AT500864B1

AT500864B1 - Wendeschneidplatte für iso-klemmhalter

Info

Publication number: AT500864B1
Application number: AT9562004A
Authority: AT
Inventors: Armin Dipl Ing Schlemmer; Walter Ing Baernthaler
Original assignee: Boehlerit Gmbh & Co Kg
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2008-12-15
Also published as: AT500864A1; WO2005118187A1

Description

2 AT 500 864 B1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wendeschneidplatte zur Befestigung in einem Klemmhalter mit einer geometrischen Form nach DIN 4984 ISO-Bezeichnungssystem:

P - Befestigungsart: P oder M N - Wendeplattenfreiwinkel: N (0°)

In der modernen Bearbeitungstechnik von Werkstücken sind die spanabhebenden Werkzeuge in ihrer geometrischen Form vielfach normiert, um einerseits günstige Abspanbedingungen anzugeben und andererseits entsprechend hohe Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung erreichen zu können. Vom Fachmann werden, unter Zugrundelegung der Forderungen an das bearbeitete Werkstück, insbesondere an dessen Oberflächengüte, die Werkzeuge mit einer entsprechenden Schneidengeometrie für eine wirtschaftliche Fertigung gewählt.

Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit bei einer Oberflächenbearbeitung, insbesondere bei einem Schrupp-Drehen gemäß DIN 8689 ist prinzipiell eine Erhöhung der Spanabnahme möglich. Eine solche kann bei gleicher Schnittgeschwindigkeit durch eine vergleichsweise höhere Spantiefe oder durch eine Vergrößerung des Werkzeugvorschubes erfolgen. Weil nun eine Erhöhung der Spantiefe zumeist nicht günstig anwendbar ist oder nachteilig auf die Werkzeugstandzeit wirkt, wird zumeist versucht, durch eine Vergrößerung des Werkzeugvorschubes die Abspanleistung zu steigern.

Die Erhöhung der Abspanleistung bei einem Werkstück durch Vergrößerung des Werkzeugvorschubes ist jedoch bei Verwendung von Wendeschneidplatten mit einem Freiwinkel von 0° in einem dafür vorgesehenen Klemmhalter mit Nachteilen verbunden.

Ein vergrößerter Vorschub bewirkt einerseits eine wesentlich verstärkte Rauhigkeit der bearbeiteten Fläche am Werkstück mit sogenannten Spiralriefen, andererseits erfolgt aufgrund der erforderlichen Schrägauflage der im Wesentlichen prismatischen Wendeschneidplatte im Klemmhalter zum Erhalt eines Freiwinkels von 6° an der Schneidkantenecke mit der Entfernung von dieser ein Anstieg der Schneidkante gegenüber der Werkstückachse, sodass bei erhöhtem Vorschub und dadurch einer Verlängerung der im Eingriff befindlichen Schneidkante mit großem Nachteil der örtlich gegebene Freiwinkel im Schneidkantenbereich verringert ist.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Nachteile im Stand der Technik zu übenwinden und eine Wendeschneidplatte mit einem Freiwinkel von 0° zu schaffen, die in einem dafür vorgesehenen ISO-Klemmhalter festlegbar ist und derart eine Bearbeitung, insbesondere eine Schrupp-Bearbeitung, von Werkstücken mit geringerer Rauhigkeit und/oder erhöhter Abspanleistung ermöglicht.

Dieses Ziel wird bei einer Wendeschneidplatte der eingangs genannten Art, bei welcher mindestens eine der zueinander parallelen Auflagen der Wendeschneidplatte aus einem oder mehreren, vorzugsweise aus acht, aus der Oberfläche auf gleiches Niveau vorragenden ebenen Flächenteil(en) bestehen und zu diesem (diesen) senkrecht mit den Spanflächen oder Spanmulden der Oberflächen Schneidkanten erzeugend, im eckennahen Bereich nach außen gekrümmte Seitenflächen ausgeformt sind, die miteinander, gegebenenfalls gerundete Ecken gemäß der Erfindung bilden, dadurch erreicht, dass die in Draufsicht eine konvexe Form aufweisenden eckennahen Bereiche der Schneidkanten in der Ansicht der Wendeschneidplatte jeweils von der Ecke weg zumindest im konvex ausgeformten Bereich die Schneidkante abfallend bezüglich der Auflageebenen ausgebildet und im Klemmhalter befestigt, achsparallel zur Werkstückdrehachse ausgerichtet ist.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen im Wesentlichen darin, dass, im Vergleich mit einer Wendeschneidplatte nach dem Stand der Technik, mit der neuen Schneidengeometrie eine Abspanung mit etwa gleicher Rauhigkeit bzw. Güte der bearbeiteten Oberfläche, jedoch mit etwa doppelt so hohem Vorschub erfolgen oder mit gleichem Vorschub eine wesentlich 3 AT 500 864 B1 glattere bzw. eine wesentlich verbesserte Oberflächengüte erstellt werden kann.

An dieser Stelle sei vorsorglich darauf hingewiesen, dass gemäß ISO-Bezeichnungssystem (Tab. 1) Befestigungsart P eine Wendeschneidplatte mit im Wesentlichen prismatischer Form von oben und/oder durch eine Bohrung geklemmt werden kann (Bezeichnung M), wobei auch Wendeschneidplatten ohne Hohl im Sinne der Erfindung ersetzbar sind.

Eine prismatische Form einer Wendeschneidplatte hat den Vorteil, dass von der jeweiligen Schneidecke weg die Schneidkanten der Oberseite und jene der Unterseite spanend eingesetzt werden können und so doppelt so viele Schneidzonen je Schneideinsatz zur Verfügung stehen. Allerdings, wie in der Normung vorgesehen ist, müssen die Klemmhalter eine schräge Schneidplattenauflage besitzen, um einen erforderlichen Freiwinkel von mehr als 3°, insbesondere von ca. 6° und höher sicherzustellen.

Mit Vorteil können derartige Wendeschneidplatten Spanmulden aufweisen, wenn jeweils aus der Oberfläche auf ein gleiches Niveau vorragend Flächenteile ausgeformt sind, die eine Auflagefläche bilden. Für eine verbesserte Funktion der erfindungsgemäßen Schneidplatte in einem genormten Klemmhalter mit schräger Sitzposition für die Platte ist es wichtig, dass die für einen Spanabtrag mit hohem Vorschub wirksamen eckennahen Bereiche der Schneidkante zum Werkstück hin konvex und achsparallel zu diesem ausgebildet sind.

Nach Fachmeinung ist für die Schneidkante von der Schneidecke weg gegenüber der Werkstückdrehachse oder senkrecht zum Vorschub weg ein spitzer Winkel erforderlich, um ein sogenanntes Freigehen des Werkzeuges sicherzustellen. Entgegen dieser Fachmeinung wurde gefunden, dass mit Wendeschneidplatten, welche in der Draufsicht im eckennahen Bereich eine konvexe Schneidkantenform besitzen, wobei in der Ansicht in diesem Bereich die Schneidkante abfallend zur Auflagefläche ausgebildet ist, eingebaut, in einem ISO-Klemmhalter, eine erhöhte Abspanleistung und/oder eine wesentlich verbesserte Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstückes erreicht werden kann.

Mit Vorteil besitzt die erfindungsgemäße Schneidplatte in der Draufsicht gerundete Ecken, wobei der an die Rundung anschließende eckennahe Bereich der Schneidkanten eine konvexe Form aufweist. Derart können eine Schneidhaltigkeit der Wendeschneidplatte und der Abspanvorgang weiter verbessert werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann bei einer Wendeschneidplatte nach der Erfindung erreicht werden, bei welcher in Draufsicht die Schneidkante eine Parallelogrammform aufweist und jeweils eine spitzwinkelig ausgebildete Ecke einen Winkel von 55° bis 85° und/oder einen Radius von 0,4 mm bis 4,0 mm besitzt, bevorzugt einen Winkel von 75° bis 85° und/oder einen Radius von 0,5 mm bis 1,0 mm aufweist. Für eine Hochleistungsbearbeitung von zähem und zähfestem Stahl erbrachte, getestet in Versuchsreihen und in der Produktion, eine Wendeschneidplatte, bei welcher der jeweils an die Rundung der Ecken anschließende konvexe Bereich eine Ausdehnung von mindestens jenem Wert vom Radius der Eckenrundung aufweist, jedoch geringer ist als jener der der Längserstreckung einer Seitenfläche gebrochen durch 2,5, besonders gute Ergebnisse, sowohl eine Minimierung der Rauhtiefe der abgespanten Fläche als auch die Wirtschaftlichkeit der Abspanung betreffend.

Eine erfindungsgemäße Wendeschneidplatte, bei welcher in der Ansicht der Abfall der Schneidkante von der rechtwinkeligen oder der spitzwinkeligen Ecke weg, bezogen auf die Auflagefläche einen Winkel von mindestens 4° und höchstens 8° aufweist und insbesondere im Wesentlichen gleich der Winkelabweichung zwischen Werkstückachse (A) und Klemmhalter-Auflage- 4 AT 500 864 B1 fläche in achsparalleler Richtung ausgebildet ist, ist bevorzugt universell für eine Drehbearbeitung von unterschiedlichen Eisenbasislegierungen einsetzbar.

Insbesondere für eine, gemäß ISO-Bezeichnungssystem, Klemmhalterform L hat eine Wende-5 schneidplatte mit einer Form C, bei welcher der Abfall der Schneidkanten von der spitzwinkeligen Ecke weg, bezogen auf die Auflagefläche einen Winkel von 6,6° bis 7,6° aufweist und der gleichartige Winkel an der stumpfwinkeligen Ecke der Wendeschneidplatte 4,1° bis 5,1° beträgt, überragende Hochleistungs-Bearbeitungsergebnisse bei hoher Oberflächenqualität gebracht. io Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Tabelle und von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt 15 20 25

Tab. 1: ISO-Bezeichnungssystem für Klemmhalter, Außenbearbeitung (DIN 4984)

Fig. 1: erfindungsgemäße Wendeschneidplatte in Draufsicht Fig. 2: Wendeschneidplatte nach Fig. 1 in Ansicht Fig. 3: Eckenausbildung (Ausschnitt von Fig. 1)

Fig. 4: Wendeschneidplatte im Klemmhalter (Draufsicht)

Fig. 5: Wendeschneidplatte im Klemmhalter (Ansicht)

Fig. 6: Wendeschneidplatte im Klemmhalter (stirnseitige Ansicht)

Fig. 7: Wendeschneidplatte im Klemmhalter (stirnseitige Ansicht) für linksgerichteten Vorschub Fig. 8: Wendeschneidplatte im Klemmhalter (stirnseitige Ansicht) für rechtsgerichteten Vorschub

Hilfsweise ist nachfolgend eine Bezugszeichenliste für die in den Figuren dargestellten Details eingefügt.

Wendeschneidplatte 30 Auflage Auflage-Flächenteile Oberfläche Spanmulde Seitenflächen 35 Schneidkante Ecke Eckenbereich Konvexer Bereich Radius der Ecke 40 Längserstreckung Werkstückachse Klemmhalter 111, 11° 111,112 2, 2° 21 3, 3', 3", 3'" 4 41j 4··^ 4·». 4o. (Fjg 2) 5, 5', 5", 5'"

E B R L A K

Aus der Tab. 1 ist das ISO-Bezeichnungssystem für Klemmhalter zur Außenbearbeitung er-45 sichtlich. Eine erfindungsgemäße Wendeschneidplatte weist einen Freiwinkel 0° auf (Tab. 1, Reihe N, Position N) und ist für eine Klemmhalter-Befestigungsart (Reihe P, Position M oder P) von oben und/oder über eine Bohrung geklemmt vorgesehen.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Wendeschneidplatte 1 für eine Klem-50 mung mittels Bohrung und mit vier Ecken dargestellt. Diese Platte ist im Wesentlichen prismatisch mit vier Seitenflächen 3, 3', 3", 3"' ausgeformt, weist zwei spitzwinkelige Ecken 5’, 5"' auf und besitzt eine Länge L. An einer spitzwinkeligen gerundeten Ecke 5' soll die geometrische Ausbildung einer Wendeschneidplatte 1 nach der Erfindung im Eckenbereich E näher beschrieben werden. 55 5 AT 500 864 B1

Die Wendeschneidplatte 1 weist eine Oberfläche 2 mit aus dieser vorspringenden und eine Ebene 11 bildende Auflage-Flächenteilen 111, 112 auf, zu welcher Ebene 11 Seitenflächen 3, 3', 3", 3”’ im rechten Winkel gebildet sind. Eine der Oberfläche 2 gegenüberliegende Auflagefläche 2° kann ebenflächig sein oder bevorzugt eine gleiche Struktur mit einer planparallelen Auflageebene 11° besitzen.

Die Seitenflächen 3, 3‘, 3", 3"’ und die Spanfläche oder Spanmulde 21 der Oberfläche 2 bilden Schneidkanten 4, 4’, 4", 4"', die von einer Ecke 5' weg im Bereich B in einer Draufsicht eine konvexe Form aufweisen. Diese konvexe Form der Schneidkanten 4’, 4" kann durch eine Rundung oder mittels einer Aufeinanderfolge von ebenen Teilen der Seitenflächen 3, 3" im eckennahen Bereich B erstellt sein.

Fig. 2 zeigt die Wendeschneidplatte 1 gern. Fig. 1 in Ansicht. Eine mit einer Seitenfläche 3 gebildeten Schneidkante 4' verläuft von einer spitzwinkeligen Ecke 5' der Schneidplatte 1 weg, gegenüber Auflage 11 der Oberfläche 2 abfallend, mit einem Winkel ß. Mit Vorteil ist dieses Abfallen der Schneidkante 4', 4" zumindest im konvexen Bereich B an einer Ecke 5' gleich, wonach in der Folge ein Anstieg der Kante mit im Vergleich geringerem Winkel zur stumpfwinkeligen Ecke 5 gegeben ist.

Eine Wendeschneidplatte 1 nach der Erfindung kann zwei gleichgeformte gegenüberliegende Oberflächen 2, 2° besitzen, wodurch eine Anzahl der Schneidbereiche verdoppelt ist.

In Fig. 3 ist ein Eckenbereich E einer spitzwinkeligen Ecke 5 einer Wendeschneidplatte 1 gern. Fig. 1 gezeigt. Diese Ecke 5' ist gerundet mit einem Radius R gebildet. Dadurch verringert sich der Bereich B in einen an eine Eckenrundung R anschließenden konvexen Bereich B' der Schneidkanten 4', 4".

Fig. 4 zeigt einen Klemmhalter K (ISO-Bezeichnungssystem, Befestigungsart M oder P) mit einer Wendeschneidplatte 1 in Draufsicht.

In Fig. 5 und Fig. 6 ist eine Positionierung der im Wesentlichen prismatischen Wendeschneidplatte 1 im ISO-Klemmhalter K in Ansicht mit dem Detail X bzw. in stirnseitiger Ansicht mit dem Detail Y bearbeitungsgerecht in einer erfinderischen bzw. genormten Schräglage gezeigt.

Fig. 7, welche das Detail X aus Fig. 5 veranschaulicht, vermittelt in vergrößerter Darstellung eine Wendeschneidplatte 1 gern, der Erfindung, festgelegt in einem ISO-Klemmhalter K. Eine Schräglage unter einem Winkel a, der mit im Wesentlichen planparallelen Auflageflächen versehenen Platte gegenüber einer Werkstück-Drehachse A ist ersichtlich. Mit Bezug auf diese Achse A liegt jedoch durch ein Abfallen im konvex ausgeformten Bereich B der Seitenfläche 3 die Schneidkante 4 der Wendeschneidplatte in einer Ebene mit der Achse A, obwohl die Auflage 110 eine Winkel α zu dieser einschließt.

In Fig. 8 ist vergrößert das Detail Y von Fig. 6 mit erfindungsgemäß ausgeformter Schneidkante 4 im dergleichen konvexen Bereich B der Seitenfläche 3 veranschaulicht. 5 6 AT 500 864 B1 ISO-Bezeichnungssytem ISO designatiorn System für Klemmhalter, AuBenbearbettung for tool. holdere, extemal machlnlng 10 20 25 30 35 40 45 50 P Befestigungsart Type offtxaüon N WendeplatterrfrefwWtel Insert cteorsrtc» engte

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Claims

7 AT 500 864 B1 Patentansprüche: 1. Wendeschneidplatte (1) zur Befestigung in einem Klemmhalter (K) mit einer geometrischen Form nach DIN 4984 ISO-Bezeichnungssystem: P - Befestigungsart: P oder M N - Wendeplattenfreiwinkel: N (0°) wobei mindestens eine der zueinander parallelen Auflagen (11, 11°) der Wendeschneidplatte (1) aus einem oder mehreren, vorzugsweise aus acht, aus der Oberfläche (2, 2°) auf gleiches Niveau vorragenden ebenen Flächenteil(en) (111, 112) bestehen und zu diesem (diesen) senkrecht mit den Spanflächen oder Spanmulden (21) der Oberflächen (2, 2°) Schneidkanten (4, 4', 4", 4"'; 4°) erzeugend, im eckennahen Bereich nach außen gekrümmte, Seitenflächen (3, 3', 3", 3"') ausgeformt sind, die miteinander, gegebenenfalls gerundete Ecken (5, 5', 5", 5"’) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die in Draufsicht eine konvexe Form aufweisenden eckennahen Bereiche (B) der Schneidkanten (4, 4', 4", 4"') in der Ansicht der Wendeschneidplatte jeweils von der Ecke (5', 5’") weg zumindest im konvex ausgeformten Bereich (B) die Schneidkante (4', 4°') abfallend bezüglich der Auflageebenen (11, 11°) ausgebildet und im Klemmhalter (K) befestigt, achsparallel zur Werkstückdrehachse (A) ausgerichtet ist.
2. Wendeschneidplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wie an sich bekannt, in Draufsicht auf die Platte die Schneidkante (4’, 4") eine Parallelogrammform aufweist und jeweils eine spitzwinkelig ausgebildete Ecke (5’, 5'") einen Winkel von 55° bis 85° und/oder eine Radius (R) von 0,4 mm bis 4,0 mm besitzt, bevorzugt einen Winkel von 75° bis 85° und/oder einen Radius (R) von 0,5 mm bis 1,0 mm, aufweist.
3. Wendeschneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils an die Rundung (R) der Ecken (5) anschließende konvexe Bereich (B') der Wendeschneidplatte eine Ausdehnung von mindestens jenem Wert vom Radius (R) der Eckenrundung aufweist, jedoch geringer ist als jener der der Längserstreckung (L) einer Seitenfläche gebrochen durch 2,5.
4. Wendeschneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ansicht der Wendeschneidplatte der Abfall der Schneidkante (4) von der rechtwinkeligen oder der spitzwinkeligen Ecke (5) weg, bezogen auf die Auflagefläche (11, 11') einen Winkel ß von mindestens 4°, und höchstens von 8° aufweist und gleich der Winkelabweichung α zwischen Werkstückachse (A) und Klemmhalter-Auflagefläche in achsparalleler Richtung ausgebildet ist.
5. Wendeschneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall der Schneidkanten (4, 4') von der spritzwinkeligen Ecke (5', 5"’) weg, bezogen auf die Auflagefläche (11, 11') einen Winkel ß von 6,6° bis 7,6° aufweist und der gleichartige Winkel an der stumpfwinkeligen Ecke (5, 5") der Wendeschneidplatte (1) 4,1° bis 5,1° beträgt. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen