DEVICE FOR RADIAL ADJUSTMENT OF A BORING TOOL

Abstract: 1. Claims for the contracting states : AT, CH, IT, LI Device for radially adjusting a boring tool, comprising a tool spindle (6) which is mounted in a machine frame and connected to a rotary drive, the tool spindle having a tool (8) reception opening disposed at the front end and coaxially with the spindle axis, a tool shank (10) adapted to be inserted in the tool reception opening of the spindle and provided at the front end with a recess (16) which is radially offset (e) or at an angle (alpha) with respect to the spindle axis, for holding a boring bar (20) supporting a boring cutter (38), means (26, 28) for clamping the boring bar in the tool shank in a releasable manner and means for relatively turning the boring bar and the tool shank about the boring bar axis, characterized in that means (30, 36) for fixing the boring bar (20, 20') against rotation with respect to the machine frame (32) are provided which ensure that in angularly positioning the spindle (6), a relative angular displacement of the boring bar (20) with respect to the tool shank (10) and a radial displacement of the boring cutter (38) is achieved. 1. Claims for the contracting states : FR, GB Device for radially adjusting a boring tool, comprising a tool spindle (6) which is mounted in a machine frame and connected to a rotary drive, the tool spindle having a tool (8) reception opening disposed at the front end and coaxially with the spindle axis, a tool shank (10) adapted to be inserted in the tool reception opening of the spindle and provided at the front end with a recess (16) which is radially offset (e) or at an angle (alpha) with respect to the spindle axis, for holding a boring bar (20) supporting a boring cutter (38) means (26, 28) for clamping the boring bar in the tool shank in a releasable manner and means for relatively turning the boring bar and the tool shank about the boring bar axis, and means (30, 36) for fixing the boring bar (20, 20') against rotation with respect to the machine frame (32) which ensure that in angularly positioning the spindle (6), a relative angular displacement of the boring bar (20) with respect to the tool shank (10) and a radial displacement of the boring cutter (38) is achieved, and which comprise a fixing element (34) by means of which the boring bar (20, 20') can be coupled against turning and which is provided on the machine frame (32) in the working range of the spindle (6), a square part (30) being arranged at the front end of the boring bar (20, 20') and a recess (36) which is approximately complementary to the square part (30) being formed in the fixing element (34) such that the inner width of the recess (36) is greater than the outer width of the square part (30) by at least the length of the maximum radial adjustment path of the boring bar (20, 20').

Description: Verfahren und Einrichtung zum Ausgleich des Werkzeug verschleisses bei einer Bohrstange Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Bei den ständig steigenden Anforderungen an die Bearbei tungsgenauigkeit moderner Werkzeugmaschinen ist es erforderlich, den Werkzeugverschleiss zu überwachen und bei Erreichen eines bestimmten Ausmasses auszugleichen. Dies geschieht in vielen Fällen durch eine entsprechende Zustellung der Werkzeuge (z. B. bei Schaftfräsern o. dgl.); in anderen Fällen muss das Werkzeug ausgewechselt werden (z. B. bei Bohrern), was jedoch immer eine Verkürzung der Hauptzeit bedeutet. Bei einer Bohrstange mit an ihrem Ende radial abstehendem Bohrstahl ist ein Verschleissausgleich durch eine entsprechende Zustellung der Werkzeugspindel oder des Werkstückes nicht ohne weiteres möglich. Es muss vieLmehr der Bohrstahl selbst in Bezug auf die Spindelachse radial verstellt werden. Dazu ist im allgemeinen ein Ausbau des Werkzeuges aus der Spindel erforderlich. Es ist jedoch auch schon bekannt, die Bohrstange in der Spindelaufnahme um eine etwa quer zur Spindelachse stehende Achse kippbar anzuordnen. Dazu greift am spindelseitigen Ende der Bohrstange bzw. des diese haltenden Werkzeugkegels ein Keil an, der dieses Ende in eine Rich tung quer zur Spindelachse drückt, so dass das Werkzeugende der Bohrstange entgegengesetzt exzentrisch versetzt wird. Die Betätigung des Keils erfolgt durch die hohle Spindel hindurch von einer am werkzeugabgewandten Ende der Spindel angeordneten Betätigungsvorrichtung aus. Da auch die eigentliche Werkzeugspannung in der Spindel durch diese hindurch erfolgt, ergibt sich insgesamt eine äusserst aufwendige, teuere Konstruktion. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemässen Art zu schaffen, welche ohne Ausbau des Werkzeuges aus der Spindel einen Ausgleich des Werkzeugverschleisses mit gegenüber der bekannten Lösung konstruktiv einfachen Mitteln erlaubt. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch ein Verfahren der im Kennzeichen des Anspruches 1 beschriebenen Art sowie eine Einrichtung der im Kennzeichen des Anspruches 4 be scnriebenen Art gelöst. Dei einer Drehung der 3ohrstange um eine exzentrisch und/oder geneigt zur Spindelachse angeordnete Einstellachse ändert sich immer auch die Exzentrizität der Bohrstahlscnneide. Diese Exzentrizitätsänderung kann für den Ausgleon ces Verschleisses ausgenutzt werden. Die Drehung der Bohrstange gegenüber der Spindel ist eine sehr einfach durcflzuführende Bewegung., die vor allem ohne gesonderte Verstelleinrichtungen sowie ohne Durchgriff durch die Spindel bewerkstelligt werden kann. Dazu wird nach einem Merkmal der Erfindung die Bohrstange gegenüber dem Maschinengestell drehfest arretiert und die Spindel verdreht. Alle dazu erforderlichen Bewegungen kön nen erfindungsgemäss durch die ohnehin vorhandenen Stellantriebe durchgeführt werden. Insbesondere bei NC-gesteuerten Maschinen ergibt sich die Möglichkeit, die Spindel durch die Positionierantriebe in eine Arretierposition zu verfahren, in der die Bohrstange durch formschlüssige Verbindung mit einem Haltestück drehfest arretiert wird. Nach Lösen der Werkzeugspannvorrichtung wird sodann die Spindel durch den Spindelantrieb verdreht, wobei sien die Exzentrizität der Bohrstahlschneide im Sinne eines Ausgleichs der Schneidenabnutzung ändert. Anschliessend wird das Werkzeug wieder gespannt. Auf diese Weise lässt sich der ganze Vorgang NC-gesteuert durchführen, wobei der Befehl zur Durchführung der Verstellung beispielsweise von einer Messeinrichtung ausgehen kann, welche das Werkstück oder das Werkzeug ausmisst. Nach einem Merkmal der Erfindung kann die Bohrstange drehbar in einem zur Spindelachse exzentrisch angeordneten, an einem genormten Werkzeugkegel ausgebildeten Drenlager @. dgl. angeordnet sein. Die Änlerung der Exzentrizität ist ausser von der gewählten Ausgangsexzentrizität nur vom Verdrehwinkel abhängig. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Bohrstange drehbar in einem zur Spindelachse geneigten, an einem genormten Werkzeugkegel ausgebildeten Drehlager angeordnet. Dei dieser Anordnin hängt die Ausgangsexzentrisität auber vom Neigungswinkel zusätzlich noch von der Bohrstangenlänge at. Es ist auch eine Kombination von exzentrischer und geneigt er Labe der Einstellachse denkbar. Weitere Merkmale sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in folgenden näher beschrieben. Ss zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Werkzeugmaschinen spindel mit exzentrisch angeordneter Bohrstange; Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Werkzeugmaschinen spindel mit geneigt angeordneter bohrstange. Fig. 1 zeigt ein Spindelgehäuse 2, in welchem über KuOel- lager 4 eine Werkzeugmaschinenspindel 6 drehbar gelagert ist. Die Spindel 6 ist mit einem nicht dargestellten Dreh- antrieb verbunden. In der Werkzeugaufnahme 8 der Spindel 6 ist ein Werkzeug kegel 10 angeordnet, welcher eispielsweise durch einen nicht dargestellten automatiscner. Werkzeugwechselarm aus einem Werkzeugmagazin in die Spindel eingewechselt werden kann. Der Wecnseiarm greift an einem Nutenring 12 an, welcner den Werkzeugkegel umgibt. in In eine Unterbrechung des Nutenringes 12 eingreifender Mitnenmerstein 14 gewährleistet eine formschlüssige Verbindung zwischen Spindel 6 and Kegel 10 in Drenrichtung. Der Werkzeugkegel 10 weist eine stirnseitige Bohrung 16 auf, welche um einen betrag e exzentrisch zur Achse 1c der Spindel 10 angeordnet ist. In dieser Bohrung ist das spindelseitige Ende einer Bohrstange 20 aufgenommen. Die Bohrstange 20 wird über einen an dieser ausgebildeten Flansch 22 sowie einen gegen die Stirnseite der Spindel 6 anschraubbaren Haltering 24 im Werkzeugkegel axial gehalten, so dass er diesem gegenüber nur noch drehbar ist. In das spindelseitige Ende der Bohrstange 20 ist ein Verlängerungsstück 26 eingeschraubt, welches durch den Werkzeugkegel 10 hindurchragt und an welchem eine übliche, in der hohlen Spindel 6 angeordnete Spannstange 28 angreift. Die Spannstange 28 zieht über das Verlängerungsstück 26 die Bohrstange 20 und damit den Werkzeugkegel 10 in die Werkzeugaufnahme 8 ein, so dass die Bohrstange 20 fest mit der Spindel 10 verbunden ist. Am vorderen Ende der Bohrstange 20 ist ein Vierkant 30 angeordnet, welcher dazu dient, die Bohrstange drehfest gegenüber dem Maschinengestell 32 zu fixieren. Dazu ist an einer beliebigen Stelle, z. B. auf de Arbeitstisch der Maschine innerhalb des Arbeitsbereiches der Spindel, ein Haltestück 34 befestigt, welches eine zum Vierkant 30 etwa komplementäre Ausnehmung 36 aufweist. Die Innenweite der Ausnehlnung 36 ist etwa um den Betrag des Nachstellweges des Werkzeuges grösser als die Aussenweite des Vierkants 30. In der Ausgangslage, Åa. h. nach Einsetzen des neuen erk- zeuges zeigt der Bohrstahl 38 entgegengesetzt zur Exzentrizität e, so dass der Flugkreis der Scnneide des Bohrstahls, welche von der Bohrstahlachse 40 den Abstand R hat, den Radius R - e hat. Durch eine relative Drehung der Bohrstange 20 i Werkzeugkegel 10 um 180 gelangt der Bohrstahl 38 in die gestrichelt dargestellte Lage, in der die Schneide von der Spindelachse 1E den Abstand ,{ + e hat, so dass eine SChneidenabnutzung bis zu 2e kontinuierlich kompensiert werden kann. Die Verstellung erfolgt in der Weise, dass die Spindel durch die Steuerung der Maschine so verfahren wird, dass der Vierkant 30 in der Ausnehmung 36 aufgenommen wird. Nach Lösen der Spannstange 28 wird die Spindel 10 verdreht, so dass die Schneide des Bohrstahls 38 bezüglich der Spindelachse nach aussen wandert; der Verdrehwinkel wird so gesteuert, dass diese Schneidenwanderung der genessenen Abnutzung entspricht. Fig. 2 zeigt eine Anordnung etwa gemass Fig. 1, wobei jedoch die Bohrstange 20' nicht exzentrisch, sondern in einem Winkel &alpha; zur Spindelachse 1@' geneigt angeordnet ist. Dadurch ergibt sich in der ebene E des Bonrstahls 38' ebenfalls eine Exzentrizität e, welche beim neuen Werkzeug der Richtung des Bohrstahls 38' entgegengesetzt ist. Der Flugkreis der Bohrstahlschneide ist dann wiederum R - e (mit R als dem Abstand der Bohrstahlschneide von der Bohrstangenachse 4O'); nach Drehung der Bohrstange 20' Um 180 hat der Bohrstahl die gestrichelt gezeichnete Lage und sein Flugkreis ist R + e, d. n. um die doppelte Exzentrizität grösser, so dass ein Werkzeugverschleiss im gleichen Masse ausgleichbar ist. Mit 1D' ist der Werkzeugkegel, mit 1ö' die darin stinnseitig ausgebildete, zur Spindelacnse 18' geneigte Aufnaumebohrung zur Lagerung der Bohrstange 20' bezeIcet.

Claims: Patent ansprüche: 1. Verfanren zum Ausgleich des Werkzeugverschleisses bei einer in eine Werkzeugmaschinenspindel aufgenommenen Bohrstange mit einem etwa radial abstehenden Bohrstahl o. dgl., wobei die Ausrichtung der Bohrstange gegenüber der Spindel und damit der Flugkreis der Bohrstahlschneide verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange (20, 20') gegenüber der Spindel (6) um eine zur Spindelachse (18, 18') parallel verschobene und/ oder geneigte Einstellachse (40, 40') von einer Stellung geringerer Exzentrizität der Bohrstahlschneide entsprechend dem Mass des Verschleisses in Richtung grösserer Sxzentrizität verdreht wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verdrehen der Bohrstange (20, 20') diese gegenüber dem Maschinengestell drenfest arretiert und die Spindel (6) verdreht wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, insbesondere bei ;0-gesteuer- ten Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dar die Spindel (6) automatisch in eine Arretierposition verfahren wird, in der die Bohrstange (20, 20') durch forschlüssige Verbindung mit einem Haltestück (34) drehfest arretiert wird, und dass die Spindel (6) durch den Spindelantrieb verdreht wird. 4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange (20, 20') an der Spindel (6) um eine zur Spindelachse (18, 18') parallel verschobene und/oder geneigte Einstellachse (40, 40') verdrehbar und in jeder Drehstellung arretierbar angeordnet ist. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bonrstange (20) drehbar in einem zur Spindelachse (40) exzentrisch angeordneten, an einem Werkzeug- kegel (10) ausgebildeten Drehlager (16) o. dgl. angeordnet ist. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager eine in dem Werkzeugkegel (10) ausge- bildete Aufnahmebohrung (1o) sowie eine sirnseitige Anlagefläche fur einen an der Bohrstange (20) ausgebildeten Anlageflansch (22) umfasst. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (26, 28) zun Einziehen der Bohrstange (23) in die Aufnahmebonrung (16) vorgesehen sind. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bonrstange (20) mit einem durch den Werkzeugel (10) hindurchragenden Vertängerungsstäck (26) versehen ist, an welchem eine in der Werkzedgspinle@ (@) angeordnete Spanneinrichtung (28) angreift. 9. Einrichtung nach einem der Anspruche 6 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentrizität (e) der Aufnahme- bohrung (16) zur Spindelachse (18) etwa der Hälfte des zulassigen Masses des Werkzeugverschleisses beträgt. 10. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange (20') drehbar in einem zur Spindelachse (18') geneigten, an einem Werkzeugkegel (10') ausgebildeten Drehlager (16') o. dgl. angeordnet ist und dass Mittel (26, 28) zum Fixieren der Bohrstange (20') gegenüber dem Werkzeugkegel (10') vorgesehen sind. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, insbesondere bei NC-gesteuerten Werkzeugmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Maschinengestell im Verfahrbereich der Spindel (6) ein Haltestück (34) vorgesehen ist, welches mit der Bohrstange (20, 20') in Drehrichtung formschlüssig verbindbar ist, und dass die Mittel (26, 28) zum Einziehen der Bohrstange (20, 20') bis zu einem eine Drehung der Bohrstange (20, 20') gegenüber dem Herkzeug- kegel (10, 10') ermvglichenden Masse automatisch lösbar sind.

Inventors: GEIGER, MICHAEL
Applicants: FRIEDRICH DECKEL AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: B23B29
IPC codes: B23B29