DE2124699A1

DE2124699A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE2124699A1
Application number: DE19712124699
Authority: DE
Inventors: Robert Sidney Grass Lake Mich Brown II (V St A)
Original assignee: Federal Screw Works
Current assignee: Federal Screw Works
Priority date: 1970-05-19
Filing date: 1971-05-18
Publication date: 1971-12-02
Also published as: CA952700A; US3668954A; GB1290632A

Description

Werkzeughalter

Bei Werkzeughaltern zur Lagerung von Formwerkzeugen, wie sie üblicherweise in automatischen Maschinen zum Herstellen von Schrauben verwendet werden, sind weitgehend geschulte Arbeitskräfte erforderlich, um den Werkzeughalter in die Maschine einzubauen und einzustellen. Die erneute Einstellung des herkömmlichen Werkzeughalters, die notwendig ist, um die durch Schleifen des Werkzeugs bedingten Abniessungsanderungen auszugleichen, erfordert ebenfalls die Geschicklichkeit eines erfahrenen Facharbeiters.

Durch die Erfindung soll ein Werkzeughalter geschaffen werden, der, von weniger geschulten Arbeitskräften in einfacher Weise und mit hoher Genauigkeit in die Maschine eingebaut und eingestellt werden kann. Dies wird durch die im Anspruch 1 bzw. 8 angegebenen Merkmale erreicht, Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der

zur Lagerung von Formwerkzeugen geeignete lferkz#ughalter ist vielseitig verwendbar, kann mit

1093A9/126*

nach oben oder unten gerichteter Schneide angeordnet werden und läßt sich derart einstellen, daß die Schneidkante des Schneidwerkzeugs bezüglich der Drehachse des Werkstücks beliebig verkantet werden kann.

Bei einem bevorzugten Ausflihrungsbeispiel der Erfindung läßt sich d.le Parallelität der Schneidkante des Schneidwerkzeuges bezüglich des Werkstücks mit großer Genauigkeit allein durch Drehen zweier Schrauben verstellen, wodurch sich die "Schrägstellung" der Schneidkante in einfacher Weise beseitigen läßt.

Ferner läßt sich die axiale Lage des Werkzeugs verstellen, ohne daß die Lage des Werkzeughalters in Querrichtung bzw. die Parallelität des Sehneidwerkzeuges verändert wird.

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter zeichnet sich durch hohe Genauigkeit, Robustheit, geringe Abmessungen, eine im Hinblick auf die verfügbare Verstellbarkeit geringe Anzahl von Blnzelteilen, geringe Herstellungskosten und zuverlässige Betriebsweise aus.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen j

Flg. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsge-Werkzeughalters,

Flg. 2 eine Yorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Werkzeughalters,

-2-1G9949/1239

Pig- 5 einen Querschnitt längs der Linie j5-3 in Fig. 1,

Pig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2, Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht eines anderen Führungsteils.

Der in den Fign. 1 und 2 dargestellte Werkzeughalter weist einen aus Metall gegossenen Grundkörper 12 auf, der auf der Gleitführung (nicht gezeigt) eines Schraubenautomaten gelagert werden kann. Zu diesem Zweck sind zwei längliche T-Nuten 14 vorgesehen, die jeweils zwei Gewindebohrungen aufweisen. In die Nuten 14 sind auf der einen Seite des Grundkörpers 12 zwei Lagerschrauben 16 und auf der anderen Seite des Grundkörpers 12 zwei Lagerschrauben 17 eingeschraubt. Der Grundkörper 12 weist ferner an seiner Unterseite eine ebene Lagerfläche 18 auf, die auf der Gleitführung der' Maschine ruht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 12 derart angeordnet, daß seine Lagerfläche 18 nach unten gerichtet ist und horizontal verläuft. Es versteht sich jedoch, daß der Werkzeughalter im speziellen Fall beliebige andere Lagen einnehmen kann.

Eine große zylindrische Führungsbohrung 20 erstreckt sich von der ebenen Rückseite 22 des Grundkörpers zu dessen Vorderseite 24. Ein Spannschlitz 26 verläuft von der Führungsbohrung 20 zu einer Seitenwand 25 auf der einen Seite des Grundkörpers 12. Auf der anderen Seite des Grundkörpers 12 befindet sich eine Seitenwand 27. Der

10 9 8 4 9/ 1269

Spannschlitten 2.6 erstreckt sich über die gesamte Länge des Grundkörpers 12 von der Rückseite 22 zur Vorderseite 24. Durch das Vorhandensein des Spannschlitzes 26 wird antaer Oberseite des Grundkörpers 12 eine verformbare Wand 28 gebildet. Die verformbare Wand 28 besitzt einen etwa bogenförmigen Querschnitt und weist an ihrem freien Rand eine ebene Lippe 30 auf. Die Lippe 30 weist an ihrer Oberfläche eine Schulter 32 auf, die in der gleichen Ebene liegt wie eine Schulter 34, die an der Oberseite des Grundkörpers 12, neben der Seitenwand 27 gebildet 1st.

Die Lippe 30 ist mit zwei Bohrungen 36 versehen, die vertikal durch die Lippe verlaufen und so groß sind, daß die Köpfe der Schrauben 17 hindurchpassen. Die Köpfe der Lagerschrauben 17 sitzen innerhalb Gegenbohrungen 39 der Bohrungen 40, die sich von dem Spannschlitz 26 nach unten durch die Lagerfläche 18 erstrecken. Auf der gegenüberliegenden Seite der verformbaren Wand 28 sitzen die Köpfe der Spannschrauben 16 auf der Schulter 34, und die Lagerschrauben l6 verlaufen frei durch vertikale Bohrungen 42, die sich von der Schulter 34 durch die Lagerfläche 18 des Grundkörpers 12 erstrecken. In jeder der T-Nuten 14 ist eine Lagerschraube l6 und eine Lagerschraube 17 eingeschraubt. Wie aus dem bisher gesagten hervorgehen dürfte, sind die Lagerschrauben I7 derart angeordnet, daß sie die Bewegung der verformbaren Wand 28 nicht behindern.

Die Innenseite der verformbaren Wand 28 bildet einen Teil der Führungsbohrung 20. Die verformbare Wand 28 kann mittels zweier Spannschrauben 44 nach innen gezogen werden, um irgendwelche in der Pührungsbohrung 20 angeordnete Teile zu verspannen. Die Spannschrauben 44 verlaufen frei durch in der Lippe 30 gebildete Bohrun-

109849/ 1 269

gen 45 und sind in Gewindebohrungen 46 eingeschraubt, die sich von dem Spannschlitz 26 nach unten erstrecken.

Ein Werkzeugträger 48 ist mit einem zylindrischen Schaft 50 versehen, der innerhalb der Führungsbohrung 20 angeordnet ist. Der Lagerträger 48 weist an seinem vorderen Ende einen Kopf 52 und zwei diametral gegenüberliegende, etwa in der Mitte des Schaftes angeordnete Keilnuten 54, 55 auf. Die Keilnuten 54, 55 erstrecken sich in Längsrichtung des Schaftes 50; in einer der beiden Keilnuten ist ein Führungsteil 56, vorzugsweise ein Federkeil, angeordnet. An dem Kopf 52 des Werkzeugträgers ist ein Bügel 58 befestigt, der einen verstellbaren Anschlagkörper 60 trägt. Eine Schwalbenschwanzspannvorrichtung 62 ist mittels Schrauben 64 an dem Kopf befestigt und verspannt ein Formwerkzeug 65 mit dem Kopf 52. Von dem Schaft 50 ragt oberhalb des Kopfes 52 eine Kühlmitteldüse 66 vor, die dem Formwerkzeug 65 Kühlmittel zuführt. Die Kühlmitteldüse 66 ist verstellbar und kann mittels einer Stellschraube 67 fixiert werden. Die Kühlmitteldüse 66 empfängt Kühlmittel von einem Kühlmittelkanal 68, der sich in Längsrichtung durch den Schaft 50 erstreckt und mittels eines Einlasses 69 an einem Kühlmittelschlauch (nicht gezeigt) befestigt werden kann.

An der Rückseite 22 des Grundkörpers 12 ist ein Bügel 70 befestigt, der an dem Kopf 72 einer Mikrometer-Verstellschraube 74 anliegt. Die Beziehung des Bügels 70 bezüglich des Kopfes 72 ist derart, daß die Verstellschraube 74 gedreht, jedoch nicht in Längsrichtung verschoben werden kann. Der Schaft 50 wird durch Zusammenwirken des Federkeils 56 und einer Keilnut 76, die sich in axialer Richtung längs der einen Seite der FUhrungsbohrung 20 erstreckt, an

-6-

109849M2S9

einer Drehbewegung gehindert. Der Federkeil 56 weist zwei parallele Seitenflächen 57 auf, an denen die gegenüberliegenden Seiten der Keilnut 76 gleitend anliegen und die die Keilnuten 54 und 55 radial zueinander ausgerichtet halten. Die Lage des Lagerträgers 48 in Längsrichtung wird in der Weise eingestellt, daß die Mikrometer-Verstellschraube 74 gedreht und die Spannschrauben 44 anschließend angezogen werden, so daß die verformbare Wand 28 den Schaft 50 in der gewählten Stellung festklemmt.

Die Lage des Grundkörpers 12 auf der Maschinenführung wird teilweise durch einen Führungsteil 78, vorzugsweise in Form eines Federkeils, gesteuert, der von der Lagerfläche l8 vorsteht. Der Federkeil 78 paßt in eine querverlaufende Nut (nicht gezeigt) der Maschinenführung die oberhalb einer der T-Nuten 14 und zwischen einer der Lagerschrauben 16 und einer der Lagerschrauben 17 verläuft.Wenn der Federkeil 78 genau rechtwinklig zu der Führungsbohrung 28 verläuft, sitzt der Grundkörper rechtwinklig auf der Maschinenführung. Die Mittel, durch die der Federkeil 78 auf dem Grundkörper 12 gehalten wird, erlauben ein Ausrichten des Federkeils auf dem Grundkörper, Der Federkeil 78 ist auf seiner· einen Seite mit einer zylindersegmentförmigen Ausnehmung 80 versehen, in der ein komplementär geformter Vorsprung 82 eines ebenen Lagerkörpers 84 sitzt. Der Lagerkörper 84 wird von zwei Schrauben 26 gegen eine Schulter 88 gehalten, die durch eine Ausnehmung an der Lagerfläche 18 des Grundkörpers 12 gebildet wird. Eine ebene Seitenwand 90 des Vorsprungs 82 liegt an einer Lagerfläche 92 der Ausnehmung 80 an und drückt den Federkeil 78 gegen die Unterseite 96 eines Schlitzes Der Federkeil 78 ist um den Vorsprung 82 frei schwenkbar,und seine

—7—

103849/126$

Winkellage-wird durch zwei Schrauben 98 eingestellt, die in den Grundkörper 12 und den Schlitz 94 eingeschraubt sind. Die Schrauben liegen an den entgegengesetzten Enden einer Wand 100 an, die an der der zylindersegmentförmigen Ausnehmung 80 abgewandten Seite des Federkeils 78 gebildet ist. Die Schrauben 98 sind auf gegenüberliegenden Seiten einer Vertikalebene angeordnet, die sich längs des Schneidwerkzeuges erstreckt und die Schwenkachse des Pederkeils 78 schneidet. Die Winkellage des Federkeils 78 läßt sich durch gegensinniges Verstellen der Schrauben 98 einstellen.

Gelegentlich geschieht es, daß die Schneidkante 102 eines bestimmten Werkzeuges 65 geschliffen werden muß, so daß es nicht mehr genau ^Lm Winkel" bezüglich des Werkstücks ist, wenn das Werkzeug am Kopf 52 befestigt ist. Bin solches Werkzeug besitzt dann eine "Schrägstellung". Unter diesen Umständen muß der Grundkörper 12 etwas schräg gestellt werden, um die "Schrägstellung" des Werkzeuges auszugleichen. Dies kann bei dem beschriebenen Werkzeughalter in sehr einfacher Weise und mit hoher Genauigkeit dadurch erfolgen, daß der Federkeil 78 um den erforderlichen Betrag geschwenkt wird.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Werkzeughalters besteht in seiner Längsverstellbarkeit. Wenn das Formwerkzeug 65 geschliffen werdennuß, wird die verformbare Wand 28 gelöst, die Verstellschraube 78 verdreht, um den Werkzeugträger 48 entsprechend der durch das Schleifen bedingten Verkürzung des Werkzeuges 65 vorzuschieben, und die Spannschrauben 44 wieder angezogen, wodurch der Lagerträger 48 in seiner neuen Stellung fixiert wird.

-8-109 849/1269

All dies kann durchgeführt werden, ohne daß die Lage des Grundkörpers 12 auf der Gleitführung der Maschine verändert wird. Mit anderen Worten, das Werkzeug 65 kann in Längsrichtung verstellt werden, ohne daß die Winkellage bzw. die Lage in Längs- und Querrichtung des Grundkörpers 12 auf der Gleitführung gestört wird.

Die Form des Federkeils 56 ist derart, daß der Lagerträger 48 in einer senkrechten Lage angeordnet werden kann. Anders ausgedrückt, die Schneide 102 des Schneidwerkzeuges 65 liegt dann in einer Ebene, die parallel zur Drehachse des Werkstücks verläuft. In manchen Fällen ist es jedoch wünschenswert, das Werkzeug 65 und sein Werkzeugträger 48 "verkantet" anzuordnen, um die Schneide zu entlasten. Dies wird, wenn die Art des Werkstücks es zuläßt, getan, um die Lebensdauer der Schneide 102 zu verlängern. Bei dem beschriebenen Werkzeughalter kann durch Verwendung eines anderen Federkeils 104 (Fig. 6) automatisch ein Entlastungswinkel von 2° in beiden Richtungen erzielt werden. Zu diesem Zweck wird der Federkeil 56 einfach aus der Keilnut 54 entfernt und durch den Federkeil 104 ersetzt. Der Federkeil 104 weist zwei parallele Seitenflächen 106, 108 auf, die in die Keilnut 76 passen und bezüglich eines durch die Mitte der Keilnut 54 gehenden Radius um 2° angestellt sind. Die Seitenflächen IO6, IO8, die bezüglich der Seitenflächen 57 des Federkeils 56 in Umfangsrichtung versetzt sind, bewirken eine Winkelverschiebung des Lagerträgers 48 um 2 gegenüber der Lage, die der Lagerträger einnimmt, wenn der Federkeil 56 verwendet wird. Fig. 6 zeigt den in der Federnut 54 sitzenden Federkeil 104 in der einen von zwei möglichen Stellungen. Durch Umdrehendes Federkeils 104 wird der Schaft 50 um 2° in der entgegengesetzten Richtung versetzt.

10 9 8 4 9/ 1269

Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Werkzeughalter ist der Werkzeugträger 48 in einer Stellung angeordnet, in der das Werkzeug "nach oben" schneidet. Mit anderen Worten, das Werkzeug 65 ist derart angeordnet, daß die Schneide 102 nach oben weist Durch Verdrehen des Lagerträgers 48 um l80° kann jedoch der Lagerträger 48 in eine Stellung gebracht werden, in der das Werkzeug "nach unten" schneidet. Zu diesem Zweck wird der Federkeil 56 oder 104 aus der Federnut 5^ entfernt und in die Federnut 55 eingesetzt. Wie ersichtlich, sind keine besonderen Befestigungsmittel erforderlich, um den Federkeil 56 bzw. 104 in der Federnut zu halten, da der Federkeil durch seinen Paßsitz in der Federnut 76 fixiert wird. Ob der Lagerträger 48 in seiner "nach oben schneidenden" oder "nach unten schneidenden" Stellung angeordnet wird, hängt von der Drehrichtung des Werkstücks bezüglich der Gleitführung der Werkzeugmaschine ab, wie dem Fachmann bekannt ist.

-10-

109849/1269

Claims

2124R99

Dr. Ing. H tfeg**¹«⁵ · ^k

Dipl. Ing- H.««... ν Dipl. ί^τ;./5- W. *.-.*»■■ ilx

Federal Screw Works, ^ict"ⁱ³¹

Martin Avenue 15· Mai 1971

Detroit,Mich. 48210> USA Anwaltsakte M-I609

Patentansprüche

.] Werkzeughalter mit einem Grundkörper, der mittels einer Lagerfläche auf der Gleitführung einer Werkzeugmaschine lagerbar ist, gekennzeichnet durch eine im Grundkörper (12) gebildete, sich über dessen gesamte Länge erstreckende Führungsbohrung (20), einen sich von der einen Seite der Führungsbohrung zu einer Seitenwand (25) des Grundkörpers erstreckenden Spannschlitz (26), der längs der gesamten Führungsbohrung (20) verläuft und das freie Ende einer verformbaren Wand (30) des Grundkörpers begrenzt, einen Werkzeugträger (48), der an seinem einen Ende ein Werkzeug (65) trägt und einen in der Führungsbohrung gleitbaren Schaft (50) aufweist, eine Verstellschraube (72), die zum Verstellen des Schafts in Längsrichtung der Führungsbohrung (20) in den Schaft eingeschraubt ist, mindestens eine am freien Ende der verformbaren Wind (30) angreifende Spannschraube (44), die in den Grundkörper eingeschraubt ist und die verformbare Wand mit dem Schaft verspannt, und mehrere Lagerschrauben (16,17); die sich auf gegenüberliegenden Seiten der Führungsbohrung durch den Grundkörper erstrecken,

-11-109 849/1269
2. Werkzeughalter nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Seite (25) des Grundkörpers (12) vorgesehenen Lagerschrauben (17) unterhalb des Spannschlitzes (26) angeordnet sind, und daß das freie Ende der verformbaren Wand (JiQ) mit Zugangsöffnungen (36) versehen ist, durch die die auf der einen Seite der Führungsbohrung vorgesehenen Lagerschrauben eingesetzt, entfernt und angezogen werden können.
3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Grundkörper (12) und dem Schaft (50) des Werkzeugträgers wirksame Führungsverbindung, vorzugsweise in Form einer Keil- oder Paßfederverbindung (54,55,56), durch die der Schaft in der Führungsbohrung (20) längsverschiebbar, jedoch drehfest gelagert ist.
4. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Längsverstellung des Lagerträgers dienende, als Mikrometerschraube ausgebildete Verstellschraube (72) auf dem Grundkörper (12) gelagert und in den Lagerträger (48) eingeschraubt ist.
5. Werkzeughalter nach einemder vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Lagerfläche (l8) ein Führungsteil (78), vorzugsweise in Form eines Federkeils,vorsteht, der um eine zur Lagerfläche senkrechte Achse verstellbar ist.
6. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der einen Seite der Führungsbohrung

(20) eine Führungsnut (76) gebildet ist, daß auf diametral

109849/1269

gegenüberliegenden Seiten des Schaftes (50) des Werkzeugträgers eine Keilnut (54) gebildet ist, und daß ein Federkeil (56) in der Führungsnut gleitbar und in einer der beiden Keilnuten des Schaftes eingepaßt ist.
7· Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundkörper oder dem Schaft des Lagerträgers eine Führungsnut (76) und in dem anderen der beiden Bauteile eine Keilnut (54) gebildet ist, daß jeweils ein Federkeil zweier austauschbarer Federkeile (54,104) in die Keilnut im Paßsitz und in die Führungsnut im Gleitsitz einsetzbar ist, und daß einer (104) der beiden Federkeile derart ausgebildet ist, daß er den Werkzeugträger bezüglich der Lage, die er einnimmt, wenn der andere Federkeil (54) verwendet wird, in Umfangsrichtung versetzt.
8. Werkzeughalter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Grundkörper, der mittels einer Lagerfläche auf der Gleitführung einer Werkzeugmaschine lagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) eine Führungsbohrung (20) aufweist, in/der ein Werkzeugträger (48) längsverschiebbar gelagert ist, daß von der Lagerfläche (18) ein Führungsteil (78), vorzugsweise in Form eines Federkeils, nach unten vorsteht, der etwa quer zum Grundkörper verläuft und senkrecht zur Lagerfläche schwenkbar ist, daß an einer Seite (100) des Führungsteils (78), oberhalb der Lagerfläche des GrundkÖrpers, zwei in den Grundkörper eingeschraubte Schrauben (98) angreifen, die zu beiden Seiten einer durch die Schwenkachse des Führungsteils verlaufende Längsebene angeordnet sind,

109849/1269

- ¹⁵ - 2124R99

so daß der Führungsteil durch eine gegensinnige Verstellung der beiden Schrauben um seine Schwenkachse verstellbar ist.

9· Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (78) auf seiner einen Seite eine zylindersegmentförmige Ausnehmung (80) aufweist, und daß ein an dem" Grundkörper (12) befestigter Lagerkörper (84) einen Vorsprung (82) aufweist, der in die Ausnehmung des Führungsteil greift, derart, daß er die Schwenkachse bildet und den Führungsteil (78) am Grundkörper hält.

109849/1269