CH701915A2

CH701915A2 - Chucking device i.e. hydraulic expansion chuck, for machine-cutting tool i.e. end milling cutter, has cooling agent channel connected with longitudinal channels by area limited by passage surface of opening and by front surface of shaft

Info

Publication number: CH701915A2
Application number: CH01524/09A
Authority: CH
Inventors: Hansruedi Baer; Peter Heinemann
Original assignee: Swiss Tool Systems Ag
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-03-31

Abstract

The device has groove-shaped longitudinal channels (25) for a cooling agent produced at an area of a front part (2a) of a central opening (2) in a base (1). A stop screw (20) is provided with a central cooling agent channel (22) and fastened in the rear part (2b) of the central opening. A cylindrical tool-shaft (3) having a front surface (3a) is supportable at the stop screw. The cooling agent channel is connectable with the longitudinal channels by an area (24) limited by a passage surface (2c) of the central opening on one side and by the front surface of the tool shaft on another side.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für spanende Werkzeuge gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a clamping device for cutting tools according to the preamble of claim 1.

[0002] Spannvorrichtungen dieser Art sind als sogenannte Dehnspannfutter bekannt. Sie umfassen einen Grundkörper, der eine Zentralöffnung sowie eine zu dieser koaxiale äussere Klemmkonusfläche aufweist, wobei die Zentralöffnung einen vorderen Teil für die Aufnahme eines zylindrischen Werkzeug-Schaftes und einen im Durchmesser abgesetzten, für eine Kühlmittelzufuhr vorgesehenen hinteren Teil aufweist, zwischen denen eine Absatzfläche vorhanden ist. Mit der Klemmkonusfläche ist eine axial verstellbare Klemmhülse wirkverbunden, die zum Verspannen des Werkzeug-Schaftes mit dem Grundkörper dient. Das Kühlmittel wird unter Druck durch einen zentralen Kühlmittelkanal des an der Absatzfläche abgestützten Werkzeug-Schaftes geleitet. Durch die Verspannung der Klemmhülse mit der Klemmkonusfläche werden grosse Kräfte auf den Werkzeug-Schaft ausgeübt, so dass insbesondere bei Werkzeugen mit kleinen Durchmessern die Gefahr besteht, dass der durch die Kühlmittelbohrung geschwächte Werkzeug-Schaft zusammengedrückt wird. Clamping devices of this type are known as so-called Dehnspannfutter. They comprise a main body, which has a central opening and an outer clamping cone surface coaxial therewith, the central opening having a front part for receiving a cylindrical tool shank and a diameter-deposited, provided for a coolant supply rear part, between which a shoulder surface present is. With the Klemmkonusfläche an axially adjustable clamping sleeve is operatively connected, which serves to clamp the tool shaft with the base body. The coolant is passed under pressure through a central coolant channel of the tool shaft supported on the shoulder surface. Due to the tension of the clamping sleeve with the clamping cone surface, large forces are exerted on the tool shank so that, in particular with tools with small diameters, there is the danger that the tool shank weakened by the coolant bore will be compressed.

[0003] Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auch Werkzeug-Schäfte kleineren Durchmessers mit grossen Spannkräften eingespannt werden können. The present invention has been based on the object to provide a clamping device of the type mentioned, in which also tool shanks smaller diameter can be clamped with large clamping forces.

[0004] Die Aufgabe ist erfindungsgemäss durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. The object is achieved by a clamping device with the features of claim 1.

[0005] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Spannvorrichtung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Further preferred embodiments of the inventive clamping device form the subject of the dependent claims.

[0006] Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung erlaubt zylindrische Werkzeug-Schäfte, auch Stahl- und Hartmetallschäfte, mit hoher Spannkraft einzuspannen, wobei auch Schäfte kleineren Durchmessers (z.B. 6 mm) problemlos eingespannt werden können. The clamping device according to the invention allows cylindrical tool shanks, including steel and carbide shanks, to be clamped with high clamping force, whereby also shafts of smaller diameter (for example 6 mm) can be easily clamped.

[0007] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Spannvorrichtung im Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 2, mit einem an einer Anschlagschraube abgestützten Werkzeug-Schaft; und <tb>Fig. 2<sep>die Spannvorrichtung nach Fig. 1in Frontansicht; <tb>Fig. 3<sep>eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einem einen zentralen Kühlmittelkanal aufweisenden Werkzeug-Schaft.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it: <Tb> FIG. 1 <sep> an embodiment of an inventive clamping device in a longitudinal section along the line II-II in Figure 2, with a supported on a stop screw tool shank. and <Tb> FIG. 2 <sep> the clamping device of Figure 1in front view. <Tb> FIG. 3 <sep> a representation corresponding to FIG. 1 with a tool shaft having a central coolant channel.

[0008] In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Spannvorrichtung für spanende Werkzeuge wie z.B. Schaftfräser dargestellt. Sie umfasst einen Grundkörper 1 mit einer Zentralöffnung 2, die einen vorderen Teil 2a für die Aufnahme eines zylindrischen Werkzeug-Schaftes 3 sowie einen im Durchmesser abgesetzten, für eine Kühlmitteizufuhr vorgesehenen hinteren Teil 2b aufweist. Zwischen den beiden Teilen 2a, 2b der Zentralöffnung 2 ist eine Absatzfläche 2c vorhanden. Der Grundkörper 1 ist ferner mit einer zur Zentralöffnung 2 koaxialen äusseren Klemmkonusfläche 4 ausgestattet, mit welcher eine axial verstellbare Klemmhülse 5 zusammenwirkt, die zum Verspannen des Werkzeug-Schaftes 3 mit dem Grundkörper 1 dient. In Fig. 1 and Fig. 2 is a clamping device for cutting tools such. End mill shown. It comprises a main body 1 with a central opening 2, which has a front part 2a for receiving a cylindrical tool shank 3 and a diameter offset, provided for a Kühlmitteizufuhr rear part 2b. Between the two parts 2a, 2b of the central opening 2, a shoulder surface 2c is present. The main body 1 is further equipped with a coaxial with the central opening 2 outer clamping cone surface 4, with which an axially adjustable clamping sleeve 5 cooperates, which serves to clamp the tool shaft 3 with the base body 1.

[0009] Die Klemmhülse 5 steht in einer kraftschlüssigen Verbindung mit einem Gewindering 6, der mit einem Gewinde 7 des Grundkörpers 1 wirkverbunden ist, und mittels welchem die axiale Verstellung der Klemmhülse 5 bewerkstelligt wird. Die kraftschlüssige Verbindung der Klemmhülse 5 mit dem Gewindering 6 erfolgt über eine Anzahl Kugeln 8, die in einer Ringnut untergebracht sind, die sich aus einer Umfangsnut 9 der Klemmhülse 5 und einer Umfangsnut 10 im Gewindering 6 zusammensetzt. Die Kugeln 8 werden in die Ringnut über eine radiale Öffnung 11 im Gewindering 6 eingebracht, die mit einer Verschlussschraube 12 verschliessbar ist. Die Verstellung des Gewinderinges 6 und somit auch der Klemmhülse 5 erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Hakenschlüssels, wozu der Gewindering 6 am Umfang mit radialen Vertiefungen 15 ausgestattet ist, oder mit einem bedienungsfreundlichen 2-Hand-Rollenspannschlüssel, der an der Mantelfläche 16 des Gewinderinges 6 angreift. The clamping sleeve 5 is in a frictional connection with a threaded ring 6, which is operatively connected to a thread 7 of the base body 1, and by means of which the axial adjustment of the clamping sleeve 5 is accomplished. The non-positive connection of the clamping sleeve 5 with the threaded ring 6 via a number of balls 8, which are housed in an annular groove, which is composed of a circumferential groove 9 of the clamping sleeve 5 and a circumferential groove 10 in the threaded ring 6. The balls 8 are introduced into the annular groove via a radial opening 11 in the threaded ring 6, which can be closed with a locking screw 12. The adjustment of the threaded ring 6 and thus also of the clamping sleeve 5, for example, by means of a hook wrench, to which the threaded ring 6 is provided on the circumference with radial recesses 15, or with an easy-to-use 2-hand roller tensioning wrench, which engages the lateral surface 16 of the threaded ring 6 ,

[0010] Im hinteren Teil 2b der Zentralöffnung 2 ist eine Anschlagschraube 20 eingeschraubt, die einen vorzugsweise zentralen Kühlmittelkanal 22 aufweist. Am Umfang des vorderen Teiles 2a der Zentralöffnung 2, der für die Aufnahme des zylindrischen Werkzeug-Schaftes 3 vorgesehen ist, ist erfindungsgemäss eine Anzahl von nutenförmigen Längskanälen 25 für das Kühlmittel angefertigt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs über den Umfang verteilte Längskanäle 25 vorgesehen (vgl. Fig. 1). Befindet sich die Anschlagschraube 20 in einer aus Fig. 2 ersichtlichen, gegenüber der Absatzfläche 2c hervorstehenden Stellung, so wird der zylindrische Werkzeug-Schaft 3 mit seiner hinteren Stirnfläche 3a an der vorderen Stirnfläche 21 der Anschlagschraube 20 abgestützt, und der Kühlmittelkanal 22 steht über den einerseits durch die Absatzfläche 2c der Zentralöffnung 2 und anderseits durch die Stirnfläche 3a des Werkzeug-Schaftes 3 begrenzten Raum 24 mit den Längskanälen 25 in Verbindung. In the rear part 2b of the central opening 2, a stop screw 20 is screwed, which has a preferably central coolant passage 22. At the periphery of the front part 2a of the central opening 2, which is provided for receiving the cylindrical tool shaft 3, according to the invention a number of groove-shaped longitudinal channels 25 made for the coolant. In the illustrated embodiment, six distributed over the circumference longitudinal channels 25 are provided (see Fig. 1). 2, the cylindrical tool shaft 3 is supported with its rear end face 3a on the front end face 21 of the stop screw 20, and the coolant channel 22 protrudes beyond the stopper screw 20 on the one hand by the shoulder surface 2c of the central opening 2 and on the other hand by the end face 3a of the tool shank 3 limited space 24 with the longitudinal channels 25 in connection.

[0011] Auf diese Art und Weise können auch Werkzeug-Schäfte eingespannt und vorteilhaft gekühlt werden, die keinen zentralen Kühlmittelkanal aufweisen. Dies ist insbesondere für das Einspannen von Werkzeug-Schäften kleineren Durchmessers von Bedeutung. Beim Verspannen der Klemmhülse 5 mit dem Grundkörper 1 werden grosse Kräfte auf den jeweiligen Werkzeug-Schaft ausgeübt, wobei die Gefahr besteht, dass der durch den zentralen Kühlmittelkanal geschwächte-Werkzeug-Schaft zusammengedrückt wird. Die Kühlung am Umfang des Werkzeug-Schaftes ist auch vorteilhaft für Materialien mit kleiner Wärmeleitfähigkeit (z.B. rostfreie Stähle). In this way, tool shanks can be clamped and advantageously cooled, which do not have a central coolant channel. This is particularly important for the clamping of tool shanks of smaller diameter. When clamping the clamping sleeve 5 with the base body 1 large forces are exerted on the respective tool shaft, with the risk that the weakened by the central coolant channel-tool shaft is compressed. Cooling at the periphery of the tool shank is also beneficial for materials with low thermal conductivity (e.g., stainless steels).

[0012] Die nutenförmigen Längskanäle 25 verlaufen mit Vorteil parallel zur Achse A der Zentralöffnung 2, was jedoch nicht zwingend notwendig ist (es wären beispielsweise wendeiförmige Längskanäle auch denkbar). Sie sind vorzugsweise im Querschnitt gerundet, wobei ihre Tiefe kleiner ist als der Rundungsradius. Die Anzahl und Grösser dieser Längskanäle wird so gewählt, dass neben einer optimalen Kühlung stets ausreichende Spannfläche zur Verfügung steht. The groove-shaped longitudinal channels 25 are advantageously parallel to the axis A of the central opening 2, but this is not absolutely necessary (for example, helical longitudinal channels would also be conceivable). They are preferably rounded in cross-section, with their depth being smaller than the radius of curvature. The number and size of these longitudinal channels is chosen so that in addition to optimum cooling always sufficient clamping surface is available.

[0013] Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung erlaubt jedoch, in einer einfachen Art und Weise von der Umfangskühlung auf die an sich bekannte Innenkühlung umzustellen. Zu diesem Zweck braucht lediglich die Anschlagschraube 20 aus der gegenüber der Absatzfläche 2c hervorstehenden Stellung nach Fig. 1 in eine gegenüber der Absatzfläche 2c zurückversetzte Stellung nach Fig. 3 verstellt zu werden. Ein mit einem zentralen Kühlmittelkanal 30 versehener Werkzeug-Schaft 3 ́ wird dann mit seiner hinteren Stirnfläche an der Absatzfläche 2c der Zentralöffnung 2 abgestützt und sein Kühlmittelkanal 30 an den Kühlmittelkanal 22 der Anschlagschraube 20 angeschlossen. However, the inventive clamping device allows to switch in a simple manner from the peripheral cooling on the known internal cooling. For this purpose, only the stop screw 20 from the opposite to the shoulder surface 2c protruding position shown in FIG. 1 needs to be adjusted in a relation to the shoulder surface 2c set back position shown in FIG. 3. A provided with a central coolant passage 30 tool shaft 3 is then supported with its rear end face on the shoulder surface 2c of the central opening 2 and its coolant passage 30 is connected to the coolant channel 22 of the stop screw 20.

[0014] Beim in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird bei der Abstützung des Werkzeug-Schaftes 3 ́ an der Absatzfläche 2c die Verbindung des in der Anschlagschraube 20 angefertigten Kühlmittelkanals 22 mit den Längskanälen 25 unterbrochen. Über die Anschlagschraube 20 kann die axiale Längenverstellung des Werkzeuges durchgeführt werden. When illustrated in Fig. 3 embodiment, the connection of the prepared in the stop screw 20 coolant channel 22 is interrupted with the longitudinal channels 25 in the support of the tool shaft 3 on the shoulder surface 2c. About the stop screw 20, the axial length adjustment of the tool can be performed.

[0015] In axialen Endbereichen des Gewinderinges 6 sind einerseits ein Dichtungsring 31 zwischen dem Gewindering 6 und der mit diesem kraftschlüssig verbundenen Klemmhülse 5 und anderseits ein Dichtungsring 32 zwischen dem Gewindering 6 und dem Grundkörper 1 vorgesehen, durch welche die Spannvorrichtung gegen Verschmutzung geschützt und somit wartungsarm ausgestaltet ist. In the axial end portions of the threaded ring 6, a sealing ring 31 between the threaded ring 6 and the frictionally connected with this clamping sleeve 5 and on the other hand, a sealing ring 32 between the threaded ring 6 and the base body 1 are provided on the one hand, by which the clamping device protected against contamination and thus low maintenance.

[0016] Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung erlaubt, zylindrische Werkzeug-Schäfte, auch Stahl- und Hartmetallschäfte, mit hoher Spannkraft einzuspannen, wobei auch Schäfte kleineren Durchmessers (z.B. 6 mm) problemlos eingespannt werden können. Sie zeichnet sich durch hohe Rundlaufgenauigkeit und hohe Dämpfung (hohe Standzeiten der Schneiden) aus, Es ist auch Spannen von Schäften mit erhöhten Rundlauffehlern möglich. Es können auch handelsübliche Reduzierhülsen eingesetzt werden. Das Spannen der Werkzeuge ist einfach, ohne dass teurere Vorrichtungen wie Schrumpf- oder Pressaggregate benötigt werden. Der ausgewuchtete, rotationssymmetrische Aufbau ist bei hohen Drehzahlen von Vorteil. Nicht zuletzt handelt es sich um eine verschleissarme Konstruktion. Das Kühlmittel kann selbstverständlich auch als Schmiermittel dienen. The clamping device according to the invention makes it possible to clamp cylindrical tool shanks, including steel and carbide shanks, with a high clamping force, whereby shafts of smaller diameter (for example 6 mm) can also be clamped without difficulty. It is characterized by high concentricity and high damping (long service life of the cutting edges). It is also possible to clamp shanks with increased concentricity errors. It can also be used commercial Reduzierhülsen. The clamping of the tools is simple, without the need for more expensive devices such as shrinking or pressing units. The balanced, rotationally symmetrical design is advantageous at high speeds. Last but not least, it is a low-wear construction. Of course, the coolant can also serve as a lubricant.

Claims

1. Clamping device for cutting tools, comprising a base body (1) having a central opening (2) and an outer coaxial to this clamping cone surface (4), wherein the central opening (2) has a front part (2a) for receiving a cylindrical tool Shaft (3; 3) and a diametrically offset, provided for a coolant supply rear part (2b), between which a shoulder surface (2c) is present, and with an axially adjustable clamping sleeve (5) with the clamping cone surface ( 4) is operatively connected and provided for bracing the tool shaft (3; 3) with the base body (1), characterized in that on the circumference of the front part (2a) of the central opening (2) a number of groove-shaped longitudinal channels (25) is made for the coolant, wherein in the rear part (2b) of the central opening (2) with a coolant channel (22) provided stop screw (20) or the like can be fastened, at which the tool U-shaft (3) with its end face (3a) can be supported, wherein the coolant channel (22) via a on the one hand by the shoulder surface (2c) of the central opening (2) and on the other hand by the end face (3a) of the tool shaft (3) limited space (24) with the longitudinal channels (25) is connectable.

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the stop screw (20) from a relative to the shoulder surface (2c) of the central opening (2) protruding position in a relation to the shoulder surface (2c) set back position is adjustable, in which the tool shaft (3) with its end face on the shoulder surface (2c) can be supported, wherein in the stop screw (20) made coolant channel (22) with a central coolant passage (30) of the tool shaft (3) is connectable.

3. Clamping device according to claim 2, characterized in that in the support of the tool shank (3) on the shoulder surface (2c) of the central opening (2) the compound of the stopper screw (20) made in the coolant channel (22) with the longitudinal channels (25) is interrupted.

4. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the longitudinal channels (25) parallel to the axis (A) of the central opening (2) extend.

5. Clamping device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the longitudinal channels (25) are rounded in cross section, wherein their depth is smaller than the radius of curvature.

6. Clamping device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the longitudinal channels (25) are distributed uniformly over the circumference of the central opening (2).

7. Clamping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the clamping sleeve (5) is non-positively connected to a threaded ring (6) which is operatively connected to a main body thread (7) and by means of which the clamping sleeve (5) axially is adjustable.

8. Clamping device according to claim 7, characterized in that in the axial end regions of the threaded ring (6) on the one hand, a sealing ring (31) between the threaded ring (6) and the frictionally connected with this clamping sleeve (5) and on the other hand, a sealing ring (32) between the Threaded ring (6) and the base body (1) are provided.