AT12678U1 - Kugelkopffräser-schneideinsatz - Google Patents

Abstract

Es wird ein Kugelkopffräser-Schneideinsatz (3) mit einer als Auflagefläche ausgebildeten Unterseite (30), einer Oberseite (31), einer Seitenfläche (32) und einer zwischen der Oberseite (31) und der Seitenfläche (32) ausgebildeten Schneidkante (33) bereitgestellt. Der Schneideinsatz hat in Aufsicht auf die Oberseite (31) eine ovale Kontur und weist zumindest zwei Schneidkantenabschnitte (7) auf, die unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbar sind und die jeweils dazu ausgebildet sind, einen Kreisbogen zu schneiden.

Description

österreichisches Patentamt AT 12 678 Ul 2012-09-15

Beschreibung

KUGELKOPFFRÄSER-SCHNEIDEINSATZ

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kugelkopffräser-Schneideinsatz und einen Kugelkopffräser.

[0002] Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Kugelkopffräsern bekannt. Kugelkopffräser sind eine spezielle Form von Schaftfräsern mit einer Schneidkantengeometrie, die geeignet ist, zumindest einen halbkugelförmigen Schnitt zu erzeugen. Es ist einerseits bekannt, Kugelkopffräser als einstückige Fräserkörper auszubilden, z.B. als Vollhartmetallwerkzeug, andererseits ist es z.B. auch bekannt, Kugelkopffräser durch mit auswechselbaren Schneideinsätzen bestückte Grundkörper auszubilden.

[0003] US 5,921,720 A beschreibt einen Kugelkopffräser, der einen Grundkörper aufweist, der mit einer Mehrzahl von austauschbaren Schneideinsätzen bestückt ist. Die Schneideinsätze sind bezüglich einer Rotationsachse symmetrisch angeordnet und die Schneidkanten erstrecken sich jeweils von einer die Spitze des Kugelkopffräsers bildenden axialen Position bis zu einer den Umfang des Kugelkopffräsers bestimmenden radialen Position.

[0004] Gegenüber einer einstückigen Ausgestaltung hat die Realisierung mit austauschbaren Schneideinsätzen den Vorteil, dass bei einem Verschleiß der Schneidkanten lediglich die Schneideinsätze ausgewechselt zu werden brauchen. Andererseits besteht bei einstückigen Kugelkopffräsern eine größere Freiheit bei der Ausgestaltung der Schneidkanten, sodass ein optimierter Schneidkantenverlauf bereitgestellt werden kann.

[0005] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Kugelkopffräser-Schneideinsatz und einen verbesserten, mit austauschbaren Schneideinsätzen bestückten Kugelkopffräser bereitzustellen. Insbesondere soll eine Schneidkantengeometrie bereitgestellt werden, die einen verbesserten Schneidvorgang ermöglicht.

[0006] Die Aufgabe wird durch einen Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0007] Der Kugelkopffräser-Schneideinsatz weist eine als Auflagefläche ausgebildete Unterseite, eine Oberseite, eine Seitenfläche, und eine zwischen der Oberseite und der Seitenfläche ausgebildete Schneidkante auf. Der Schneideinsatz hat in Aufsicht auf die Oberseite eine ovale Kontur und weist zumindest zwei Schneidkantenabschnitte auf, die unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbar sind und die jeweils dazu ausgebildet sind, einen Kreisbogen zu schneiden.

[0008] Da zumindest zwei Schneidkantenabschnitte vorgesehen sind, die unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbar sind, kann nach einem Verschleiß eines der beiden Schneidkantenabschnitte der andere Schneidkantenabschnitt zum Einsatz gebracht werden, sodass eine hohe Standzeit des Kugelkopffräser-Schneideinsatzes (im Folgenden auch als Schneideinsatz bezeichnet) erreicht wird. Da der Schneideinsatz in Aufsicht auf die Oberseite eine ovale Kontur hat, können die Schneidkantenabschnitte auch bei Kugelkopffräsern mit kleinen Radien jeweils zum Schneiden eines großen Kreisbogens ausgebildet werden, insbesondere zum Schneiden eines Kreisbogens von zumindest Π/2. Durch die angegebene Ausgestaltung des Schneideinsatzes kann ein Grundkörper eines Kugelkopffräsers in einfacher Weise mit mehreren identischen Schneideinsätzen bestückt werden, die an verschiedenen Positionen in unterschiedlichem Abstand zu einer axialen Position angeordnet werden, und dabei kann insbesondere in Bereichen, in denen ein hoher Materialabtrag des zu bearbeitenden Materials erfolgt, eine Mehrschneidigkeit mit einer axialen Anstellung und einer radialen Anstellung der aktiven Schneidkantenabschnitte bereitgestellt werden, die nahezu der Ausgestaltung der Schneidkanten bei einem einstückigen Kugelkopffräser entspricht.

[0009] Die Bezeichnungen „axial", „radial", „tangential" und deren Abwandlungen beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Beschreibung, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, 1 /13 österreichisches Patentamt AT12 678U1 2012-09-15 jeweils auf eine Rotationsachse des Kugelkopffräsers, um die der Kugelkopffräser im Betrieb rotiert.

[0010] Gemäß einer Ausgestaltung ist die Oberseite als Freifläche ausgebildet und die Seitenfläche ist zumindest bereichsweise als Spanfläche ausgebildet. In diesem Fall ist der Schneideinsatz für eine sogenannte tangentiale Spannung des Schneideinsatzes an einem Grundkörper eines Kugelkopffräsers ausgebildet, z.B. einer Befestigung, bei der sich eine den Schneideinsatz durchgreifende Befestigungsschraube hauptsächlich in radialer Richtung erstreckt. Es kann z.B. die gesamte Seitenfläche als Spanfläche ausgebildet sein, es ist z.B. aber auch möglich nur unmittelbar an Schneidkanten angrenzende Bereiche als Spanflächen auszugestalten.

[0011] Gemäß einer Ausgestaltung sind die Schneidkantenabschnitte derart ausgebildet, dass sie bei einer Rotation des Kugelkopffräser-Schneideinsatzes um eine Rotationsachse einen Kreisbogen von zumindest Π/2 in einer die Rotationsachse enthaltenden Ebene durchlaufen. In diesem Fall kann bei einer Verwendung in einem Kugelkopffräser die aktive Schneidkante eines Schneideinsatzes, der dazu angeordnet ist, bis zu einer axialen Position zu schneiden, auch gleichzeitig bis zu einer radialen Position schneiden und somit auch in der radialen Position zur zerspanenden Bearbeitung beitragen. Es kann somit in der radialen Position in besonders einfacher Weise durch Verwendung mehrerer gleicher Schneideinsätze eine Mehrschneidigkeit erzielt werden, d.h. dass in dieser Position bei einer Rotation des Kugelkopffräsers mehrere Schneiden zerspanend zum Einsatz kommen.

[0012] Gemäß einer Ausgestaltung ist eine die Oberseite und die Unterseite durchdringende Befestigungsbohrung vorgesehen. In diesem Fall kann der Schneideinsatz z.B. mittels einer Befestigungsschraube, deren Gewindeabschnitt sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt, zuverlässig an einem Grundkörper eines Kugelkopffräsers befestigt werden und auch bei Kugelkopffräsern mit kleinem Kugelradius kann eine Mehrzahl von Schneideinsätzen befestigt werden.

[0013] Gemäß einer Ausgestaltung ist der Kugelkopffräser-Schneideinsatz durch Drehung um 180° um eine Symmetrieachse indexierbar. In diesem Fall können die beiden unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbaren Schneidkantenabschnitte in einfacher Weise durch Drehung des Schneideinsatzes um seine Symmetrieachse nacheinander in eine aktive Stellung gebracht und in dieser befestigt werden. Bevorzugt verläuft die Symmetrieachse koaxial zu einer Befestigungsbohrung, sodass der Schneideinsatz in den beiden Ausrichtungen gleichermaßen zuverlässig an dem Grundkörper eines Kugelkopffräsers gehalten wird.

[0014] Gemäß einer Ausgestaltung sind die zwei Schneidkantenabschnitte identisch ausgebil-det. In diesem Fall ist eine besonders einfache Handhabung ermöglicht und bei einem Verschleiß des ersten Schneidkantenabschnitts kann der zweite Schneidkantenabschnitt in gleicher Weise zum Einsatz gebracht werden.

[0015] Gemäß einer Ausgestaltung ist der Kugelkopffräser-Schneideinsatz in Richtung von der Oberseite zu der Unterseite verjüngt ausgebildet. In diesem Fall ist ermöglicht, dass sich die Schneidkantenabschnitte jeweils über große Kreisbogenabschnitte erstrecken und gleichzeitig der Schneideinsatz selbst bei einem Kugelkopffräser mit einem kleinen Durchmesser platzsparend an einem Grundkörper befestigt werden kann.

[0016] Die Aufgabe wird auch durch einen Kugelkopffräser nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0017] Der Kugelkopffräser weist auf: einen Grundkörper, der eine Rotationsachse aufweist, und zumindest einen an dem Grundkörper befestigten Schneideinsatz. Der Schneideinsatz weist zumindest zwei unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbare Schneidkantenabschnitte auf. Ein aktiver Schneidkantenabschnitt des Schneideinsatzes ist derart angeordnet, dass er bei einer Rotation des Grundkörpers um die Rotationsachse einen Kreisbogen in einer Ebene durchläuft, die die Rotationsachse enthält. Der Schneideinsatz weist in Aufsicht auf die Freifläche eine ovale Kontur auf.

[0018] Durch das Vorsehen der unabhängig voneinander einsetzbaren Schneidkantenabschnit- 2/13 österreichisches Patentamt AT12 678U1 2012-09-15 te wird eine lange Standzeit des Kugelkopffräsers mit einem Schneideinsatz bzw. einem Satz von Schneideinsätzen erreicht. Da der Schneideinsatz die ovale Kontur aufweist, kann der aktive Schneidkanten-abschnitt einen großen Kreisbogenabschnitt schneidend durchlaufen. Somit kann auch bei kleinen Radien des Kugelkopffräsers eine Schneidkantenanordnung erreicht werden, die nahezu der Ausgestaltung der Schneidkanten bei einem einstückigen Kugelkopffräser entspricht. Der Kugelkopffräser weist zumindest einen derartigen Schneideinsatz auf, es kann jedoch bevorzugt vorgesehen sein, dass zumindest zwei identische derartige Schneideinsätze an dem Kugelkopffräser angeordnet sind.

[0019] Gemäß einer Ausgestaltung ist der Schneideinsatz derart angeordnet, dass der aktive Schneidkantenabschnitt einen Kreisbogen von zumindest Π/2 durchläuft. In diesem Fall kann die aktive Schneidkante eines Schneideinsatzes, der dazu angeordnet ist, bis zu einer axialen Position zu schneiden, auch gleichzeitig bis zu einer radialen Position schneiden und somit auch in der radialen Position zur zerspanenden Bearbeitung beitragen. Bei einer Verwendung mehrerer gleicher Schneideinsätze an einem Kugelkopffräser wird somit in besonders einfacher Weise eine Mehrschneidigkeit in der radialen Position erzielt.

[0020] Gemäß einer Ausgestaltung ist der Schneideinsatz an dem Grundkörper mit einer Befestigungsschraube befestigt, deren Gewindeabschnitt sich vorwiegend in radialer Richtung erstreckt. In diesem Fall ist eine besonders kompakte Ausgestaltung ermöglicht, mit der auch Kugelkopffräser mit kleinem Radius als mit auswechselbaren Schneideinsätzen bestückte Kugelkopffräser realisierbar sind. Neben der vorwiegenden Komponente in radialer Richtung kann die Ausrichtung des Gewindeabschnitts zusätzlich auch weitere Richtungskomponenten aufweisen. In dem Fall eines Kugelkopffräsers mit mehreren Schneideinsätzen können die Befestigungsschrauben für die verschiedenen Schneideinsätze unterschiedliche axiale Richtungskomponenten aufweisen.

[0021] Gemäß einer Ausgestaltung sind zumindest drei identische Schneideinsätze an dem Grundkörper befestigt. Da die an dem Grundkörper befestigten Schneideinsätze identisch ausgebildet sind, ist insbesondere bei einem Austausch der Schneideinsätze eine besonders einfache Handhabung gegeben. Die aktiven Schneidkanten der Schneideinsätze können insbesondere derart angeordnet sein, dass sie bei der Rotation des Kugelkopffräsers um die Rotationsachse in einer Ebene, die die Rotationsachse enthält, jeweils Kreisbögen durchlaufen, die auf einem gemeinsamen Kreis liegen. In diesem Fall ist erreicht, dass der Kugelkopffräser eine sphärische Oberfläche schneidet. Bevorzugt sind in diesem Fall alle drei Schneideinsätze derart angeordnet, dass sie die aktiven Schneidkantenabschnitte bei einer Rotation des Grundkörpers um die Rotationsachse jeweils einen Kreisbogen von zumindest Π/2 durchlaufen. Ferner können in diesem Fall bevorzugt alle drei Schneideinsätze mit Befestigungsschrauben, deren Gewindeabschnitt sich vorwiegend in radialer Richtung erstreckt, an dem Grundkörper befestigt sein.

[0022] Gemäß einer Ausgestaltung sind die Schneideinsätze in unterschiedlichem Abstand relativ zu einer axialen Position angeordnet. Dabei erstreckt sich zumindest ein Schneideinsatz zumindest bis zu der axialen Position. Die axiale Position ist dabei die Position, an der die Rotationsachse die Rotationshüllkurve des Kugelkopffräsers schneidet. Durch die Anordnung in unterschiedlichem Abstand relativ zu der axialen Position wird erreicht, dass auch bei Kugelkopffräsern mit einem kleinen Radius in einer radialen Position eine vorteilhafte Mehrschneidigkeit bereitgestellt werden kann. Ferner kann in dieser Weise erreicht werden, dass die Anzahl der zerspanend wirkenden Schneiden von der axialen Position zu der radialen Position zunimmt.

[0023] Gemäß einer Ausgestaltung sind die Schneideinsätze derart an dem Grundkörper angeordnet, dass von einer axialen Position zu einer radialen Position die Anzahl der zerspanenden Schneidkantenabschnitte monoton zunimmt. Da von der axialen Position zu der radialen Position im Betrieb des Kugelkopffräsers auch der Materialabtrag des zu bearbeitenden Werkstücks zunimmt, wird in diesem Fall eine Bildung von exzessiv dicken Spänen verhindert und es wird eine besonders gleichmäßige Zerspanung erzielt. 3/13 österreichisches Patentamt AT12 678U1 2012-09-15 [0024] Gemäß einer Ausgestaltung sind die Schneideinsätze derart an dem Grundkörper angeordnet, dass zumindest in einem bei der Rotation um die Rotationsachse in radialer Richtung am Weitesten außen befindlichen Bereich zumindest Dreischneidigkeit gegeben ist. Unter zumindest Dreischneidigkeit wird dabei verstanden, dass im Betrieb des Kugelkopffräsers in diesem Bereich zumindest drei Schneiden zerspanend wirken. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine gleichmäßige Zerspanung, bei der exzessiv dicke Spanbildung verhindert ist. Gemäß einer Ausgestaltung ist ein Schneideinsatz derart angeordnet, dass sich der zerspanende Schneidkantenabschnitt zumindest bis zu einer axialen Position erstreckt. In diesem Fall wird auch im Bereich der axialen Position eine Zerspanung mit zumindest einer Schneide bereitgestellt. Bevorzugt ist dabei nur ein Schneideinsatz derart angeordnet, sodass auch Kugelkopffräser mit kleinem Radius mit zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei Schneideinsätzen versehen sein können.

[0025] Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.

[0026] Von den Figuren zeigen: [0027] Fig. 1: eine perspektivische Darstellung eines Kugelkopffräsers gemäß einer Ausfüh rungsform; [0028] Fig. 2: eine Seitenansicht des Kugelkopffräsers von Fig. 1; [0029] Fig. 3: eine Aufsicht entlang der Rotationsachse auf den Kugelkopffräser von Fig. 1; [0030] Fig. 4: eine Darstellung des Kugelkopffräsers bei der Bearbeitung eines Werkstücks; [0031] Fig. 5: eine perspektivische Darstellung eines Kugelkopffräser-Schneideinsatzes ge mäß der Ausführungsform; [0032] Fig. 6: eine Aufsicht auf die Oberseite des Kugelkopffräser-Schneideinsatzes; [0033] Fig. 7: eine Seitenansicht des Kugelkopffräser-Schneideinsatzes; [0034] Fig. 8: eine Aufsicht auf die Unterseite des Kugelkopffräser-Schneideinsatzes; [0035] Fig. 9: eine weitere Seitenansicht des Kugelkopffräser-Schneideinsatzes; und [0036] Fig. 10: eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der aktiven

Schneidkanten bei dem Kugelkopffräser gemäß Fig. 1.

[0037] Eine Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

[0038] Bei der beschriebenen Ausführungsform weist der Kugelkopffräser -1- einen Grundkörper -2- auf, an dem eine Mehrzahl von Kugelkopffräser-Schneideinsätzen -3- (im Folgenden: Schneideinsätze -3-) befestigt ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind drei Schneideinsätze -3- an dem Grundkörper -2- befestigt, es ist jedoch auch eine andere Anzahl von Schneideinsätzen -3- möglich.

[0039] Der Grundkörper -2- weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, in denen jeweils ein Schneideinsatz -3- gehalten ist. Die Schneideinsätze -3- sind jeweils mittels einer Befestigungsschraube -5-, die mit einer entsprechenden Gewindebohrung in dem Grundkörper -2- zusammenwirkt, an dem Grundkörper -2- befestigt. Angrenzend an die Ausnehmungen, in denen die Schneideinsätze -3- gehalten sind, ist der Grundkörper -2- jeweils mit einer spanleitenden Struktur -6- zur Abführung von Spänen bei einem Betrieb des Kugelkopffräsers -1- versehen. Es ist eine Rotationsachse -R- vorgesehen, um die der Kugelkopffräser -1- im Betrieb rotiert.

[0040] Wie in Fig. 3 zu sehen ist, sind die Schneideinsätze -3- in Umfangsrichtung im Wesentlichen gleichmäßig um die Rotationsachse -R- verteilt. Wie in den Fig. 2 und Fig. 3 zu sehen ist, weisen die Schneideinsätze -3- einen unterschiedlichen Abstand zu einer axialen Position -a- 4/13 österreichisches Patentamt AT 12 678 Ul 2012-09-15 auf, die die Spitze des Kugelkopffräsers -1- bildet. Die Befestigungsschrauben -5- weisen jeweils einen Gewindeabschnitt auf, der sich vorwiegend in radialer Richtung erstreckt und bei den verschiedenen Schneideinsätzen -3- unterschiedlich große axiale Komponenten der Ausrichtung aufweist.

[0041] Die Schneideinsätze -3- weisen jeweils zwei unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbare Schneidkantenabschnitte -7- auf, die bei der dargestellten Ausführungsform identisch zueinander ausgebildet sind. Ein Schneidkantenabschnitt -7- jedes Schneideinsatzes -3-, der auf der der spanleitenden Struktur -6- zugewandten Seite angeordnet ist, bildet einen aktiven Schneidkantenabschnitt -7a-, der im Betrieb des Kugelkopffräsers -1-zerspanend mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff gelangt. Der andere Schneidkantenabschnitt -7- des jeweiligen Schneideinsatzes -3- bildet einen inaktiven Schneidkantenabschnitt -7b-, der derart angeordnet ist, dass er im Betrieb des Kugelkopffräsers -1- nicht mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff gelangt, sondern derart geschützt angeordnet ist, dass er nach einem Verschleiß des aktiven Schneidkantenabschnitts -7a- durch Indexieren des Schneideinsatzes -3- den aktiven Schneidkantenabschnitt -7a- ersetzen kann. Die Schneideinsätze -3- sind somit als Wendeschneidplatten mit zwei unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbaren Schneidkantenabschnitten -7- ausgebildet. Fig. 4 ist eine Darstellung des Kugelkopffräsers -1-im Betrieb bei der Bearbeitung eines Werkstücks -W-.

[0042] Die Anordnung der aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- der Schneideinsätze -3- wird im Folgenden unter Bezug auf Fig. 10 eingehender erläutert. Fig. 10 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ausrichtung der aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- bei dem Kugelkopffräser -1- gemäß der Ausführungsform. In Fig. 10 ist ein Schnitt der Rotationshüllkurve der aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- der Schneideinsätze -3- mit einer Ebene -E-, die die Rotationsachse -R- aufweist, dargestellt. Zur Verdeutlichung sind in Fig. 10 Konturen der Schneideinsätze -3-eingezeichnet, die in unterschiedlichem Abstand relativ zu der axialen Position -a- angeordnet sind. Zur genaueren Erläuterung werden die Schneideinsätze -3- als Schneideinsätze -3a- bis -3c- beschrieben. Die axiale Position -a- ist der Schnittpunkt der Rotationsachse -R- mit der Rotationshüllkurve der aktiven Schneidkantenabschnitte -7a-. Als radiale Position -r- wird im Folgenden eine Position verstanden, in der die Rotationshüllkurve der aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- den weitesten Abstand zu der Rotationsachse -R- aufweist. Mit anderen Worten ist die radiale Position -r- durch den Kreis bestimmt, der den größten Außenumfang des Kugelkopffräsers -1- bei dessen Rotation um die Rotationsachse -R- definiert.

[0043] Wie in Fig. 10 zu sehen ist, ist ein erster Schneideinsatz -3a- derart angeordnet, dass sich dessen aktiver Schneidkantenabschnitt -7a- bis zu der axialen Position -a- erstreckt. Ein zweiter Schneideinsatz -3b- ist derart angeordnet, dass sich dessen aktiver Schneidkantenabschnitt -7a- in einem größeren Abstand zu der axialen Position -a- erstreckt. Ein dritter Schneideinsatz -3c- ist derart angeordnet, dass sich dessen aktiver Schneidkantenabschnitt -7a- in einem noch größeren Abstand zu der axialen Position -a- erstreckt. Aufgrund dieser Anordnung ist unmittelbar an die axiale Position -a- anschließend ein erster Bereich -B1- gebildet, in dem im Betrieb des Kugelkopffräsers -1- nur der aktive Schneidkantenabschnitt -7a- des ersten Schneideinsatzes -3a- als Schneide in das zu bearbeitende Werkstück eingreift. In einem an den ersten Bereich -B1- anschließenden zweiten Bereich -B2-, der von der axialen Position -a-beabstandet ist, greifen im Betrieb des Kugelkopffräsers -1- sowohl der aktive Schneidkantenabschnitt -7a- des ersten Schneideinsatzes -3a- als auch der aktive Schneidkantenabschnitt -7a- des zweiten Schneideinsatzes -3b- als Schneiden in das zu bearbeitende Werkstück ein. In dem zweiten Bereich -B2- wirken somit zwei Schneiden (Zweischneidigkeit). In einem an den zweiten Bereich -B2- anschließenden dritten Bereich -B3-, der noch weiter von der axialen Position -a- beabstandet ist und sich über die radiale Position -r- hinaus erstreckt, greifen im Betrieb des Kugelkopffräsers -1 -die aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- des ersten Schneideinsatzes -3a-, des zweiten Schneideinsatzes -3b- und des dritten Schneideinsatzes -3c-jeweils als Schneiden in das zu bearbeitende Werkstück ein. In dem dritten Bereich -B3- wirken somit drei Schneiden (Dreischneidigkeit). Mit zunehmendem Abstand von der axialen Position -a-nimmt in Richtung der radialen Position -r- somit die Anzahl der wirkenden Schneiden zu, d.h. 5/13 österreichisches Patentamt AT12 678U1 2012-09-15 die Anzahl der zerspanend wirkenden Schneidkantenabschnitte nimmt in dieser Richtung monoton zu.

[0044] Die aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- der Schneideinsätze -3a-, -3b- und -3c-schneiden dabei in einer Ebene -E-, die die Rotationsachse -R-enthält, jeweils einen Kreisbogen. Die Kreisbögen, die von den Schneideinsätzen -3a-, -3b- und -3c- geschnitten werden, bilden dabei Teile eines gemeinsamen Kreises in der Ebene -E-. Somit sind die Schneideinsätze derart angeordnet, dass die aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- bei einer Rotation des Kugelkopffräsers -1- um die Rotationsachse -R- eine sphärische Hüllkurve durchlaufen. Die aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- können dabei eine Form aufweisen, die selbst einem Kreisbogen entspricht. Es ist z.B. aber auch möglich, dass die aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- selbst jeweils nicht exakt entlang eines Kreisbogens verlaufen, aber trotzdem bei Rotation des Kugelkopffräsers -1- um die Rotationsachse -R- in der Ebene -E- jeweils einen Kreisbogen durchlaufen.

[0045] Die aktiven Schneidkantenabschnitte -7a- der Schneideinsätze sind dabei derart angeordnet, dass sie jeweils einen Kreisbogen von zumindest Π/2 durchlaufen, d.h. zumindest einen Viertelkreis durchlaufen, wie in Fig. 10 zu sehen ist. Da die Schneideinsätze -3a-, -3b- und -Sein unterschiedlichem Abstand relativ zu der radialen Position -r- angeordnet sind, wie beschrieben wurde, erstreckt sich der Gewindeabschnitt der Befestigungsschraube -5- für den ersten Schneideinsatz -3a- in einer Richtung, die eine größere axiale Komponente aufweist, als es bei dem Gewindeabschnitt der Befestigungsschraube -5- für den zweiten Schneideinsatz -3b- der Fall ist. Der Gewindeabschnitt der Befestigungsschraube -5- für den zweiten Schneideinsatz -3b- erstreckt sich in einer Richtung, die eine größere axiale Komponente aufweist, als es bei dem Gewindeabschnitt der Befestigungsschraube -5- für den dritten Schneideinsatz -3c- der Fall ist.

[0046] Im Folgenden wird unter Bezug auf die Fig. 5 bis Fig. 9 die Ausgestaltung der identischen Schneideinsätze -3a-, -3b- und -3c- (allgemein als Schneideinsatz -3- bezeichnet) eingehender beschrieben.

[0047] Der Schneideinsatz -3- weist eine als Auflagefläche ausgebildete Unterseite -30-, eine Oberseite -31- und eine Seitenfläche -32- auf. Zwischen der Oberseite -31- und der Seitenfläche -32- ist eine Schneidkante -33- ausgebildet, die die beiden bereits zuvor beschriebenen unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbaren Schneidkantenabschnitte -7- aufweist.

[0048] Der Schneideinsatz -3- ist mit einer Befestigungsbohrung -34- versehen, die sich koaxial zu einer Symmetrieachse -S- des Schneideinsatzes -3- erstreckt und derart ausgebildet ist, dass die Befestigungsschraube -5- hindurchführbar ist. Wie insbesondere in Fig. 6 zu sehen ist, weist der Schneideinsatz -3- in Aufsicht auf die Oberseite -31- eine ovale Form auf, die im Wesentlichen durch die bogenartige Ausgestaltung der Schneidkantenabschnitte -7- bestimmt ist. Die Schneidkantenabschnitte -7- bilden dabei die langen Seiten der ovalen Form. Die Oberseite -31- ist als Freifläche ausgebildet und ein unmittelbar an den jeweiligen Schneidkantenabschnitt -7- angrenzender Bereich der Oberseite -31- verläuft derart, dass entlang des jeweiligen Schneidkantenabschnitts -7- ein Freiwinkel ausgebildet ist. Der Freiwinkel kann dabei entlang des jeweiligen Schneidkantenabschnitts -7- gleichbleibend sein oder auch entlang des jeweiligen Schneidkantenabschnitts -7- variieren. Die Schneidkantenabschnitte -7- erstrecken sich jeweils so, dass sie bei einer Rotation des Schneideinsatzes -3- um eine Rotationsachse, die im eingebauten Zustand in dem Kugelkopffräser -1- für den aktiven Schneidkantenabschnitt -7a-der Rotationsachse -R- des Kugelkopffräsers -1-entspricht, einen Kreisbogen schneiden. Die Schneidkantenabschnitte -7-erstrecken sich dabei derart, dass sie einen Kreisbogen von zumindest Π/2 schneiden, d.h. zumindest einen Viertelkreis. Bei der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Schneidkantenabschnitte -7- über etwas mehr als Π/2, wie aus der Darstellung von Fig. 10 ersichtlich ist.

[0049] In Richtung von der Oberseite -31- zu der Unterseite -30- ist der Schneideinsatz -3-verjüngt ausgebildet, wie insbesondere in Fig. 9 zu sehen ist. Wie in den Fig. 5 und Fig. 9 zu erkennen ist, ist die Seitenfläche -32- in einem unmittelbar an die Schneidkantenabschnitte -7- 6/13 österreichisches Patentamt AT12 678U1 2012-09-15 angrenzenden Bereich als Spanfläche -32a- ausgebildet, die einen spitzen Winkel mit der zugeordneten Freifläche auf der Oberseite -31- bildet. Mit zunehmendem Abstand von dem Schneidkantenabschnitt -7- (d.h. in Richtung zu der Unterseite -30-) bildet die Seitenfläche -32-einen größeren Winkel mit der Freifläche, sodass sich der Schneideinsatz -3- unmittelbar angrenzend an die Schneidkantenabschnitte -7- am stärksten verjüngt.

[0050] Die Unterseite -30- weist einen im Wesentlichen flach ausgebildeten, zentralen Abschnitt -30a- auf, der sich um die Befestigungsbohrung -34- erstreckt. Der zentrale Abschnitt -30a-erstreckt sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Symmetrieachse -S-, wie z.B. in Fig. 7 zu sehen ist. Im Bereich der beiden kurzen Seiten der ovalen Form des Schneideinsatzes -3-ist die Unterseite -30-mit Vorsprüngen -30b- versehen, die gegenüber dem zentralen Abschnitt -30a-hervorstehen, wie insbesondere in Fig. 7 zu erkennen ist. Die Vorsprünge -30b-weisen jeweils eine Grundfläche auf, die sich ebenfalls zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Symmetrieachse -S- erstreckt.

[0051] Der Schneideinsatz -3- ist als zweifach indexierbarer Schneideinsatz ausgebildet, der eine zweizählige Symmetrie bezüglich einer Rotation um die Symmetrieachse -S- aufweist. Mit anderen Worten ist der Schneideinsatz -3-durch Drehung um 180° um die Symmetrieachse indexierbar. Die unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbaren Schneidkantenabschnitte -7- sind identisch zueinander ausgebildet.

[0052] Bei der Befestigung des Schneideinsatzes -3- an dem Grundkörper -2- des Kugelkopffräsers -1- dient der zentrale Abschnitt -30a- der Unterseite -30- als Auflagefläche an einer entsprechenden Gegenfläche des Grundkörpers -2-, Die Vorsprünge -30b- greifen in entsprechende Ausnehmungen in dem Grundkörper -2- ein. Ferner stützt sich die Seitenfläche -32- auf der Seite des inaktiven Schneidkantenabschnitts -7b- zumindest bereichsweise an einem entsprechenden Gegenlager des Grundkörpers -2- ab. In dieser Weise kann der Schneideinsatz -3- mittels der Befestigungsschraube -5- zuverlässig und verdrehsicher an dem Grundkörper -2-befestigt werden.

[0053] Obwohl in Bezug auf die Ausführungsform eine spezielle Gestaltung der Oberseite -31-des Schneideinsatzes -3- dargestellt ist, bestehen ersichtlich viele Variationsmöglichkeiten. Auch die kurzen Stirnseiten der Seitenfläche -32-, d.h. an den kurzen Seiten der ovalen Form des Schneideinsatzes -3-, können in vielfältiger Weise variiert werden. Auch die Gestaltung der Unterseite -30- kann in relativ hohem Maße verändert werden, ohne die Funktionalität des Schneideinsatzes -3- wesentlich zu beeinflussen, zumindest sofern auch die entsprechenden Gegenflächen des Grundkörpers -2-des Kugelkopffräsers -1- entsprechend verändert werden.

[0054] Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, bei der drei identische Schneideinsätze -3a-, -3b- und -3c- an dem Grundkörper -2-angeordnet sind, sind auch andere Ausgestaltungen möglich. Es kann insbesondere z.B. auch nur ein Schneideinsatz -3- vorgesehen sein. Bevorzugt sind jedoch zumindest zwei identische Schneideinsätze -3- an dem Grundkörper -2- angeordnet, sodass an der radialen Position Mehrschneidigkeit bereitgestellt werden kann. 7/13

Claims (15)

1. österreichisches Patentamt AT12 678U1 2012-09-15 Ansprüche 1. Kugelkopffräser-Schneideinsatz (3) mit: einer als Auflagefläche ausgebildeten Unterseite (30), einer Oberseite (31), einer Seitenfläche (32), und einer zwischen der Oberseite (31) und der Seitenfläche (32) ausgebildeten Schneidkante (33), wobei der Schneideinsatz in Aufsicht auf die Oberseite (31) eine ovale Kontur hat und zumindest zwei Schneidkantenabschnitte (7) aufweist, die unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbar sind und die jeweils dazu ausgebildet sind, einen Kreisbogen zu schneiden.
2. 2. Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (31) als Freifläche ausgebildet ist und die Seitenfläche (32) zumindest bereichsweise als Spanfläche (32a) ausgebildet ist.
3. 3. Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkantenabschnitte (7) derart ausgebildet sind, dass sie bei einer Rotation des Kugelkopffräser-Schneideinsatzes (3) um eine Rotationsachse (R) einen Kreisbogen von zumindest Π/2 in einer die Rotationsachse enthaltenden Ebene (E) durchlaufen.
4. 4. Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Oberseite (31) und die Unterseite (30) durchdringende Befestigungsbohrung (34) vorgesehen ist.
5. 5. Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopffräser-Schneideinsatz durch Drehung um 180° um eine Symmetrieachse (S) indexierbar ist.
6. 6. Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse (S) koaxial zu einer Befestigungsbohrung (34) verläuft.
7. 7. Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schneidkantenabschnitte (7) identisch ausgebildet sind.
8. 8. Kugelkopffräser-Schneideinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopffräser-Schneideinsatz in Richtung von der Oberseite (31) zu der Unterseite (30) verjüngt ausgebildet ist.
9. 9. Kugelkopffräser (1) mit: einem Grundkörper (2), der eine Rotationsachse (R) aufweist, und zumindest einem an dem Grundkörper (2) befestigten Schneideinsatz (3; 3a, 3b, 3c), wobei der Schneideinsatz (3; 3a, 3b, 3c) zumindest zwei unabhängig voneinander als Schneiden einsetzbare Schneidkantenabschnitte (7; 7a, 7b) aufweist, ein aktiver Schneidkantenabschnitt (7a) des Schneideinsatzes (3; 3a, 3b, 3c) derart angeordnet ist, dass er bei einer Rotation des Grundkörpers (2) um die Rotationsachse (R) einen Kreisbogen in einer Ebene (E) durchläuft, die die Rotationsachse (R) enthält, und der Schneideinsatz (3; 3a, 3b, 3c) in Aufsicht auf die Freifläche eine ovale Kontur aufweist.
10. 10. Kugelkopffräser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (3; 3a, 3b, 3c) derart angeordnet ist, dass der aktive Schneidkantenabschnitt (7a) einen Kreisbogen von zumindest Π/2 durchläuft.
11. 11. Kugelkopffräser nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (3; 3a, 3b, 3c) an dem Grundkörper (2) mit einer Befestigungsschraube (5) befestigt ist, deren Gewindeabschnitt sich vorwiegend in radialer Richtung erstreckt.
12. 12. Kugelkopffräser nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei identische Schneideinsätze (3; 3a, 3b, 3c) an dem Grundkörper (2) befestigt sind. 8/13 österreichisches Patentamt AT 12 678 Ul 2012-09-15
13. 13. Kugelkopffräser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsätze (3; 3a, 3b, 3c) in unterschiedlichem Abstand relativ zu einer axialen Position (a) angeordnet sind.
14. 14. Kugelkopffräser nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsätze (3; 3a, 3b, 3c) derart an dem Grundkörper (2) angeordnet sind, dass von einer axialen Position (a) zu einer radialen Position (r) die Anzahl der zerspanenden Schneidkantenabschnitte (7a) monoton zunimmt.
15. 15. Kugelkopffräser nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsätze (3; 3a, 3b, 3c) derart an dem Grundkörper (2) angeordnet sind, dass zumindest in einem bei der Rotation um die Rotationsachse (R) in radialer Richtung am Weitesten außen befindlichen Bereich (B3) zumindest Dreischneidigkeit gegeben ist. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 9/13