DE69230073T2

DE69230073T2 - Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE69230073T2
Application number: DE69230073T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Nakayama; Masayuki Okawa; Junichi Saito
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2012-03-14
Also published as: EP0663252A2; EP0508152B1; DE69207464T2; EP0663252A3; US5391022A; EP0508152A3; US5314273A; DE69207464D1; EP0663252B1; DE69230073D1; EP0508152A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug, welches ein Kopfsegment und Schaftsegment aufweist, insbesondere ein Schneidwerkzeug, bei welchem das Kopfsegment von dem Schaftsegment abnehmbar ist.

2. Technischer Hintergrund

Die Fig. 12 und 13 zeigen ein herkömmliches Schneidwerkzeug, welches einen im Wesentlichen zylindrischen Schneidwerkzeugkörper 10 aufweist, der ein Schaftsegment 11 und ein Kopfsegment 12 aufweist. Das Schaftsegment 11 ist dazu ausgebildet, fest an einer (nicht gezeigten) Maschinenspindel befestigt zu werden, so daß der Schneidwerkzeugkörper 10 um eine durch ihn hindurchgehende Achse gedreht werden kann. Das Schaftsegment 11 besteht aus einem äußerst starren Material, beispielsweise einer Sintercarbidlegierung, welches dazu verwendet werden kann, eine Auslenkung oder Ratterschwingungen des Körpers 10 zu verhindern.
Das Kopfsegment 10 weist ein im Wesentlichen halbkugelförmiges Vorderende und ein hinteres Ende auf, und ist aus einem einfach zu bearbeitenden Material wie beispielsweise Stahl hergestellt. Im Allgemeinen ist zumindest eine Einsatzaufnahmeausnehmung im Vorderende des Kopfsegments 12 vorgesehen, in welcher ein Schneideinsatz 3 durch eine Spannschraube 4 befestigt ist, wogegen das rückwärtige Ende des Kopfsegmentes 12 mit dem Schaftsegment 11 an einem Verbindungsabschnitt 13 durch Löten verbunden ist.
Bei dem voranstehend geschilderten herkömmlichen Schneidwerkzeug treten jedoch einige Probleme auf:
(i) Es ist schwierig, das Kopfsegment von dem Schaftsegment zu trennen, da sie wie voranstehend geschildert durch Löten verbunden sind, so daß das Kopfsegment kaum durch ein anderes ausgetauscht werden kann, wenn das Kopfsegment beschädigt ist, oder wenn ein anderer Typ des Kopfsegments erforderlich ist;
(ii) Es ist weiterhin schwierig, die Endoberfläche des Kopfsegments in Kontakt mit der Endoberfläche des Schaftsegments mit der erforderlichen Genauigkeit zu bringen, so daß das Kopfsegment und/oder das Schaftsegment zumindest eine Positionierungsmarkierung oder Positionierungsmechanismen erfordert.
Fig. 14 zeigt eine andere Art eines herkömmlichen Schneidwerkzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, welches zur Lösung des voranstehenden Problems (i) hergestellt wird. Wie aus der Figur hervorgeht, ist bei dem Schaftsegment 14 coaxial ein Außengewinde 17 vorgesehen, während ein (nicht dargestelltes) Innengewinde coaxial auf dem Kopfsegment 15 vorhanden ist. Daher werden diese Segmente 14 und 15 durch Gewinde verbunden, so daß das Kopfsegment einfach durch ein anderes ersetzt werden kann.
Allerdings weisen in diesem Fall das Innengewinde und das Außengewinde jeweils Toleranzen auf, so daß es schwierig ist, die Relativposition zwischen dem Kopf 15 und dem Schaft 14 in Umfangsrichtung einzustellen. Es ist beispielsweise schwierig, die relative Umfangsposition zwischen einem Schneideinsatz 3 und einer abgeschrägten Ecke 16 des Schaftes 14 einzustellen, wenn der Kopf 15 und der Schaft 14 mit dem Außengewinde 17 festgezogen werden. Daher kann die voranstehend geschilderte Verbindungsvorrichtung nicht für ein Schneidverfahren mit Drehen des Werkstücks eingesetzt werden, sondern nur für das Schneidverfahren mit Drehen des Werkzeugs.
Darüber hinaus ist es schwierig, das Außengewinde einstückig mit dem Schaft auszubilden, wenn der Schaft aus einer Sintercarbidlegierung besteht. Darüberhinaus sind in jenem Fall, in welchem ein Außengewindesegment aus einem einfach zu bearbeitenden Material wie Stahl hergestellt wird, und mit dem Schaftsegment durch Löten verbunden wird, zusätzliche Bearbeitungsschritte und dergleichen erforderlich, was zu einem komplizierten Herstellungsverfahren für das Schneidwerkzeug führt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schneiwerkzeug zur Verfügung gestellt, welches aufweist: ein Stahlkopfsegment, welches um eine seiner Achsen drehbar ist, und einen Vorderendabschnitt aufweist, der mit zumindest einem Schneideinsatzaufnahmesitz versehen ist, sowie einen Hinterendabschnitt; ein Schaftsegment, welches um eine seiner Achsen drehbar ist, und einen Vorderendabschnitt aufweist, der coaxial mit dem Hinterendabschnitt des Kopfsegments verbunden ist, und einen Hinterendabschnitt, der dazu ausgebildet ist, fest an einer Maschinenspindel befestigt zu werden; ein verjüngtes Eingriffsloch, welches coaxial in dem Kopfsegment vorgesehen ist; und einen verjüngten Eingriffsvorsprung in Form eines Kegelstumpfs, der coaxial auf dem Schaftsegment vorgesehen ist, und im Eingriff in das verjüngte Loch eingepaßt ist, wobei das Schaftsegment und der Eingriffsvorsprung einstückig aus einem Sintercarbid hergestellt sind.
Das Schneiwerkzeug weist weiterhin eine Vorrichtung zum Festsetzen des Vorsprungs in dem Loch auf, um so sicher zu stellen, daß die Relativposition des Vorsprungs und des Loches beibehalten wird. Die voranstehend erwähnte Festsetzungsvorrichtung weist auf: zumindest ein Innengewinde, welches eine Verbindung zwischen dem Loch und der Außenumgebung über ein Umfangsoberfläche des Segments zur Verfügung stellt; und zumindest eine Spannschraube, die jeweils in jedes Innengewinde eingeschraubt ist, wobei ein Bodenende der Spannschraube in Berührung mit einer Oberfläche des Eingriffsvorsprungs steht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Eingriffsvorsprung weiterhin einen ebenen Abschnitt auf seiner Umfangsoberfläche auf, um das Bodenende der Spannschraube aufzunehmen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung deutlich, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlich dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Schneidwerkzeuges gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Rückansicht des Schneidwerkzeuges von Fig. 1, gesehen in der durch die Pfeile XI in Fig. 1 dargestellten Richtung;
Fig. 3 eine Rückansicht des Schneidwerkzeuges von Fig. 1, gesehen in der durch die Pfeile XII in Fig. 1 angegeben Richtung;
Fig. 4 eine Ansicht in Explosionsdarstellung des Schneidwerkzeuges von Fig. 1;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Teils des Schneidwerkzeuges von Fig. 1;
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Teils eines Schneidwerkzeugs gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Teils eines Schneidwerkzeugs gemäß einer weiteren abgeänderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht des Schneidwerkzeuges von Fig. 7;
Fig. 9 eine weitere Querschnittsansicht des Schneidwerkzeuges von Fig. 7;
Fig. 10 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eine Teils eines Schneidwerkzeuges gemäß einem Beispiel für die vorliegende Erfindung;
Fig. 11 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Teils eines Schneidwerkzeugs gemäß einem Beispiel für die vorliegende Erfindung;
Fig. 12 eine Vorderansicht eines herkömmlichen Schneidwerkzeuges;
Fig. 13 eine Rückansicht des Schneidwerkzeuges von Fig. 12; und
Fig. 14 eine Vorderansicht eines weiteren herkömmlichen Schneidwerkzeuges.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung von gleichen Teilen oder Elementen in verschiedenen Ansichten verwendet werden.

[Beispiel 1]

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, welches ein Schaftsegment 101 und ein Kopfsegment 102 aufweist.
Das Schaftsegment 101 ist mit zwei Endabschnitten versehen: einem Vorderendabschnitt, der coaxial mit einem Eingriffsvorsprung 120 versehen ist, der dazu ausgebildet ist, mit dem Kopfsegment 102 verbunden zu werden; und einem Hinterendabschnitt, der dazu ausgebildet ist, fest an einer (nicht gezeigten) Maschinenspindel befestigt zu werden. Der Eingriffsvorsprung 120 weist im Wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes auf. Beim vorliegenden Beispiel sind das Schaftsegment 101 und der Eingriffsvorsprung 120 einstückig hergestellt, und bestehen aus einer Sintercarbidlegierung.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist eine Umfangsoberfläche des Schaftabschnitts 101 einen abgeschrägten Abschnitt 114 in der Axialrichtung auf. Dieser abgeschrägte Abschnitt verläuft parallel zu einem ebenen Abschnitt 124, der auf einer Umfangsoberfläche des Kopfsegmentes 102 vorgesehen ist.
Das Kopfsegment 102, welches aus Stahl besteht, weist einen Vorderendabschnitt und einen Hinterendabschnitt auf. Das Vorderende ist dazu ausgebildet, auf sich einen Schneideinsatz 3 aufzunehmen, wogegen ein Hinterendabschnitt dazu ausgebildet ist, mit dem Schaftsegment 101 verbunden zu werden. Weiterhin ist coaxial darin ein verjüngtes Eingriffsloch 121 vorgesehen.
Das Kopfsegment 102 weist weiterhin auf: ein Innengewinde 102, welches eine Verbindung zwischen dem Loch 121 und der Außenumgebung über eine Umfangsoberfläche des Kopfes 102 zur Verfügung stellt; und eine Spannschraube 122, die in das Innengewinde eingeschraubt ist.
Fig. 2 ist eine Rückansicht des Schneideinsatzes bei diesem Beispiel. In dieser Figur ist eine Oberfläche des abgeschrägten Abschnitts 114 in Umfangsrichtung auf dem Schaftsegment 102 in einem Winkel θ in Bezug auf ein oberes Ende des Schneideinsatzes 3 vorgesehen (beim vorliegenden Beispiel beträgt θ 90º).
Weiterhin ist die Achse der Spannschraube 122 in Bezug auf die Axialrichtung des Kopfsegmentes 102 geneigt angeordnet, um so ein oberes Ende der Spannschraube 122 weg von dem Vorderende des Kopfsegmentes 102 zu halten. In Fig. 5 ist die Neigung der Klemmschraube 122 mit dem Bezugszeichen a bezeichnet. Weiterhin ist, wie aus der Figur hervorgeht, die Spannschraube 122 in einem Winkel von mehr als 90º geneigt. Andererseits verläuft eine Oberfläche des ebenen Abschnitts 123 senkrecht zur Achse der Spannschraube 122, und verläuft daher geneigt in einem Winkel β (β = a - 90º). Daher kann, wie in Fig. 5 gezeigt ist, eine Bodenoberfläche 124 der Spannschraube 122 in Berührung mit der Oberfläche des ebenen Abschnitts 123 gelangen.
Bei der voranstehend geschilderten Konstruktion werden das Schaftsegment 101 und das Kopfsegment 102 miteinander durch die folgenden Schritte verbunden:
(i) Einsetzen einer Spannschraube 122 lose in ein Innengewinde 122 des Kopfsegmentes 122 auf solche Weise, daß die Bodenoberfläche 124 der Spannschraube 122 nicht gegenüber dem Innengewinde vorspringt;
(ii) Positionieren des Schaftsegmentes 101 und des Kopfsegmentes 102 in Umfangsrichtung;
(iii) Einführen des Eingriffsvorsprungs 120 des Schaftsegmentes 101 lose in das Eingriffsloch 121 des Kopfsegmentes 102; und
(iv) Anziehen der Spannschraube 122 in dem Innengewinde so, daß die Bodenoberfläche 122 der Spannschraube 122 eine Oberfläche des ebenen Abschnitts 123 des Eingriffsvorsprungs 120 berührt.
Das Schaftsegment 101 und das Kopfsegment 102 werden miteinander in Umfangsrichtung mit hoher Genauigkeit dadurch verbunden, daß der Spannbolzen 127 in dem Innengewinde 126 festgezogen wird, so daß der Eingriffsvorsprung 120 zur Bodenoberfläche des Eingriffslochs 121 bewegt wird.
Beim vorliegenden Beispiel ist ein Intervallabschnitt 125 zwischen dem Kopfsegment und dem Schaftsegment vorgesehen, und daher weist das Schneidwerkzeug eine Nut an einer Verbindungsstelle zwischen diesen Segmenten auf.
Es wird darauf hingewiesen, daß das Kopfsegment 102 nicht von dem Schaftsegment 101 heruntergleiten kann, da die Spannschraube 122 als Anschlag dient, wenn die Spannschraube 122 an dem Kopfsegment 102 in einem Winkel a von mehr als 90º festgezogen ist.

[Beispiel 2]

Fig. 6 zeigt ein Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, welches sich von dem Schneidwerkzeug des Beispiels 1 in der Hinsicht unterscheidet, daß die Spannschraube 122 in einem Winkel a von 90º angeordnet ist.

[Beispiel 3]

Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, welches sich von den voranstehenden Beispielen in der Hinsicht unterscheidet, daß eine unterschiedliche Art einer Spannschraube 122' bei dem Kopfsegment 102 vorgesehen ist, und ein Nutabschnitt 132 in einer Umfangsoberfläche des Eingriffsvorsprungs 120 vorgesehen ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Spannschraube 122' einen Gewindeabschnitt und einen vorspringenden Abschnitt auf, und zeichnet sich dadurch aus, daß der Durchmesser des vorspringenden Abschnitts 133 kleiner ist als jener des Gewindeabschnitts.
Der Nutabschnitt 132 ist so ausgebildet, daß er eine ebene Bodenoberfläche 132a aufweist, die parallel zum abgeschrägten Abschnitt 114 verläuft, und eine Breite (h'), die etwas größer ist als der Durchmesser (h) des vorspringenden Abschnitts 133 der Spannschraube 122'. Daher steht die Spannschraube 122' in festem Eingriff mit dem Nutabschnitt 132.
Wie voranstehend geschildert kann ein Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, ohne ein Lötverfahren oder dergleichen zur Verbindung des Kopfsegments und des Schaftsegments einzusetzen, und welches einfach an dem Kopfsegment befestigt und von diesem gelöst werden kann.
Die vorliegenden Ausführungsformen sind als Beispiele zu verstehen, da der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Patentansprüche festgelegt ist.

Claims

1. Schneidwerkzeug, welches aufweist:

ein Stahlkopfsegment (102), welches um eine seiner Achsen drehbar ist, und einen Vorderendabschnitt aufweist, der mit zumindest einem Aufnahmesitz für einen Schneideinsatz (3) versehen ist, sowie einen Hinterendabschnitt;

ein Schaftsegment (101), welches um eine seiner Achsen drehbar ist, und einen Vorderendabschnitt aufweist, der mit dem Hinterendabschnitt des Kopfsegments (102) verbunden ist, sowie einen Hinterendabschnitt, der dazu ausgebildet ist, fest an einer Maschinenspindel befestigt zu werden;

ein Eingriffsloch (121), welches coaxial in dem Kopfsegment (102) vorgesehen ist;

einen Eingriffsvorsprung (120), der coaxial in dem Schaftsegment (101) vorgesehen ist, und im Eingriff in das Loch (121) eingepaßt ist;

wobei das Schaftsegment (101) und der Eingriffsvorsprung (120) einstückig aus einem Sintercarbid hergestellt sind;

das Schneidwerkzeug weiterhin eine Vorrichtung zum Festsetzen des Vorsprungs (120) in dem Loch (121) aufweist, damit sichergestellt wird, daß die Relativposition des Vorsprungs (120) und des Lochs (121) beibehalten wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Eingriffsloch (121) verjüngt ausgebildet ist, und der Eingriffsvorsprung (120) im Wesentlichen die Form eines Kegelstumpfs aufweist;

und die Festsetzungsvorrichtung aufweist:

zumindest ein Innengewinde, welches eine Verbindung zwischen dem verjüngten Loch (121) und der Außenumgebung über eine Umfangsoberfläche des Kopfsegments (102) zur Verfügung stellt; und

zumindest eine Spannschraube (122), die jeweils in jedes Innengewinde eingeschraubt ist, wobei ein Bodenende (124) der Spannschraube (122) in Berührung mit einer Oberfläche (123) des verjüngten Eingriffsvorsprungs (120) steht.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, bei welchem der verjüngte Eingriffsvorsprung (120) weiterhin einen abgeschrägten Abschnitt (123) auf seiner Außenumfangsoberfläche aufweist, um das Bodenende der Spannschraube (122) aufzunehmen.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 2, bei welchem der abgeschrägte Abschnitt (123) als Nutabschnitt abgebildet ist, der eine ebene Bodenoberfläche aufweist, mit welchem die Spannschraube (122) in festem Eingriff steht.

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 2, bei welchem die Spannschraube (122) in Bezug auf die Axialrichtung des Kopfsegments (102) in einem Winkel a von mehr als 90º geneigt angeordnet ist, wobei eine Oberfläche des abgeschrägten Abschnitts (123) senkrecht zu einer Achse der Spannschraube verläuft, und zur Axialrichtung des Kopfsegments in einem Winkel von a - 90º geneigt angeordnet ist.

5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das Schaftsegment (101) weiterhin zumindest einen abgeschrägten Abschnitt (114) auf einer Umfangsoberfläche aufweist.