-
Die Erfindung betrifft ein spanabhebendes Werkzeug, umfassend einen Grundkörper mit einer Aufnahme zur frei drehbaren Lagerung einer Wendeplatte, wobei die Aufnahme ein lösbar von dem Grundkörper aufgenommenes Trägerelement mit einer Welle umfasst und die Wendeplatte frei drehbar auf der Welle gelagert ist.
-
Spanabhebende Werkzeuge werden als Fräsköpfe, beispielsweise zum Planfräsen, Kopierfräsen, Schlichtfräsen und Schruppfräsen verwendet, um eine Oberfläche eines Werkstücks zu behandeln. Ein spanabhebendes Werkzeug geht beispielsweise aus EP-B-1 943 098 hervor.
-
Fräs- und/oder Drehwerkzeuge zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken umfassen eine oder mehrere an sich bekannte Wendeplatten mit einer durchgehenden, kreisrunden Schneidkante. Dabei wird die Schneidkante auf zumindest einer Seite der Kreisscheibenform zwischen der Mantelfläche und der Kreisscheibenfläche gebildet. Wendeplatten werden auch als Wendeschneidplatten bezeichnet. Lediglich aus Vereinfachungsgründen wird im Kontext dieser Beschreibung der Begriff „Wendeplatte“ verwendet. Der Begriff „Wendeplatte“ umfasst im Kontext dieser Beschreibung sowohl kreisscheibenförmige als auch als Kegelstumpf ausgebildete Wendeplatten.
-
Die Wendeplatten eines Fräs- und/oder Drehwerkzeugs können fest mit dem Grundkörper des Werkzeugs verbunden sein. Ist die Schneidkante der Wendeplatte abgenutzt, wird diese gelöst, verdreht und wieder angezogen. Ebenso kann die Wendeplatte ausgetauscht werden. Es sind außerdem Fräsköpfe bekannt, bei denen die Wendeplatten eine durch den Fräsvorgang bedingte selbsttätige Rotationsbewegung ausführen. Zu diesem Zweck sind die Wendeplatten auf einer Achse frei drehbar gelagert. Die Rotation der Wendeplatte bedingt einen gleichmäßigen Verschleiß der Schneidkante entlang des Umfangs.
-
Insbesondere für rotierende Wendeplatten ist eine präzise Lagerung für die erzielbare Bearbeitungsqualität von entscheidender Bedeutung. Da es sich bei den Wendeplatten um Verschleißteile handelt, müssen diese leicht austauschbar sein.
-
Das aus EP-B-1 943 098 bekannte Fräs- und/oder Drehwerkzeug umfasst ein Trägerelement mit einem Wellenstummel, welcher sich koaxial zu einer Drehachse der Wendeplatte erstreckt. Die Wendeplatte ist mit Hilfe einer Schraube in dem Trägerelement fixiert. Das Trägerelement umfasst außerdem eine Anlagefläche für die kreisscheibenförmige Wendeplatte, so dass die bei der spanabhebenden Bearbeitung wirkenden Kräfte großflächig über diese Anlagefläche auf das Trägerelement übertragen werden. Der Wellenstummel des Trägerelements ist in einer Sackbohrung eines Grundkörpers aufgenommen und mit Hilfe einer Rasteinrichtung im Grundkörper gehalten. Im Verschleißfall wird die Wendeplatte gemeinsam mit dem Trägerelement ausgetauscht.
-
Ein weiteres spanabhebendes Werkzeug ist
DE 10 2004 026 873 A1 zu entnehmen. Dieses Werkzeug verwendet eine Wendeplatte mit einem einstückig angeformten Bolzenabschnitt. Dieser wird von einer Bolzenaufnahme eines Grundkörpers geführt und durch einen eingeschraubten Spannstift gehalten.
-
DE 20 2008 013 759 U1 zeigt ein Fräswerkzeug zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken. Der Fräskopf weist eine Aufnahme auf, in der eine Wendeschneidplatte aufgenommen ist. Diese ist drehbar auf einem Lagerstift gelagert und mittels konischem Formschluss auf diesem gesichert. Ferner ist ein Halteelement vorgesehen, welches in einem unteren Bereich der Wendeschneidplatte einen Käfig mit dem Grundkörper des Werkzeugs bildet.
-
JP H 07-051905 A zeigt ein Fräswerkzeug, bei dem eine Wendeschneidplatte auf einer Welle drehbar gelagert ist. Diese Welle ist an einem Ende in einem Grundkörper aufgenommen. Ein Halteelement ist mit einer Schraube am Grundkörper befestigt und umfasst eine Bohrung, welche ein gegenüberliegendes Wellenende aufnimmt, welches sich durch diese Bohrung hindurch erstreckt.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein spanabhebendes Werkzeug anzugeben, bei dem die Wendeplatte sicher gehalten und leicht austauschbar ist.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch ein spanabhebendes Werkzeug, umfassend einen Grundkörper mit einer Aufnahme zur frei drehbaren Lagerung einer Wendeplatte, wobei die Aufnahme ein von dem Grundkörper aufgenommenes Trägerelement mit einer Welle umfasst, und die Wendeplatte frei drehbar auf der Welle gelagert ist, wobei ein mit dem Grundkörper lösbar verbundenes Spannelement vorgesehen ist, welches an einer dem Grundkörper abgewandten Seite der Wendeplatte vorgesehen ist und diese teilweise überdeckt, so dass die Wendeplatte auf der Welle des Trägerelements frei drehbar und verliersicher in der Aufnahme des Grundkörpers gehalten ist, wobei das spanabhebende Werkzeug dadurch weitergebildet ist, dass die Wendeplatte und das Trägerelement nicht mit dem Grundkörper verbunden sind, wobei das Spannelement eine Bewegung des Trägerelements in einer Längserstreckungsrichtung der Welle begrenzt.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Spannelement, welches am Grundkörper des spanabhebenden Werkzeugs befestigt ist, sich nach der Art einer Verliersicherung bis in den Bereich der Wendeplatte erstreckt, so dass diese auf der Welle des Trägerelements frei drehbar gesichert ist, eine besonders effektive Lösung darstellt, um einerseits die Wendeplatte sicher am Grundkörper des spanabhebenden Werkzeugs zu befestigen und andererseits einen leichten Austausch der Wendeplatte zu ermöglichen.
-
Unter frei drehbarem Halten wird insbesondere verstanden, dass eine axiale Verschiebbarkeit der Wendeplatte und des Trägerelements durch das Spannelement begrenzt wird.
-
Das Spannelement ist insbesondere mithilfe zumindest einer lösbaren Verbindung am Grundkörper befestigt. Dies vereinfacht die Handhabbarkeit des spanabhebenden Werkzeugs, da zum Wechsel der Wendeplatte lediglich eine oder mehrere Verbindungen zwischen dem Spannelement und dem Grundkörper gelöst werden müssen. Außerdem muss bei einem Verschleiß der Wendeplatte lediglich die Wendeplatte selbst ausgetauscht werden. Das Trägerelement und das Spannelement werden weiterverwendet oder gegebenenfalls in größeren Wechselintervallen ausgetauscht als die Wendeplatte.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist das spanabhebende Werkzeug dadurch fortgebildet, dass sich das Spannelement ausgehend von dem Grundkörper zumindest bereichsweise in Richtung der Welle des Trägerelements erstreckt.
-
Das erfindungsgemäße spanabhebende Werkzeug ist vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass ein erster Endbereich der Welle von einer in dem Grundkörper vorhandenen Bohrung aufgenommen ist.
-
Das Trägerelement ist gemäß dieser Ausführungsform in den Grundkörper eingesteckt und weist keine feste Verbindung zu diesem auf. Es ist mit Hilfe des Spannelements gegen Herausfallen gesichert. Insbesondere ist das Trägerelement gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform mit dem Grundkörper lösbar verbunden, beispielsweise über eine Schraubverbindung. Bevorzugt ist diese lösbare Verbindung zwischen einem Endbereich der Welle des Trägerelements und dem Grundkörper vorgesehen.
-
Das Spannelement ist insbesondere nach der Art einer Pratze ausgeführt. Insbesondere bewirkt ein solcher Spannmechanismus keine direkte sondern lediglich eine indirekte Befestigung der Wendeplatte am Grundkörper des spanabhebenden Werkzeugs. Dies erleichtert den Austausch sowohl der Wendeplatte als auch des Trägerelements.
-
Insbesondere ist das spanabhebende Werkzeug derart fortgebildet, dass das Spannelement eine Stirnseite der Welle zumindest teilweise abdeckt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Spannelement in der Längserstreckungsrichtung der Welle keine auf die Welle wirkende Kraft ausübt.
-
Das Spannelement bzw. die Pratze erfüllt lediglich eine Rückhaltefunktion für die Wendeplatte. In diesem Zusammenhang ist es nicht notwendig, dass das Spannelement auf die Welle des Trägerelements einen Druck ausübt.
-
Insbesondere umfasst das spanabhebende Werkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Trägerelement, das eine sich zumindest näherungsweise in einer Ebene senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung der Welle erstreckende und diese umgebende Unterlegplatte umfasst, die zwischen dem Grundkörper und der Wendeplatte angeordnet ist.
-
Mit anderen Worten wird die Wendeplatte von einem Endbereich des Trägerelements aufgenommen oder auf diesen aufgesteckt. Die während der spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks auftretenden Kräfte werden von dem Trägerelement aufgenommen und in den Grundkörper weitergeleitet.
-
Das Trägerelement ist insbesondere einstückig ausgebildet, wobei sich beiderseits der Unterlegplatte ein erstes bzw. ein zweites Endstück erstreckt, welche sich an den gegenüberliegenden Seiten an die Unterlegplatte anschließen und den ersten bzw. den zweiten Endbereich der Welle bilden.
-
Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die Unterlegplatte und die Welle separate Bauteile, wobei die Unterlegplatte eine insbesondere zentrale Öffnung zur Aufnahme der Welle umfasst.
-
Je nach Bedarf und auftretendem Verschleiß ist wahlweise ein einstückig ausgebildetes Trägerelement oder ein zweiteiliges Trägerelement vorteilhaft. Tritt beispielsweise ein vergleichsweise hoher Verschleiß im Bereich der Welle auf, so ist ein zweiteiliges Trägerelement vorteilhaft, da die Welle separat ausgetauscht werden kann. Ein einstückig ausgebildetes Trägerelement vereinfacht die Handhabung des spanabhebenden Werkzeugs und den Austausch der Wendeplatte.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der die Wendeplatte aufnehmende zweite Endbereich der Welle zumindest näherungsweise zylindrisch oder verjüngt sich in Richtung seines freien Endes konisch. Insbesondere eine konische Aufnahme für die Wendeplatte verbessert deren Führung, was der Verarbeitungsqualität zugutekommt.
-
Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das spanabhebende Werkzeug so ausgebildet, dass das Trägerelement verdrehsicher in dem Grundkörper aufgenommen ist, so dass eine Rotation der Wendeplatte auf dem Trägerelement stattfindet. Das Trägerelement ist insbesondere reibschlüssig in dem Grundkörper aufgenommen. Sollte sich das Trägerelement jedoch aufgrund von Verschleiß im Grundkörper drehen, so hat dies keinerlei negativen Einfluss auf die Funktion des Gesamtsystems.
-
Bei dem spanabhebenden Werkzeug gemäß dieser Ausführungsform ist sichergestellt, dass der Verschleiß zwischen der Wendeplatte und dem Trägerelement stattfindet. Diese Bauteile sind insbesondere gezielt als Verschleißteile ausgelegt und daher leicht austauschbar.
-
Zur Verringerung der im Betrieb des spanabhebenden Werkzeugs auftretenden Reibungskräfte und des damit einhergehenden Verschleißes ist das spanabhebende Werkzeug in einer weiteren Ausführungsform so ausgestaltet, dass eine Oberfläche des Trägerelements und/oder der Wendeplatte zumindest abschnittsweise als zusammenwirkende Gleitlagerfläche vorgesehen ist.
-
Insbesondere ist die als Gleitlagerfläche ausgebildete Oberfläche des Trägerelements und/oder der Wendeplatte zumindest abschnittsweise mit einer den Reibungswiderstand verringernden Beschichtung versehen. Die Verringerung des Reibungswiderstandes kann beispielsweise durch Polieren oder Schleifen der als Gleitlagerfläche ausgebildeten Oberfläche des Trägerelements erreicht werden. Als den Reibungswiderstand verringernde Beschichtung ist eine Beschichtung, welche Molybdän enthält, geeignet. Geeignet sind außerdem alle weiteren ähnlichen Verfahren oder Werkstoffe, die den Reibungswiderstand der als Gleitlagerfläche ausgebildeten Oberfläche des Trägerelements verringern, mit anderen Worten also einen gleichen oder ähnlichen technischen Effekt haben.
-
Die insbesondere kreisscheibenförmige oder kegelstumpfförmige Wendeplatte ist in dem bereitgestellten Plattensitz mit geringem Reibungswiderstand frei rotierbar. Dies sorgt für einen gleichmäßigen Verschleiß der Schneidkante und erlaubt aufgrund der geringeren punktuellen thermischen Belastung höhere Schnittgeschwindigkeiten bzw. längere Standzeiten bei gleichen Schnittgeschwindigkeiten.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform zeichnet sich das spanabhebende Werkzeug dadurch aus, dass die Wendeplatte kreisscheibenförmig ist und um eine Wendeplattenachse frei drehbar gelagert ist und zumindest eine rotationssymmetrisch zu der Wendeplattenachse ausgebildete Schneidkante aufweist, wobei sich die Welle des Trägerelements in Richtung der Wendeplattenachse erstreckt und das Trägerelement rotationssymmetrisch zu der Wendeplattenachse ist.
-
Das spanabhebende Werkzeug, bei dem die Wendeplatte mit Hilfe eines Spannelements verliersicher in der Aufnahme des Grundkörpers gehalten ist, kann sowohl ein sich drehendes Werkzeug als auch ein stehendes Werkzeug sein.
-
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
-
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines spanabhebenden Werkzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine weitere schematische Seitenansicht des spanabhebenden Werkzeugs, wobei dieses gegenüber der Darstellung in 1 um 90° um seine Längsachse gedreht dargestellt ist,
- 3 eine schematische Aufsicht auf eine Bearbeitungsseite des spanabhebenden Werkzeugs,
- 4 eine schematische seitliche Perspektivansicht des spanabhebenden Werkzeugs,
- 5 eine weitere schematische Perspektivansicht des spanabhebenden Werkzeugs, wobei dieses entlang der in 4 dargestellten Schnittebene A-A angeschnitten dargestellt ist,
- 6 eine schematische Detailansicht des in 5 mit BB bezeichneten Ausschnitts,
- 7 eine weitere schematische Perspektivansicht des spanabhebenden Werkzeugs,
- 8 eine schematische Perspektivansicht eines Trägerelements für ein spanabhebendes Werkzeug,
- 9 eine schematische Perspektivansicht eines spanabhebenden Werkzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 10 eine schematische Seitenansicht eines spanabhebenden Werkzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 11 eine weitere schematische Seitenansicht des spanabhebenden Werkzeugs, wobei dieses gegenüber der Darstellung in 10 um 90° um seine Längsachse gedreht dargestellt ist,
- 12 eine schematische Perspektivansicht dieses spanabhebenden Werkzeugs und
- 13 eine schematische Draufsicht eines Spannelements für ein spanabhebendes Werkzeug gemäß dem in den 10 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiel.
-
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
-
1 zeigt in schematischer Seitenansicht ein spanabhebendes Werkzeug 2, beispielhaft in der Form eines Fräskopfes. Das spanabhebende Werkzeug 2 weist einen Grundkörper 4 aus einem geeigneten Werkzeugstahl auf und hat im Wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes. Eine den größeren und zweiten Durchmesser D2 aufweisende Seite des Grundkörpers 4 ist eine Bearbeitungsseite 6 des spanabhebenden Werkzeugs 2. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch liegt die Bearbeitungsseite 6 auf einem Werkstück zur spanabhebenden Bearbeitung auf, beispielsweise zum Planfräsen.
-
Das spanabhebende Werkzeug 2 ist näherungsweise rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse A, welche in 1 abschnittsweise als strichpunktierte Linie dargestellt ist. Die Rotationsachse A ist zumindest näherungsweise orthogonal zu einer Fläche, in der sich die Bearbeitungsseite 6 des spanabhebenden Werkzeugs 2 erstreckt.
-
Koaxial zur Rotationsachse A ist an einem der Bearbeitungsseite 6 gegenüberliegenden Ende des spanabhebenden Werkzeugs 2 eine Werkzeugaufnahme 8 vorhanden, welche der Befestigung des spanabhebenden Werkzeugs 2 an einer nicht dargestellten Welle einer Werkzeugmaschine dient. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem spanabhebenden Werkzeug 2 um ein maschinengeführtes Werkzeug. Die in der Zeichnung. dargestellte Form der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Maschine ist lediglich beispielhaft. Gemäß weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt die Verbindung zwischen dem Werkzeug und der Maschine unter Zuhilfenahme anderer Formen, beispielsweise über einen Schaft.
-
Die der Werkzeugmaschine zugewandte Seite des spanabhebenden Werkzeugs 2 weist einen ersten Durchmesser D1 auf der kleiner als der zweite Durchmesser D2 ist. Beispielsweise beträgt der erste Durchmesser D1 zumindest näherungsweise 40 mm. Der zweite Durchmesser D2 des Grundkörpers 4 ist beispielsweise zumindest näherungsweise 52 mm. Eine in Richtung der Rotationsachse A gemessene Länge L des spanabhebenden Werkzeugs 2 ist beispielsweise zumindest näherungsweise 50 mm. Die beschriebene Auslegung und Abmessung des Grundkörpers 4 ist lediglich beispielhaft. Im konkreten Anwendungsfall können sich davon abweichende Auslegungen ergeben, da die Form des Grundkörpers 4 keinen Einfluss auf die Funktionalität der Aufnahme der Wendeplatte 12 hat. In diesem Zusammenhang wird auf das Ausführungsbeispiel der 9 exemplarisch verwiesen.
-
Der Grundkörper 4 des spanabhebenden Werkzeugs 2 umfasst einen Ausschnitt 10, welcher Raum für die Aufnahme einer Wendeplatte 12 schafft. Die Wendeplatte 12 ist durch ein Spannelement 14 in ihrer Aufnahme gehalten. Bei dem Spannelement 14 handelt es sich um ein Element, welches insbesondere nach der Art einer Pratze ausgestaltet ist. Das Spannelement 14 ist lösbar am Grundkörper 4 befestigt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Spannelement 14 z.B. mit Hilfe einer Inbusschraube 16 am Grundkörper 4 lösbar befestigt.
-
Das in 1 gezeigte spanabhebende Werkzeug 2 umfasst beispielhaft nur eine einzige Wendeplatte 12. Gemäß weiterer in den Figuren nicht dargestellter Ausführungsbeispiele, ist das spanabhebende Werkzeug 2 mit mehreren Wendeplatten 12 versehen. Diese sind in gleicher Art und Weise, nämlich mithilfe von Spannelementen 14, an dem Grundkörper 4 befestigt.
-
Die Wendeplatte 12 ist von dem Spannelement 14 derart in ihrer Aufnahme gehalten, dass die Wendeplatte 12 um eine Wendeplattenachse B (in 1 mit einem Kreuz angedeutet) frei rotierbar gehalten ist (vgl. auch 5). Im Betrieb des spanabhebenden Werkzeugs 2 rotiert die Wendeplatte 12 frei um die Wendeplattenachse B.
-
Die Wendeplatte 12 umfasst eine kreisrund umlaufende Schneidkante 18, welche sich in einer Ebene senkrecht zu der Wendeplattenachse B erstreckt. Beispielsweise hat die Wendeplatte 12 die Form eines schwach geneigten Kegelstumpfes oder hat annähernd die Form einer Kreisscheibe mit einer im Wesentlichen planparallelen Vor- und Rückseite. Eine der beiden gegenüberliegenden Seiten, nämlich die dem Grundkörper 4 zugewandte Seite der Wendeplatte 12 dient der Aufnahme der im Betrieb des spanabhebenden Werkzeugs 2 auf die Wendeplatte 12 wirkenden Kraft, welche über ein Trägerelement 20 in den Grundkörper 4 eingeleitet wird. Das gleiche Prinzip gilt auch für Wendeplatten 12 bzw. Wendeschneidplatten, welche zu beiden Seiten mit einer Schneidkante 18 versehen sind, sogenannte doppelseitige Rundwendeschneidplatten.
-
2 zeigt eine weitere schematische Seitenansicht des spanabhebenden Werkzeugs 2. Dieses ist im Vergleich zu der in 1 gezeigten Ansicht um 90° um seine Rotationsachse A gedreht dargestellt. Die Wendeplatte 12 ist von dem Trägerelement 20 in der Aufnahme des Grundkörpers 4 gehalten. Das Trägerelement 20 umfasst eine Welle (in 2 nicht sichtbar), auf welcher die Wendeplatte 12 um die Wendeplattenachse B frei rotierbar gehalten ist. Außerdem umfasst das Trägerelement 20 eine Unterlegplatte 22, deren seitliche Kante in 2 zwischen der Wendeplatte 12 und dem Grundkörper 4 sichtbar ist. Die Unterlegplatte 22 des Trägerelements 20 liegt auf einer Anlagefläche des Ausschnitts 10 des Grundkörpers 4 auf. Diese Anlagefläche ist in Richtung der Rotationsachse A um einen Neigungswinkel α gegenüber einer Koaxialebene geneigt, wobei die Koaxialebene die Rotationsachse A umfasst. Anwendungsbedingt kann der Neigungswinkel α sowohl positiv als auch negativ ausgelegt sein.
-
3 zeigt in schematischer Aufsicht die Bearbeitungsseite 6 des spanabhebenden Werkzeugs 2. Die Anlagefläche des Ausschnitts 10 des Grundkörpers 4, an dem sich die Unterlegplatte 22 des Trägerelements 20 abstützt, ist ferner gegenüber einer Radialachse R um einen positiven Schneidwinkel β geneigt. Anwendungsbedingt kann der Schneidwinkel β ebenfalls sowohl positiv als auch negativ ausgelegt sein.
-
Die Konstellation des Neigungswinkels α und des Schneidwinkels β, welche den Anstellwinkel der Wendeplatte 12 gegenüber der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche definieren, ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Sie werden in Abhängigkeit vom gewünschten Verwendungszweck, insbesondere in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Material, dem gewünschten Spanvolumen, der zu erreichenden Oberflächengüte etc., eingestellt. Beispielsweise wird ein Neigungswinkel α von in etwa 4° und ein Schneidwinkel β von in etwa 8° verwendet.
-
4 zeigt eine schematische seitliche Perspektivansicht des spanabhebenden Werkzeugs 2. In 4 ist eine Schnittebene A-A angedeutet. In der in 5 gezeigten weiteren schematischen seitlichen Perspektivansicht ist das spanabhebende Werkzeug 2 angeschnitten dargestellt. Die Aufsicht in 5 ist im Wesentlichen senkrecht zu der in 4 dargestellten Schnittebene A-A. Der in 5 mit BB bezeichnete Ausschnitt ist in 6 vergrößert dargestellt.
-
Die Wendeplatte 12 ist von dem Trägerelement 20 in dem Ausschnitt 10 des Grundkörpers 4 gehalten. Das Trägerelement 20 umfasst eine Welle 24 und die Unterlegplatte 22. Ein erster Endbereich 26 der Welle 24 erstreckt sich in eine in dem Grundkörper 4 vorhandene Bohrung 28, welche insbesondere als Sackbohrung ausgeführt ist. Insbesondere ist das Trägerelement 20, genauer der erste Endbereich 26 der Welle 24 des Trägerelements 20, in der Bohrung 28 reibschlüssig gehalten. Die Rotation der Wendeplatte 12 findet demnach zwischen der Wendeplatte 12 und dem Trägerelement 20 statt. Der durch die Rotation der Wendeplatte 12 bedingte Verschleiß liegt also zwischen der Wendeplatte 12 und dem Trägerelement 20 vor. Ein Verschleiß des Grundkörpers 4 wird vorteilhaft vermieden. Ein dem ersten Endbereich 26 gegenüberliegender, die Wendeplatte 12 aufnehmender, zweiter Endbereich 30 des Trägerelements 20 ist zumindest näherungsweise zylindrisch. Insbesondere verjüngt sich dieser zweite Endbereich 30 konisch in Richtung seines freien Endes, an dem sich die Stirnseite 32 der Welle 24 befindet.
-
Zwischen dem ersten Endbereich 26 und dem zweiten Endbereich 30 der Welle 24 erstreckt sich, im Wesentlichen senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung D der Welle 24, die Unterlegplatte 22.
-
Im Betrieb des spanabhebenden Werkzeugs 2 greifen an der Wendeplatte 12 Kräfte an, welche sowohl über die Welle 24 als auch über die Unterlegplatte 22 des Trägerelements 20 in den Grundkörper 4 übertragen werden. In Richtung der Längserstreckungsrichtung D der Welle 24 wirkende Kräfte nimmt die Unterlegplatte 22 auf und leitet diese in den Sitz des Grundkörpers 4 ein.
-
Erfindungsgemäß sind die Wendeplatte 12 und das Trägerelement 20 nicht mit dem Grundkörper 4 verbunden, weder lösbar noch unlösbar. Sie sind ausschließlich mit Hilfe des Spannelements 14 in ihrem Sitz gesichert. Zu diesem Zweck erstreckt sich das Spannelement 14 ausgehend von dem Grundkörper 4 bis in den Bereich der Stirnseite 32 der Welle 24. Insbesondere erstreckt sich das Spannelement 14 zumindest teilweise über die Stirnseite 32 hinaus.
-
Gemäß nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Trägerelement 20 lösbar mit dem Grundkörper 4 verbunden. Hierzu ist insbesondere die Welle 24, bevorzugt der erste Endbereich 26 der Welle 24, mit einem Gewinde versehen, so dass das Trägerelement 20 in die zugehörige Bohrung 28 des Grundkörpers 4 einschraubbar ist. Zu diesem Zweck ist die Bohrung 28 des Grundkörpers 4 mit einem passenden Innengewinde versehen. Gemäß einem weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das Trägerelement 20 in dem Grundkörper 4 mit Hilfe einer seitlich in den Grundkörper 4 eingebrachten Halteschraube befestigt. Zu diesem Zweck ist beispielsweise eine weitere Bohrung in dem Grundkörper 4 vorgesehen, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung D der Welle 24 in dem Grundkörper 4 erstreckt.
-
Alternative Formen der Befestigung des Trägerelements 20 im Grundkörper 4, sei es mittels eines Gewindes oder mittels einer seitlichen Klemmschraube, haben grundsätzlich keinen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit der Halterung der Wendeplatte 12 durch das Spannelement 14, wobei eine zusätzliche Halterung des Trägerelements 20 mit Hilfe des Spannelements 14 nicht ausgeschlossen ist.
-
Das nach der Art einer Pratze ausgeführte Spannelement 14 ist in dem Grundkörper 4 lösbar gehalten, beispielsweise ist es durch eine Inbusschraube 16 in diesem gesichert. Das Spannelement 14 ist außerdem beispielsweise keilförmig ausgestaltet. Hierbei nimmt die Dicke des Spannelements 14 bzw. seine Materialstärke ausgehend von dem Befestigungspunkt am Grundkörper 4 in Richtung des Trägerelements 20, insbesondere in Richtung der Stirnseite 32 der Welle 24 des Trägerelements 20, ab. Weiterhin kann das Trägerelement 20 aus dem gleichen Material wie der Grundkörper 4 hergestellt sein. Insbesondere ist das Trägerelement 2 aus Werkzeugstahl hergestellt.
-
Der das Trägerelement 20 aufnehmende Sitz des Grundkörpers 4, ebenso der das Spannelement 14 aufnehmende Sitz des Grundkörpers 4, sind insbesondere so ausgestaltet, dass im montierten Zustand des Spannelements 14 dieses in Längserstreckungsrichtung D keine Kraft auf die Stirnseite 32 der Welle 24 ausübt. Mit anderen Worten ist das Spannelement 14 dazu eingerichtet, dass das Trägerelement 20 einschließlich der Wendeplatte 12 verliersicher an dem Grundkörper 4 gehalten bzw. gegen ein Herausfallen gesichert wird.
-
7 zeigt eine weitere schematische perspektivische Ansicht des spanabhebenden Werkzeugs 2. Das lösbar mit dem Grundkörper 4 verbundene Halteelement 14 sichert die Wendeplatte 12 in der Ausnehmung 10 des Grundkörpers 4.
-
8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Trägerelements 20. Das Trägerelement 20 ist beispielsweise einstückig ausgebildet. Wiederum kann für das Trägerelement 20 ein identisches oder ähnliches Material verwendet werden, wie es zur Herstellung des Grundkörpers 4 eingesetzt wird. Insbesondere ist das Trägerelement 20 aus Werkzeugstahl hergestellt. Andere Materialien, wie z.B. Vollhartmetall, sind ebenfalls geeignet.
-
Beiderseits der Unterlegplatte 22 sind ein erstes und ein zweites Endstück vorhanden, welche den ersten und zweiten Endbereich 26, 30 der Welle 24 bilden. Die Endbereiche 26, 30 oder Zapfen schließen sich an den gegenüberliegenden Seiten an die Unterlegplatte 22 an.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Trägerelement 20 abweichend von der Darstellung in 8 aus zwei separaten Bauteilen, nämlich aus einer Welle 24 und einer Unterlegplatte 22, gebildet. Die Unterlegplatte 22 weist demgemäß eine zentrale Öffnung zur Aufnahme der Welle 24 auf.
-
Das Trägerelement 20 ist weiterhin so ausgestaltet, dass sich die Unterlegplatte 22 zumindest näherungsweise in einer Ebene erstreckt, welche senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung D des Trägerelements 20 angeordnet ist.
-
Das Trägerelement 22 und/oder die Wendeplatte 12 umfassen/umfasst insbesondere zumindest abschnittsweise eine zusammenwirkende Gleitlagerfläche. Mit anderen Worten ist zumindest ein Teilbereich der Oberfläche der Wendeplatte 12 als Gleitlagerfläche ausgebildet. Gleiches trifft auf zumindest einen Teilbereich der Oberfläche des Trägerelements 22 zu. Insbesondere die Oberfläche der Wendeplatte 12, die im Betriebszustand der Oberfläche 34 der Unterlegplatte 22 zugewandt ist, kann als Gleitlagerfläche ausgebildet sein. Gleichsam ist insbesondere die Oberfläche 34 der Unterlegplatte 22 als Gleitlagerfläche ausgebildet. Gleiches trifft auf die Mantelfläche des zweiten Endbereichs 30 der Welle 24 und ebenso auf eine innenliegende Mantelfläche der Wendeplatte 12 zu.
-
Diese Flächen sind bevorzugt zumindest abschnittsweise mit einer den Reibungswiderstand zwischen dem Trägerelement 20 und der Wendeplatte 12 verringernden Beschichtung versehen. Ebenso können die betreffenden Oberflächen des Trägerelements 20 bzw. der Wendeplatte 12 einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen werden, welche den Reibungswiderstand zwischen den betreffenden Bauteilen verringert. Außerdem können die Materialien des Trägerelements 20 und der Wendeplatte 12 so gewählt sein, dass diese untereinander einen geringen Reibungswiderstand aufweisen.
-
9 zeigt eine weitere schematische perspektive Ansicht eines spanabhebenden Werkzeugs 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zu dem im Zusammenhang mit den 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem in 9 dargestellten spanabhebenden Werkzeug 2 nicht um ein rotierendes Werkzeug. Der Grundkörper 4 dieses spanabhebenden Werkzeugs 2 wird beispielsweise in eine geeignete Aufnahme einer Dreh- oder Fräsbank gespannt, wobei das zu bearbeitende Werkstück gegenüber dem spanabhebenden Werkzeug 2 gedreht oder anderweitig bewegt wird.
-
Bei dem in der schematischen Seitenansicht von 10 gezeigten spanabhebenden Werkzeug 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Wendeplatte 12 mit Hilfe eines Spannelements 14 an dem Grundkörper 4 befestigt, welches sich zumindest abschnittsweise zwischen einer das Spannelement 14 an dem Grundkörper 4 haltenden Inbusschraube 16 und der Wendeplattenachse B erstreckt. Hierzu umfasst das Spannelement 14 einen sich in Richtung der Wendeplattenachse B erstreckenden Hauptteil, welcher sich in zwei seitliche Arme 15a, 15b verjüngt. Diese Arme 15a, 15b erstrecken sich ausgehend von dem Hauptteil des Spannelements 14 jeweils in entgegengesetzter Richtung entlang des Umfangs der Wendeplatte 12.
-
11 zeigt das aus 10 bekannte spanabhebende Werkzeug 2 in einer schematischen Seitenansicht, wobei dieses im Vergleich zu der Darstellung in 10 um 90° entlang seiner Rotationsachse A gedreht dargestellt ist.
-
12 zeigt das aus den 10 und 11 bekannte spanabhebende Werkzeug 2 in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht.
-
Das im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel verwendete Spannelement 14 ist in einer vergrößerten Draufsicht in 13 dargestellt. Beispielhaft ist das Spannelement 14 derart ausgestaltet, dass seine Arme 15a, 15b unterschiedlich lang sind, sich mit anderen Worten also unterschiedlich weit entlang des Umfangs der Wendeplatte 12 erstrecken.
-
Die für das spanabhebende Werkzeug 2 verwendete Wendeplatte 12 bzw. Wendeschneidplatte kann sowohl eine Schneidkante 18 als auch zwei Schneidkanten 18 umfassen. Im letzteren Fall handelt es sich um eine sogenannte doppelseitige Rundwendeschneidplatte. Dies betrifft vorteilhaft alle genannten Ausführungsbeispiele.
-
Außerdem kann die Wendeplatte 12 derart ausgestaltet sein, dass ihre sich entlang der Wendeplattenachse B erstreckende zentrale Öffnung zur Aufnahme der Welle 24 bzw. des zweiten Endbereichs 30 der Welle 24 nicht vollständig von einer Flachseite der Wendeplatte 12 bis zur gegenüberliegenden Flachseite erstreckt. Mit anderen Worten handelt es sich gemäß einem weiteren, in den Figuren nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel bei der in der Wendeplatte 12 vorhandenen Bohrung um eine Sackbohrung. Bei einer solchen Wendeplatte 12 erstreckt sich der zweite Endbereich 30 der Welle 24 in diese Sackbohrung, so dass die Wendeplatte 12 frei drehbar auf der Welle 24 gehalten ist.
-
Eine entsprechende Sackbohrung kann einseitig oder beidseitig in der Wendeplatte 12 vorgesehen sein. Insbesondere ist eine lediglich auf einer Flachseite der Wendeplatte 12 vorhandene Sackbohrung dazu vorgesehen, den zweiten Endbereich 30 der Welle 24 aufzunehmen. Ist die Sackbohrung auf der gegenüberliegenden Flachseite der Wendeplatte 12 vorgesehen, so ist das Spannelement 14 bevorzugt mit einem passenden Zapfen versehen, welcher sich im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckungsrichtung D der Welle 24 erstreckt (vgl. 6) und in die entsprechende Sackbohrung der Wendeplatte 12 eingreift.
-
Gemäß einem weiteren ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wendeplatte 12 beidseitig mit Sackbohrungen versehen, so dass einerseits der zweite Endbereich 30 der Welle 24 in eine erste der beiden Sackbohrungen eingreift und andererseits auf der gegenüberliegenden Seite der Wendeplatte 12 ein entsprechender an dem Spannelement 14 vorgesehener Zapfen in die gegenüberliegende Sackbohrung eingreift.
-
Auch bei den oben genannten Ausführungsbeispielen kann die Wendeplatte 12 mit einer oder zwei Schneidkanten 18 versehen sein. Dies betrifft ebenso wie die Ausgestaltung der Wendeplatte 12 mit wahlweise einer durchgehenden Bohrung, einer oder zwei Sackbohrungen alle der in dieser Beschreibung genannten Ausführungsbeispiele.
-
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- spanabhebendes Werkzeug
- 4
- Grundkörper
- 6
- Bearbeitungsseite
- 8
- Werkzeugaufnahme
- 10
- Ausschnitt
- 12
- Wendeplatte
- 14
- Spannelement
- 15a, 15b
- Arm
- 16
- Inbusschraube
- 18
- Schneidkante
- 20
- Trägerelement
- 22
- Unterlegplatte
- 24
- Welle
- 26
- erster Endbereich
- 28
- Bohrung
- 30
- zweiter Endbereich
- 32
- Stirnseite
- 34
- äußere Oberfläche
- A
- Rotationsachse
- B
- Wendeplattenachse
- D
- Längserstreckungsrichtung
- D1
- erster Durchmesser
- D2
- zweiter Durchmesser
- L
- Länge
- α
- Neigungswinkel
- β
- Schneidwinkel