AT13479U1 - Schneideinsatzhalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatzhalter (10) für die Aufnahme eines Schneideinsatzes (110), aufweisend zumindest eine Schneideinsatzaufnahme (20), wobei die Schneideinsatzaufnahme (20) wenigstens eine Anlagefläche (22) für die Anlage eines in der Schneideinsatzaufnahme (20) aufgenommenen Schneideinsatzes (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anlagefläche (22) zumindest abschnittsweise mit einer Anlageschicht (24) versehen ist, welche von einem an der Anlageschicht (24) anliegenden Schneideinsatz (110) wenigstens teilweise verformbar ausgebildet ist, wobei die Anlageschicht (24) eine Härte kleiner oder gleich 70%, insbesondere kleiner oder gleich 50%, der Härte der Schneideinsatzaufnahme (20) aufweist.

Description

österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15

Beschreibung

SCHNEIDEINSATZHALTER

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneideinsatzhalter für die Aufnahme eines Schneideinsatzes, ein Werkzeugsystem aufweisend wenigstens einen Schneideinsatzhalter sowie ein Verfahren für die Herstellung eines Schneideinsatzhalters.

[0002] Schneideinsatzhalter, Werkzeugsysteme und entsprechende Herstellverfahren für Schneideinsatzhalter sind grundsätzlich bekannt. Solche Schneideinsatzhalter sind mit einer Schneideinsatzaufnahme ausgestattet, in welcher über eine Anlagefläche eine Positionierung eines Schneideinsatzes stattfinden kann. Ein solcher Schneideinsatz ist häufig mit Schneidflächen bzw. Schneidkanten versehen, so dass das Werkzeug, bestehend aus Schneideinsatzhalter und eingesetztem Schneideinsatz, für eine Fräsbearbeitung, eine Bohrbearbeitung oder z. B. eine Drehbearbeitung als spanende Werkstückbearbeitung eingesetzt werden kann. Hierbei entstehen beim Einsatz des Schneideinsatzes während des Schneidens relativ hohe Kräfte. Diese entstehenden Kräfte und Drehmomente werden vom Schneideinsatz über die Schneideinsatzaufnahme an den Schneideinsatzhalter übertragen. Entscheidend für die Übertragung dieser Kräfte ist dabei die Anlage des Schneideinsatzes an der Anlagefläche.

[0003] Nachteilhaft bei bekannten Schneideinsatzhaltern ist es, dass moderne Schneideinsätze aus unterschiedlichsten Materialien gefertigt werden. Insbesondere kommen besonders harte Schneideinsätze zum Einsatz, welche häufig einen spröden Materialbestandteil aufweisen. Dies können z. B. Schneideinsätze aus Pressmaterial oder Sintermaterial oder aus keramischem Material sein. Bei derartigen Schneideinsätzen ist es nachteilhaft, dass bei bekannten Schneideinsatzhaltern ein flächiger Sitz des Schneideinsatzes in der entsprechenden Schneideinsatzaufnahme nicht immer gewährleistet ist. So unterliegt der Schneideinsatzhalter, insbesondere dessen Schneideinsatzaufnahme, fertigungstechnischen Toleranzen. Vor allem hinsichtlich der Oberflächengüte ist es nahezu unmöglich, die Schneideinsatzaufnahme an eine Vielzahl von unterschiedlichen Schneideinsätzen anzupassen. So wird die Oberfläche der Schneideinsatzaufnahme, also die wenigstens eine Anlagefläche für die Anlage des in der Schneideinsatzaufnahme aufgenommenen Schneideinsatzes, eine Vielzahl von Punkt- und Linienberührungen zwischen der Anlagefläche und dem Schneideinsatz aufweisen. Somit muss die entstehende Kraft während des Schneidprozesses vollständig über diese linien- und punktförmigen Berührungsbereiche übertragen werden. Dies führt zu relativ hohen Belastungen dieser einzelnen Übertragungsbereiche, aufgrund der Tatsache, dass gerade nicht die gesamte Anlagefläche für die Übertragung dieser Schneidkräfte verwendet werden kann. Insbesondere bei modernen Materialien für Schneideinsätze mit hohen Härtegraden und damit einhergehenden spröden Materialeigenschaften kann dies zu einer reduzierten Lebensdauer des Schneideinsatzes bis hin zum Bruch des Schneideinsatzes führen.

[0004] Sofern im Rahmen der vorliegenden Beschreibung auf „Härte" Bezug genommen wird, ist eine Härtebestimmung nach der Europäischen Norm EN ISO 14577-1:2002 maßgeblich, wobei zur Bestimmung der Härte bzw. eines Härteverhältnisses die Eindringhärte (Hu) herangezogen wird. Sofern auf Vickershärte Bezug genommen wird, wird diese aus der Eindringhärte (11iT) gemäß Anhang F dieser Norm ermittelt. Als Messparameter sind im Zweifel Messergebnisse nach den Parametern HIT 0.005/30/1/30 heranzuziehen, wobei eine Mittelung der Messergebnisse über 16 Prüfeindrücke zu erfolgen hat. Die für die Messung nötige Flächenfunktion (Kalibrierung) ist im Zweifel auf Fused Silica mit E = 72 GPa und v =0,17 zu ermitteln. Die Ein-dringtiefe bei der Messung ist bei der Messung an einer Schicht auf jeden Fall geringer als die Schichtdicke zu wählen.

[0005] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schneideinsatzhalter, ein Werkzeugsystem sowie ein Verfahren für die Herstellung eines Schneideinsatzhalters zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger und einfacher Weise die Dauereinsatzstabilität des Schneideinsatzes verbessern, insbesondere die Bruchwahr- 1 /15 österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15 scheinlichkeit des Schneideinsatzes reduzieren.

[0006] Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Schneideinsatzhalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Werkzeugsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10, einen Schneideinsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 12, und Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Werkzeugsystem, dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz sowie den erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

[0007] Ein erfindungsgemäßer Schneideinsatzhalter für die Aufnahme eines Schneideinsatzes weist zumindest eine Schneideinsatzaufnahme auf. Dabei weist die Schneideinsatzaufnahme wenigstens eine Anlagefläche für die Anlage eines in der Schneideinsatzaufnahme aufgenommenen Schneideinsatzes auf. Der erfindungsgemäße Schneideinsatzhalter zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens eine Anlagefläche zumindest abschnittsweise eine Anlageschicht aufweist. Diese Anlageschicht ist derart ausgebildet, dass sie von einem an der Anlageschicht anliegenden Schneideinsatz wenigstens teilweise verformbar ist. Dabei weist die Anlageschicht eine Härte kleiner oder gleich 70%, insbesondere kleiner oder gleich 50%, der Härte der Schneideinsatzaufnahme auf. Darunter ist zu verstehen, dass die Anlageschicht bezogen auf die Materialhärte des Schneideinsatzes relativ weich und damit von diesem verformbar ausgebildet ist. Die Härtebestimmung erfolgt dabei bevorzugt nach der Europäischen Norm EN ISO 14577-1:2002, wobei zur Bestimmung des Härteverhältnisses die Eindringhärte (Hu) herangezogen wird. Wird der Schneideinsatz in der Schneideinsatzaufnahme aufgenommen, wird er anschließend zum Beispiel verspannt. Dabei wird eine Spannkraft auf den Schneideinsatz aufgebracht, welche sich gegen die Anlagefläche abstützt. Auf diese Weise kann die Spannkraft zur Verformung der Anlageschicht durch den auf diese Weise anliegenden Schneideinsatz verwendet werden.

[0008] Bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter wird durch die Anlageschicht eine Verformbarkeit zur Verfügung gestellt, welche sozusagen ein Anpassen der Anlageschicht und damit der Anlagefläche an die Oberfläche des Schneideinsatzes ermöglicht. Auf diese Weise werden Mikrostrukturen, insbesondere Oberflächenrauigkeiten des Schneideinsatzes sozusagen ausgeglichen, da sich die Anlageschicht zumindest abschnittsweise in eine Negativform für den Schneideinsatz verformen lässt.

[0009] Die Anlageschicht ist bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter insbesondere fest mit der Anlagefläche verbunden. Bevorzugt handelt es sich bei der Anlageschicht um eine fest mit der Anlagefläche verbundene Beschichtung.

[0010] Die Verformung der Anlageschicht kann dabei sowohl elastisch, als auch plastisch, wie auch als eine Kombination dieser beiden Verformungsarten ausgebildet sein. Durch die Tatsache, dass die Anlageschicht quasi eine Anpassung der Anlagefläche an die Oberfläche des Schneideinsatzes ermöglicht, werden bisher bekannte Linien- und Punktberührungen zu zumindest abschnittsweise durch großflächige Flächenberührung ersetzt. Diese Flächenberührung erlaubt es, die zu übertragenden Schneidkräfte, wie sie in der Einleitung zu dieser Anmeldung erläutert worden sind, über eine größere Fläche als bei bekannten Schneideinsatzhaltern zu übertragen. Damit sinkt die Kraft, welche pro Flächeneinheit übertragen werden muss, so dass deren Einfluss auf den Schneideinsatz reduziert wird. Aufgrund der Tatsache, dass auf diese Weise die Maximalspannung bei der Kraftübertragung zwischen Schneideinsatz und Anlagefläche reduziert wird, kann auch bei besonders harten und damit spröden Materialien für Schneideinsätze die Bruchwahrscheinlichkeit reduziert werden. Auch die Dauereinsatzstabilität wird erhöht, da ein Defekt des Schneideinsatzes unwahrscheinlicher wird, da eine verbesserte Kraftübertragung durch die erhöhte Kraftübertragungsfläche zur Verfügung gestellt ist.

[0011] Selbstverständlich kann bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter die 2/15 österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15

Schneideinsatzaufnahme vorzugsweise mit mehr als einer Anlagefläche ausgebildet sein. So kann die Schneideinsatzaufnahme auch mehrteilig ausgebildet sein, so dass auch an Spann-vorrichtungs-Bauteilen Anlageflächen vorgesehen sind. Vorzugsweise sind eine Vielzahl der Anlageflächen, insbesondere alle Anlageflächen in erfindungsgemäßer Weise mit einer Anlageschicht ausgebildet. Die Anlageschicht ist dabei vorzugsweise vollflächig bzw. im Wesentlichen vollflächig auf der Anlagefläche ausgebildet.

[0012] Unter einer Ausbildung der Anlageschicht, welche durch den anliegenden Schneideinsatz wenigstens teilweise verformbar ist, sind insbesondere Härten dieser Anlageschicht zu verstehen, welche deutlich unterhalb der Härte des Schneideinsatzes und der Schneideinsatzaufnahme des Schneideinsatzhalters liegen. Die Härtebestimmung erfolgt dabei bevorzugt nach der Europäischen Norm EN ISO 14577-1:2002, wobei zur Bestimmung des Härteverhältnisses die Eindringhärte (Hu) herangezogen wird. Für eine Umrechnung der ermittelten Eindringhärte (Hu) in die Vickershärte (HV) wird vorliegend eine Umrechnung entsprechend Anhang F der Europäischen Norm EN ISO 14577-1:2002 herangezogen. So kann z. B. für einen Schneideinsatz aus Hartmetall eine Härte im Bereich zwischen ca. 1000 und ca. 2000 HV (Vickershärte) angesetzt werden. Bei Schneideinsätzen aus keramischen Werkstoffen liegt die Vickershärte im Bereich zwischen ca. 1000 und ca. 2600 HV. Auch beim Einsatz von normalen Stählen für Schneideinsätze bzw. die Schneideinsatzaufnahme werden Vickershärten im Bereich von ca. 400 und ca. 500 HV erreicht. Eine Anlageschicht, welche im Sinne der vorliegenden Erfindung relativ weich und damit wenigstens teilweise durch den anliegenden Schneideinsatz verformbar ist, kann bei dieser Ausführungsform eine Vickershärte im Bereich von ca. 100 bis ca. 200 HV, vorzugsweise im Bereich um ca. 150 HV aufweisen. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Materialpaarungen im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.

[0013] Neben der Verbesserung der Dauerstabilität und der Reduktion der Bruchwahrscheinlichkeit für einen erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter wird bei der Fertigung des Werkzeugs eine Vergrößerung der erlaubten Fertigungstoleranzen möglich. Diese nun vergrößerten Fertigungstoleranzen können in erfindungsgemäßer Weise durch die Anlageschicht ausgeglichen werden. Dies führt zu einer Reduktion des Kostenaufwandes bei der Herstellung des Schneideinsatzhalters und/oder der Schneideinsätze.

[0014] Ein erfindungsgemäßer Schneideinsatzhalter kann dahingehend weitergebildet sein, dass die Schneideinsatzaufnahme zumindest eine Spannvorrichtung für das Spannen des Schneideinsatzes gegen die wenigstens eine Anlagefläche aufweist. Die Spannvorrichtung bildet damit einen Teil der Schneideinsatzaufnahme aus. So ist es zum Beispiel auch möglich, dass nur die Spannvorrichtung mit einer erfindungsgemäß beschichteten Anlagefläche mit Anlageschicht ausgestattet ist. Dabei kann sowohl ein direktes Spannen, als auch ein indirektes Spannen erfolgen. Unter einem direkten Spannen ist z. B. ein Verschrauben zu verstehen. Dabei wird eine Spannschraube direkt durch eine Öffnung oder Teilöffnung des Schneideinsatzes hindurch in ein Spanngewinde des Schneideinsatzhalters verschraubt. Auf diese Weise wird die Position des Schneideinsatzes mit Bezug auf die Schneideinsatzaufnahme und die Anlagefläche genau definiert. Unter einem indirekten Spannen ist z. B. das Vorsehen einer Spannvorrichtung mit einer separaten Spannpratze zu verstehen. Auf diese Weise muss der Schneideinsatz selbst keine Öffnung aufweisen, sondern kann vollflächig ausgebildet sein. Die Spannvorrichtung weist ebenfalls eine Spannschraube auf, die nun separat vom Schneideinsatz in einem Spanngewinde des Schneideinsatzhalters verschraubt sein kann und die Spannpratze gegen den Schneideinsatz drückt. Vorzugsweise weist eine solche Spannvorrichtung, also z. B. ein Schraubenkopf und/oder eine entsprechende anliegende Spannpratze, eine erfindungsgemäß mit einer Anlageschicht beschichtete Anlagefläche auf.

[0015] Ein erfindungsgemäßer Schneideinsatzhalter ist vorteilhafterweise dahingehend weitergebildet, dass die wenigstens eine Anlagefläche zumindest abschnittsweise eine ebene oder im Wesentlichen ebene Erstreckung aufweist. Bei dieser Ausführungsform kann eine besonders kostengünstige Herstellung des Schneideinsatzhalters erfolgen. Insbesondere ist auch der Schritt der Beschichtung besonders einfach, schnell und kostengünstig durchführbar. Nicht zuletzt kann auf diese Weise eine besonders einfache und wirksame Ausbildung der vorliegen- 3/15 österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15 den Erfindung erfolgen, da auf einer im Wesentlichen ebenen Erstreckungsfläche eine verbesserte flächenmäßige Übertragung, also insbesondere eine im Wesentlichen parallele Anordnung und dementsprechend eine saubere Ausrichtung der Anlagefläche relativ zum Schneideinsatz möglich ist. Selbstverständlich kann die Anlagefläche auch unterschiedliche ebene Erstreckungsflächen aufweisen, so dass z. B. mit Bezug auf den Querschnitt eine V-förmige Nut entsteht. Auf diese Weise können die einzelnen ebenen Erstreckungen zueinander auch eine Führung bzw. eine Positionierungshilfe für den Schneideinsatz darstellen.

[0016] Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter die Anlageschicht aus einem relativ weichen Material, insbesondere aus einem relativ weichen Metall, vorzugsweise aus Kupfer ausgebildet ist. Dabei ist ein relativ weiches Material bzw. ein relativ weiches Metall mit Bezug auf die Härteverteilung zwischen dem Schneideinsatz und der Anlageschicht zu verstehen. Insbesondere bezieht sich der Begriff „relativ weiches Material" bzw. „relativ weiches Metall" auf ein Härteverhältnis von Anlageschicht zu Schneideinsatz von ca. 1:6 bis ca. 1:20. Wird Stahl oder ein ähnliches Material für den Schneideinsatz oder für die Schneideinsatzaufnahme verwendet, kann auch ein Härteverhältnis im Bereich von ca. 1:3 vorliegen. Das Härteverhältnis bezieht sich insbesondere auf Härtegrade der Eindringhärte (HIT) gemessen nach der Europäischen Norm EN ISO 14577-1:2002 bzw. deren Umrechnung in Vickershärte (HV) gemäß Anlage F dieser Norm. Neben reinem Kupfer kann vorzugsweise auch eine Kupferlegierung als relativ weiches Material eingesetzt werden. Auch Zinn bzw. Zinnlegierungen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar.

[0017] Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter die Anlageschicht eine Schichtdicke im Bereich von ca. 10 pm bis ca. 100 pm aufweist. Geringere Schichtdicken sind erfindungsgemäß zu vermeiden, da ansonsten je nach Einsatzsituation nicht die notwendige Eindrücktiefe zur Verfügung gestellt werden könnte. Die Eindrücktiefe ist somit die durch den anliegenden Schneideinsatz maximal mögliche Verformbarkeit. Bei geringeren Schichtdicken würde das Material der Anlageschicht möglicherweise vollständig verdrängt, so dass nicht in gewünschter erfindungsgemäßer Weise die zumindest teilweise vollflächige Anlage zwischen dem Schneideinsatz und der Anlagefläche möglich wird. Am anderen Ende des Schichtdickenbereiches ist es vorteilhaft ein Maximum zu setzen, da bei zu großen Schichtdicken ein unnötig großer Materialverbrauch die Folge wäre. Auch könnte zu viel Material durch zu hohe Schichtdicken zu einem permanenten Setzen nach dem Spannen führen, so dass die Ausrichtung der Schneidflächen bzw. der Schneidkanten des Schneideinsatzes sich durch permanentes Setzen verändern würde. Dies würde zu reduzierter Schneidgenauigkeit führen, woraus insbesondere eine verschlechterte Oberflächenbearbeitung der bearbeiteten Werkstücke resultieren würde. Die beschriebenen Schichtdickenbereiche zwischen ca. 10 pm und ca. 100 pm stellen die Grenzen der vorliegenden Erfindung hinsichtlich eines sinnvollen Einsatzes bezüglich der voranstehend beschriebenen Probleme dar.

[0018] Ein weiterer Vorteil wird dadurch erzielt, dass bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter die Anlageschicht korrosionsbeständig, insbesondere gegen Oxidation, ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Einsatzdauer des Schneideinsatzhalters erhöht. Oxidation ist eine besonders häufig vorkommende Korrosionsproblematik bei Schneideinsatzhaltern. Insbesondere das Rosten des Schneideinsatzhalters und damit auch der Anlageschicht ist zu vermeiden. Selbstverständlich sind auch Korrosionsbeständigkeiten gegen andere Korrosionsprobleme, z. B. bezüglich der Einstrahlung von UV-Licht oder chemischer Korrosion durch entsprechende Bearbeitung von schwierigen Werkstoffen bzw. Verwendung von Kühl- und/oder Schmiermitteln, im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich. Die Anlageschicht kann z. B. auch inerti-sierend ausgebildet sein, um ein besonders breites Einsatzspektrum eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalters zu schaffen.

[0019] Ein erfindungsgemäßer Schneideinsatzhalter kann dahingehend weitergebildet sein, dass die Anlageschicht durch wenigstens eines der folgenden Verfahren hergestellt ist: [0020] - Bedampfungsverfahren [0021] - Galvanische Beschichtung 4/15 österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15 [0022] Hinsichtlich der guten Kenntnisse von galvanischen Beschichtungsmethoden ist insbesondere die galvanische Beschichtung bevorzugt zu wählen, da auf diese Weise eine hohe Genauigkeit und insbesondere eine vordefinierte Schichtdicke erzielt werden kann. Die beiden beschriebenen Verfahren sind besonders kostengünstige Varianten hinsichtlich der Herstellung eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalters. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass der Schneideinsatzhalter insbesondere nur ein einziges Mal mit einer Anlageschicht in erfindungsgemäßer Weise beschichtet wird, welche bei zukünftigem mehrmaligem Einsatz, also bei einer Vielzahl von nacheinander eingesetzten Schneideinsätzen, in erfindungsgemäßerWeise wirkt.

[0023] Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter der Schneideinsatz, insbesondere über eine Spannvorrichtung, gegen die wenigstens eine Anlagefläche in einer Spannrichtung gespannt wird. Dabei weist die mit der Anlageschicht beschichte Anlagefläche eine Flächennormale auf, welche mit der Spannrichtung einen Winkel von weniger als ca. 60°, insbesondere von weniger als ca. 45°, vorzugsweise von weniger als ca. 30° aufweist. Dies reduziert die Abweichung der Spannkraft von der Reibungskraft bzw. der Flächennormalkraft auf die Anlagefläche. Je höher die Anlagefläche mit Kraft beaufschlagt wird, umso leichter lässt sich auch die Anlageschicht verformen. Damit kann die Spannrichtung vorzugsweise in Korrelation mit der Ausrichtung der Anlagefläche gebracht werden, so dass die erfindungsgemäß gewünschte Verformbarkeit der Anlageschicht auf der Anlagefläche leichter oder schneller erreicht wird. Wird also z. B. eine Anstellung der Anlageschicht z. B. durch nutförmige Ausbildung vorgegeben, so ist insbesondere die Anlagefläche, welche mit der Anlageschicht versehen ist, in erfindungsgemäßer Weise mit von der Spannrichtung mit ihrer Flächennormale weniger als ca. 60° insbesondere weniger als ca. 45°, vorzugsweise weniger als ca. 30°beabstandet.

[0024] Bei einer Ausführungsform des Schneideinsatzhalters gemäß dem voranstehenden Absatz kann es von Vorteil sein, wenn die Spannrichtung und die Flächennormale der Anlagefläche parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufen. Dies bedeutet, dass die Spannkraft im Wesentlichen direkt und ohne winklige Abweichung auf die Anlagefläche und damit auf die Anlageschicht übertragen wird. Die Spannkraft steht somit im Wesentlichen uneingeschränkt für die Verformung der Anlageschicht zur Verfügung. Auf diese Weise wird insbesondere direkt oder indirekt verspannt, so dass ein ideales Spannergebnis und auch ein ideales Verformungsergebnis der Anlageschicht erzielt werden können. Damit wird eine besonders vorteilhafte Verformung hinsichtlich der Erzeugung einer besonders großen Kraftübertragungsfläche bei der Anpassung der Anlagefläche durch die Verformung der Anlageschicht erzielt.

[0025] Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Werkzeugsystem, aufweisend wenigstens einen Schneideinsatzhalter gemäß der vorliegenden Erfindung und einen Schneideinsatz, welcher in der Schneideinsatzaufnahme aufgenommen ist. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalters bringt ein erfindungsgemäßes Werkzeugsystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter beschrieben worden sind. Ein erfindungsgemäßer Schneideinsatz ist aus Sinter-, Sinterkeramik-, Keramik- oder aus Pressmaterial ausgebildet. Der Schneideinsatz zusammen mit dem Schneideinsatzhalter dient als Werkzeugsystem, insbesondere für die Bearbeitung von Werkstücken durch Bohren, Fräsen oder Drehen. Vorzugsweise dient das Werkzeugsystem für die spanende Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere eines metallischen Werkstücks. Bevorzugt ist der Schneideinsatz als eine Wendeschneidplatte mit einer Mehrzahl unabhängig voneinander einsetzbarer Schneidkanten ausgebildet. Der Schneideinsatz kann bevorzugt aus Hartmetall, Cermet und/oder einer Schneidkeramik, wie insbesondere polykristallinem Diamant (PKD) oder kubischem Bornitrid (CBN), gebildet sein.

[0026] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schneideinsatz zur zerspanenden Materialbearbeitung zur Aufnahme in einer Schneideinsatzaufnahme, wobei der Schneideinsatz zumindest eine Kontaktfläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, sich an einer Anlagefläche einer Schneideinsatzaufnahme abzustützen. Die Kontaktfläche ist zumindest abschnittsweise mit einer verformbaren, weichen Anlageschicht versehen. Die Kontaktflächen des Schneideinsatzes liegen nach der Aufnahme in der Schneideinsatzaufnahme an den Anla- 5/15 österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15 geflächen des Schneideinsatzhalters an. Dementsprechend können auch die Kontaktflächen des Schneideinsatzes eine Anlageschicht in erfindungsgemäßer Weise aufweisen, welche die gleiche Wirkung und damit die gleichen Vorteile erzielt, wie die Anlageschicht auf der Anlagefläche des Schneideinsatzhalters. Eine Anlageschicht des Schneideinsatzes weist vorzugsweise die Merkmale einer Anlageschicht eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalters auf.

[0027] Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung eines Schneideinsatzhalters, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend den folgenden Schritt: [0028] - Zumindest abschnittsweises Beschichten einer Anlagefläche einer Schneideinsatz aufnahme des Schneideinsatzhalters mit einer Anlageschicht, welche von einem an der Anlageschicht anliegenden Schneideinsatz wenigstens teilweise verformbar ausgebildet ist, wobei die Anlageschicht eine Härte kleiner oder gleich 70%, insbesondere kleiner oder gleich 50%, der Härte der Schneideinsatzaufnahme aufweist.

[0029] Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalters bringt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Schneideinsatzhalter erläutert worden sind.

[0030] Auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung eines Schneideinsatzes, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend den folgenden Schritt: [0031] - Zumindest abschnittsweises Beschichten einer Kontaktfläche des Schneideinsatzes mit einer weichen, verformbaren Anlageschicht.

[0032] Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes bringt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz erläutert worden sind.

[0033] Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links", „rechts", „oben" und „unten" beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch: [0034] Fig. 1 [0035] Fig. 2 [0036] Fig. 3 [0037] Fig. 4 [0038] Fig. 5 [0039] Fig. 6 [0040] Fig. 7a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugsystems in der Seitenansicht, die Ausführungsform der Fig. 1 in Frontansicht im Teilschnitt, die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 in Explosionsdarstellung, eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugsystems in perspektivischer Darstellung, die Ausführungsform der Fig. 4 in Seitendarstellung, die Ausführungsform der Fig. 4 und 5 in Explosionsdarstellung, eine schematische Darstellung während des Einsetzens eines Schneideinsatzes und [0041] Fig. 7b eine schematische Darstellung nach dem Einsetzen des Schneideinsatzes.

[0042] Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugsystems 100. Dieses weist einen Schneideinsatzhalter 10 und einen Schneideinsatz 110 auf und ist für die spanende Bearbeitung eines metallischen Werkstücks ausgebildet.

[0043] In dem Schneideinsatzhalter 10 ist eine Schneideinsatzaufnahme 20 ausgebildet, die über diverse Anlageflächen 22 ein Aufnehmen des Schneideinsatzes 110 ermöglicht. Das Aufnehmen erfolgt dabei durch das Anlegen des Schneideinsatzes 110 an den Anlageflächen 22 und durch das Verspannen mithilfe einer Spannvorrichtung 30, die einen Teil der Schneideinsatzaufnahme 20 bildet. 6/15 österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15 [0044] Diese Spannvorrichtung 30 ist in indirekter Weise ausgebildet. Das bedeutet, dass die Spannschraube 34 in ein Spanngewinde 36 des Schneideinsatzhalters 10 eingreift, ohne durch eine Öffnung im Schneideinsatz 110 zu verlaufen. Vielmehr wird über eine Spannpratze 32 das Verspannen des Schneideinsatzes 110 gegen die Anlageflächen 22 durchgeführt. Die Anlageflächen 22 sind zum größten Teil bzw. vollständig mit einer Anlageschicht 24 beschichtet. Diese Anlageschicht 24 wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 7a und 7b hinsichtlich ihrer erfindungsgemäßen Wirkung erläutert.

[0045] In Fig. 7a ist zu erkennen, wie ein im Teilschnitt schematisch dargestellter Schneideinsatz 110, insbesondere mit Bezug auf die Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 oder der Fig. 4 bis 6, in die Schneideinsatzaufnahme 20 eingesetzt wird. Mit den beiden Pfeilen ist die Spannrichtung SR angegeben, welche in der Situation der Fig. 7a auch die Einsetzrichtung ist. Der Schneideinsatzhalter 10 weist die Schneideinsatzaufnahme 20 auf, welche bei der Ausführung der Fig. 7a eine Anlagefläche 22 mit teilweiser aufgebrachter Anlageschicht 24 zeigt. Wie ebenfalls zu erkennen ist, weist der Schneideinsatz 110 eine raue Oberfläche (schematisch dargestellt durch Erhebungen und Vertiefungen) auf, die insbesondere nicht eben ausgebildet ist. Während des Einsetzens drückt sich diese unebene Oberfläche des Schneideinsatzes 110 in die verformbare Anlageschicht 24 ein. Diese Anlageschicht 24 ist ausgebildet, um genau diese Verformbarkeit in erfindungsgemäßer Weise zu gewährleisten. Hierfür ist diese insbesondere aus einem relativ weichen Metall, vorzugsweise aus Kupfer hergestellt. Das Ausbilden dieser Anlageschicht 24 kann durch Bedampfen bzw. durch ein galvanisches Verfahren erfolgt sein. Trotz der unebenen Oberfläche des Schneideinsatzes 110 wird auf diese Weise eine Flächenanlage des Schneideinsatzes 110 an der Anlagefläche 22 über die Anlageschicht 24 möglich. Damit werden die Vorteile des genaueren Spannens und der verbesserten Dauerstabilität des Schneideinsatzes 110 erreicht. Selbstverständlich ist auch die Oberfläche der Anlagefläche 22 sowie der Anlageschicht 24 mit fertigungstechnischen Toleranzen behaftet und weist Oberflächenunebenheiten auf. Die Verformung der Anlageschicht 24 bildet somit auch eine Anpassung an diese Ungenauigkeiten aus, so dass sie sich zwischen den Schneideinsatz 110 und die Anlagefläche 22 einpasst, um die gewünschte flächige Anlage zu beiden Seiten hin auszubilden.

[0046] Bei einem Ausführungsbeispiel wurde z.B., ohne dass dies für eine beschränkende Auslegung herangezogen werden darf, als Anlageschicht 24 eine Kupferschicht mit ca. 46,2 pm hergestellt, die gemessen nach der Europäischen Norm EN ISO 14577-1:2002 eine gemittelte Eindringhärte (H|T) gemessen aus 16 Prüfeindrücken von HIT 0.005 30/1/30 = 1784 +/- 100 MPa aufwies, was einer Vickershärte (HV) von 165,3 +/- 10 entspricht. Die für die Messung notwendige Flächenfunktion (Kalibrierung) wurde auf Fused Silica mit E = 72 GPa und v = 0,17 bestimmt. Die Eindringtiefe war dabei mit 300-360 nm wesentlich geringer als die Schichtdicke. Die Härtebestimmung der Schneideinsatzaufnahme hat mit gleichen Messparametern an dem Grundmaterial der Schneideinsatzaufnahme zu erfolgen.

[0047] Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugsystems 100. Dabei unterscheidet sich dieses Werkzeugsystem 100 von der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 durch die direkte Verspannung. Die Spannvorrichtung 30 weist eine Spannschraube 34 auf, welche ebenfalls wieder in ein Spanngewinde 36 des Schneideinsatzhalters 10 eingreift. Jedoch weist der Schneideinsatz 110 hier eine Öffnung auf, durch welche die Spannschraube 34 hindurch ragen kann. In diesem Fall sind wieder die Anlageflächen 22 der Schneideinsatzaufnahme 20 mit der bereits beschriebenen Anlageschicht 24 beschichtet, wie sie insbesondere mit Bezug auf die Fig. 7a und 7b erläutert worden ist.

[0048] In beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3 und den Fig. 4 bis 6 ist mit einem Pfeil die Spannrichtung SR angegeben. Die jeweiligen Anlageflächen 22 liegen entweder mit einer Flächennormale parallel zur Spannrichtung SR (Fig. 4 bis 6) oder in einem geringen winkligen Versatz (V-Nut in den Fig. 1 bis 3), welcher kleiner als ca. 60° ist. Auf diese Weise kann ein ausreichend großer Anteil bzw. der gesamte Anteil der Spannkraft entlang der Spannrichtung SR zur Verformung der Anlageschicht 24 auf den Anlageflächen 22 verwendet werden. 7/15 österreichisches Patentamt AT13 479U1 2014-01-15 [0049] Obwohl in der obigen Beschreibung von Ausführungsbeispielen jeweils Realisierungen beschrieben wurden, bei denen die weiche Anlageschicht 24 auf einer Anlagefläche 22 der Schneideinsatzaufnahme 20 angeordnet ist, die z.B. an einem Grundkörper des Schneideinsatzhalters 10 und/oder einem Teil der Spannvorrichtung, insbesondere der Spannpratze 32 und/oder der Spannschraube 34 vorgesehen ist, ist es gemäß einer Abwandlung auch möglich, die weiche Anlageschicht 24 stattdessen oder zusätzlich an einer Kontaktfläche des Schneideinsatzes 110 vorsehen. Unter einer Kontaktfläche des Schneideinsatzes 110 ist dabei eine Fläche des Schneideinsatzes 110 zu verstehen, die dazu ausgebildet ist, sich an einer Anlagefläche 22 der Schneideinsatzaufnahme 20 abzustützen.

[0050] Die Kontaktfläche des Schneideinsatzes 110 kann dabei dazu ausgebildet sein, sich an einem Grundkörper des Schneideinsatzhalters 10 abzustützen, oder aber z.B. auch dazu, sich an der Spannvorrichtung 30, insbesondere der Spannpratze 32 und/oder der Spannschraube 34 abzustützen. Es ist dabei z.B. möglich, die weiche Anlageschicht 24 nur an dem Schneideinsatz 110 vorzusehen, d.h. nicht auch an der Schneideinsatzaufnahme 20, es ist aber auch möglich, sowohl an dem Schneideinsatz 110 als auch an der Schneideinsatzaufnahme 20 jeweils zumindest eine weiche Anlageschicht 24 vorzusehen.

[0051] Auch die an dem Schneideinsatz 110 bereitgestellte zumindest eine Anlageschicht weist dabei bevorzugt die zuvor im Hinblick auf die Anlageschicht 24 an der Schneideinsatzaufnahme 20 des Schneideinsatzhalters 10 beschriebenen Merkmale auf, insbesondere im Hinblick auf das Material der Anlageschicht und deren Härte im Vergleich zu der Härte der Schneideinsatzaufnahme 20 und im Vergleich zu der Härte des Schneideinsatzes 110. Bevorzugt weist die Anlageschicht 24 eine Vickershärte im Bereich zwischen 100 HV und 200 HV auf, wobei die Härtebestimmung dabei bevorzugt nach der Europäischen Norm EN ISO 14577-1:2002 erfolgt wobei zur Bestimmung des Härteverhältnisses die Eindringhärte (H,T) herangezogen wird und eine Umrechnung in Vickershärte (HV) gemäß Anlage F dieser Norm erfolgt. Die Anlageschicht 24 kann dabei bevorzugt fest mit der Kontaktfläche des Schneideinsatzes 110 verbunden sein, insbesondere als Beschichtung aufgebracht sein.

[0052] Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

BEZUGSZEICHEN 10 Schneideinsatzhalter 20 Schneideinsatzaufnahme 22 Anlagefläche 24 Anlageschicht 30 Spannvorrichtung 32 Spannpratze 34 Spannschraube 36 Spanngewinde 100 Werkzeugsystem 110 Schneideinsatz SR Spannrichtung 8/15

Claims (14)

1. österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15 Ansprüche 1. Schneideinsatzhalter (10) für die Aufnahme eines Schneideinsatzes (110), aufweisend zumindest eine Schneideinsatzaufnahme (20), wobei die Schneideinsatzaufnahme (20) wenigstens eine Anlagefläche (22) für die Anlage eines in der Schneideinsatzaufnahme (20) aufgenommenen Schneideinsatzes (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anlagefläche (22) zumindest abschnittsweise mit einer Anlageschicht (24) versehen ist, welche von einem an der Anlageschicht (24) anliegenden Schneideinsatz (110) wenigstens teilweise verformbar ausgebildet ist, wobei die Anlageschicht (24) eine Härte kleiner oder gleich 70%, insbesondere kleiner oder gleich 50%, der Härte der Schneideinsatzaufnahme (20) aufweist.
2. 2. Schneideinsatzhalter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinsatzaufnahme (20) zumindest eine Spannvorrichtung (30) für das Spannen des Schneideinsatzes (110) gegen die wenigstens eine Anlagefläche (22) aufweist.
3. 3. Schneideinsatzhalter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Anlagefläche (22) zumindest abschnittsweise eine ebene oder im Wesentlichen ebene Erstreckung aufweist.
4. 4. Schneideinsatzhalter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschicht (24) aus einem relativ weichen Material, insbesondere aus einem relativ weichen Metall, vorzugsweise aus Kupfer ausgebildet ist.
5. 5. Schneideinsatzhalter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschicht (24) eine Schichtdicke im Bereich zwischen ca. 10 μηι und ca. 100 μηι aufweist.
6. 6. Schneideinsatzhalter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschicht (24) korrosionsbeständig, insbesondere gegen Oxidation, ausgebildet ist.
7. 7. Schneideinsatzhalter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschicht (24) durch wenigstens eines der folgenden Verfahren hergestellt ist: - Bedampfungsverfahren - Galvanische Beschichtung
8. 8. Schneideinsatzhalter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (110), insbesondere über eine Spannvorrichtung (30), gegen die wenigstens eine Anlagefläche (22) in einer Spannrichtung (SR) gespannt wird, wobei die mit der Anlageschicht (24) beschichte Anlagefläche (22) eine Flächennormale aufweist, welche mit der Spannrichtung einen Winkel von weniger als ca. 60°, insbesondere von weniger als ca. 45°, vorzugsweise von weniger als ca. 30° aufweist.
9. 9. Schneideinsatzhalter (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrichtung (SR) und die Flächennormale der Anlagefläche (22) parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufen.
10. 10. Werkzeugsystem (100), aufweisend wenigstens einen Schneideinsatzhalter (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9 und einen Schneideinsatz (110), welcher in der Schneideinsatzaufnahme (20) aufgenommen ist.
11. 11. Schneideinsatz (110) zur zerspanenden Materialbearbeitung zur Aufnahme in einer Schneideinsatzaufnahme (20), wobei der Schneideinsatz (110) zumindest eine Kontaktfläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, sich an einer Anlagefläche (22) einer Schneideinsatzaufnahme (20) abzustützen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche zumindest abschnittsweise mit einer verformbaren, weichen Anlageschicht (24) versehen ist. 9/15 österreichisches Patentamt AT 13 479 Ul 2014-01-15
12. 12. Schneideinsatz (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschicht (24) des Schneideinsatzes (110) eine Schichtdicke im Bereich zwischen ca. 10 gm und ca. 100 gm aufweist.
13. 13. Verfahren für die Herstellung eines Schneideinsatzhalters (10), insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend den folgenden Schritt: - Zumindest abschnittsweises Beschichten einer Anlagefläche (22) einer Schneideinsatzaufnahme (20) des Schneideinsatzhalters (10) mit einer Anlageschicht (24), welche von einem an der Anlageschicht (24) anliegenden Schneideinsatz (110) wenigstens teilweise verformbar ausgebildet ist, wobei die Anlageschicht (24) eine Härte kleiner oder gleich 70%, insbesondere kleiner oder gleich 50%, der Härte der Schneideinsatzaufnahme (20) aufweist.
14. 14. Verfahren für die Herstellung eines Schneideinsatzes (110), insbesondere mit den Merkmalen eines der Ansprüche 11 bis 12, aufweisend den folgenden Schritt: - Zumindest abschnittsweises Beschichten einer Kontaktfläche des Schneideinsatzes (110) mit einer weichen, verformbaren Anlageschicht (24). Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 10/15