Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeughalter nach
dem Oberbegriff des patentanspruches 1 oder 7; insbesondere auf einen Werkzeughalter
zum Befestigen eines Schneidewerkzeugs, wie z. B. von Bohrern, Endfräsern,
usw., an einer Hauptspindel eines Maschinenwerkzeugs.
Üblicherweise ist es auf dem Gebiet der Werkzeughalter bekannt,
daß der obere Endabschnitt eines Halterkörpers oder der innere Endabschnitt
eines Schneidewerkzeugs zum Zuführen eines Kühlungsmittels an Prozeßabschnitte
oder zur Staubverhinderung abgedichtet ist.
6 zeigt einen herkömmlichen Aufbau zum Abdichten
des oberen Endabschnitts eines Halterkörpers 1. Ein Abstandshalter
52 ist an dem oberen Endabschnitt des Halterkörpers 1 über
eine Abdeckung 50, die durch eine Schraube 51 befestigt ist, befestigt,
wobei an einem Öffnungslochabschnitt 53 des Abstandshalters
52 ein O-Ring 54 befestigt ist. Ein Schneidewerkzeug
40 hat einen Schaftabschnitt 40a, der durch den Öffnungslochabschnitt
53 in eine Hülse 10 eingeführt ist, und zusammengedrückt
und an der Hülse 10 gehalten wird. Kühlmittel wird von der Richtung
des Pfeiles "b" durch die Innenseite des Halterkörpers 1 zugeführt
und von dem Kopfende des Werkzeugs 40 durch ein Mittelloch (nicht gezeigt)
des Schneidewerkzeugs 40 gespritzt. Bei dieser Konfiguration hat das Kühlmittel
einen Druck in der Richtung des Pfeils "b'", wobei die Abdichtung durch den O-Ring
54 und einen O-Ring 55 geschaffen wird, der zwischen der Abdeckung
50 und dem Abstandhalter 52 eingeführt ist.
Andererseits zeigt 7 einen herkömmlichen
Aufbau, bei dem das hintere Ende des Schneidewerkzeugs 40 in Kontakt mit
einer verjüngten Oberfläche 15a am vorderen Ende eines Zwischenstabs
15 zur Abdichtung gebracht wird. Das Kühlmittel wird über ein
Mittelloch 42 des Schneidewerkzeugs 40 durch ein Mittelloch
17 des Zwischenstabs 15 zugeführt.
Die Abdichtungskonstruktion, die in 6
gezeigt ist, ist darin problematisch, daß das Schneidewerkzeug 40
einen Schaft mit einem Durchmesser haben muß, der genauso groß wie der
Innendurchmesser des O-Rings 54 ist. Im allgemeinen werden verschiedene
Schneidewerkzeuge mit variierenden Durchmessern in Inkrementen von 0,1 mm verwendet.
Es würde zweckmäßig sein, wenn Schneidewerkzeuge mit variierenden
Schaftdurchmessern in dem Bereich vom Innendurchmesser des O-Rings 54 bis
zu einem Durchmesser, der 1 mm größer ist, verwendet werden könnten,
und zwar zusammen mit einem einzigen Abstandshaltertyp 52, wenn beispielsweise
Schneidewerkzeuge mit Schaftdurchmessern bis zu 13 mm in Inkrementen von 0,1 mm
verwendet werden können, wenn der Innendurchmesser des O-Rings 54
12 mm ist.
Andererseits bewegt sich bei der Abdichtungskonstruktion, die in
7 gezeigt ist, der Zwischenstab 15 zusammen
mit der Buchse 10, wobei anders ausgedrückt der Zwischenstab
15 ebenfalls zurückgezogen wird, wenn die Hülse 10 nach
hinten gezogen wird (in der Richtung des Pfeils "A"), um das Schneidewerkzeug
40 zu befestigen. Folglich ist die Druckkontaktkraft zwischen dem hinteren
Ende des Schneidewerkzeugs 40 und der verjüngten Oberfläche
15a des Zwischenstabs 15 nicht zufriedenstellend befestigbar,
wodurch eine nicht ausreichende Abdichtung entstehen kann.
Ein Problem bei einem herkömmlichen Werkzeughalter besteht darin,
daß die Bearbeitungsgenauigkeit durch eine Vibration des Schneidewerkzeugs,
die während einer Hochgeschwindigkeitsdrehung erzeugt wird, verschlechtert
wird, da die axiale Mitte der Abdeckung 50 nicht genau mit der axialen
Mitte des Halterkörpers 1 zusammenfällt, wodurch die Vibrationen
entstehen. Die Abdeckung 50 ist an dem Halterkörper 1 mit
Schrauben 51 unter Verwendung eines Befestigungswerkzeugs, wie z. B. eines
Schraubenschlüssels, usw., befestigt, es ist jedoch schwierig, die Befestigung
vollständig koaxial zu dem Halterkörper 1 herzustellen. Da das
Schneidewerkzeug zusätzlich in letzter Zeit mit bis zu 14.000 Umdrehungen pro
Minute gedreht wird, wird das Auftreten der Vibration merkbar, selbst wenn die axiale
Fehlausrichtung der Abdeckung 50 vernachlässigbar klein ist.
Aus der DE 41 40 597 C1
ist ein Spannfutter für Werkzeuge bekannt, das eine Spannmutter aufweist, die
mittels eines Innengewindes auf ein Außengewinde eines Spannzangenhalters schraubbar
ist. In den Spannzangenhalter ist eine in einzelne Lamellen gegliederte Spannzange
eingesetzt, wobei schräge innere Oberflächen der Spannmutter gegen schräge
Oberflächen der einzelnen Lamellen drücken, um die Spannzange zu schließen.
Aus der DE 91 09 301 U1
ist ein Spannzangenfutter bekannt, bei dem eine Kühlmittelabdichtung erreicht
wird, indem ein ringförmiges, federelastisches Dichtelement zwischen zwei Druckscheiben
angeordnet ist. Durch Aufschrauben einer Spannmutter auf das Spannfutter werden
die Druckscheiben zusammengedrückt, um dadurch das Dichtelement gegen ein eingesetztes
Bearbeitungswerkzeug zu drücken.
Schließlich ist aus der JP
08099245 A ein Werkzeughalter vergleichbar zu dem, der oben Bezug nehmend
auf die 6 und 7 beschrieben
ist, bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Werkzeughalter
zu schaffen, der ausreichende Abdichtungseigenschaften hat, selbst wenn der Schaftdurchmesser
verschiedener Schneidewerkzeuge variiert.
Diese Aufgabe wird durch einen Werkzeughalter gemäß Anspruch
1 oder 7 gelöst.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie
einen Werkzeughalter schafft, der ausreichende Abdichtungseigenschaften an dem hinteren
Endabschnitt eines Schneidewerkzeugs vom Zurückziehtyp zeigt.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß sie
einen Werkzeughalter schafft, der die axiale Mitte einer Abdeckung, die an dem vorderen
Oberflächenabschnitt des Halterkörpers befestigt ist, genau mit der axialen
Mitte des Halterkörpers in Übereinstimmung bringen kann.
Der erfindungsgemäße Werkzeughalter umfaßt einen entfernbaren
Abdichtungsabstandshalter, der an dem vorderen Ende des Halterkörpers angebracht
ist, wobei der Abstandshalter ein Öffnungsloch mit einem Durchmesser hat, der
nahezu mit dem eines Schaftabschnitts eines Schneidewerkzeugs übereinstimmt.
In dem Öffnungsloch ist ein verjüngter Rillenabschnitt mit einem Abschnitt
mit größerem Durchmesser an der hinteren Seite und mit einem Abschnitt
mit reduziertem Durchmesser an der Vorderseite gebildet, wobei ein ringförmiges
elastisches Bauglied zum Abdichten in dem verjüngten Rillenabschnitt befestigt
ist.
Grundsätzlich wird bei der vorliegenden Erfindung ein Schneidewerkzeug
mit einem Schaftabschnitt des Durchmessers verwendet, der zum Innendurchmesser des
ringförmigen elastischen Bauglieds gleich ist. Wenn Kühlmittel zugeführt
wird, wird das ringförmige elastische Bauglied in den Abschnitt mit reduziertem
Durchmesser des verjüngten Rillenabschnitts durch das Kühlmittel gedrückt,
wodurch das vordere Ende des Halterkörpers abgedichtet ist. Selbst wenn der
Durchmesser des Schaftabschnitts, der in das Öffnungsloch eingeführt ist,
etwa 1 mm größer als der Innendurchmesser des ringförmigen elastischen
Bauglieds ist, läuft das ringförmige elastische Bauglied zu dem Abschnitt
mit vergrößertem Durchmesser, um die Elastizität zu halten. Wenn
dann das Kühlmittel zugeführt wird, wird das ringförmige elastische
Bauglied in den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser des verjüngten Rillenabschnitts
durch das Kühlmittel gedrückt, wodurch das vordere Ende des Halterkörpers
abgedichtet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das ringförmige
elastische Bauglied in den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser durch den Kühlmitteldruck
gedrückt, und dasselbe zeigt gute Abdichtungseigenschaften, selbst wenn ein
Schneidewerkzeug mit einem Schaftabschnitt mit einem Durchmesser, der etwas größer
als der Innendurchmesser des ringförmigen elastischen Bauglieds ist, eingeführt
wird, da das ringförmige elastische Bauglied zu dem Abschnitt mit vergrößertem
Durchmesser läuft. Somit können Schneidewerkzeuge mit variierenden Durchmessern
mit einem Typ eines Abstandshalters und mit einem ringförmigen elastischen
Bauglied verwendet werden.
Zusätzlich ist ein Werkzeughalter gemäß der Erfindung
als Hülsenzurückziehtyp ausgeführt, wobei in dem Mittelloch des Halterkörpers
ein Flüssigkeitszuführungsstab vorgesehen ist, dessen hinteres Ende in
Kontakt mit dem vorderen Ende einer Klemmschraube oder eines Klemmbolzens ist, während
an dem vorderen Ende dieses Flüssigkeitszuführungsstabs eine Druckkontaktoberfläche
gebildet ist, über die das hintere Ende eines Schneidewerkzeugs in Druckkontakt
kommt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Schneidewerkzeug in die Hülse
eingeführt, bis das hintere Ende in Druckkontakt mit der vorderen Enddruckkontaktoberfläche
des Flüssigkeitszuführungsstabs kommt. Ein Drehen der Klemmschraube in
einer Richtung, um das Befestigungswerkzeug zu fixieren, bewirkt, daß die Klemmschraube
zu einer spezifizierten Position gedrückt wird, wodurch die Hülse in den
Halterkörper zurückgezogen wird. Dabei kommt der Flüssigkeitszuführungsstab
in Kontakt mit dem vorderen Ende der Klemmschraube und wird an der Position gehalten,
während das hintere Ende des Schneidewerkzeugs, das zusammen mit der Hülse
zurückgezogen wird, in noch stärkerem Druckkontakt mit der Druckkontaktoberfläche
des Flüssigkeitszuführungsstabs kommt. Kühlmittel wird über
den Flüssigkeitszuführungsstab zu dem Schneidewerkzeug zugeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung versieht die Zurückziehkraft,
die an die Hülse angelegt wird, die vordere Enddruckkontaktoberfläche
des Flüssigkeitszuführungsstabs und das hintere Ende des Schneidewerkzeugs
mit einer Druckkontaktkraft, wodurch eine gute Abdichtungseigenschaft erreicht wird.
Ferner hat ein Werkzeughalter gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Abdeckung, die an dem vorderen Ende des Halterkörpers befestigt ist, wobei
die Abdeckung und der Halterkörper in Druckkontakt in der axialen Richtung
an gegenseitig verjüngten Oberflächen sind. Die verjüngten Oberflächen
erreichen es, daß axiale Mitten im Vergleich zu dem Fall genau übereinstimmen,
bei dem Schafte oder Zylinder angepaßt sind. Selbst wenn der Werkzeughalter
dann mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, wird folglich keine
Vibration durch Abweichung von der Balance (der axialen Mitte) bewirkt, wodurch
die Bearbeitungsgenauigkeit hoch gehalten werden kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter erläutert.
Es zeigen:
1a und 1b Querschnittsansichten,
die einen Werkzeughalter des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigen;
2 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die
einen Abdichtungsabstandshalter zeigt, der bei dem Werkzeughalter verwendet wird;
3a und 3b Querschnittsansichten,
die den Abdichtungsabschnitt des Werkzeughalters zeigen, wobei 3a
besonders einen Fall zeigt, bei dem ein Schneidewerkzeug mit einem Referenzdurchmesser
verwendet wird, während 3b den Fall zeigt, daß
ein Schneidewerkzeug mit einem größeren Durchmesser verwendet wird;
4 eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil eines Werkzeughalters des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine Querschnittsansicht, die einen Werkzeughalter
des dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
6 eine Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen
Werkzeughalter zeigt; und
7 eine Querschnittsansicht, die einen weiteren herkömmlichen
Werkzeughalter zeigt.
Nachfolgend wird bezugnehmend auf die 1,
2 und 3 das erste Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In den 1a und 1b
umfaßt der Werkzeughalter des ersten Ausführungsbeispiels gemäß
der vorliegenden Erfindung einen Halterkörper 1, eine Federbuchse
10, einen Zwischenstab 15, eine Klemmschraube 25, einen
Zugansatz 30, eine Abdeckung 45 und einen Abstandshalter
46.
Der Halterkörper 1 hat einen verjüngten Schaftabschnitt
2, der in die Hauptspindel des Maschinenwerkzeugs an dem hinteren Abschnitt
in der Richtung des Pfeils "A" einführbar ist, und einen Manipulatorhalteabschnitt
3 an dem Zwischenabschnitt. Ein Mittelloch 4, das durch den Halterkörper
1 läuft, ist gebildet, wobei ferner auf der inneren Umfangsoberfläche
des vorderen Abschnitts ein verjüngter Lochabschnitt 4a gebildet ist.
Die Federhülse 10 hat einen aufgeteilten Klauenabschnitt
11 mit einem zugespitzten Abschnitt 10a und einen mit einem Gewinde
versehenen Abschnitt 12, und dieselbe ist in das Mittelloch 4
des Halterkörpers 1 von vorne eingeführt. Wenn der verjüngte
Abschnitt 10a in Druckkontakt mit dem verjüngten Lochabschnitt
4a des Halterkörpers 1 kommt, wird der aufgeteilte Klauenabschnitt
11 nach innen gebogen, wodurch der Schaftabschnitt 40a des Schneidewerkzeugs
40 gehalten wird. Der Zwischenstab 15 hat einen mit einem Gewinde
versehenen Abschnitt 16 auf der vorderen äußeren Umfangsoberfläche,
einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 18 an dem hinteren Abschnitt
eines Mittellochs 17 und eine Rille 19, die sich in der axialen
Richtung auf der äußeren Umfangsoberfläche erstreckt. Dieser Zwischenstab
15 ist einstückig mit der Hülse 10 durch Schrauben des
mit einem Gewinde versehenen Abschnitts 16 an dem mit einem Gewinde versehenen
Abschnitt 12 der Hülse 10 einstückig verbunden, wobei
derselbe ferner in das Mittelloch 4 des Halterkörpers 1 eingeführt
ist. Durch Ineingriffnahme des spitzen Endes der Führungsschraube
14, die von der äußeren Umfangsoberfläche des Halterkörpers
1 eingeschraubt ist, mit der Rille 19, wird der Zwischenstab
15 in einen Zustand gebracht, in dem der Stab in der axialen Richtung bewegt
werden kann, in dem derselbe jedoch nicht gedreht werden kann.
Die Klemmschraube 25 hat einen Kopf 26 und einen
mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 29. Die Klemmschraube
25 ist in das Mittelloch 4 des Halterkörpers 1 von
hinten eingeführt, wobei der mit einem Gewinde versehene Abschnitt
29 in den mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 18 des Zwischenstabs
15 geschraubt ist. An dem Kopf 26 ist ein hexagonales Loch
27 gebildet, wobei auf der äußeren Umfangsoberfläche ferner
eine Ringrille 28 mit nahezu halbkreisförmigem Querschnitt gebildet
ist. Andererseits ist in dem Mittelloch 4 des Halterkörpers
1 eine Ringrille 5 mit halbkreisförmigem Querschnitt an der
Position gebildet, die der Rille 28 gegenüberliegt, wobei in den Rillen
5 und 28 eine Mehrzahl von Stahlkugeln 6 befestigt ist.
Um die Stahlkugeln 6 zu befestigen, sind Löcher (nicht gezeigt) in
freier Kommunikation mit der äußeren Umfangsoberfläche des Halterkörpers
1 aus der Rille 5 gebildet, wobei die Stahlkugeln 6 nach
dem Einführen der Klemmschraube 25 in das Mittelloch 4 über
die frei kommunizierenden Löcher an den Rillen 5 und 28 befestigt
werden. Die frei kommunizierenden Löcher werden durch Einschrauben eines Stifts
(nicht gezeigt) nach dem Befestigen der Stahlkugeln 6 geschlossen.
Der Zugansatz 30 hat ein Durchgangsloch 31 und einen
mit einem Gewinde versehenen spitzen Endabschnitt 32, der in dem mit einem
Gewinde versehenen Abschnitt 4b geschraubt ist, der an dem hinteren Abschnitt
des Mittellochs des Halterkörpers 1
gebildet ist. Wenn der Halterkörper 1 in die Hauptspindel
eines Maschinenwerkzeugs eingeführt ist, wird der Zugansatz 30 durch
eine Klemmvorrichtung innerhalb der Hauptspindel zurückgezogen. Bei dieser
Operation wird der verjüngte Schaftabschnitt 2 gegen einen verjüngten
Lochabschnitt der Hauptspindel gedrückt.
Die Abdeckung 45 ist durch Schrauben mit einem weiblichen
Gewinde 45a, das auf der inneren Umfangsoberfläche gebildet ist, in
ein männliches Gewinde 7, das auf der äußeren Umfangsoberfläche
des Halterkörpers 1 gebildet ist, an dem Halterkörper
1 befestigt, derart, daß die Abdeckung 45 von dem Halterkörper
1 entfernbar ist. Zwischen dieser Abdeckung 45 und dem Halterkörper
1 ist ein O-Ring 58 angebracht. Ein Abstandshalter 46
ist in ein Öffnungsloch 45b der Abdeckung 45 eingepaßt,
und gegenüber der vorderen Endoberfläche des Halterkörpers
1 befestigt, während derselbe durch die Abdeckung 45 verriegelt
ist.
Der Abstandshalter 46 hat ein Öffnungsloch
47, und, wie es in 2 gezeigt ist, einen verjüngten
Rillenabschnitt 48 mit einem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
an der Hinterseite (in der Richtung des Pfeils "A"), wobei ein Abschnitt mit reduziertem
Durchmesser in dem Öffnungsloch 47 an der Vorderseite gebildet ist.
Zusätzlich ist an dem Rillenabschnitt 48 ein O-Ring 49 zum
Abdichten befestigt. Der Schaftabschnitt 40a des Schneidewerkzeugs
40 ist in die Hülse 10 eingefügt und in derselben gehalten,
und zwar von dem Öffnungsloch 47 des Abstandshalters 46 aus,
wobei das Kühlmittel von der Hauptspindel des Maschinenwerkzeugs (nicht gezeigt)
zugeführt wird. Das Kühlmittel zu dem Mittelloch 42 fließt
in dem Durchgangsloch 31 des Zugansatzes 30, in dem Mittelloch
25a der Klemmschraube 25, in dem Mittelloch 17 des Zwischenstabs
15 und in der Hülse 10, um das hintere Ende des Schneidewerkzeugs
40 zu erreichen. Ferner fließt das Kühlmittel in dem Mittelloch
42 des Schneidewerkzeugs 40 und wird an dem Enddüsenabschnitt,
der in 2 verzweigt ist, ausgespritzt. Das Verfahren zum Befestigen und Entfernen
des Schneidewerkzeugs 40 wird nachfolgend beschrieben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden der Abstandshalter
46 und der O-Ring 49 verwendet, um das Schneidewerkzeug
40 mit einem Durchmesser D, wie es in 3a gezeigt
ist, zu treffen. Der O-Ring 49 hat einen Innendurchmesser D, während
das Öffnungsloch 47 einen Durchmesser D' hat (D' > D). D beträgt
beispielsweise 12 mm, während D' beispielsweise 13 mm beträgt. Ein Einführen
des Schaftabschnitts 40a des Schneidewerkzeugs 40 in das Öffnungsloch
47 des Abstandshalters 46 bewirkt, daß sich der O-Ring
40 zu dem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser des Rillenabschnitts
48 bewegt. Wenn das Kühlmittel zugeführt wird, bewegt sich der
O-Ring 49 zu der Seite mit dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser,
und wird durch den Druck in der Richtung des Pfeils "b "' zusammengedrückt,
wodurch der Umfang des Schneidewerkzeugs 40 abgedichtet wird.
Wie es in 3b gezeigt ist, ist es bei
dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, ein Schneidewerkzeug
40 mit einem Durchmesser zu verwenden, der größer als der Innendurchmesser
D des O-Rings 49 ist. 3b zeigt den Fall, bei
dem ein Schneidewerkzeug 40 mit einem Durchmesser D' von 13 mm in den O-Ring
49 mit einen Innendurchmesser D von 12 mm eingeführt ist. In diesem
Fall wird der O-Ring 49 in den Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
des Rillenabschnitts 48 gedrückt, während er durch den Schaftabschnitt
40a ausgedehnt wird. Wenn das Kühlmittel zugeführt wird, bewegt
sich der O-Ring 49 zu der Seite mit dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser
und wird durch den Druck in der Richtung des Pfeils "b'" wie bei dem oben erwähnten
Fall komprimiert, wodurch der Umfang des Schneidewerkzeugs 40 abgedichtet
wird.
Wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Innendurchmesser
D des O-Rings 12 mm beträgt, ist es möglich, Schneidewerkzeuge mit Außendurchmessern
von 12 bis 13 mm zu verwenden. Da Schneidewerkzeuge bezüglich ihres Außendurchmessers
in Inkrementen von 0,1 mm variieren, ist es bei dem ersten Ausführungsbeispiel
möglich, Schneidewerkzeuge mit insgesamt 11 verschiedenen Außendurchmessern
zusammen mit einem O-Ring 49 und einem Abstandshalter 46 zu verwenden.
Nachfolgend wird die Abdeckung 45 beschrieben. Das hintere
Ende der Abdeckung 45 ist als verjüngte Oberfläche
45c hergestellt, während an dem vorderen Endabschnitt des Halterkörpers
1 eine verjüngte Oberfläche 8 mit einer Neigung gebildet
ist, die der Neigung der verjüngten Oberfläche 45c entspricht.
Ein Schrauben des weiblichen Gewindes 45a der Abdeckung 45 in
das männliche Gewinde 7 des Halterkörpers 1 bringt die
verjüngte Oberfläche 45c dazu, in Druckkontakt mit der verjüngten
Oberfläche 8 zu kommen. Der Druckkontakt der verjüngten Oberflächen
45c und 8 befestigt die Abdeckung 45 mit dem Halterkörper
1 derart, daß die Axialmitten genau übereinstimmen. Selbst wenn
der Halterkörper 1 daher mit hoher Geschwindigkeit gedreht und angetrieben
wird, kann ohne Verlust der Gesamtbalance eine Schneideoperation mit hoher Genauigkeit
beibehalten werden.
Die Abdeckung 45 ist an dem Gewinde 7 des Halterkörpers
1 durch Schrauben des Gewindes 45a befestigt. Diese Befestigung
wird durch Drehen der Abdeckung 45 mit der Hand ausgeführt. Die Abdeckung
45 kann unter Verwendung eines werkzeugartigen Schraubenschlüssels,
usw., befestigt werden, wobei dies den Vorteil hat, daß die
Abdeckung 45 mit großem Drehmoment befestigt werden kann. Ein werkzeugartiger
Schraubenschlüssel ist jedoch erforderlich, und die Größe der Abdeckung
45 muß erhöht werden, da ein Rillenabschnitt zur Ineingriffnahme
des Schraubenschlüssels, usw., auf der Abdeckung 45 gebildet werden
muß, was den Nachteil mit sich bringt, daß zusätzliche Arbeit und
Zeit zum Befestigen und Entfernen der Abdeckung 45 nötig ist. Eine
Befestigung mit der Hand ermöglicht ein schnelles Befestigen und Entfernen.
Das Befestigungsdrehmoment ist jedoch gering, weshalb zur Lösung dieses Problems
ein O-Ring 58 zwischen der Abdeckung 45 und dem Halterkörper
1 vorgesehen ist. Dieser O-Ring 58 hat die Funktion der Abdichtung
für das Kühlmittel inne, derselbe kann jedoch ferner verhindern, daß
sich die Abdeckung 45 lockert, indem er zwischen der Abdeckung
45 und dem Halterkörper 1 in einem zusammengedrückten
Zustand befestigt ist. Der O-Ring 58 mit der Funktion des Verhinderns,
daß sich die Abdeckung 45 löst, ermöglicht eine Kompensation
des geringen Befestigungsdrehmoments, wenn ein Handbefestigungssystem für die
Abdeckung 45 verwendet wird, wodurch eine verringerte Wanddicke und ein
kleinerer Durchmesser der Abdeckung 45 erreicht werden können.
Nachfolgend wird auf das Befestigen und Entfernen des Schneidewerkzeugs
40 eingegangen.
Zunächst wird der Schaftabschnitt 40a des Schneidewerkzeugs
40 in die Hülse um eine spezifizierte Menge eingeführt, woraufhin
unter Verwendung eines hexagonalen Schlüssels die Klemmschraube 45
in der Richtung des Pfeils "a" gedreht wird. Insbesondere wird der Zugansatz
30 entfernt, oder, wenn der Zugansatz 30 befestigt gehalten wird,
wird der hexagonale Schlüssel von dem Durchgangsloch 31 eingeführt,
wobei das Spitzenende des hexagonalen Schlüssels in das hexagonale Loch
27 der Klemmschraube 25 eingeführt wird. Dabei kommt der
Kopf 26 in Druckkontakt mit der gestuften Oberfläche 4c,
die an dem Mittelloch 4 gebildet ist, und zwar durch Reibungskraft, wobei
die Hülse 10 über den Zwischenstab 15 nach hinten gezogen
wird. Bei dieser Operation wird der verjüngte Abschnitt 10a der Hülse
10 gegen den verjüngten Lochabschnitt 4a des Halterkörpers
1 gedrückt, wodurch der geteilte Klauenabschnitt 11 befestigt
wird und somit den Schaftabschnitt 40a des Schneidewerkzeugs
40 hält.
Wenn das Schneidewerkzeug 40 andererseits entfernt wird,
wird die Klemmschraube 25 unter Verwendung eines hexagonalen Schlüssels
wie beim Befestigen in der Richtung gedreht, die dem Pfeil "a" entgegengesetzt ist.
Bei einem solchen Werkzeughalter tritt, wenn die Hülse 10 zurückgezogen
wird, ein Beißphänomen zwischen dem verjüngten Lochabschnitt
4a und dem verjüngten Abschnitt 10a auf, was ein großes
Drehmoment zum Trennen der beiden Elemente erforderlich macht.
Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die Klemmschraube
25 entgegengesetzt gedreht wird, möchte sich die Schraube
25 nach hinten (in der Richtung des Pfeils "A") bewegen, wobei jedoch eine
Seite 28a des Rillenabschnitts 28 in Druckkontakt mit den Stahlkugeln
kommt, wobei sich die Schraube 25 entgegengesetzt dreht, da die Bewegung
nach hinten verhindert ist. Bei dieser Operation wird zusammen mit dem Zwischenstab
15 die Hülse 10 nach vorne gedrückt, wodurch die Befestigung
des Schneidewerkzeugs 40 durch den aufgeteilten Klauenabschnitt
11 aufgehoben wird. Während der umgekehrten Drehung kommen die Stahlkugeln
6 und die Rillen 28 und 5 in Druckkontakt miteinander
durch Rollreibung, wobei hier der Reibungswiderstand außerordentlich klein
ist. Daher ist das Drehmoment zum Lösen des Beißphänomens zwischen
dem verjüngten Lochabschnitt 4a und dem verjüngten Abschnitt
10a im Vergleich zu herkömmlichen Systemen klein. Dementsprechend
kann die Befestigungskraft der Hülse 10 ohne Lösen des Beißens
durch Schlagen auf die Klemmschraube 25 aufgehoben werden, was eine gute
Bedienbarkeit sicherstellt.
Nachfolgend wird das zweite Ausführungsbeispiel bezugnehmend
auf 4 beschrieben.
Bei dem Werkzeughalter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich nur der Abstandshalter 46' von dem oben erwähnten
Abstandshalter 46, während die restliche Konfiguration zu der des
ersten Ausführungsbeispiels gleich, das in den 1a
und 1b gezeigt wurde. Entsprechend sind in
4 Bauglieder, die zu den vorher in den 1a
und 1b beschriebenen ähnlich sind, durch die gleichen
Bezugszeichen beschrieben. Eine nochmalige Erklärung solcher gleicher Bauglieder
wird weggelassen.
Der Abstandshalter 46' hat eine Mehrzahl von Kühlmittelzuführlöchern
47; das Schneidewerkzeug 40' hat kein Mittelloch 42 für
das Kühlmittel (siehe 1a und 1b),
wobei das Kühlmittel durch die Zuführlöcher 47', wie es
durch den Pfeil "b" gezeigt ist, zu dem Schneider des Schneidewerkzeugs
40' zugeführt wird. Die Klärung des ersten Ausführungsbeispiels
kann auf die Konfiguration und Funktion der Abdeckung 45 gelesen werden.
Nachfolgend wird das dritte Ausführungsbeispiel bezugnehmend
auf 5 beschrieben.
Der Werkzeughalter gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
ist vom Hülsen-Zurückzieh-Typ, wie im ersten Ausführungsbeispiel,
und ist mit einem Flüssigkeitszuführungsstab 20 versehen, wobei
die Abdeckung 45 und Abstandshalter 46 weggelassen sind. In
5 sind Bauglieder, die zu den vorher bezugnehmend
auf die 1a und 1b beschriebenen
ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Deren Erklärung
wird weggelassen.
Der Flüssigkeitszuführungsstab 20 ist zwischen
der Hülse 10 und dem Zwischenstab 15 positioniert, wobei
das hintere Ende in Kontakt mit der vorderen Endoberfläche der Klemmschraube
25 ist. Dieser Flüssigkeitszuführungsstab 20 hat ein
Mittelloch 21, das longitudinal verläuft, wobei das vordere Ende des
Stabs 20 als verjüngte Oberfläche 22 gebildet ist, die
sich nach oben vorne ausdehnt. Das Schneidewerkzeug 40 wird in die Hülse
10 eingeführt, bis der hintere Endabschnitt des Schaftabschnitts
40a in Kontakt mit der verjüngten Oberfläche 22 kommt.
Ein Drehen der Klemmschraube 25 in der Richtung des Pfeils "a" unter dieser
Bedingung zieht die Hülse 10 zurück und den Zwischenstab
15 nach rückwärts, wie es im ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, wobei gleichzeitig das Schneidewerkzeug 10 ebenfalls
zurückgezogen wird, während es durch die Hülse 10 gedrückt
und gehalten wird. Ferner wird der Flüssigkeitszuführungsstab
20 in Kontakt mit der Klemmschraube 25 an einer spezifizierten
Position gehalten, wobei der hintere Endabschnitt des Schneidewerkzeugs
10 in starken Druckkontakt mit der verjüngten Oberfläche
22 gebracht wird.
Das Kühlmittel fließt in dem Durchgangsloch 31
des Zugansatzes 30, in dem Mittelloch 25a der Klemmschraube
25 und in dem Mittelloch 21 des Kühlmittelzuführungsstabs
20, und dasselbe wird durch das hintere Ende des Schneidewerkzeugs
40 zu dem Mittelloch zugeführt. Dann wird das Kühlmittel von
dem vorderen Düsenabschnittsende, das in zwei verzweigt ist, ausgespritzt.
Bezüglich der Dichtung um das Schneidewerkzeug 40 herum, zeigt sich
ein zufriedenstellender Abdichtungseffekt, da die Kante des hinteren Endes des Schaftabschnitts
40 mit der verjüngten vorderen Endoberfläche 22 des
Flüssigkeitszuführungsstabs 20 in Druckkontakt kommt, wenn die
Hülse 10 zurückgezogen wird, um das Schneidewerkzeug
40 zu drücken und zu halten, weshalb das Kühlmittel nicht aus
der geteilten Klaue 11 leckmäßig austreten kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben worden ist, sei angemerkt, daß verschiedene Änderungen und
Modifikationen im Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche möglich
sind.
Insbesondere sind die Konfiguration des Halterkörpers, seiner
Befestigungsstruktur an der Hauptspindel, die Konfiguration der Hülse, usw.
optional. Zusätzlich muß das Kühlmittel nicht von der Hauptspindel
des Maschinenwerkzeugs zugeführt werden, sondern dasselbe kann auch von dem
Seitenabschnitt des Halterkörpers 1 zugeführt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel muß der Werkzeughalter
nicht vom Hülsen-Zurückzieh-Typ sein, sondern derselbe kann auch vom Hineindrück-Typ
sein. Bezüglich des elastischen Abdichtungsbauglieds können auch ringförmige
elastische Bauglieder mit verschiedenen Querschnittsprofilen, wie z. B. Ellipsen,
Quadraten, usw., statt der O-Ringe mit rundem Querschnitt verwendet werden.
Zusätzlich kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel das
elastische Bauglied auf der verjüngten Oberfläche 22 des Flüssigkeitszuführungsstabs
22 durch Befestigen, usw., vorgesehen sein.