-
Beschreibung :
-
Stechwerkzeug Die Erfindung betrifft ein Stechwerkzeug mit einem
Werkzeughaiter und einer an diesem festgespannten Schneidplatte aus Hartmetall,
welche auf ihrer Oberseite eine parallel zur Werkzeughalterlängsrichtung verlaufende,
vertiefte Mittelbahn sowie seitlich davon angeordnete, parallel zur Mittelbahn verlaufende
Schultern aufweist.
-
Stechwerkzeuge dieser Art arbeiten normalerweise mit auswechselbaren
Schneidplatten aus Hartmetall. Diese Schneidplatten werden in einem Werkzeughalter
festgespannt und bearbeiten mit ihrer Schneide ein Werkstück, beispielsweise können
mit einem solchen Werkzeug Umfangsnuten oder Axialringnuten in ein Werkstück eingestochen
werden.
-
Bei der Herstellung tiefer Nuten ergeben sich Schwierigkeiten dadurch,
daß die von der Schneidplatte erzeugten Späne breiter sind als die in das Werkstück
eingearbeitete Nut, so daß sich die Späne in der Nut verklemmen und die Oberfläche
der Nut beschädigen können.
-
Bei einer bekannten Schneidplatte zum Nutenstechen ist in
die
Oberseite der Schneidplatte eine Mittelbahn eingeformt, die an beiden Seiten von
parallel zur Werkzeughalterlängsrichtung verlaufenden Schultern begrenzt ist. Diese
Ausbildung führt dazu, daß die Späne über ihren Querschnitt verformt werden und
insgesamt weniger breit sind als die von dem Werkzeug geformte Nut.
-
Nachteilig bei diesen bekannten Schneidplatten ist jedoch, daß sich
bei diesen an die vordere Schneide zunächst ein ansteigender Bereich anschließt,
dem dann ein abfallender Teil der Mittelbahn folgt. Auch im Bereich der Schultern
schließt sich an die Schneide zunächst ein ansteigender Bereich an, der dann in
die Schultern übergeht.
-
Während eine solche Schneidplatte zum abstechen eines Werkstückes
geeignet ist, lassen sich mit einem solchen Werkzeug nur schwer Nachstecharbeiten
durchführen.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Stechwerkzeug dieser Art derart
zu verbessern, daß die Herstellung von eingestochenen Nuten in Werkstücke erleichert
wird.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Stechwerkzeug der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittelbahn einen unmittelbar von einer
vorderen, quer zur Werkzeughalterlängsrichtung verlaufenden Schneide abfallenden
Bereich aufweist und daß die Schultern von der Schneide weg horizontal verlaufen.
-
Es wird also ein ansteigender Bereich zwischen der Schneide und dem
Beginn der Schultern und der Mittelbahn vermieden, der abfallende Bereich der Mittelbahn
beginnt unmittelbar an der Schneide.
-
Uberraschenderweise hat sich herausgestellt, daß diese an sich geringfügige
Änderung zu einem Werkzeug führt, welches einerseits bestens zur Herstellung von
Einstechnuten geeignet ist, welches jedoch andererseits Späne erzeugt, die insgesamt
weniger breit sind als die in das Werkstück eingearbeiteten Nuten, so daß die Förderung
der Späne aus den Nuten problemlos ist.
-
Wenn im vorliegenden Rahmen von abfallenden und ansteigenden Flächen
gesprochen wird, werden dabei die Neigungen gegenüber der Radialebene der Eingriffstelle
am Werkstück gemeint, wie es der üblichen Definition der Schneidplattenstellung
an der Eingriffsstelle entspricht (ansteigende Fläche: :negative Neigung; abfallende
Fläche: Positive Neigung).
-
Vorteilhaft ist es, wenn zwischen den Schultern und der Mittelbahn
schräg zur Mittelbahn abfallende übergangsflächen vorgesehen sind; diese erleichtern
die Formung des Spanes und fördern so die Verminderung der Spanbreite.
-
An den von der Schneide weg abfallenden Bereich der Mittelebene kann
sich ein horizontaler Bereich anschließen. Günstig ist es, wenn sowohl der abfallende
Bereich der Mittelbahn als auch der sich gegebenenfalls daran anschließende horizontale
Bereich eben sind.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Anmeldegegenstandes
ist vorgesehen, daß die beiden Seitenflächen der Schneidplatte von der Oberseite
nach unten hin konvergieren, so daß zwischen den Schultern einerseits und den Seitenwänden
andererseits auf beiden Seiten der Schneidplatte je eine
senkrecht
zur vorderen Schneide verlaufende Schneide gebildet wird.
-
Dadurch, daß die horizontalen Schultern unmittelbar an der vorderen
Schneide beginnen, verläuft die Kante zwischen Oberseite und Seitenwand über ihre
gesamte Länge horizontal (neutrale Neigung). Durch die Konvergenz der Seitenflächen
ergibt sich ein Hinterschnitt, so daß mit dieser Schneidplatte nicht nur mit der
vorderen, quer verlaufenden Schneide gearbeitet werden kann, sondern auch mit den
beiden senkrecht dazu verlaufenden, seitlichen Schneiden. Das Werkzeug kann also
neben der Bewegung in Richtung auf das Werkstück hin zusätzlich sowohl nach links
als auch nach rechts verfahren werden und bearbeitet dabei das Werkstück wie ein
üblicher Drehstahl. Diese Kombination ermöglicht somit sowohl eine Stechbearbeitung
als auch eine Drehbearbeitung, es handelt sich somit um ein echtes Stechdrehwerkzeug.
Dabei ergibt sich durch die Schneidplatte eine besonders günstige Formung und Abförderung
der beim Drehen und Stechen erzeugten Späne.
-
Vorteilhaft ist es, wenn die Seitenflächen gegenüber der Vertikalen
um 60 geneigt sind.
-
Es kann vorgesehen sein, daß die Schneidplatte im mittleren Teil eine
ebene, horizontale Anpreßfläche aufweist und daß am Werkzeughalter ein Anpreßelement
gehalten ist, welches an der Anpreßfläche der Schneidplatte anliegt und die Schneidplatte
gegen eine am Werkzeughalter befestigte Unterstützungsplatte spannt.
-
Dabei ist es günstig, wenn die Anpreßfläche gegenüber der
Mittelbahn
tiefer liegt und wenn das Anpreßelement eine Umlenkfläche aufweist, welche die über
die Oberseite der Schneidplatte vorgeschobenen Späne über das Anpreßelement nach
oben umlenkt.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß
das Anpreßelement an seiner Unterseite einen quer zur Werkzeughalterlängsrichtung
verlaufenden Vorsprung mit halbkreisförmigem Querschnitt aufweist, daß im Werkzeughalter
eine ebenfalls quer zur Werkzeughalterlängsrichtung verlaufende Keilnut vorgesehen
ist, in welcher der Vorsprung am Anpreßelement eintaucht, und daß das Anpreßelement
mittels eines Spannorgans gegen den Werkzeughalter gepreßt ist, welches gegenüber
der Keilnut in Richtung des freien Endes des Werkzeughalters versetzt ist. Durch
diese Ausgestaltung wird das Anpreßelement beim Festspannen in die Anpreßstellung
verschwenkt, wobei der halbkreisförmige Vorsprung an der Keilnut längs zweier Linien
anliegt und sicherstellt, daß das Preßelement um die Werkzeughalterlängsrichtung
nicht verschwenkt werden kann, sondern quer zur Werkzeughalterlängsrichtung genau
parallel an der Anpreßfläche der Schneidplatte anliegt.
-
Günstig ist es, wenn das Spannorgan eine in den Werkzeughalter einschraubbare
Senkkopfschraube ist, die durch ein Senkloch im Anpreßelement hindurchgesteckt ist,
und wenn das Senkloch im Anpreßelement und die Gewindebohrung im Werkzeughalter
in Werkzeughalterlängsrichtung derart gegeneinander versetzt sind, daß die Senkkopfschraube
bei in die Keilnut eintauchendem Vorsprung an der der Keilnut abgewandten Seite
des Senkloches an dessen angesenkter Fläche zur Auflage gelangt
Der
Abstand zwischen der linienförmigen Abstützung des An preßelementes und der Keilnut
einerseits und der Anpreßstelle der Senkkopfschraube andererseits wird dadurch maximal,
man kann mit dieser Ausgestaltung bei gleichem Anpreßmoment ein in Werkzeughalterlängsrichtung
kürzeres Anpreßelement verwenden.
-
Dies ist im Hinblick auf die mögliche Zugänglichkeit des Werkstückes
wünschenswert.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
-
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: Figur
1 eine schaubildliche Ansicht des vorderen Teils eines Werkzeughalters mit eingespannter
Schneidplatte; Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des Werkzeuges der Figur 1 in Richtung
des Pfeiles A; Figur 3 eine Schnittansicht längs Linie 3 - 3 in Figur 2; Figur 4
eine Seitenansicht des vorderen Teils des Werkzeuges in Richtung des Pfeiles B in
Figur 2; Figur 5 eine Seitenansicht einer teilweise geschnitten dargestellten Wendeschneidplatte;
Figur
6 eine Draufsicht auf die Wendeschneidplatte der Figur 5 und Figur 7 eine Vorderansicht
der Wendeschneidplatte der Figur 5.
-
An dem in Figur 1 schaubildlich dargestellten, stabförmigen Werkzeughalter
1 ist an seinem freien Ende eine Unterstützungsplatte 2 befestigt. Zu diesem Zweck
weist der Werkzeughalter 1 an seiner Seitenfläche einen zurückgesetzten Bereich
3 auf; in diesem Bereich ist in die Seitenwand des Werkzeughalters 1 eine Längsnut
4 eingelassen.
-
Die Unte-rstützungsplatte 2 ist einstückig mit einem Befestigungsblock
7 ausgebildet, der einen in die Längsnut 4 eintauchenden Vorsprung 5 trägt. Mittels
Schrauben 6 ist dieser Befestigungsblock an dem Werkzeughalter fixiert.
-
Die eigentliche Unterstützungsplatte steht nach vorne über den Werkzeughalter
und über den Befestigungsblock vor; sie kann entweder parallel zur Seitenwand des
Werkzeughalters ausgebildet sein, in speziellen Fällen kann auch vorgesehen sein,
daß der vorstehende, plattenförmige Teil entsprechend der Krümmung einer herzustellenden
Axialringnut nach außen gekrümmt ist, wie dies in dem in der Zeichnung wiedergegebenen
Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Dabei ist Sorge dafür getragen, daß die Unterstützungsplatte
2 über ihre gesamte Länge an keine Stelle über die gekrümmte, dem Werkzeughalter
abgewandte Außenfläche hervorsteht. Dadurch weist die Unterstützungsplatte keine
Vorsprünge auf, die die Bearbeitung
komplizierter Werkstücke verhindern
könnten.
-
An der oberen Stirnkante 8 weist die Unterstützungsplatte 2 eine prismatische
Längsnut 9 auf, in welche der komplementär geformte Fuß 10 einer Wendeschneidplatte
aus Hartmetall eintaucht (Figur 2). Dabei kann vorgesehen sein, daß die Längsnut
9 in der Unterstützungsplatte 2 im Bereich zwischen ihrem vorderen und ihrem hinteren
Ende ein wenig abgesenkt ist, so daß eine in diese Nut eingelegte Wendeschneidplatte
mit einer geradlinig verladenden unteren Begrenzung nur in ihrem vorderen und in
ihrem hinteren Bereich flächig an den Seitenwänden der prismatischen Längsnut 9
anliegt, im mittleren Bereich jedoch nicht unterstützt wird. Im Zusammenhang mit
der weiter unten erläuterten Spannvorrichtung führt dies zu einer besonders sicheren
Fixierung der Wendeschneidplatte im Werkzeughalter.
-
Die auf der Unterstützungsplatte 2 fixierte Wendeschneidplatte wird
im folgenden anhand der Figuren 5 bis 7 näher erläutert.
-
Diese Wendesohneidplatte weist einen mittleren Spannbereich auf, der
an seiner oberen Seite durch eine ebene nnreßfläche 11 begrenzt wird. An beiden
Enden ist ein Schneidbereich vorgesehen; da beide Schneidbereiche gleich ausgebildet
sind, wird im folgenden nur noch einer dieser Schneidbereiche erläutert.
-
Wie aus Figur 5 ersichtlich wird, wird der Schneidbereich gebildet
durch eine horizontale Oberseite 12, eine gegenüber der Vertikalen von oben nach
unten rückspringenden, ebenen Stirnseite 13 sowie zwei ebenfalls ebene Seitenflächen
14 und 15r die gemäß der Darstellung der Figur 7 von oben nach unten hin konvergieren.
Der Winkel der Stirnseite 13 gegenüber der Vertikalen beträgt zwischen 20 und 120
vorzugsweise 60.
-
Die Seitenflächen schließen mit der Vertikalen einen Winkel
von
ca. 60 ein.
-
Die Oberseite bildet zusammen mit der Stirnseite eine vordere Schneide
17 und zusammen mit den beiden Seitenflächen je eine seitliche Schneide 18 bzw.
19.
-
In die Oberseite ist eine Mittelbahn 16 eingeformt, die einen von
der vorderen Schneide 17 schräg nach unten abfallenden, ebenen Bereich 20 und einen
sich daran anschließenden, horizontalen, ebenen Bereich 21 aufweist (Figur 5). Die
Mittelbahn 16 ist weniger breit als die Oberseite, so daß zu beiden Seiten der Mittelbahn
horizontale Schultern stehenbleiben. Diese Schultern sind mit den Bereichen 20 und
21 der Mittelbahn 16 über schräg von außen nach innen verlaufende isbergangsflächen
22 bzw. 23 verbunden. Die Mittelbahn ist auf ihrer der Anpreßfläche 11 zugewandten
Seite offen, der horizontale Bereich 21 liegt dabei zumindest geringfügig über der
Ebene der AnpreB-fläche.
-
Wie sich aus der Darstellung der Figur 6 ergibt, konvergieren die
beiden seitlichen Schneiden 18 und 19 in Richtung auf die Anpreßfläche geringfügig,
beispielsweise sind die Schneiden gegenüber der Längsachse der Schneidplatte um
20 geneigt.
-
Zur Festlegung der Wendeschneideplatte in der Längsnut der Unterstützungsplatte
ist ein Anpreßelement 24 vorgesehen, welches auf der Oberseite des Werkzeughalters
1 angeordnet ist. Dieses Anpreßelement 24 weist an seiner dem Vorderende des Werkzeughalters
abgewandten Ende an seiner Unterseite einen sich über die Breite des Werkzeughalters
erstreckenden, nach unten vorstehenden Vorsprung 25 mit halbkreisförmigem Querschnitt
auf, der in eine in die Oberseite des Werkzeughalters eingeformte,
quer
über dessen gesamte Breite verlaufende Keilnut 26 eintaucht. Die Abmessungen sind
dabei derart gewählt, daß die ebene Unterseite des Anpreßelementes 24 von der Oberseite
des Werkzeughalters im Abstand gehalten ist (Fig. 3).
-
An seinem oberhalb der Unterstützungsplatte angeordneten Ende trägt
das Anpreßelement einen Andrückarm 27, der sich über das vordere Halterende hinweg
nach vorn erstreckt und an seiner Unterseite eine ebene Andrückfläche trägt, die
flächig an der Anpreßfläche 11 der Schneidplatte anliegt. Das Anpreßelement 24 weist
eine vertikale Senklochbohrung 28 auf, die in Richtung zum vorderen Ende des Werkzeughalters
gegenüber dem querverlaufenden Vorsprung 25 versetzt ist. In diese Senklochbohrung
ist eine Senkschraube 29 eingesetzt, die in eine Gewindebohrung 30 im Werkzeughalter
eingeschraubt ist. Dabei sind die Senklochbohrung und die Gewindebohrung im Werkzeughalter
in Längsrichtung derart gegeneinander versetzt, daß die SenkJo#fschraube beim Einschrauben
in die Senklochbohrung an ihrer dem Vorsprung 25 abgewandten Seite an der angesenkten
Wand der Senklochbohrung zur Anlage kommt. Dadurch erhält man trotz eines geringen
Abstandes der Senklochbohrung vom Vorsprung einen maximalen Hebelarm zur Verschwenkung
des Anpreßelementes und somit zum Anpressen der Andrückfläche am Anpreßelement gegen
die Anpreßfläche der Schneidplatte.
-
Die beschriebene Ausgestaltung des Anpreßelementes gewährleistet einerseits,
daß die Andrückfläche immer über die gesamte Breite der Schneidplatte gleichmäßig
an ihr anliegt, also eine Verkipplung des Anpreßelementes um eine parallel zur Halterlängsachse
verlaufende Achse ausgeschlossen ist. Darüberhinaus ermöglicht diese Ausgestaltung
eine besonders geringe Baulänge des Anpreßelementes, wobei gleichzeitig trotzdem
die notwendigen
Anpreßkräfte zur sicheren Festlegung der Wendeschneidplatte
aufgebracht werden.
-
Die Wendeschneidplatte wird in ihrer axialen Richtung durch einen
Anschlag 31 am Werkzeughalter fixiert, an dem die rückwärtige Stirnseite der Schneidplatte
zur Anlage kommt.
-
Die Wendeschneidplatte kann in diesem Halter um 1800 gedreht eingespannt
werden, dann kommt der zweite Schneidbereich zum Einsatz, der gleich aufgebaut ist
wie der erste.
-
Der einen Teil des Anpreßelementes 24 bildende Andrückarm 27 ist keilförmig
ausgebildet, so daß die über die Oberseite der Schneidplatte herangeführten Späne
durch die Oberseite des Andrückarmes 27 über das Anpreßelement 24 hinweggeführt
werden (Figur 4). Dabei ist vorteilhaft, daß die Anpreßfläche 11 gegenüber der Mittelbahn
16 etwas tiefer liegt, so daß die herangeführten Späne mit Sicherheit auf die Oberseite
des keilförmigen Andrückarmes 27 gelenkt werden.
-
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann sowohl zum Ein stechen von Nuten
als auch zum Drehen von Werkstücken in der herkömmlichen Weise verwendet werden,
da Schneiden an der Vorderseite und an beiden Seiten der Schneidplatte vorgesehen
sind. Es ist also möglich, mit diesem Werkzeug verschiedene Arbeitsgänge durchzuführen,
für die bisher verschiedene Werkzeuge verwendet werden mußten.