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DE102010008187A1 - Werkzeug zur spanenden Materialbearbeitung sowie Verfahren zum Ausrichten von Schneideinsätzen in einem solchen Werkzeug - Google Patents

Werkzeug zur spanenden Materialbearbeitung sowie Verfahren zum Ausrichten von Schneideinsätzen in einem solchen Werkzeug Download PDF

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DE102010008187A1
DE102010008187A1 DE102010008187A DE102010008187A DE102010008187A1 DE 102010008187 A1 DE102010008187 A1 DE 102010008187A1 DE 102010008187 A DE102010008187 A DE 102010008187A DE 102010008187 A DE102010008187 A DE 102010008187A DE 102010008187 A1 DE102010008187 A1 DE 102010008187A1
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DE
Germany
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cutting insert
tool
cutting
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clamping device
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Withdrawn
Application number
DE102010008187A
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English (en)
Inventor
Andreas 50996 Würfels
Dirk Dr. 90547 Kammermeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kennametal Inc
Original Assignee
Kennametal Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Kennametal Inc filed Critical Kennametal Inc
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Priority to CA2787779A priority patent/CA2787779A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (10) zur spanenden Materialbearbeitung, mit einem Grundkörper (12) und mindestens zwei Schneideinsätzen (14), die am Grundkörper (12) direkt oder indirekt befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Spannvorrichtung (30) vorgesehen ist, mittels der die Schneideinsätze (14) in einer ausgerichteten Position relativ zum Grundkörper (12) festgespannt werden können. Die Erfindung betrifft auch eine Baugruppe mit einem Werkzeug (10) zur spanenden Materialbearbeitung und einer Lehre (32), wobei das Werkzeug (10) einen Grundkörper (12) mit mindestens einem Schneideinsatz (14) aufweist, der am Grundkörper (12) direkt oder indirekt befestigt werden kann, sowie mindestens eine Spanneinrichtung, mittels welcher der Schneideinsatz (14) in einer ausgerichteten Position relativ zum Grundkörper (12) festgespannt werden kann, wobei die Lehre (32) das Werkzeug (10) so aufnehmen kann, dass der Schneideinsatz (14) sich in einer Sollposition am Werkzeug (10) befindet und durch Betätigung der Spanneinrichtung (30) in der Sollposition festgespannt werden kann. Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Befestigen von mindestens einem Schneideinsatz (14) an einem Grundkörper (12) eines Werkzeugs (10) zur spanenden Materialbearbeitung mittels der folgenden Schritte: zunächst wird der Grundkörper (12) mit dem Schneideinsatz (14) bestückt. Dann wird der Grundkörper (12) in einer Lehre (32) angeordnet, wobei die Lehre (32) den Schneideinsatz (14) in eine Sollposition bringt. Schließlich wird der Schneideinsatz (14) in der Sollposition am Grundkörper (12) festgespannt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanenden Materialbearbeitung, mit einem Grundkörper und mindestens zwei Schneideinsätzen, die am Grundkörper direkt oder indirekt befestigt sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Baugruppe mit einem solchen Werkzeug und einer Lehre, die zur Ausrichtung der Schneideinsätze am Grundkörper dient. Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Befestigen von Schneideinsätzen an einem Grundkörper eines solchen Werkzeugs.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug handelt es sich um einen Fräser, Bohrer oder Reibwerkzeug im weitesten Sinne, also um ein Werkzeug, das in Drehung versetzt wird und zum spanenden Materialabtrag eingesetzt wird. Zum Bearbeiten des zu zerspanenden Materials sind am Grundkörper des Werkzeugs mehrere Schneideinsätze vorgesehen. Diese bestehen meist aus Sintermaterial oder schmelzmetallurgisch hergestellten Schneidstoffen und weisen mindestens eine Schneide auf. Um eine hohe Lebensdauer der verwendeten Schneideinsätze sowie ein hohe Qualität der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks. zu gewährleisten, ist es wichtig, dass die Schneiden aller Schneideinsätze eines Werkzeugs korrekt ausgerichtet sind. Falls die am Werkstück angreifenden Schneiden nicht exakt axial und/oder radial ausgerichtet sind, ergibt sich keine gleichmäßige Oberfläche. Falls einige der Schneideinsätze weiter in Richtung zur Oberfläche des Werkstücks vorstehen als andere, werden die weiter vorstehenden Schneiden vorzeitig verschleißen.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, jeden Schneideinsatz individuell einstellbar am Grundkörper anzubringen. Dies ermöglicht es einem Benutzer des Werkzeugs, die Schneideinsätze einzeln individuell korrekt auszurichten. Aus der Vielzahl der bekannten Konstruktionen seien hier als Beispiele die US 2007/0127992 A1 und die US 2008 0107493 A1 genannt. In der erstgenannten Druckschrift ist ein Fräser gezeigt, bei dem jeder Schneideinsatz an einem Halter angebracht ist, der wiederum in einer Aufnahme des Grundkörpers des Fräsers angeordnet ist. Hinter der vom Schneideinsatz abgewandten Rückseite jedes Halters ist eine Einstellschraube vorgesehen, mittels der die Position jedes Halters in axialer Richtung individuell eingestellt werden kann. Aus der zweiten genannten Druckschrift ist eine Einstellvorrichtung bekannt, die bei Bohrwerkzeugen, Fräsern und Drehwerkzeugen verwendet werden kann. Auch hier wird ein Halter verwendet, an dem der entsprechende Schneideinsatz angebracht ist. Der Halter ist an seinem vom Schneideinsatz entfernten Ende am Werkzeug befestigt und mit einem Biegebereich versehen, sodass das mit dem Schneideinsatz versehene Ende in radialer Richtung nach außen verstellt werden kann. Zur Verstellung ist eine mit einer Exzenterfläche versehene Einstellschraube vorgesehen, die einen mit einer Keilfläche versehenen Einstellschieber verschieben kann, wobei an der Keilfläche des Einstellschiebers wiederum ein Druckstück anliegt, das mit dem Halter zusammenwirkt. Diesen und den anderen bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik ist gemeinsam, dass jeder einzelne Schneideinsatz manuell justiert werden muss. Dieser Aufwand ist auch dann sehr hoch, wenn an einem Halter zwei Schneideinsätze angebracht sind; auch in diesem Fall muss eine aufwendige manuelle Justierung erfolgen.
  • Als Alternative zur manuellen Einstellung jedes einzelnen Schneideinsatzes ist bekannt, hochpräzise gefertigte Schneideinsätze zu verwenden, die in Aufnahmen angeordnet werden, die ebenfalls mit der entsprechenden Präzision hergestellt sind. Auf diese Weise kann das manuelle Einstellen jedes einzelnen Schneideinsatzes vermieden werden. Allerdings erfordern die engen Toleranzen, die sowohl bei der Herstellung der Schneideinsätze als auch bei der Herstellung des Werkzeugs eingehalten werden müssen, einen sehr hohen Fertigungsaufwand, was zu hohen Herstellungskosten führt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Werkzeug sowie ein Verfahren zur Bestückung eines Werkzeugs mit Schneideinsätzen zu schaffen, das sich durch geringe Herstellungskosten für das Werkzeug und die Schneideinsätze auszeichnet und außerdem eine präzise Justierung aller Schneideinsätze mit geringem Aufwand ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Werkzeug der eingangs genannten Art eine zentrale Spannvorrichtung vorgesehen, mittels der die Schneideinsätze in einer ausgerichteten Position relativ zum Grundkörper festgelegt bzw. festgespannt werden können. Das erfindungsgemäße Werkzeug beruht auf dem Grundgedanken, erst alle Schneideinsätze relativ zum Grundkörper auszurichten und dann mehrere Schneideinsätze gleichzeitig in einem Arbeitsgang in ihrer Sollposition festzuspannen. Dies ermöglicht, Schneideinsätze mit normalen Herstellungstoleranzen zu verwenden, und auch bei der Herstellung des Grundkörpers nur die üblichen Toleranzen einzuhalten. Auf diese Weise ergeben sich geringe Herstellungskosten. Die nötige Präzision des Werkzeugs ergibt sich dadurch, dass sich jeder einzelne Schneideinsatz individuell in seiner Sollposition befindet. Durch die Verwendung der zentralen Spanneinrichtung entfällt jedoch der Aufwand, jeden einzelnen Schneideinsatz in seiner Position festspannen zu müssen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass am Grundkörper mehrere Aufnahmen vorgesehen sind, in denen jeweils ein Schneideinsatz angeordnet ist. Durch die Verwendung von einzelnen Aufnahmen für jeden Schneideinsatz ergibt sich eine hohe Festigkeit des Werkzeugs bei hoher Präzision.
  • In Abhängigkeit von den Anforderungen kann entweder jeder Schneideinsatz unmittelbar in die Aufnahme eingebracht werden oder alternativ an einem Halter angebracht sein, der dann wiederum in die entsprechenden Aufnahme eingesetzt wird. Wenn der Schneideinsatz unmittelbar in die Aufnahme eingesetzt werden soll, ist eine gewisse Mindestgröße erforderlich, damit der Schneideinsatz zuverlässig festgespannt werden kann. Dies führt zu einem etwas größeren Materialeinsatz bei der Herstellung des Schneideinsatzes. Dafür entfällt aber der Aufwand, den Schneideinsatz an einem Halter anbringen zu müssen. Wenn dagegen ein Halter verwendet wird, kann der eigentliche Schneideinsatz sehr viel kleiner ausgeführt werden. Dies spart Material bei der Herstellung des Schneideinsatzes, erfordert jedoch die Anbringung am Halter.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schneideinsatz bei nicht betätigter Spannvorrichtung in der Aufnahme in axialer und/oder radialer Richtung verschiebbar sowie verdrehbar ist. Dies ermöglicht, alle Schneideinsätze (gegebenenfalls mit ihren Haltern) korrekt am Grundkörper auszurichten und nach dem Ausrichten in der Sollposition festzuspannen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aufnahme nach Art einer Tasche mit einer Grundfläche, einer Deckenfläche und mindestens einer Seitenfläche ausgeführt ist. Eine solche Aufnahme umschließt den Schneideinsatz (und gegebenenfalls den verwendeten Halter) recht eng, sodass eine gute Führung des Schneideinsatzes im Grundkörper gewährleistet ist.
  • Um eine präzise Ausrichtung der Schneideinsätze zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass die Spannvorrichtung den Schneideinsatz gegen eine Referenzfläche oder auch mehrere Referenzflächen spannt. Diese Referenzfläche kann insbesondere die Grundfläche oder die Deckenfläche der Aufnahme sein. Es ist auch möglich, dass die Referenzflächen von einer oder mehreren Seitenflächen und einer Grund- oder Deckenfläche der Aufnahme gebildet sind. Diese Gestaltung bietet sich an, wenn nur eine axiale Ausrichtung der Schneideinsätze erforderlich ist, wie dies beim Planfräsen der Fall ist.
  • Vorzugsweise sind Andruckmittel vorgesehen, die den Schneideinsatz aus der Aufnahme herauszuschieben versuchen. Die Andruckmittel gewährleisten, dass sich jeder Schneideinsatz im Ausgangszustand in einer Position „außerhalb” der Sollposition befindet. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass mit sehr einfachen Mitteln, beispielsweise einer Lehre, in die der Grundkörper eingesetzt wird, alle Schneideinsätze gleichzeitig in ihre Sollposition geschoben werden. Durch Betätigen der Spannvorrichtung können dann die Schneideinsätze in der Sollposition festgespannt werden.
  • Die Andruckmittel können beispielsweise durch mindestens eine Feder, beispielsweise Blattfeder, oder auch durch mehrere Elastomerelemente, insbesondere Gummielemente gebildet sein.
  • Die Spannvorrichtung kann eine mechanische Spannvorrichtung sein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Spannvorrichtung ein axial mit einem Gewinde verstellbares Spannelement aufweist. Dies ermöglicht, die nötigen Spannkräfte durch Anziehen des Spannelements aufzubringen. Alternativ oder zusätzlich ist möglich, dass die Spannvorrichtung einen Spannkeil aufweist. Auch dies ermöglicht, die nötigen Spannkräfte mit geringem Aufwand zu erzeugen.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Spannvorrichtung eine hydraulische Spannvorrichtung ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Spannvorrichtung eine Dehnkammer aufweist. Eine solche Gestaltung ist grundsätzlich von Dehnspannfuttern bekannt.
  • Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Baugruppe mit einem Werkzeug und einer Lehre, die das Werkzeug so aufnehmen kann, dass der mindestens eine Schneideinsatz sich in einer Sollposition am Werkzeug befinden und durch Betätigung der Spannvorrichtung in der Sollposition festgespannt werden können. Die Aufgabe der Lehre besteht darin, die Schneideinsätze aus ihrer Ausgangsposition, in der sie sich ursprünglich „vorläufig” am Grundkörper befinden, in die Sollposition zu bringen. Wenn Andruckmittel im Grundkörper verwendet werden, besteht die Aufgabe der Lehre insbesondere darin, die Schneideinsätze gleichzeitig in axialer und/oder radialer Richtung in ihre Sollposition zu drücken. In dieser Position können sie dann durch Betätigen der Spannvorrichtung am Grundkörper festgespannt werden.
  • Falls am Werkzeug keine Andruckmittel vorgesehen sind, kann die Aufgabe der Lehre auch darin bestehen, die Schneideinsätze in axialer und/oder radialer Richtung in ihre Sollposition zu ziehen. Zu diesem Zweck können Haltemittel vorgesehen sein, beispielsweise Magnete oder Haltearme.
  • Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Befestigen von Schneideinsätzen an einem Grundkörper eines Werkzeugs zur spanenden Materialbearbeitung, bei dem zunächst der Grundkörper mit den Schneideinsätzen bestückt wird. Dann wird der Grundkörper in einer Lehre angeordnet, wobei die Lehre die Schneideinsätze in ihre Sollposition bringt. Schließlich wird jeder Schneideinsatz in seiner Sollposition am Grundkörper festgespannt. Bei diesem Verfahren wird das präzise Ausrichten aller Schneideinsätze in einem einzigen Schritt vorgenommen, nämlich durch das simple Anordnen des mit den Schneideinsätzen bestückten Grundkörpers in einer Lehre. Es ist nicht erforderlich, jeden Schneideinsatz individuell auszurichten.
  • Hierbei ist es grundsätzlich möglich, jeden Schneideinsatz mit einer individuellen Spanneinrichtung festzuspannen. Vorzugsweise wird jedoch eine Spannvorrichtung verwendet, die mehr als einen Schneideinsatz spannt, um den Aufwand für die Befestigung der Schneideinsätze zu verringern. Insbesondere wird eine zentrale Spannvorrichtung verwendet, mit der alle Schneideinsätze gleichzeitig festgespannt werden können. Auf diese Weise ergibt sich ein minimaler Aufwand für die Befestigung der Schneideinsätze.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
  • 1 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Werkzeug;
  • 2 in einer schematischen Schnittansicht eine Aufnahme im Werkzeug mit darin angeordnetem Schneideinsatz gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei das Werkzeug in einer Lehre angeordnet ist;
  • 3 eine Schnittansicht senkrecht zur Schnittansicht von 2;
  • 4 schematisch das Werkzeug der 1 bis 3 beim Einsetzen in die Lehre;
  • 5 eine Ansicht entsprechend 2, wobei eine zweite Ausführungsform gezeigt ist;
  • 6 die zweite Ausführungsform in einer Ansicht entsprechend 3;
  • 7 in einer schematischen Schnittansicht ein Werkzeug mit einer mechanischen Spannvorrichtung; und
  • 8 in einer schematischen Ansicht ein Werkzeug mit einer hydraulischen Spannvorrichtung.
  • In 1 ist schematisch ein Werkzeug 10 zur spanenden Materialbearbeitung gezeigt, das einen Grundkörper 12 aufweist. Am Grundkörper sind mehrere Schneideinsätze 14 angebracht, die bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sowohl in radialer Richtung über die Umfangsfläche U als auch in axialer Richtung über eine Stirnseite S des Grundkörpers 12 hervorstehen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 10 ein Fräser. Die Art und Weise der Anbringung der Schneideinsätze 14 am Grundkörper 12 kann grundsätzlich auf jedes andere Werkzeug zur spanenden Materialbearbeitung angewendet werden, bei dem mehrere Schneideinsätze in einer bestimmten Position anzubringen sind, beispielsweise Bohrwerkzeugen.
  • Jeder Schneideinsatz 14 ist hier an einem Halter 16 (siehe auch die 2 und 3) angebracht, der jeweils in einer taschenartigen Aufnahme 18 des Grundkörpers 12 angeordnet ist. Jede Aufnahme 18 ist gebildet durch eine Grundfläche 20, eine der Grundfläche 20 gegenüberliegende Deckenfläche 22 sowie zwei Seitenflächen 24, 26, welche die Grundfläche 20 mit der Deckenfläche 22 verbinden.
  • Die Abmessungen der Aufnahme 18 sind so ausgeführt, dass der Halter 16 zusammen mit dem Schneideinsatz 14 mit Spiel in die entsprechende Aufnahme 18 eingesetzt werden kann. Aus diesem Grunde ist jeder Halter 16 in der Aufnahme 18 sowohl in axialer Richtung A als auch in radialer Richtung R verschiebbar. Zusätzlich kann der Halter 16 und damit der Schneideinsatz 14 um eine Achse gedreht werden, die senkrecht auf der Grundfläche 20 steht (siehe Pfeil D in 2). Zwischen den Seitenflächen 24, 26 der Aufnahme 18 und den diesen gegenüberliegenden Rändern des Halters 16 sind drei Andruckmittel 28 angeordnet, die hier als Gummielemente ausgeführt sind. Diese beaufschlagen den Halter 16 und damit den Schneideinsatz 14 sowohl in axialer Richtung A als auch in radialer Richtung R nach außen aus der Aufnahme 18 hinaus.
  • Auf der der Grundfläche 20 gegenüberliegenden Seite der Aufnahme 18 ist eine Spannvorrichtung 30 angeordnet, die den Halter 16 gegen die Grundfläche 20 beaufschlagen kann. Wenn die Spannvorrichtung 30 aktiviert ist, ist der Halter 16 fest gegen die Grundfläche 20 verspannt, die dann als Referenzfläche für die Ausrichtung des Schneideinsatzes wirkt.
  • Gemäß einer nicht dargestellten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Schneideinsätze und/oder die Aufnahmen für die Schneideinsätze geometrisch so geformt sind, dass sie die Werkzeugaufnahme nicht radial verlassen können, wenn sich die Spannkraft der Spannvorrichtung im Betrieb in unerwünschter Weise verringert.
  • Zur Ausrichtung und Justierung der Schneideinsätze 14 im Grundkörper 12 wird eine Lehre 32 verwendet, in welcher der Grundkörper 12 angeordnet werden kann. Die Lehre 32 ist mit in 2 angedeuteten Zentriergestaltungen 38 versehen, die gewährleisten, dass der Grundkörper 12 sowohl in radialer Richtung zentriert als auch in axialer Richtung in der richtigen Höhe in der Lehre 32 zu liegen kommt. Zur Positionierung der Schneideinsätze weist die Lehre 32 eine axiale Anlagefläche 34 sowie eine radiale Anlagefläche 36 auf.
  • Die Lehre ist aus einem Material gefertigt, das die Beschädigung der Schneidkanten der Schneideinsätze nahezu ausschließt, gleichzeitig aber die präzise Positionierung gewährleistet. Als Material bietet sich Aluminium, Kunststoffe mit hoher Härte sowie Hartholz an.
  • Anhand von 4 wird nun erläutert, wie die Lehre 32 die Schneideinsätze 14 in ihre Sollposition bringt. Die Andruckmittel 28 gewährleisten, dass in der Ausgangsposition der Schneideinsatz 14 zusammen mit dem Halter 16 in radialer und axialer Richtung über die Sollposition hinaus nach außen vorsteht. In dieser Ausgangsposition trifft der Schneideinsatz 14, wenn der Grundkörper in die Lehre 32 eingeschoben wird, zunächst auf eine schräg ausgerichtete Einführfläche 40. Beim weiteren Einschieben wird der Schneideinsatz 14 von der Einführfläche 40 radial nach innen geschoben, bis dieser auf die radiale Anlagefläche 36 gelangt. Wenn der Grundkörper 12 auf die Zentriergestaltung 38 aufgesetzt wird, gelangt der Schneideinsatz 14 auch in Kontakt mit einer axialen Anlagefläche 34. Beide Anlageflächen 34, 36 bewirken, dass der Schneideinsatz 14 zusammen mit seinem Halter 16 entgegen der Wirkung der Andruckmittel 28 in radialer und in axialer Richtung in die Aufnahme 18 hinein verschoben wird. Die Andruckmittel 28, die in 4 in einer alternativen Ausgestaltung als Blattfedern gezeigt sind, gewährleisten dabei, dass die Schneidkanten des Schneideinsatzes 14 in ihrer korrekten Ausrichtung an der axialen Anlagefläche 34 und der radialen Anlagefläche 36 anliegen. Die Andruckmittel 28 sind hinsichtlich ihrer Andruckkraft und ihrer Wirkungsrichtung so abgestimmt, dass ein unerwünschtes Verkippen des Schneideinsatzes 14 um eine seiner Ecken verhindert ist. Daher liegt der Schneideinsatz 14, wie in 2 zu sehen ist, mit seinen beiden Schneidkanten an der axialen Anlagefläche 34 und der radialen Anlagefläche 36 an. Diese Position entspricht der Sollposition des Schneideinsatzes 14 relativ zum Grundkörper 12.
  • Beim Einsetzen des Grundkörpers 12 mit den in den Aufnahmen angeordneten Schneideinsätzen wird nicht nur der beispielhaft in den 2 bis 4 gezeigte Schneideinsatz 14 in seine Sollposition gebracht, sondern es werden sämtliche Schneideinsätze gleichzeitig in ihre Sollposition gebracht. Sobald der Grundkörper 12 des Werkzeugs sich in der Lehre 32 befindet und dadurch automatisch alle Schneideinsätze in ihre Sollposition gebracht sind, wird die Spannvorrichtung 30 betätigt, sodass gleichzeitig alle Schneideinsätze 14 (indirekt über ihre Halter 16) in der entsprechenden Aufnahme 18 festgespannt werden. Das Werkzeug ist dann einsatzbereit.
  • Alternativ zur beschriebenen Lehre mit schrägen Einführflächen kann auch eine Lehre verwendet werden, die aus mehreren Teilen besteht und die aus einer geöffneten Position in eine geschlossene Position zusammengeschoben werden kann. Bei einer solchen Ausführung kommt es zu (nahezu) keiner Verschiebung der Schneiden der Schneideinsätze auf der Oberfläche der Lehre, was sowohl ein Ausbrechen der Schneiden als auch einen Verschleiß der Lehre verhindert.
  • Es ist zu erkennen, dass die Lehre wiederverwendet werden kann. So kann jedes neue Werkzeug, das mit Schneideinsätzen bestückt werden soll, in der entsprechenden, passenden Lehre justiert werden, und es kann auch ein bereits bestücktes Werkzeug mit der passenden Lehre nachjustiert werden, indem das Werkzeug in die Lehre eingesetzt wird, die Spannvorrichtung 30 gelöst wird, sodass die Andruckmittel 28 die Schneideinsätze wieder gegen die Anlageflächen 34, 36 drücken können, und dann die Spannvorrichtung wieder aktiviert wird.
  • Es ist auch möglich, einen standardisierten Grundkörper zu verwenden, in den verschiedene Aufnahmen oder Schneideinsätze eingesetzt werden, die mittels unterschiedlicher Lehren ausgerichtet werden.
  • In den 5 und 6 ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
  • Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform der Schneideinsatz 14 unmittelbar in der entsprechenden Aufnahme 18 angebracht ist. Es wird kein Halter verwendet, sodass der Schneideinsatz 14 von der Spannvorrichtung 30 direkt gegen die als Referenzfläche wirkende Grundfläche 20 gespannt wird.
  • In 7 ist schematisch eine mechanische Spannvorrichtung 30 gezeigt, die einen Spannring 42 mit einer Keilfläche 44 aufweist sowie einer Spannschraube 46. An der Keilfläche 44 liegt eine Spannkugel 48 an, die im Grundkörper 12 geführt ist. Durch Anziehen der Spannschraube 46 wird der Spannring 42 im Grundkörper 12 in einer Spannrichtung S verstellt, sodass die Spannkugel 48 radial nach außen beaufschlagt wird. Die Spannkugel 48 drückt unmittelbar gegen den Halter 16 bzw. den Schneideinsatz 14, sodass dieser gegen die Grundfläche der entsprechenden Aufnahme 18 gespannt wird.
  • In 8 ist ein Werkzeug mit einer hydraulischen Spannvorrichtung 30 gezeigt. Die Spannvorrichtung 30 verwendet eine Dehnkammer 50, die „hinter” der Deckenfläche 22 der entsprechenden Aufnahme angeordnet ist. Durch Anlegen eines Hydraulikdrucks P an die Dehnkammer 50 wird die Deckenfläche 22 hin zur Grundfläche 20 verformt, sodass zwischen der Grundfläche 20 und der Deckenfläche 22 der Halter 16 bzw. der Schneideinsatz 14 festgespannt wird. Die Druckversorgung für die Dehnkammer 50 sowie die Art und Weise, wie der Hydraulikdruck erzeugt und gesteuert wird, ist grundsätzlich von Dehnspannfuttern bereits bekannt und wird hier nicht weiter erläutert.
  • Anstelle der Andruckmittel 28, die den Halter 16 bzw. den Schneideinsatz 14 aus der Aufnahme 18 herausdrücken, können auch andere Mittel verwendet werden, um zu gewährleisten, dass die Schneidkanten des Schneideinsatzes 14 in einer Linienberührung an den Anlageflächen 34, 36 anliegen. Beispielsweise könnten magnetische Abstoßungskräfte zwischen Grundkörper und Schneideinsatz 14 bzw. Halter 16 verwendet werden oder magnetische Anziehungskräfte zwischen der Lehre 32 und dem Schneideinsatz 14 bzw. dem Halter 16. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausrichtung im Raum könnte es auch ausreichend sein, in axialer Richtung allein die Schwerkraft zu nutzen, um zu gewährleisten, dass die Schneideinsätze an der axialen Anlagefläche 34 anliegen. Es ist grundsätzlich auch denkbar, in der Lehre 32 mechanische Mittel vorzusehen, beispielsweise Haltearme.
  • Abweichend von der gezeigten Ausführungsform kann die Aufnahme 18 auch eine andere Form als rechteckig haben. Die Seitenflächen müssen nichtgeradlinig sein, sondern können gekrümmt verlaufen. Es müssen auch nicht zwei Seitenflächen verwendet werden, sondern es kann auch eine einzige Seitenfläche verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Werkzeug
    12
    Grundkörper
    14
    Schneideinsatz
    16
    Halter
    18
    Aufnahme
    20
    Grundfläche
    22
    Deckenfläche
    24
    Seitenfläche
    26
    Seitenfläche
    28
    Andruckmittel
    30
    Spannvorrichtung
    32
    Lehre
    34
    axiale Anlagefläche
    36
    radiale Anlagefläche
    38
    Zentriergestaltung
    40
    Einführfläche
    42
    Spannring
    44
    Keilfläche
    46
    Spannschraube
    48
    Spannkugel
    50
    Dehnkammer
    D
    Drehachse
    R
    radiale Verschiebbarkeit
    A
    axiale Verschiebbarkeit
    U
    Umfangsfläche
    S
    Stirnseite
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • US 20080107493 A1 [0003]

Claims (22)

  1. Werkzeug (10) zur spanenden Materialbearbeitung, mit einem Grundkörper (12) und mindestens zwei Schneideinsätzen (14), die am Grundkörper (12) direkt oder indirekt befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Spannvorrichtung (30) vorgesehen ist, mittels der die Schneideinsätze (14) in einer ausgerichteten Position relativ zum Grundkörper (12) festgespannt werden können.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (12) mehrere Aufnahmen (18) vorgesehen sind, in denen jeweils ein Schneideinsatz (14) angeordnet ist.
  3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (14) an einem Halter (16) angebracht ist, der wiederum in der entsprechenden Aufnahme (18) angeordnet ist.
  4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (14) bei nicht betätigter Spannvorrichtung (30) in der Aufnahme (18) in axialer und/oder radialer Richtung (A, R) verschiebbar ist.
  5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (18) nach Art einer Tasche mit einer Grundfläche (20), einer Deckenfläche (22) und mindestens einer Seitenfläche (24, 26) ausgeführt ist.
  6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (14) bei nicht betätigter Spannvorrichtung (30) um eine Achse (D) drehbar ist, die senkrecht zur Grundfläche (20) der Aufnahme (18) ist.
  7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (30) den Schneideinsatz (14) gegen eine Referenzfläche (20) spannt.
  8. Werkzeug nach Anspruch 5 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzfläche die Grundfläche (20), die Deckenfläche (22) und/oder eine Seitenfläche der Aufnahme (18) ist.
  9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Andruckmittel (28) vorgesehen sind, die den Schneideinsatz (14) aus der Aufnahme (18) herauszuschieben versuchen.
  10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckmittel (28) durch mindestens eine Feder gebildet sind.
  11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckmittel (28) durch mehrere Elastomerelemente, insbesondere Gummielemente gebildet sind.
  12. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckmittel (28) durch Blattfedern gebildet sind.
  13. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (30) eine mechanische Spannvorrichtung ist.
  14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (30) ein axial mit einem Gewinde verstellbares Spannelement (42) aufweist.
  15. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (30) einen Spannkeil (44) aufweist.
  16. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (30) eine hydraulische Spannvorrichtung ist.
  17. Werkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (30) eine Dehnkammer (50) aufweist.
  18. Baugruppe mit einem Werkzeug (10) zur spanenden Materialbearbeitung und einer Lehre (32), wobei das Werkzeug (10) einen Grundkörper (12) mit mindestens einen Schneideinsatz (14) aufweist, der am Grundkörper (12) direkt oder indirekt befestigt werden kann, sowie mindestens eine Spanneinrichtung, mittels welcher der Schneideinsatz (14) in einer ausgerichteten Position relativ zum Grundkörper (12) festgespannt werden können, wobei die Lehre (32) das Werkzeug (10) so aufnehmen kann, dass der Schneideinsatz (14) sich in einer Sollposition am Werkzeug (10) befindet und durch Betätigung der Spanneinrichtung (30) in der Sollposition festgespannt werden kann.
  19. Baugruppe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lehre (32) mit Haltemitteln versehen ist, welche den Schneideinsatz (14) in seiner Sollposition halten.
  20. Baugruppe nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung eine, Spannvorrichtung (30), mit der zentral mehr als ein Schneideinsatz (14) festgespannt werden kann.
  21. Baugruppe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung eine zentrale Spannvorrichtung (30) ist, mit der alle Schneideinsätze (14) gleichzeitig festgespannt werden können.
  22. Verfahren zum Befestigen von Schneideinsätzen (14) an einem Grundkörper (12) eines Werkzeugs (10) zur spanenden Materialbearbeitung mittels der folgenden Schritte: – der Grundkörper (12) wird mit mindestens einem Schneideinsatz (14) bestückt; – der Grundkörper (12) wird in einer Lehre (32) angeordnet, wobei die Lehre (32) den Schneideinsatz (14) in eine Sollposition bringt; – der Schneideinsatz (14) wird in der Sollposition am Grundkörper (12) festgespannt.
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