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Patent Searching and Data


Title:
ROTARY-DRIVEN MODULAR MACHINING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/206353
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotary-driven modular machining tool having; a holder (3) which extends along an axis of rotation (2) and has at one end a groove (6) which is accessible from the end, extends diametrically through the holder (3) and is delimited transversely to the extension direction (X) thereof by two groove sides (7, 8); and an exchangeable cutting head (4) which is fitted onto the end of the holder (3) and has a clamping part (9) which interlocks in the groove (6) and can be fixed frictionally by clamping the two groove sides (7, 8) against each other. According to the invention, the two groove sides (7, 8) each form a centring stop (17, 18) to centre the exchangeable cutting head (4) on the holder (3) in the extension direction (X) of the groove (6) such that the exchangeable cutting head (4) bears against the one centring stop (17) in the extension direction (X) of the groove (6) and against the other centring stop (18) in the opposite direction (X').

Inventors:
SCHMID STEFFEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/000109
Publication Date:
October 31, 2019
Filing Date:
April 18, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GUEHRING KG (DE)
SCHMID STEFFEN (DE)
International Classes:
B23B51/02
Domestic Patent References:
WO2005065872A12005-07-21
Foreign References:
EP0172148A21986-02-19
EP1531023A22005-05-18
DE102009018327A12009-11-05
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Claims:
Ansprüche

1. Drehantreibbares Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) mit:

einem sich entlang einer Drehachse (2) erstreckenden Halter (3), der an seinem einen Ende eine stirnseitig zugängliche Nut (6) aufweist, die sich diametral durch den Halter (3) erstreckt und quer zu ihrer Erstreckungsrichtung (X) von zwei Nutschen- keln (7, 8) begrenzt ist, und

einem stirnseitig auf den Halter (3) aufgesetzten Wechselschneidkopf (4), der einen in der Nut (6) formschlüssig eingesetzten Klemmteil (9) aufweist, der durch ein Gegeneinanderspannen der beiden Nutschenkel (7, 8) kraftschlüssig fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass

die beiden Nutschenkel (7, 8) zur Zentrierung des Wechselschneidkopfs (4) arri Halter (3) in Erstreckungsrichtung (X) der Nut (6) jeweils einen Zentrieranschlag (17, 18) dergestalt bilden, dass der Wechselschneidkopf (4) in der Erstreckungsrichtung (X) der Nut (6) gegen den einen Zentneranschlag (17) und in der entgegengesetzten Richtung (X‘) gegen den anderen Zentrieranschlag (18) anschlägt.

2. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselschneidkopf (4) beiderseits des Klemmteils (9) jeweils einen seitlichen Zentriervorsprung (15, 16) aufweist, der gegen einen zugeordneten Zentrieranschlag (17, 18) anschlägt.

3. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorsprünge (15, 16; 25, 26) mit den Zentrieranschlägen (17, 18; 27, 28) formschlüssig Zusammenwirken.

4. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorsprünge (15, 16; 25, 26) und die Zentrieranschläge (17, 18; 27, 28) bezüglich der Drehachse (2) 180°-drehsymmetrisch ausgebildet sind.

5. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen (15a, 16a, 17a, 18a; 25a, 26a, 27a, 28a) der Zentriervorsprünge (15, 15; 25, 26) und Zentrieranschläge (17, 18; 27, 28) achsparallele Flächen sind.

6. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen (15a, 16a, 17a, 18a; 25a, 26a, 27a, 28a) der Zentriervorsprünge (15, 15; 25, 26) und Zentrieranschläge (17, 18; 27, 28) in Bezug auf die Drehachse V-förmig angeordnete Flächen sind.

7. Zerspanungswerkzeug (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen (15a, 16a, 17a, 18a) der Zentriervorsprünge (15, 16) und Zentrieranschläge (17, 18) auf einem Kreiszylinder mit der Drehachse (2) als Zylinderachse liegen.

8. Zerspanungswerkzeug (24) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen (25a, 26a, 27a, 28a) der Zentriervorsprünge (25, 26) und Zentrieranschläge (27, 28) Planflächen sind.

9. Zerspanungswerkzeug (24) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Planflächen senkrecht zur Erstreckungsrichtung (X) der Nut (6) liegen.

10. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrieranschläge (17, 18; 27, 28) in einem axialen Abstand (Y) zum Grund (6a) der Nut (6) angeordnet sind.

1 1 . Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aneinander liegenden Klemmflächen (11 , 12, 13, 14) der Nutschenkel (10) und des Klemmteils (9) achsparallele Flächen sind.

12. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aneinander liegenden Klemmflächen (11 , 12, 13, 14) der Nutschen- kel (10) und des Klemmteils (9) Planflächen sind.

13. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (3) einen sich vom Nutgrund (6a) der Nut (6) aus in den Halter (3) erstreckenden Klemmschlitz (21 ) aufweist.

14. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmteil (9) an seinem dem Nutgrund (6a) der Nut (6) zugewandten Ende eine zum Nutgrund (6a) der Nut (6) hin offene Aussparung (19) aufweist, die quer zur Drehachse (2) verläuft und eine die beiden Nutschenkel (7, 8) gegen den Klemmteil (9) klemmende Klemmschraube (10) aufnimmt.

15. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (19) im Zusammenwirken mit der Klemmschraube (10) eine axiale Auszugssicherung des Wechselschneidkopfs (4) am Halter (3) bildet.

16. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmteil (9) axial gegen den Nutgrund (6a) der Nut (6) anschlägt.

17. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselschneidkopf (4) axial gegen die Nutschenkel (7, 8.) anschlägt.

18. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselschneidkopf (4) mehrschneidig, im Besonderen zweischneidig, ausgebildet ist.

19. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach Anspruch 18, dadurch ge ennzeichnet, dpss am Wechselschneidkopf (4) ausgebildete Umfangsschneiden und Spannuten sich am Halter (3) fortsetzen.

20. Zerspanungswerkzeug (1 ; 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselschneidkopf (4) und/oder Halter (3) wendelgenu- tet, geradegenutet oder abwechselnd wendel- und geradegenutet ausgeführt sind.

Description:
Beschreibung

Drehantreibbares modulares Zerspanunqswerkzeua

Die Erfindung betrifft ein drehantreibbares modulares Zerspanungswerkzeug.

Ein derartiges Zerspanungswerkzeug ist beispielsweise aus der DE 10 2009 018 327 A1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt und beschreibt ein Bohrwerkzeug mit einem sich entlang einer Drehachse erstreckenden Halter und einen auf dem Halter sitzenden Wechselschneidkopf. Der Halter weist einen Spannschaf^ auf. Der Halter hat an seinem vom Spannschaft abgewandten Ende eine sich diametral erstreckende, im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Nut, die zwischen zwei radial gegen- überliegenden Nutschenkeln liegt. Der Wechselschneidkopf weist einen im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Klemmteil auf, der sich in diametraler Richtung in die Nut einschieben lässt. Durch den in die Nut eingeschobenen Klemmteil ist der Wechselschneidkopf in einer Richtung quer zur Einschubrichtung des Klemmteils bzw. der Erstreckungsrichtung der Nut zentriert. Im Halter ist des Weiteren ein sich vom Grund der Nut aus in Richtung Spannschaft erstreckender Klemmschlitz ausgebildet. Zur kraftschlüssigen Befestigung des Wechselschneidkopfs am Halter werden die beiden Nutschenkel mittels einer quer zur Erstreckungsrichtung der Nut verlaufenden Klemmschraube gegen den Klemmteil geklemmt. Durch die Keilwirkung beim Zusammenspiel der schwalbenschwanzförmigen Nut mit dem schwalbenschwanzförmigen Klemmteil wird erreicht, dass der Wechselschneidkopf axial gegen den Hal- ter gepresst wird. Die Klemmschraube durchdringt eine rinnenförmige Ausnehmung an dem dem Spannschaft zugewandten Ende des schwalbenschwanzförmigen Klemmteils. Durch eine Abstimmung der rinnenförmigen Ausnehmung auf die Klemmschraube wird eine Zentrierung des Wechselschneidkopfs in'Einschubrichtung des Klemmteils bzw. Erstreckungsrichtung der Nut erreicht. Für die Zentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter in Bezug auf die Drehachse sind somit drei Komponenten erforderlich, d.h. der Wechselschneidkopf (Ausnehmung im Klemmteil), der Halter (Anordnung der Klemmschraube) und die Klemmschraube (Durchmesser- genauigkeit des Mittelabschnitts). Für eine präzise lagegenaue Zentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter müssen diese Komponenten mit engen Fertigungs- toleranzen präzise gefertigt und aufeinander abgestimmt sein, was einen hohen herstellungstechnischen Aufwand erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein drehantreibbares modulares Zerspanungswerkzeug zu schaffen, das bei wirtschaftlicher Fertigung und einfacher Handhabung eine für einen guten Rundlauf präzise Zentrierung ein^s Wechselschneidkopfs an einem Halter und eine zuverlässige Drehmomentmitnahme zwischen dem Wechselschneidkopf und dem Halter ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Zerspanungswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Ein erfindungsgemäßes drehantreibbares modulares Zerspanungswerkzeug hat einen sich entlang einer Drehachse erstreckenden Halter und einen an dem einen axialen Endabschnitt des Halters auswechselbar gehaltenen, ein- oder mehrschneidigen, im Besonderen zweinscheidigen, Wechselschneidkopf. Die Bezeichnung„Zerspanungswerkzeug“ erfasst allgemein Schneidwerkzeuge, die für eine spanabhebende Bearbeitung, z.B. Bohr-, Reib- oder Fräsbearbeitung eines Werkstücks, drehend oder stehend eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Wechselschneidkopf zweischneidig ausgebildet sein, d.h. zwei Hauptschneiden und Neben- oder Umfangsschneiden aufweisen, die in Drehrichtung durch Spannuten voneinander getrennt sind. Am Wechselschneidkopf ausgebildete Nebenoder Umfangsschneiden und Spannuten können sich im Halter fortsetzen, wobei der Wechselschneidkopf und ggf. auch der Halter wendelgenutet, geradegenutet oder abwechselnd wendel- und geradegenutet (beispielsweise der Wechselschneidkopf wendelgenutet und der Halter geradegenutet oder umgekehrt) ausgeführt sein kann oder können. Der Halter kann an seinem anderen axialen Endabschnitt einen geeignet gestalteten Spannschaft aufweisen, der eine kraftschlüssige Spannung des Zerspanungswerkzeugs in einem Werkzeughalter, z.B. Spannfutter, oder eine Kupplung 1 mit einer Antriebsspindel gestattet. Der Spannschaft kann als ein Zylinderschaft, HSK-Schaft (Hohlschaftkegel), SK-Schaft (Steilkegel) oder dergleichen ausgeführt sein.

Zur Befestigung des Wechselschneidkopfs am Halter weist der Halter an seinem einen axialen Ende eine stirnseitig offen bzw. zugängliche Nut auf, die sich dia- metral durch den Halter erstreckt und quer zu ihrer Erstreckungsrichtung von zwei Nutschenkeln begrenzt ist, und weist der stirnseitig auf den Halter aufgesetzte Wechselschneidkopf einen in der Nut formschlüssig eingesetzten Klemmteil auf, der durch ein Gegeneinanderspannen der beiden Nutschenkel am Halter kraftschlüssig fixierbar ist.

Durch die formschlüssige Aufnahme und kraftschlüssige Fixierung des Klemmteils in der Nut wird die für eine spanabhebende Werkstückbearbeitung erforderliche Drehmomentmitnahme zwischen Wechselschneidkopf und Halter erreicht. Des Weiteren wird schon allein durch die formschlüssige Anordnung des Klemmteils in der Nut der Wechselschneidkopf bereits in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Nut zentriert. Hierzu können die aneinander liegenden Klemmflächen der Nutschenkel und des Klemmteils jeweils achs- und/oder planparallele Flächen sein. Im Interesse einer Minimierung des Montagespiels und damit einer möglichst genauen Zentrierung des Wechselschneid kopfs am Halter in der Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Nut sind die jeweils aneinander liegenden Klemmflächen der Nut und des Klemmteil vorzugsweise mit engen Form- und Lagetoleranzen präzise ausgebildet, beispielsweise plangeschliffen oder plangefräst, damit die Nut den Klemmteil bereits in einem Stadium vor dem Gegeneinanderspannen der beiden Nutschenkel mit einer definierten engen Spielpassung aufnehmen und in der Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Nut zentrieren kann.

Um den Wechselschneidkopf nun auch in der Erstreckungsrichtung der Nut zu zentrieren, bilden die beiden Nutschenkel jeweils einen Zentrieranschlag dergestalt, dass der Wechselschneidkopf in der Erstreckungsrichtung der Nut gegen einen der beiden Zentrieranschläge und in der entgegengesetzten Richtung gegen den anderen der beiden Zentrieranschläge anschlägt. Erfindungsgemäß sind die beiden halterseitigen Zentrieranschläge daher dergestalt gegensinnig orientiert, dass die bei- den wechselschneidkopfseitigen Zentriervorsprünge in entgegengesetzten Richtungen gegen einen jeweils zugeordneten Zentrieranschlag anschlagen. Die beiden wechselschneidkopfseitigen Zentriervorsprünge, die gegen die beiden halterseitigen Zentrieranschläge vorzugsweise formschlüssig anschlagen, bewirken damit eine la- gegenaue Zentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter in Diametral- oder Er- streckungsrichtung der Nut. Im Zusammenwirken mit der form- und kraftschlüssigen Festlegung des Klemmteils am Halter in einer Richtung quer zur Erstreckungsrich- tung der Nut wird im Ergebnis daher eine Kreuzzentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter in Bezug auf die Drehachse erreicht.

Die Kreuzzentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter gelingt erfindungsgemäß ausschließlich durch Funktionsabschnitte am Wechselschneidkopf bzw. Halter. Zusätzliche Komponenten, wie z.B. die eingangs diskutierte Klemmschraube, ein vom Wechselschneidkopf aus vorspringender Zentrierbolzen, der in eine zentrische Bolzenaufnahmebohrung am Halter eingreift, oder dergleichen sind dagegen für die Zentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter weder erforderlich noch vorgesehen. Erfindungsgemäß müssen lediglich die oben erwähnten Funktionsabschnitte aufeinander abgestimmt sein, um eine genaue Zentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter zu erhalten. Der erfindungsgemäße Wechselschneidkopf 1 kann daher äußerst kompakt ausgeführt und ohne zusätzliche Bauteile am Halter zentriert werden. Die oben erwähnten Funktionsabschnitte lassen sich am Wechselschneidkopf bzw. Halter durch einfach zu bewerkstelligende Schleif-, Bohr- und/oder Fräsbearbeitungen erzeugen, wodurch sich eine gute Zentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter durch wirtschaftlich durchführbare Maßnahmen erreichen lässt. Des Weiteren gelingt die Montage des Wechselschneidkopfs an den Halter relativ einfach dadurch, dass der Wechselschneidkopf axial stirnseitig auf den Halter aufgesetzt wird, wodurch der Klemmteil in die Nut eingefügt und der Wechselschneidkopf in Anlage an den halterseitigen Zentrieranschlägen gebracht wird. Danach kann beispielsweise mittels einer die beiden Nutschenkel gegen den Klemmteil klemmende Klemmschraube der Wechselschneidkopf am Halter kraftschlüssig befestigt werden. Diese Klemmbefestigung ermöglicht zuverlässig die für eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks erforderliche Drehmomentmitnahme zwischen dem Wechselschneidkopf und dem Halter. Für das Zusammenwirken mit den halterseitigen Zentrieranschlägen kann der Wechselschneidkopf beiderseits des Klemmteils jeweils einen quer zur Erstreckungsrichtung der Nut auskragenden bzw. seitlichen Zentriervorsprung aufweisen, der ge- gen einen zugeordneten Zentrieranschlag anschlägt. Die beiden Zentriervorsprünge und die beiden Zentrieranschläge liegen daher jeweils seitlich der N(ut.

Im Sinne einer wirtschaftlichen Fertigung und eines guten Rundlaufs sind die Zentriervorsprünge und Zentrieranschläge vorzugsweise bezüglich der Drehachse 180°-d rehsymmetrisch ausgebildet.

Um eine Zentrierung des Wechselschneidkopfs am Halter in Erstreckungsrichtung der Nut (bzw. in einer Richtung entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung der Nut) erreichen zu können, genügt es, wenn die für die Zentrierung maßgeblichen Flächen (im Folgenden: „Zentrierflächen“) an den Zentrieranschlägen und/oder Zentriervorsprüngen nicht parallel zu den Innenflächen der beiden Nutschenkel orientiert sind, d.h. mit den Innenflächen der beiden Nutschenkel einen Winkel einschließen.

Dabei können die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächejn der Zentriervorsprünge und Zentrieranschläge zur Drehachse parallele Flächen sein, wodurch eine besonders wirtschaftliche Fertigung, z.B. durch Schleifen, Bohren und/oder Fräsen der für die Zentrierung maßgeblichen Flächen an den Zentrieranschlägen und/oder Zentriervorsprüngen gelingt. Alternativ dazu können die Zentrierflächen der Zentrier- vorsprünge und die Zentrierflächen der Zentrieranschläge, quer zur Drehachse und quer zur Erstreckungsrichtung der Nut gesehen, jeweils V-förmig angeordnet sein, wodurch eine präzisere Zentrierung des Wechselschneidkopf am Halter erhalten wird und die Zentrieranschläge auch zu einer axialen Festlegung des Wechselschneid- kopfs am Halter dienen können.

In einer Ausführungsform können die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen beispielsweise auf einem Kreiszylinder mit der Drehachse als Zylinderachse liegende Flächen, d.h. Kreiszylinderteilflächen, sein. In diesem Fall lassen sich die für die Zentrierung maßgeblichen Zentrierflächen an den Zentrieranschlägen beispielsweise durch eine die stirnseitig zugängliche Nut im Halter radial erweiternde, stirnseitige zentrische Bohrung erzeugen, während sich die für die Zentrierung maßgeblichen Zentrierflächen an den Zentriervorsprüngen durch ein Rundschleifen eines den Zentriervorsprüngen entsprechenden Abschnitts des Wechselschneidkopfs erzeugen lassen.

In einer anderen Ausführungsform können die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen beispielsweise Planflächen sein, die im Besonderen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Nut liegen können. In diesem Fall lassen sich die für die Zentrierung maßgeblichen Zentrierflächen an den Zentriervorsprüngen und Zentrieranschlägen beispielsweise durch einfaches Planschleifen erzeugen.

In jedem Fall sind die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen an den Zentriervorsprüngen und Zentrieranschlägen vorzugsweise mit engen Form- und Lagetoleranzen präzise ausgebildet, damit sich der Wechselschneidkopf mit möglichst geringem Montagespiel axial auf den Halter aufsetzen lässt und in Erstreckungsrichtung der Nut formschlüssig zentriert wird.

Weil die Funktion der Zentriervorsprünge und Zentrieranschläge im Wesentlichen darin besteht, den Wechselschneidkopf am Halter zu zentrieren, während die Drehmomentmitnahme zwischen dem Wechselschneidkopf und dem Halter durch die form- und kraftschlüssige Fixierung des Klemmteils in der Nut gelöst wird, kann die axiale- und/oder radiale Flächenausdehnung der Zentriervorsprünge und Zentrieranschläge klein gehalten sein. Die Zentriervorsprünge und Zentrieranschläge können daher in einem axialen Abstand zum axialen Ende des Klemmteils bzw. zum Grund der Nut angeordnet sein. Diese Gestaltung ermöglicht einerseits eine möglichst großflächige Klemmung des Klemmteils in der Nut und erlaubt anderseits in dem axialen Bereich zwischen den Zentriervorsprüngen und dem axialen Ende des Klemmteils die Ausbildung einer quer zur Drehachse verlaufende zum Grund der Nut hin querschnittsoffene Aussparung, zur Aufnahme einer die beiden Nutschenkel gegen den Klemmteil klemmenden Klemmschraube. Durch einen geeigneten Querschnitt der Aussparung kann über die in der Aus- sparung aufgenommene Klemmschraube eine axiale Auszugs- oder Lagesicherung des Wechselschneidkopfs am Halter erreicht werden. Beispielsweise kann die Aus- sparung einen schlitz- oder U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei der Schlitz- oder U-Querschnitt gegenüber der Drehachse geneigt ist oder schief liegt. Alternativ dazu kann die Aussparung einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufwei- sen. Derartige Aussparungen lassen sich durch das Schleifen eines oder mehrerer Schlitze in den Klemmteil einfach erzeugen.

Um die für die kraftschlüssige Klemmung des Klemmteils erforderliche Elastizität der beiden Nutschenkel zu erhalten, kann der Halter in einer an sich bekannten Weise einen sich vom Grund der Nut aus in den Halter erstreckenden Klemmschlitz aufweisen.

In axialer Richtung kann der Wechselschneidkopf am Halter beispielsweise dadurch festgelegt sein, dass der Klemmteil gegen den Grund der Nut anschlägt. In diesem Fall wäre die Funktion der Zentriervorsprünge auf die Festlegung des Wechselschneidkopfs in Diametral- bzw. Erstreckungsrichtung der Nut beschränkt. Alternativ dazu kann die axiale Lage des Wechselschneidkopfs am Halter durch eine axiale Abstützung des Wechselschneidkopfs, beispielsweise durch die oben erwähnten seitlichen Zentriervorsprünge, an den Nutschenkeln festgelegt sein. In diesem Fall hätten die Zentriervorsprünge die weitere Funktion, den Wechselschneidkopf am Halter axial festzulegen.

Unabhängig davon, ob die Zentriervorsprünge nun auch die axiale Lage des Wechselschneidkopfs am Halter bestimmten, sind die den Nutschenkeln zugewandten Unterseiten der kopfseitigen Zentriervorsprünge und die gegenüberliegenden Flächen an den Nutschenkeln vorzugsweise zur Drehachse normale Flächen.

Gleichermaßen ist die dem Grund der Nut im Halter zugewandte Unterseite des Klemmteils und die gegenüberliegende Grundfläche der Nut vorzugsweise eine zur Drehachse normale Fläche. Normalflächen lassen sich ohne größere Probleme fertigen. Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Aus- führungsformen eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemä- ßen modularen Zerspanungswerkzeugs;

Fig. 2 eine gegenüber der Seitenansicht in Fig. 1 um 90° gedrehte Seitenansicht des Zerspanungswerkzeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Draufansicht des Zerspanungswerkzeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht des Zerspanungswerkzeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Halters des Zerspanungswerkzeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Draufsicht des Halters des Zerspanungswerkzeugs der ersten Aus- führungsform;

Fig. 7 eine gegenüber der Draufsicht in Fig. 6 im Maßstab vergrößerte Drauf- sicht des Halters des Zerspanungswerkzeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Wechselschneid opfs des Zerspanungswerk- zeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 9 eine gegenüber der Seitenansicht in Fig. 8 um 90° gedrehte Seitenan- sicht des Wechselschneidkopfs des Zerspanungswerkzeugs der ersten Ausführungsform; Fig. 10 eine Draufsicht des Wechselschneidkopfs des Zerspariungswerkzeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 1 1 eine Untersicht des Wechselschneidkopfs des Zerspanungswerkzeugs der ersten Ausführungsform;

Fig. 12 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsge- mäßen modularen Zerspanungswerkzeugs;

Fig. 13 eine gegenüber der Seitenansicht in Fig. 12 um 90° gedrehte Seitenansicht des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 14 eine perspektivische Seitenansicht eines vorderen Endabschnitts des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 15 eine Draufsicht des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 16 eine perspektivische Explosionsansicht des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 17 eine Seitenansicht des vorderen Endabschnitts eines Halters des Zer- spanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 18 eine gegenüber der Seitenansicht in Fig. 17 um 90° gedrehte Seitenansicht des vorderen Endabschnitts des Halters des Zerspan ungswerljczeugs der zwei- ten Ausführungsform;

Fig. 19 eine perspektivische Seitenansicht des vorderen Endabschnitts des Halters des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 20 eine Seitenansicht eines Wechselschneidkopfs des Zerspanungswerk- zeugs der zweiten Ausführungsform; Fig. 21 eine gegenüber der Seitenansicht in Fig. 20 um 90° gedrehte Seitenansicht des Wechselschneidkopfs des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 22 eine Draufsicht des Wechselschneidkopfs des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform; und

Fig. 23 eine Untersicht des Wechselschneidkopfs des Zerspanungswerkzeugs der zweiten Ausführungsform;

Erste Ausführunqsform

Die Figuren 1 bis 1 1 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen drehantreibbaren modularen Zerspanungswerkzeugs 1 .

Das als ein Bohrwerkzeug ausgeführte Zerspanungswerkzeug 1 hat einen sich entlang einer Drehachse 2 erstreckenden Halter 3 und einen an dem vorderen axia- len Endabschnitt 3a am Halter 3 auswechselbar gehaltenen Wechselschneidkopf 4.

In der gezeigten Ausführungsform (vgl. z.B. Fig. 2 bis 4) ist der Wechselschneidkopf 4 zweischneidig ausgebildet sein, d.h. er hat zwei Haupt- und Nebenschneiden, die in Drehrichtung durch Spannuten voneinander getrennt sind. Fig. 1 und 2 zeigen, dass sich die am Wechselschneidkopf 4 ausgebildeten Nebenschneiden und Spannuten im Halter 3 fortsetzen und wendelförmig verlaufen.

Der Halter 3 hat an seinem hinteren axialen Endabschnitt 3b einen Spannschaft 5, der eine kraftschlüssige Spannung des Zerspanungswerkzeugs 1 in einem (nicht gezeigten) Werkzeughalter, z.B. Spannfutter, ermöglicht. In der gezeigten Ausführungsform ist der Spannschaft 5 als ein Zylinderschaft ausgeführt.

Zur Befestigung des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3 weist der Halter 3 an seinem vorderen Endabschnitt 3a eine stirnseitig zugängliche Nut 6 auf, die sich diametral durch den Halter 3 erstreckt, wie es z.B. in den Figuren 1 , 2 und 4 bis 7 ge- zeigt ist, und seitlich, d.h. quer zu ihrer Erstreckungsrichtung X (vgl. z.B. Fig. 4 und 7) von zwei Nutschenkeln 7, 8 begrenzt ist. Der Wechselschneidkopf 4 weist einen in den Figuren gezeigten Klemmteil 9 auf, der in der Nut 6 formschlüssig aufgenommen wird/ist und durch ein Gegeneinanderspannen der beiden Nutschenkel 7, 8 mittels einer in Fig. 4 gezeigten Klemmschraube 10 kraftschlüssig fixierbar ist.

Durch die form- und kraftschlüssige Befestigung des Klemmteils 9 in der Nut 6 wird die für eine Zerspanung eines Werkstücks erforderliche Drehmomentmitnahme zwischen dem Wechselschneidkopf 4 und dem Halter 3 erreicht. Des Weiteren wird schon allein durch die Anordnung des Klemmteils 9 in der Nut 6 der Wechselschneidkopf 4 bereits in einer Richtung Y (vgl. Fig. 7) quer zur Erstreckungsrichtung X der Nut 6 in Bezug auf die Drehachse 2 zentriert. Hierzu sind die Innenflächen 11 , 12 (vgl. Fig. 4, 7 und 11 ) der beiden Nutschenkel 7, 8 und die an den Innenflächen 1 1 , 12 anliegenden Außenflächen 13, 14 (vgl. Fig. 8, 9 und 1 1 ) des Klemmteils 9, d.h. die jeweils aneinander liegenden Klemmflächen der Nutschenkel 7, 8 und des Klemmteils 6, in Bezug auf die Dreachse 2 achs- und planparallel ausgebildet. Irp Interesse einer Minimierung des Montagespiels und damit einer möglichst genauen' Zentrierung des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3 in der Richtung Y quer zur Erstreckungsrichtung X der Nut 6 sind die jeweils aneinander liegenden Klemmflächen 1 1 , 12, 13, 14 der beiden Nutschenkeln 7, 8 und des Klemmteils 9 mit engen Form- und Lagetoleranzen gefertigt, beispielsweise plangeschliffen oder plangefräst, so dass die Nut 6 den Klemmteil 9 mit einer definierten engen Spielpassung aufnehmen kann.

Um den Wechselschneidkopf 4 nun auch in der Erstreckungsrichtung X der Nut 6 zu zentrieren, weist der Wechselschneidkopf 4 erfindungsgemäß beiderseits des Klemmteils 9 jeweils einen quer zur Erstreckungsrichtung X der Nut 6 auskragenden Zentriervorsprung 15, 16 auf, der - in Erstreckungsrichtung X der Nut 6 gesehen - gegen einen zugeordneten Zentrieranschlag 17, 18 an einem jeweiligen Nutschenkel 7, 8 anschlägt. Die beiden Zentriervorsprünge 15, 16 schlagen im Besonderen ip entgegengesetzten Richtungen gegen den jeweils zugeordneten Zentrieranschlag 1 17, 18. Wie die Fig. 3 und Fig. 7 zeigen, legt der Zentrieranschlag 18 die Lage des nicht gezeigten Wechselschneidkopfs 4 in Erstreckungsrichtung X der Nut 6 fest, während der Zentrieranschlag 17 die Lage des Wechselschneidkopfs 4 in der entge- gengesetzten Richtung X‘ festlegt. Der Wechselschneidkopf 4 ist damit durch die Zentrieranschläge 17, 18 in bzw. entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung der Nut 6, d.h. in Bezug auf die Drehachse 2, zentriert.

Die Figuren 4, 7, 10 und 1 1 zeigen, dass die Zentrieranschläge 17, 18 und die Zentriervorsprünge 15, 16 jeweils bezüglich der Drehachse 2 180°-d rehsymmetrisch ausgebildet sind. Des Weiteren sind die an den Zentrieranschlägen 17, 18 anliegen- den Außenflächen 15a, 16a (vgl. Fig. 8) der Zentriervorsprünge 15, 16 und die an den Zentriervorsprüngen 7, 8 anliegenden Innenflächen 17a, 18a (vgl. Fig. 7) der Zentrieranschläge 17, 18 jeweils zur Drehachse 2 parallele Flächen, die auf einem Kreiszylinder mit der Drehachse 2 als Zylinderachse liegen. Die Außenflächen 15a, 16a der Zentriervorsprünge 15, 16 und die Innenflächen 17a, 18a der Zentrieranschläge 17, 18 bilden daher Kreiszylinderteilflächen, die für eine möglichst genauei Zentrierung des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3 mit engen Form- und Lagetoleranzen gefertigt sind. Der Wechselschneidkopf 4 kann daher mit einer definierten engen Spielpassung axial auf den Halter 3 aufgesetzt werden, wodurch er durch das Zusammenwirken des Klemmteils 9 mit den Nutschenkeln 7, 8 und durch das Zu- sammenwirken der Zentriervorsprünge 7, 8 mit den Zentrieranschlägen 17, 18 in Bezug auf die Drehachse 2 zentriert wird.

Durch die beiden Zentriervorsprünge 15, 16, die zwischen den beiden Zentrieranschläge 17, 18 angeordnet sind, wird der Wechselschneidkopf 4 also in Diametraloder Erstreckungsrichtung X der Nut 6 (bzw. in der entgegengesetzten Richtung X‘) zentriert. Im Zusammenwirken mit der formschlüssigen Aufnahme des Klemmteils 9 in der Nut 6 wird im Ergebnis eine Kreuzzentrierung des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3 erreicht. Die Kreuzzentrierung des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3 gelingt dabei ausschließlich durch Funktionsabschnitte, die am Wechselschneidkopf 4i bzw. am Halter 3 ausgebildet sind. Zusätzliche Bauteile sind für die Zentrierung des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3 daher weder erforderlich noch vorgesehen. So hat auch die oben erwähnte Klemmschraube 10 keinen Einfluss auf die radiale Lage des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3. In axialer Richtung ist der Wechselschneidkopf 4 am Halter 3 dadurch festgelegt, dass der Klemmteil 9 gegen den Nutgrund 6a der Nut 6 anschlägt. Der Nutgrund 6a und die an diesem anliegende Unterseite 9a des Klemmteils 9 des Wechsel- schneidkopfs 4 bilden bezüglich der Drehachse 2 normale Planflächen.

Gleichermaßen bilden die den Nutschenkeln 7, 8 zugewandten Unterseiten 15b, 16b der kopfseitigen Zentriervorsprünge 15, 16 und die gegenüberliegenden Flächen 17b, 18b an den Nutschenkeln 17, 18 bezüglich der Drehachse 2 normale Planflächen.

Zur Montage des Wechselschneidkopfs 4 an den Halter 3 wird der Wechselschneidkopf 4 axial stirnseitig auf den Halter 3 aufgesetzt, wodurch der Klemmteil 9 in die Nut 6 eingreift und die kopfseitigen Zentriervorsprünge 15, 16' an den halterseitigen Zentrieranschlägen 17, 18 zum Anliegen kommen. In diesem Zustand können mittels der oben erwähnten Klemmschraube 10 in der aus dem eingangs diskutierten Stand der Technik bekannten Weise die beiden Nutschenkel 7, 8 gegen den Klemmteil 9 geklemmt werden, wodurch der Wechselschneidkopf 4 am Halter 3 kraftschlüssig befestigt wird. Die Klemmbefestigung ermöglicht eine zuverlässige Drehmomentmitnahme zwischen dem Wechselschneidkopf 4 und dem Halter 3.

Die Figuren zeigen, dass die Zentriervorsprünge 15, 16 und Zentrieranschläge 17, 18, deren alleinige oder wesentliche Funktion die Zentrierung des Wechselschneidkopfs 4 am Halter 3 in Erstreckungsrichtung X der Nut 6 ist, in einem axialen Abstand Y zur Unterseite 9a des Klemmteils 9 bzw. zum Grund 6a der Nut 6 angeordnet sind. Axial unterhalb der Zentriervorsprünge 15, 16 erstreckt sich eine quer zur Drehachse 2 verlaufende, zum Nutgrund 6a der Nut 6 hin querschnittsoffene Aussparung 19 durch den Klemmteil 9. Diese Aussparung 19 dient fcur Aufnahme der die beiden Nutschenkel 7, 8 gegen den Klemmteil 9 klemmenden Klemmschraube 10. Wie die Fig. 4, 9 und 11 zeigen, hat die Aussparung 19 einen schlitz- oder U- förmigen Querschnitt und erstreckt sich die Aussparung 19 unter einem in Fig. 9 angedeuteten Winkel schräg zur Drehachse 2 von der Unterseite 9a aus in den Klemmteil 9 hinein. In einem Zustand, in dem die Klemmschraube 10 in eine die beiden Nutschenkel 7, 8 erfassende Gewindebohrung 20 lose eingeschraubt ist und die Aussparung 19 im Klemmteil 9 durchdringt, wird daher eine verliersichere Anordnung oder axiale Auszugssicherung des Wechselschneidkopfs am Halter erhalten.

Um die für die kraftschlüssige Klemmung des Klemmteils erforderliche Elastizität der beiden Nutschenkel 7, 8 zu erhalten, hat der Halter 3 einen sich vom Grund 6a der Nut 6 aus in Richtung des Spannschafts 5 in den Halter 3 erstreckenden Klemmschlitz 21 .

Mit den Bezugszeichen 30 und 31 sind in den Fig. 3 und 7 wechselschneid- kopfseitige Austrittsöffnungen von durch den Halter 3 laufenden Kühlschmiermittel- kanälen gezeigt, über die zur Kühlschmierung der Schneiden des Wechselschneid- kopfs Kühlschmiermittel zugeführt werden kann.

Zweite Ausführunasform

Die Figuren 12 bis 23 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen drehantreibbaren modularen Zerspanungswerkzeugs 24.

Das Zerspanungswerkzeug 24 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Zerspanungswerkzeug 1 der ersten Ausführungsform im Wesentlichen nur durch die Ausgestaltung der Zentriervorsprünge 25, 26 am Wechselschneidkopf 4 und der Zentrieranschläge 27, 28 an den beiden Nutschenkeln 7, 8.

Wie es in Fig.15 bis 23 gezeigt ist, sind die jeweils aneinander liegenden Zentrierflächen 25a, 26a, 27a, 28a der Zentriervorsprünge 25, 26 und Zentrieranschläge 27, 28 jeweils achsparallel verlaufende Planflächen, die senkrecht zur Er- streckungsrichtung X (vgl. 16) der Nut 6 liegen.

Die in Fig. 15, 22 oder 23 gezeigten Außenflächenflächen 25d, 26d am Wech- selschneidkopf 4 und die in Fig. 15 oder 17 gezeigten Innenflächen 27d, 28d der Zentrieranschläge 27, 28 verlaufen jeweils parallel zur Drehachse 2 und zu den In- nenflächen 7a, 8a der Nutschenkel 7, 8. Die Zentrierflächen 25d, 26d am Wechsel- schneidkopf 4 und die Zentrierflächen 27d, 28d der Zentrieranschläge 27, 28 sind daher für die Zentrierung des Wechselschneidkopfs 3 am Halter 4 in Erstreckungsrichtung X bzw. in der entgegengesetzten Richtung X‘ (vgl. Fig. 18 und 19) nicht maßgeblich. Daher können die jeweils gegenüberliegenden Flächen, d.h. die Innenfläche 27d des Zentriervorsprungs 27 und die Außenfläche 25d des Zentrieran- sphlags 25 bzw. die Innenfläche 28d des Zentriervorsprungs 28 und die Außenfläche 26d des Zentrieranschlags 26, in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung X (oder in der entgegengesetzten Richtung X‘) mit einem geringen Spiel angeordnet sein, was zu einer vereinfachten Fertigung dieser Flächen beitragen kann.