauben nebeneinander vorgesehen werden. In diesem Fall kann auch durch un terschiedliches Einstellen der Stellschrauben die Schneidkante der Schneidplatte in einem begrenzten Maß schräg zur Werkzeugachse ein gestellt werden.

Bei Werkzeugen für die Bearbeitung von Stufenbohrungen kann vorteil haft eine axiale Einstellung der Schneidplatte durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in ver größertem Maßstab dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Reibwerk zeug bzw. Feinbohrwerkzeug mit einer durch zwei Stellschrauben ju stierten und befestigten Schneidplatte, Fig. 2 eine Seitenansicht des Werkzeugs nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durch die Bohrstange des Werkzeugs nach der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Schneidplatte des Bohrwerkzeugs und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das Werkzeug hat als Grundkörper eine Bohrstange 10, deren vorderer Endabschnitt 12 mit einer Abflachung 14 versehen ist und eine Schneidplatte 16 trägt, die durch die nachstehend beschriebenen Mit tel auswechselbar an der Bohrstange 10 befestigt ist. Die Schneid platte 16 ist als Träger für eine Schneidleiste 18 aus hochver schleißfestem Werkstoff ausgebildet, die an der Schneidplatte 16 starr oder gegebenenfalls auch auswechselbar, beispielsweise über eine Schwalbenschwanzführung, befestigt ist. Die Schneidplatte 16 könnte jedoch auch selbst aus verschleißfestem Werkstoff bestehen und unmittelbar die Schneidleiste bilden bzw. eine Schneidkante 20 aufweisen.

Die Bohrstange 10 ist im Bereich der Abflachung 14 mit einer Vertie fung 22 (Fig. 4) versehen, die in der Querschnittsebene 24 (Fig. 1) der Bohrstange 10 beginnt und bis an deren vorderes Ende reicht. Die Vertiefung 22 ist von einer mindestens annähernd in einer Diago nalebene 26 liegenden Längswand 28 und auf der anderen Seite von ei ner Längswand 30 begrenzt, die in einem spitzen Winkel a zur Diago nalebene 26 angeordnet ist und eine Stützschulter für die Schneid platte 16 bildet. Zusätzlich zur längs gestreckten Vertiefung 22 sind an den Querschnittsebenen 32 und 34 (Fig. 1) der Bohrstange 10 je ein von der Abflachung 14 ausgehender und an der gegenüberlie genden Umfangswand der Bohrstange 10 ausmündender Durchbruch 36 vor gesehen, der oberhalb der Bodenwand 38 der Vertiefung 22 je einen halbzylindrischen Abschnitt 40 größeren Durchmessers und daran an schließend einen halbzylindrischen Abschnitt 42 kleineren Durchmes sers hat und unterhalb der Bodenwand 38 einen vollzylindrischen Boh rungsabschnitt 44 bildet. Dieser geht an einer Spannschulter 46 in den halbzylindrischen Abschnitt 42 des Durchbruches 36 über.

Die Schneidplatte 16 ist ein prismatischer Körper, der in Längsrich tung u. a. von zwei Seitenwänden 48, 50 begrenzt ist, die in glei chem Winkel a zueinander angeordnet sind wie die Längswände 28, 30 der Vertiefung 22 in der Bohrstange 10. An zwei Stellen, deren axia ler Abstand dem Abstand der beiden Querschnittsebenen 32, 34 der Bohrstange 10 entspricht, ist die Schneidplatte 16 mit halbzylindri schen Aussparungen 52 versehen, die von oben herunter bis zu einer Spannschulter 54 reichen. Der Halbmesser der Aussparungen 52 ent spricht dem Halbmesser der Abschnitte 40 der Durchbrüche 36 in der Bohrstange 10, so daß sich die paarweise gegenüberliegenden Ab schnitte 40 und Aussparungen 52 je zu zylindrischen Taschen ergän zen, wenn die Schneidplatte 16 in die Vertiefung 22 der Bohrstange 10 eingesetzt ist und mit ihrer Seitenwand 50 an der Längswand 30 der Vertiefung 22 anliegt.

Zum Justieren und Festklemmen der Schneidplatte 16 sind zwei Stell schrauben 60 vorgesehen, die je einen Kopf 62, einen konzentrisch angeordneten Gewindeabschnitt 64 und einen dazwischenliegenden ex zentrischen Schaftabschnitt 66 haben, der oben an einer Ringschulter 68 in den Kopf 62 übergeht und dessen exzentrische Umfangsfläche eine Spannschulter 69 bildet. Der Gewindeabschnitt 64 greift in eine Spannmutter 70 ein, die im Bohrungsabschnitt 44 des Durchbruchs 36 drehbar gelagert ist und sich an der Spannschulter 46 abstützt. Im Kopf 62 der Stellschrauben 60 ist je eine Vertiefung 72 zum passenden Eingriff eines Schlüsselssechskants vorgesehen; die Spannmuttern 70 sind am unteren Innenrand ebenfalls mit Angriffsflächen 74 für ein Werkzeug zum Drehen der Spannmuttern versehen. Zum axialen Verstel len der Schneidplatte 16 ist eine Stellschraube 76 vorgesehen, die in einer quer zur Werkzeugachse 78 angeordneten Gewindebohrung gela gert ist und über eine Kugel 80 gegen die Schneidplatte 16 drückt.

Die Bohrstange 10 ist im Bereich der Schneidplatte 16 mit zwei Füh rungsleisten 82 a und 82 b versehen, die wie die Schneidkante 20 ge ringfügig über die Mantelfläche der Bohrstange 10 radial hervortre ten und die Bohrstange 10 in der Bohrung führen. Die der Schneid kante 20 diametral gegenüberliegende Führungsleiste 82 b bestimmt außerdem durch ihren Abstand zur Schneidkante 20 den Durchmesser der zu fertigenden Bohrung. Über die Führungsleiste 82 a wird der Be arbeitungsdruck abgefangen und unmittelbar auf das Werkstück über tragen. Anstelle von eingesetzten Führungsleisten könnten auch ein zelne Umfangsabschnitte der Bohrstange selbst die Führung überneh men, die zwischen segmentartigen Flächenanschliffen an der Bohr stange 10 gebildet sind. In der Bohrstange 10 sind Kanäle 84, 86 zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zur Schneidleiste 18 und Abführen von Schneidspänen vorgesehen.

Zum Einsetzen, Einstellen und Festklemmen der Schneidplatte 16 wer den die beiden Stellschrauben 60 zunächst unter Festhalten der Spannmuttern 70 soweit nach oben gedreht, daß die Schneidplatte 16 unter die Köpfe 62 der Stellschrauben 60 eingeschwenkt und an die die Stützschulter bildende Längswand 30 der Bohrstange 10 angelegt werden kann. Sodann kann durch Drehen der Stellschrauben 60 die Hö henlage der Schneidplatte 16 an der Längswand 30 und damit der ra diale Abstand der Schneidkante 20 von der Werkzeugachse und gegebe nenfalls auch der Winkel zur Werkzeugachse verändert und auf ge wünschte Werte eingestellt werden. Diese Werte hängen von den radia len Abständen der an den exzentrischen Schaftabschnitten 66 der Stellschrauben 60 gebildeten Spannschultern 69 von den Schraubenach sen (Diagonalebene 26, Fig. 4) ab, welche die Schneidplatte 16 mehr oder weniger weit von den Schraubenachsen abdrücken und dabei auf der Längswand 30 nach oben schieben.

Zum Einstellen oder Voreinstellen der gewünschten Schneidleistenlage gegenüber der Werkzeugachse kann die Bohrstange 10 zwischen zwei in die beiden Mündungen des Kanals 84 eingreifende Spitzen eines Ein stellgerätes aufgenommen und das Einstellmaß durch zwei Meßuhren überprüft werden. Wenn die Stellschrauben 60 in die vorgeschriebene Drehstellung gebracht sind, werden die Spannmuttern 70 unter Fest halten der Stellschrauben 60 fest angezogen. Dabei pressen die axia len Spannschultern 68 an den Stellschrauben 60 die Schneidplatte 16 fest an die Längswand 30 der Bohrstange 10 an. Der in Fig. 3 durch den Punkt M gekennzeichnete Massenschwerpunkt der Schneidplatte 16 samt Schneidleiste 18 ist so gewählt, daß der an ihm angreifende Fliegkraftvektor durch den Bereich der Längswand 30 der Bohrstange 10 geht.

Als Einstellungshilfe könnten an den Stellschrauben 60 und an den sie umgebenden Oberflächenbereichen der Bohrstange 10 Markierungen vorgesehen sein. Ferner könnten Anschläge an den Stellschrauben 60 und der Bohrstange 10 vorgesehen sein, die den Einstellbereich der Stellschrauben 60 begrenzen.

Die erfindungsgemäße Schneidplattenbefestigung kann selbstverständ lich auch bei Mehrfach- bzw. Stufenwerkzeugen für die gleichzeitige Bearbeitung von Innen- und Außenkonturen an Werkstücken vorgesehen sein.

Claims

1. Schneidwerkzeug für die Bearbeitung von Innen- und Außenkonturen an Werkstücken, mit mindestens einer an einem Werkzeuggrundkörper auswechselbar befestigten Schneidplatte, welche durch eine Stell schraube radial zur Werkzeugachse einjustierbar und durch Spannmit tel an einer dem Bearbeitungsdruck aufnehmenden Stützschulter des Werkzeuggrundkörpers festklemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (60) zum radialen Einjustieren der Schneidplatte (16, 18) zugleich ein Spannmittel zum Festklemmen der Schneidplatte (16, 18) an der Stützschulter (30) des Werkzeuggrundkörpers (10) bildet.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Stellschraube (60) ist im spitzen Winkel (a) zur Stützschul ter (30) des Werkzeuggrundkörpers (10) angeordnet und greift in eine Spannmutter (70) ein, die drehbar, jedoch in einer Richtung axial abgestützt am Werkzeuggrundkörper (10) gelagert ist,
b) die Stellschraube (60) ist mit einer der Winkelspitze (b) zuge kehrten axialen Spannschulter (68) versehen, die gegen eine der Win kelöffnung zugekehrte axiale Gegenschulter (54) der an der Stütz schulter (30) anliegenden Schneidplatte (16, 18) drückt, und
c) die Stellschraube (60) ist mit einem exzentrisch zur Schrauben achse angeordneten Längsabschnitt (66) versehen, dessen exzentrische Umfangsfläche eine radiale Spannschulter (69) bildet, welche gegen eine parallel zur Schraubenachse verlaufende radiale Gegenschulter (48) der an der Stützschulter (30) anliegenden Schneidplatte (16, 18) drückt.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (70) an dem der Winkelspitze (b) zugeordneten Ende der Stellschraube (60) angeordnet und in Richtung der Winkelöffung axial am Werkzeugrundkörper (10) abgestützt ist.

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (70) in einer nach außen offenen, zylindrischen Ausneh mung (44) des Werkzeuggrundkörpers (10) eingelagert ist.

5. Schneidewerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die axiale Spannschulter (68) der Stellschraube (60) gebildet ist am Übergang eines mit Angriffsflächen (72) für ein Einstellwerkzeug versehenen Schraubenkopfes (62) zu einem die ra diale Spannschulter (69) bildenden exzentrischen Schaftabschnitt (66).

6. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einjustieren und Festklemmen einer längli chen Schneidplatte (16, 18) zwei nebeneinander angeordnete Stell schrauben (60) vorgesehen sind.

7. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatte (16, 18) über ein quer zur Längserstreckung des Werkzeugrundkörpers (10) in diesem drehbar ge lagertes Stellelement (76) und eine die Querbewegung in eine Längs bewegung umwandelndes Element (80), vorzugsweise eine Kugel, in Achsrichtung einjustierbar ist.