DE19609904A1 - Werkzeughalter für gerundete Einwegschneidplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerspanwerkzeug mit Einwegplatte, vorzugsweise mit gerundeter Schneidplatte, bestehend aus einem Werkzeughalter, der einen Ausschnitt an seinen vorderen Ende zur Aufnahme einer Werkzeugplatte aufweist, mit einer unteren Wandung, die den Ausschnitt begrenzt, der in einem Teilbereich mit hoher Genauigkeit zurückgesetzt ist, um für die Platte eine stützende Fläche bereitzustellen, mit einer Werkzeugplatte, die ein Schneidelement aufweist und in dem Ausschnitt mit ihrer nach hinten weisenden Endfläche in Berührung mit der die Platte stützenden Fläche des Werkzeughalters montiert ist. Ein solches Zerspanwerkzeug mit Einwegplatte wird hauptsächlich in der Endbearbeitung von Matrizen (dies), die eine hohe Endgenauigkeit erfordern, eingesetzt.

Bei den herkömmlichen Zerspanwerkzeugen, vorzugsweise Fräsdornen, mit Einwegplatte dieser Art ist entweder der Ausschnitt, der am vorderen Ende des Werkzeughalters a vorgesehen ist, so geformt, daß er unten eine flache die Platte stützende Oberfläche b bildet, oder, wie im Japanischen Gebrauchsmuster Koho H6-53012 offenbart, eine V-förmige die Platte stützende Oberfläche b (Fig. 9) darstellt. Außerdem ist die hintere Endoberfläche der Werkzeugplatte c, die mit der die Platte stützenden Oberfläche in Kontakt tritt, ebenfalls so geformt, daß sie eine flache oder V- förmige Oberfläche komplementär zu der die Platte stützenden Oberfläche b darstellt und die im Ausschnitt eingesetzte Platte c, die starr am Werkzeughalter a mittels der Kraft eines Schraubenelements d befestigt ist, ist im rechten Winkel zur Achse des genannten Ausschnittes gesetzt.

In der bekannten Anordnung, in der die Platte, die eine flache hintere Endoberfläche aufweist, am Werkzeughalter befestigt ist, an den eine flache die Platte stützenden Oberfläche angeformt ist, variiert die Ausrichtung der Platte im Werkzeughalter entsprechend der Genauigkeit des Schraubenloches in der Platte und der Öffnung des Haltestiftes sowie der Genauigkeit des Klemmloches und/oder der Befestigungsart der Platte. Deshalb ist diese Anordnung des Werkzeughalters zur Verwendung als Endbearbeitungswerkzeug für Aufgaben, bei denen eine hohe Endgenauigkeit erforderlich ist, nicht befriedigend.

Darüber hinaus ist die Qualität der Paßgenauigkeit zwischen Werkzeughalter und Platte auch abhängig von der relativen Lagegenauigkeit der in den beiden Elementen vorgesehenen Paßlöcher, und es ist unmöglich, die Lageabweichung während der Befestigung auszugleichen.

Die letztere Anordnung, in der die Platte c, die eine V-förmige nach hinten weisende Fläche aufweist, in einem Werkzeughalter a befestigt ist, der eine komplementäre V-förmige, die Platte stützende Oberfläche b aufweist, ist auch deshalb nachteilig, weil die Abweichungen in der Ausrichtung oder Zentrierung zwischen dem Werkzeughalter a und der Platte c durch die Genauigkeit der relativen Lage der V-förmigen die Platte stützenden Oberfläche c bestimmt ist, von der eine hohe Endgenauigkeit technisch kaum erwartet werden kann. Ferner kann das Befestigungsloch in der Platte c und irgendein Ausrichtungsfehler bei der Fixierung der Platte c nicht korrigiert werden. Ein Werkzeughalter dieses Typs kann nicht zuverlässig als Endbearbeitungswerkzeug für Aufgaben, die eine hohe Endgenauigkeit erfordern, eingesetzt werden.

Da die Platte c in flächigem Kontakt mit der flachen oder V-förmigen, die Platte stützenden Oberfläche b des Werkzeughalters a steht, beeinträchtigt das Auftreten von Abweichungen in der planaren Genauigkeit oder im Winkel der V-förmigen Oberfläche zusätzlich die Endgenauigkeit des Werkstücks.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zerspanwerkzeug mit Einwegplatte zur Verfügung zu steilen, das unter Berücksichtigung der genannten Zusammenhänge entwickelt wurde, das zur Selbstausrichtung fähig ist, d. h. daß sich die Mittellinie der Platte auf die Mittellinie des Werkzeughalters während der Montage der Platte am Halter ausrichtet, um dadurch eine bemerkenswerte Verbesserung in der Endgenauigkeit der Arbeit zu erreichen.

Bei einem erfindungsgemäßen Zerspanwerkzeug wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die hintere Endfläche der Platte als ein Bogen geformt ist, dessen Krümmung einen Radius aufweist, der gleich oder größer ist als der Radius der Krümmung, den die Plattenstützfläche aufweist, wobei die nach hinten weisende Endfläche der Platte gegen die Plattenstützfläche bei der Befestigung der Platte im Werkzeughalter gedrückt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung zwingt die Klemmschraube die gebogene hintere Endfläche zur festen Anlage an die gebogene die Platte stützende Oberfläche des Werkzeughalters, sobald die Werkzeugplatte mittels eines Klemmschraubenelements befestigt wird. Deshalb kann bei Befestigung der Platte diese in Bezug auf den Werkzeughalter einfach zentriert werden, so daß die Endgenauigkeit des Werkstücks beachtlich verbessert werden kann.

In einer weiteren, die Aufgabe lösenden Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die hintere Endfläche der Platte als ein Bogen geformt ist, dessen Krümmung einen Radius aufweist, der gleich oder größer als der Radius der Krümmung ist, den die Plattenstützfläche aufweist, wobei der äußere Bereich des Werkzeughalters, der den Ausschnitt umgibt fluchtend angeordnete Klemmlöcher aufweist, von denen eines der Klemmlöcher wenigstens teilweise zur Oberfläche des äußeren Bereichs hin an der Stelle konisch geformt ist, die dem Kopf einer Klemmschraube entspricht, wenn sie montiert und angezogen ist, wobei die Montage der Platte in dem Werkzeughalter durch Anziehen der Klemmschraube beendet ist, sobald die hintere Endfläche der Platte gegen die Plattenstützfläche des Werkzeughalters gepreßt ist. In dieser Anordnung ermöglicht die Klemmschraube ein genaues Zentrieren der Mittellinie der Platte mit der Mittellinie des Werkzeughalters, so daß die obengenannte Aufgabe der Erfindung in einfacher Weise gelöst werden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Unteranspruch 3 beschrieben.

Kurze Beschreibung der verschiedenen Figurenansichten

Fig. 1 ist eine Draufsicht, die eine Ausführung der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt, der den vorderen Endabschnitt des Werkzeughalters mit der in ihrer Endlage befestigten Werkzeugplatte zeigt;

Fig. 3 ist ein Längsschnitt des vorderen Endabschnitts des Werkzeughalters;

Fig. 4 ist eine Draufsicht des vorderen Endabschnitts des Werkzeughalters;

Fig. 5 ist ein Detail eines Längsschnitts, das den Zustand der durch das Klemmschraubenelement befestigten Platte zeigt;

Fig. 6 ist ein Detail einer Draufsicht, das das hintere Ende der Oberfläche der Platte im befestigten Zustand zeigt;

Fig. 7 ist ein Detail eines Längsschnitts, das ein weiteres Beispiel eines Werkzeughalters zeigt;

Fig 8 ist ein Detail eines Längsschnitts, das noch ein weiteres Beispiel eines Werkzeughalters zeigt; und

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht eines konventionellen Werkzeughalters.

Ein Werkzeughalter 1 mit einem kreisförmigen Querschnitt ist mit einem sich längs erstreckenden die Platte stützenden Ausschnitt versehen, der mittig in seinem vorderen Endabschnitt angeordnet ist. Dieser genannte Ausschnitt ist teilweise durch eine untere Wandung definiert, die eine bogenförmig zurückgesetzte die Platte stützende Oberfläche 3 bildet mit einem Bogen, dessen Mittelpunkt auf der Mittellinie des Werkzeughalters 1 liegt (Fig. 3 und 4).

Die Seitenbereiche 4, 4 des Werkzeughalters sind auf beiden Seiten des Ausschnitts 2 mit fluchtend angeordneten Klemmlöchern 5, 5 ausgestattet, die sich durch die jeweiligen Bereiche 4, 4 im rechten Winkel zu der Achse des genannten Ausschnittes 2 erstrecken. Eines der Klemmlöcher ist am Außenrand des entsprechenden Bereiches 4 vorgesehen, um eine Kegelfläche 6 zu bilden, während das andere Klemmloch 5 mit einem Innengewinde versehen ist (Fig. 3 und 4).

Das Bezugszeichen 8 weist auf eine flächige Spitze 8, die am Ausschnitt 2 des Werkzeughalters 1 angebracht ist, hin. Diese Platte 8 ist mit einer bogenförmigen Schneide 9 ausgestattet, die am vorderen Ende des Werkzeughalters 1 herausragt, wenn die Platte im Werkzeughalter befestigt ist. Das hintere Ende 10, das der die Platte stützenden Oberfläche 3 gegenübersteht, ist in der Aufsicht bogenförmig gestaltet, wobei der Radius eine Krümmung aufweist, der gleich oder größer als der Radius der Krümmung der genannten, die Platte stützenden Oberfläche 3 ist.

Damit die Platte 8 im Ausschnitt 2 festsitzend installiert werden kann, ist sie so konstruiert, daß sie eine etwas geringere Dicke als der Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten des Ausschnitts 2 der Bereiche 4, 4 des Werkzeughalters 1 aufweist.

Ein Klemmschraubenelement 11 zur festen Verriegelung der Platte 8 im Ausschnitt 2 besteht aus einem Kopf mit einer konischen Umfangsfläche 12, die komplementär zur genannten Kegelfläche 6 des Bereiches 4 ist, einem polierten Zwischenabschnitt und einem passenden Abschnitt mit einem Gewinde, das in das genannte Innengewinde 7 eingreift.

In der obengenannten Ausführungsform wird, wenn die Platte 8 in den Ausschnitt 2, der an den Werkzeughalter 1 vorgesehen, eingesetzt und die Klemmschraube 11 angezogen wird, der Kopf der Klemmschraube 11 dem Druck der äußeren Kegelfläche 6 ausgesetzt und leicht in Richtung zum Einspannende des Werkzeughalters 1 gebogen, so daß die Platte 8 gegen die die Platte stützende Oberfläche 3 am Punkt C gepreßt ist, und zur gleichen Zeit bewirkt die Kraft, die die Kegelfläche 6 herunterdrückt, daß die seitlichen Oberflächen der Platte 8 fest durch die genannten Bereichen 4, 4 der beiden Seiten des Ausschnittes 2 (Fig. 4 und 5) gehalten werden.

Wenn der Radius der Krümmung der hinteren Endoberfläche 10 der Platte 8 größer ist als der Radius der Krümmung der die Platte stützenden Oberfläche 3, liegen die Mittelpunkte 0 und 0′ der beiden Bögen auf einer geraden Linie, die die Kreissehne in zwei gleiche Abschnitte teilt, die die beiden Punkte A, B miteinander verbindet, und die senkrecht zur genannten Kreissehne verläuft, so daß die Mittellinie der Platte 8 mit der Mittellinie des Werkzeughalters 1 übereinstimmt. Zusätzlich zu dem genannten Merkmal ist die Platte 8 durch die drei Kräfte gestützt, die an den genannten Kontaktpunkten A, B und C auftreten, mit dem Ergebnis, daß die Platte 8 sicher in ihrer Position (Fig. 6) gehalten ist. Die Endgenauigkeit des Werkstücks ist von der Güte der Ausrichtung zwischen der Mittellinie der Platte 8 und der Mittellinie des Werkzeughalters 1 und der festen Verriegelung der Platte abhängig, und deshalb wird die Endgenauigkeit bemerkenswert verbessert, wenn ein Werkzeughalter gemäß dieser Ausführungsform eingesetzt wird.

Wenn der Radius der Krümmung der hinteren Endfläche 10 von Platte 8 gleich mit dem Radius der Krümmung der die Platte stützenden Oberfläche 3 ist, treten die zwei bogenförmigen Oberflächen über den gesamten Bereich miteinander in Kontakt und die Mittellinie der Platte 8 fällt mit der Mittellinie des Werkzeughalters 1 zusammen mit dem Ergebnis, daß die Endgenauigkeit in bemerkenswerter Weise verbessert wird.

In Fig. 7, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist der Werkzeughalter 1 mit einem Schlitz 14 ausgestattet, der sich um einen bestimmten Betrag von der die Platte stützenden Oberfläche 3 in Richtung zum Einspannende des Werkzeughalters von dem genannten Ausschnitt ausgehend in Fortsetzung derjenigen inneren Wandung des Bereiches 4 erstreckt, die mit der genannten Kegelfläche 6 versehen ist.

In dieser Anordnung, erleichtert der Schlitz 14 die Verformung des Bereiches vom Werkzeughalter in Richtung des Ausschnitts 2, so daß die Platte 8 noch fester durch die Bereiche 4, 4 auf beiden Seiten des Ausschnittes 2 in ihrer Lage gehalten ist und dadurch eine weitere Verbesserung in der Endgenauigkeit sichergestellt werden kann.

In bezug auf Fig. 8, die noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist der Werkzeughalter 1 noch mit einem zweiten Schlitz 15 ausgestattet, der eine relativ kurze Strecke von der die Platte stützenden Oberfläche 3 in Richtung zum Einspannende des Werkzeughalters auf der mit Bezug zur Kegelfläche 6 weiter entfernt liegenden Seite zusätzlich zu dem obengenannten Schlitz 14 verläuft, wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel erläutert.

In dieser Ausführung kann die Platte 8 noch fester in ihrer Position gesichert werden, wobei die feste Verbindung des Werkzeughalters 1 mit dem Klemmschraubenelement 11 nicht nachteilig beeinflußt wird.

Claims (3)

1. Zerspanwerkzeug mit Einwegplatte (throwaway ball end mill), vorzugsweise mit gerundeter Schneidplatte, bestehend aus einem Werkzeughalter (end mill body), der einen Ausschnitt an seinen vorderen Ende zur Aufnahme einer Werkzeugplatte aufweist, mit einer unteren Wandung, die den Ausschnitt begrenzt, der in einem Teilbereich mit hoher Genauigkeit zurückgesetzt ist, um für die Platte eine stützende Fläche bereitzustellen, mit einer Werkzeugplatte, die ein Schneidelement aufweist und in dem Ausschnitt mit ihrer nach hinten weisenden Endfläche in Berührung mit der die Platte stützenden Fläche des Werkzeughalters montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Endfläche der Platte als ein Bogen geformt ist, dessen Krümmung einen Radius aufweist, der gleich oder größer ist als der Radius der Krümmung, den die Plattenstützfläche aufweist, wobei die nach hinten weisende Endfläche der Platte gegen die Plattenstützfläche bei der Befestigung der Platte im Werkzeughalter gedrückt wird.

2. Zerspanwerkzeug mit Einwegplatte, vorzugsweise mit gerundeter Schneidplatte, bestehend aus einem Werkzeughalter, der einen Ausschnitt an seinen vorderen Ende zur Aufnahme einer Werkzeugplatte aufweist, mit einer unteren Wandung, die den Ausschnitt begrenzt, der in einem Teilbereich mit hoher Genauigkeit zurückgesetzt ist, um für die Platte eine stützende Fläche bereitzustellen, mit einer Werkzeugplatte, die ein Schneidelement aufweist und in dem Ausschnitt mit ihrer nach hinten weisenden Endfläche in Berührung mit der die Platte stützenden Fläche des Werkzeughalters montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Endfläche der Platte als ein Bogen geformt ist, dessen Krümmung einen Radius aufweist, der gleich oder größer als der Radius der Krümmung ist, den die Plattenstützfläche aufweist, wobei der äußere Bereich des Werkzeughalters, der den Ausschnitt umgibt, fluchtend angeordnete Klemmlöcher aufweist, von denen eines der Klemmlöcher wenigstens teilweise zur Oberfläche des äußeren Bereichs hin an der Stelle konisch geformt ist, die dem Kopf einer Klemmschraube entspricht, wenn sie montiert und angezogen ist, wobei die Montage der Platte in dem Werkzeughalter durch Anziehen der Klemmschraube beendet ist, sobald die hintere Endfläche der Platte gegen die Plattenstützfläche des Werkzeughalters gepreßt ist.

3. Zerspanwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Werkzeughalters zusätzlich mit wenigstens einem Schlitz versehen ist, der sich in Kontakt mit dem Ausschnitt von der Plattenstützfläche in Richtung des Einspannendes des Werkzeughalters erstreckt.