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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klemmwerkzeug gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
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Die Figuren 4 bis 6 veranschaulichen ein derartiges
herkömmliches Einsatzklemmwerkzeug, das einen Werkzeughalter 2
umfaßt, der einen an seinem vorderen Ende ausgebildeten
Einsatzaufnahmesitz 1 oder -ausnehmung aufweist, sowie ein
Bolzenaufnahmeloch 3, das sich zum Einsatzaufnahmesitz 1 hin
öffnet. Ein Wegwerf-Schneideinsatz 4 mit einer durchgehend
ausgebildeten Befestigungsbohrung 4a wird auf dem
Einsatzaufnahmesitz 1 aufgenommen, und ein Positionierbolzen 5
wird im Bolzenaufnahmeloch 3 aufgenommen, so daß sein Kopfteil
5c aus dem Sitz 1 übersteht, um mit der Befestigungsbohrung 4a
des Einsatzes 4 in Eingriff zu treten. Eine Klemmbacke 7 ist
an einer Stelle angeordnet, die bezüglich des Bolzens 5 in
Rückwärtsrichtung des Werkzeughalters 2 verschoben ist, und
eine Klemmplatte 8 ist zwischen die Klemmbacke 7 und den Sitz
1 eingesetzt, wobei ihre hintere Keilfläche 8a gegen eine an
einem hinteren Teil der Klemmbacke 7 ausgebildete
komplementäre Keilfläche 7a anstoßend gehalten wird. Eine
Klemmschraube 6 ist durch die Klemmbacke 7 und die Klemmplatte
8 hindurch eingesetzt und in den Werkzeughalter 2
eingeschraubt.
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Der Positionierbolzen 5 besitzt einen mit einem Außengewinde
versehenen Teil 5a, der in einen mit einem Innengewinde
versehenen Teil 3a des Bolzenaufnahmelochs 3 eingeschraubt
ist, einen in einen gerader Teil 3b des Bolzenaufnahmelochs 3
eingepaßten Eingriffsbolzenteil 5b, und einen im Eingriff mit
der Befestigungsbohrung 4a des Einsatzes 4 gehaltenen
Einsatzeingriffsteil 5c. Der Positionierbolzen 5 ist somit der
Kraft unterworfen, die von der Klemmplatte 8 hervorgerufen
wird, um den Einsatz 4 daran zu hindern, sich entlang des
Einsatzaufnahmesitzes 1 zu bewegen.
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Bei dem oben beschriebenen Klemmwerkzeug wird der Einsatz 4
von der Klemmbacke 7 gegen den Einsatzaufnahmesitz 1 gedrückt,
wenn die Klemmschraube 6 angezogen wird, und die Klemmplatte 8
wird infolge einer zwischen einem Kopf 6a der Klemmschraube 6
und der Klemmbacke hervorgerufenen Klemmwirkung und einer
zwischen der Keilfläche 7a der Klemmbacke und der Keilfläche
8a der Klemmplatte 8 hervorgerufenen Klemmwirkung in
Vorwärtsrichtung des Werkzeugs gedrückt. Somit werden der
Einsatzeingriffsteil 5c des Positionierbolzens 5 und die
Befestigungsbohrung 4a des Einsatzes 4 in anstoßenden Eingriff
miteinander gebracht, so daß die Bewegung des Einsatzes 4
entlang des Einsatzaufnahmesitzes 1 verhindert werden kann.
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Bei dem vorgenannten herkömmlichen Klemmwerkzeug wird der
Innendurchmesser d&sub1; des geraden Teils 3b des
Bolzenaufnahmelochs 3 so eingestellt, daß er etwas größer als
der Durchmesser d&sub2; des Eingriffsteils 5b des Positionierbolzens
5 ist. Beim Festklemmen des Einsatzes 4 unterliegt deshalb der
Positionierbolzen 5 einer Druckkraft von der Klemmplatte 8 und
wird innerhalb des Bolzenaufnahmelochs 3 verschoben. Als Folge
davon verändert sich die Lage einer Schneidkante 4b des
Einsatzes 4 in einer Längsrichtung des Werkzeugs während des
Klemmvorgangs, und somit ist es schwierig gewesen, die
Schneidkante 4b in ihrer Lage zu positionieren.
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Weil der Innendurchmesser d&sub1; des geraden Teils 3b des
Bolzenaufnahmelochs 3 größer als der Durchmesser d&sub2; des
Eingriffsbolzenteils 5d des Positionierbolzens 5 ist, berühren
sich der gerade Teil 3b und der Eingriffsbolzenteil 5b nur an
einem Punkt oder einer Linie. Die von der Klemmplatte 8
hervorgerufene Druckkraft konzentriert sich deshalb auf die
Berührungsstellen, wodurch eine starke Biegekraft auf den
Positionierbolzen 5 ausgeübt wird, die ihn beschädigen kann.
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Wenn die Differenz zwischen dem Innendurchmesser d&sub1; des
Bolzenaufnahmelochs 3 und dem Durchmesser d&sub2; des
Positionierbolzens 5 so eingestellt wird, daß sie klein ist,
kommt es außerdem manchmal vor, daß der Positionierbolzen 5
nicht in das Bolzenaufnahmeloch 3 eingeführt werden kann.
Falls die obige Differenz groß ist, neigt andererseits das Maß
der Bewegung des Positionierbolzens 5 dazu, groß zu werden,
wodurch der oben beschriebene Nachteil kritischer wird.
Dementsprechend muß die Toleranz für die Differenz zwischen
den Durchmessern d&sub1; und d&sub2; genau auf einen gewünschten Wert
eingestellt werden, was eine Verringerung von Ausbeuten und
einen Anstieg der Bearbeitungskosten zur Folge hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Einsatzklemmwerkzeug bereitzustellen, bei welchem die Bewegung
des Positionierbolzens während des Festklemmens sicher
verhindert werden kann, um den Einsatz sicher in seiner Lage
zu halten.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Einsatzklemmwerkzeug bereitzustellen, bei welchem sich Kräfte
nicht auf den Positionierbolzen konzentrieren, so daß die
Beschädigung des Bolzens verhindert werden kann, und bei
welchem die Herstellungstoleranz für den Positionierbolzen und
das Bolzenaufnahmeloch des Werkzeughalters gemäßigt werden
kann.
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Diese Ziele werden durch ein Klemmwerkzeug mit den im
Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines
Einsatzklemmwerkzeugs in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines
Werkzeughalters des Klemmwerkzeugs der Fig. 1;
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Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines bei dem
Klemmwerkzeug der Fig. 1 verwendeten Positionierbolzens;
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Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 1, zeigt jedoch ein
herkömmliches Klemmwerkzeug;
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Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des
Werkzeughalters des Werkzeugs der Fig. 4; und
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Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht des bei dem Klemmwerkzeug
der Fig. 4 verwendeten Positionierbolzens.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen ein Einsatzklemmwerkzeug
in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei welchem zum Bezeichnen derselben oder ähnlicher
Teile dieselben Bezugszeichen wie beim herkömmlichen Werkzeug
verwendet werden, um eine Wiederholung der Erläuterung zu
vermeiden.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt das Klemmwerkzeug der
vorliegenden Ausführungsform einen Werkzeughalter 2 mit einer
Ausnehmung, die an seinem vorderen Ende ausgebildet ist und
einen Einsatzaufnahmesitz 1 bildet, sowie ein durchgehend
ausgebildetes und sich zum Einsatzaufnahmesitz 1 hin öffnendes
Bolzenaufnahmeloch 10. Ein Werkwerf-Schneideinsatz 4 mit einer
durchgehend ausgebildeten Befestigungsbohrung 4a wird auf dem
Einsatzaufnahmesitz 1 aufgenommen, und ein Positionierbolzen
11 wird im Bolzenaufnahmeloch 10 aufgenommen, so daß sein
eines Endteil aus dem Sitz 1 übersteht, um mit der
Befestigungsbohrung 4a des Einsatzes 4 in Eingriff zu treten.
Eine Klemmbacke 7 zum Andrücken des Einsatzes 4 gegen den
Einsatzaufnahmesitz 1 ist an einer Stelle angeordnet, die
bezüglich des Positionierbolzens 11 in Rückwärtsrichtung des
Werkzeughalters 2 verschoben ist, und ein Druckelement in Form
einer Klemmplatte 8, um den Einsatz 4 in einer zum
Einsatzaufnahemsitz 1 parallelen Richtung zu drücken, ist
zwischen die Klemmbacke 7 und den Sitz 1 eingesetzt, wobei
seine hintere Keilfläche 8a in anstoßendem Eingriff mit einer
an einem hinteren Teil der Klemmbacke 7 ausgebildeten
komplementären Keilfläche 7a gehalten wird. Eine Klemmschraube
6 ist durch die Klemmbacke 7 und die Klemmplatte 8 hindurch
eingesetzt und in den Werkzeughalter 2 eingeschraubt.
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Das oben genannte Bolzenaufnahmeloch 10, welches sich
senkrecht zum Einsatzaufnahmesitz 1 erstreckt, weist einen
verjüngten Teil auf, der dem Einsatzaufnahmesitz 1 benachbart
angeordnet ist und sich in Einwärtsrichtung des Halters
verjüngt, sowie einen mit einem Innengewinde versehenen Teil
12, der sich vom verjüngten Teil zur Rückseite des
Werkzeughalters 2 erstreckt.
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Wie in Fig. 3 veranschaulicht, ist das eine Endteil des
Positionierbolzens 11 in eine Flanschform ausgebildet, um
einen im Eingriff mit der inneren Umfangsoberfläche der
Befestigungsbohrung 4a des Einsatzes 4 zu haltenden
Einsatzeingriffsteil 5c zu bilden. Der Positionierbolzen 11
ist zudem mit einem am anderen Endteil ausgebildeten, mit
einem Außengewinde versehenen Teil 14 versehen, um ihn in den
mit einem Innengewinde versehenen Teil 12 des
Bolzenaufnahmelochs 10 einzuschrauben, sowie mit einem
verjüngten Teil 16, der zwischen dem mit dem Außengewinde
versehenen Teil 14 und dem Einsatzeingriffsteil 12 so
ausgebildet ist, daß er sich auf den mit dem Außengewinde
versehenen Teil 14 zu verjüngt. Ein Konuswinkel θ&sub2; des
verjüngten Teils 16 wird so eingestellt, daß er geringfügig
größer ist als ein Konuswinkel θ&sub1; des verjüngten Teils 13 des
Bolzenaufnahmelochs 10.
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Beim Festklemmen des Einsatzes 4 am Werkzeughalter 2 wird
zuerst der Positionierbolzen 11 eingesetzt und in das
Bolzenaufnahmeloch 10 eingeschraubt, so daß der mit dem
Außengewinde versehene Teil 14 in Schraubeingriff mit dem mit
einem Innengewinde versehenen Teil 12 tritt, und somit bewirkt
wird, daß sich der Positionierbolzen 11 in Einwärtsrichtung
des Werkzeughalters 2 bewegt, um die verjüngten Teile 13 und
16 in anstoßende Berührung miteinander zu bringen.
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Dann wird der Einsatz 4 in einer solchen Weise auf dem
Einsatzaufnahmesitz 1 aufgenommen, daß der
Einsatzeingriffsteil 15 des Positionierbolzens 11, der aus dem
Einsatzaufnahmesitz 1 übersteht, in anstoßendem Eingriff mit
der Befestigungsbohrung 4a des Einsatzes 4 gehalten wird.
Anschließend wird die Klemmschraube 6 angezogen, um zu
bewirken, daß die Klemmbacke 7 den Einsatz 4 gegen den
Einsatzaufnahmesitz 1 drückt, und um die Klemmplatte 8 in
Vorwärtsrichtung des Werkzeugs zu drücken, um den
Einsatzeingriffsteil 15 des Positionierbolzens 11 in
anstoßenden Eingriff mit der Befestigungsbohrung 4a des
Einsatzes 4 zu bringen.
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Beim Anziehen der Klemmschraube 6 wird beim vorangehend
beschriebenen Vorgang der Positionierbolzen 11 nach und nach
in Vorwärtsrichtung des Werkzeughalters gedrückt. Da der
verjüngte Teil 13 des Lochs 10 und der verjüngte Teil des
Positionierbolzens 11 in inniger Berührung miteinander
gehalten werden, verändert sich die Lage des
Positionierbolzens 11 in seiner radialen Richtung während des
Klemmvorgangs nicht. Dementsprechend verändert sich auch die
Lage der Schneidkante 4a des Einsatzes 4 während des
Klemmvorgangs nicht, und somit kann die Schneidkante 4b an
einer gewünschten Stelle in einer Längsrichtung des Werkzeugs
gehalten werden.
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Wenn der Positionierbolzen 11 angezogen wird, wird außerdem
der verjüngte Teil 16 des Positionierbolzens 11 vollständig in
innige Berührung mit der inneren Umfangsoberfläche des
verjüngten Teils 13 des Bolzenaufnahmelochs 13 gebracht, ohne
jeglichen Zwischenraum dazwischen auszubilden. Dementsprechend
wird die auf den Positionierbolzen 11 ausgeübte Druckkraft auf
den gesamten Umfang des verjüngten Teils 173 des
Bolzenaufnahmelochs 10 übertragen. Der Positionierbolzen 11
ist deshalb weniger anfällig gegen eine Biegekraft, so daß die
Beschädigung des Bolzens 11 vermieden werden kann.
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Obwohl die Konuswinkel θ&sub1; und θ&sub2; der verjüngten Teile 13 und 16
nicht so eingestellt sind, daß sie gleich sind, werden
überdies beide verjüngten Teile 13 und 16 durch Anziehen des
Positionierbolzens 11 in enge Berührung miteinander gebracht,
und somit kann die Toleranz für die Konuswinkel θ&sub1; und θ&sub2;
abgeschwächt werden. Die Herstellung des Positionierbolzens 11
und die Ausbildung der Befestigungsbohrung 4a werden deshalb
einfach, so daß die Ausbeuten bei der Herstellung gesteigert
und die Herstellungskosten verringert werden können.
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Da der Positionierbolzen 11 bei der veranschaulichten
Ausführungsform in inniger Berührung mit dem
Bolzenaufnahmeloch 10 gehalten wird, können außerdem die
Längen der Berührungsstellen in einer axialen Richtung des
Bolzens im Vergleich mit denjenigen beim herkömmlichen
Werkzeug geringer sein, und somit können die gesamten axialen
Längen der verjüngten Teile 13 und 16 wesentlich geringer
sein. Aus diesem Grund kann selbst bei einem Werkzeughalter,
dessen Dicke nicht ausreicht, um zu gewährleisten, daß ein
Bolzenaufnahmeloch 10 eine ausreichende Länge aufweist, eine
ausreichende Länge für einen Gewindeeingriff sichergestellt
werden, um den Einsatz 4 stabil festzuklemmen.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Einsatz 4
durch zwei Bauteile, d.h. die Klemmbacke 7 und die Klemmplatte
8 festgeklemmt. Jedoch können die beiden Bauteile durch ein
einziges Bauteil ersetzt werden, das so ausgebildet und
angeordnet ist, daß es das hintere Ende des Einsatzes 4 in
eine Richtung drückt, welche die Achse des Positionierbolzens
11 in schräger Richtung schneidet, um dadurch den Einsatz 4
gegen den Einsatzaufnahemsitz 1 und den Positionierbolzen 11
zu drücken. Zusätzlich kann der Postionierbolzen 11 so
abgewandelt werden, daß er von der Rückseite des
Werkzeughalters her eingesetzt werden kann in einem solchen
Fall sind die verjüngten Teile des Positionierbolzens und des
Lochs so ausgebildet, daß sie sich auf den Einsatzaufnahmesitz
1 zu verjüngen.
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Wie oben beschrieben, sind bei dem Klemmwerkzeug der
vorliegenden Erfindung verjüngte Teile, die sich auf eines von
entgegengesetzten Enden des Positionierbolzens zu verjüngen,
sowohl am Bolzenaufnahmeloch des Werkzeughalters als auch am
Positionierbolzen angeordnet. Diese verjüngten Teile werden
durch Bewegen des Positionierbolzens in ihrer axialen Richtung
in inniger Berührung miteinander gehalten, und die Bewegung
des Positionierbolzens in seiner radialen Richtung wird sicher
verhindert. Somit hat das Klemmwerkzeug der Erfindung die
folgenden Vorteile:
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(1) Obwohl eine durch die Klemmplatte hervorgerufene
Druckkraft auf den Positionierbolzen ausgeübt wird, verändert
sich die Lage des Bolzens in seiner radialen Richtung nicht.
Deshalb kann der Einsatz mühelos an einer gewünschten Stelle
positioniert werden.
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(2) Die auf den Positionierbolzen ausgeübte Druckkraft wird
auf den gesamten Umfang des verjüngten Teils des
Bolzensaufnahmelochs übertragen. Der Positionierbolzen ist
deshalb weniger anfällig gegen eine Biegekraft, so daß die
Beschädigung des Bolzens vermieden werden kann.
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(3) Obwohl die Konuswinkel der verjüngten Teile nicht so
eingestellt sind, daß sie gleich sind, können beide verjüngten
Teile stets in enge Berührung gebracht werden, und die
Toleranz für die verjüngten Teile kann abgeschwächt werden.
Deshalb können die Ausbeuten bei der Herstellung gesteigert
und die Herstellungskosten verringert werden.
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(4) Die Länge der Berührungsstellen in einer axialen Richtung
des Bolzens ist im Vergleich mit der derjenigen beim
herkömmlichen Werkzeug geringer, und somit können axiale
Gesamtlängen der verjüngten Teile wesentlich geringer sein.
Aus diesem Grund kann zum stabilen Festklemmen des Einsatzes
eine ausreichende Länge für einen Gewindeeingriff selbst bei
einem Werkzeughalter sichergestellt werden, dessen Dicke nicht
ausreichend ist, um ein Bolzenaufnahmeloch mit einer
ausreichenden Länge zu gewährleisten.