AT6939U1

AT6939U1 - Zerspanungswerkzeug

Info

Publication number: AT6939U1
Application number: AT0040003U
Authority: AT
Inventors: Dietmar Berger; Christian Goeberl
Original assignee: Ceratizit Austria Ag
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2004-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug mit einem scheiben- oder klingenfömigen Trägerteil -1- mit einer oder mehreren Ausnehmungen -2- zur Aufnahme eines oder mehrerer Schneideinsätze -3-. Die jeweils zusammenwirkenden Gegenflächen -4-, -5- zwischen Schneideinsatz -3- und Ausnehmung -2- weisen ein etwa V-förmiges Profil auf. Erfindungsgemäß sind die Schenkel -6-, -7- der etwa V-förmigen Gegenflächen -4-, -5- bei einer Gegenfläche -4-, -5- zumindest teilweise konkav und bei der korrespondierenden Gegenfläche -4-, -5- zumindest teilweise konvex kurvenförmig gekrümmt ausgeführt. Die konkav gekrümmten Abschnitte weisen eine geringere Krümmung auf als die korrespondierenden, konvex gekrümmten Abschnitte. Dadurch werden zwischen Schneideinsatz -3- und Ausnehmung -2- definierte, annähernd punktförmige Kontaktzonen -8- gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug mit einem scheiben- oder klingenförmigen Trägerteil mit einer oder mehreren Ausnehmungen zur Aufnahme eines oder mehrerer Schneideinsätze, wobei zumindest ein Teil der jeweils zusammenwirkenden Gegenflächen zwischen Schneideinsatz und Ausnehmung im
Schnitt etwa V-förmig ausgeführt sind.

Derartige Zerspanungswerkzeuge, bei denen insbesondere schmale, auswechselbare Schneideinsätze zum Einsatz kommen, sind Scheibenfräser oder
Stechwerkzeuge, wie sie beispielsweise in der EP -B- 0 666 785 oder in der
DE-C- 30 44 790 beschrieben sind. Bei diesen Werkzeugen wird in der Regel der untere Teil der Ausnehmung durch eine starre Auflagefläche für den Schneideinsatz begrenzt, während der obere Teil durch einen federnden Klemmfinger begrenzt ist.

Da die gegenüberliegenden Begrenzungsflächen leicht konisch zusammenlaufen, wird der Klemmfinger beim Einschieben des Schneideinsatzes in die Aufnahme etwas aufgespreizt und übt dadurch die für eine sichere Klemmung notwendige Anpresskraft auf den Schneideinsatz aus. Durch verstärktes Aufspreizen der Aufnahme mit geeigneten Werkzeugen wird ein leichtes Auswechseln des Schneideinsatzes erreicht. Die Gegenflächen zwischen Schneideinsatz und Aufnahme sind im Schnitt V-förmig ausgeführt, wobei die Schenkel des V als ebene

Flächen bzw. im Schnitt als Gerade ausgeführt sind. Damit soll die für eine
Zerspanung notwendige Seitenstabilität des Schneideinsatzes in der Aufnahme erreicht werden.

Nachteilig dabei ist, dass es aufgrund von fertigungsbedingten Massabweichungen, zu keinen genau definierten Kontaktzonen zwischen Schneideinsatz und Aufnahme kommt, wodurch das Zerspanungswerkzeug instabil wird und insbesondere keine grossen seitlichen Kräfte bei der Zerspanung aufnehmen kann, wie sie beispielsweise bei Ausdrehoperationen mit Stechwerkzeugen auftreten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Zerspanungswerkzeug zu schaffen, bei dem auch bei fertigungsbedingten Massabweichungen definierte
Kontaktzonen zwischen Schneideinsatz und Aufnahme erreicht werden, wodurch eine gute seitliche Stabilität des Schneideinsatzes in der Aufnahme geschaffen wird.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Schenkel der etwa V-förmigen
Gegenflächen bei einer Gegenfläche zumindest teilweise konkav und bei der korrespondierenden Gegenfläche zumindest teilweise konvex kurvenförmig gekrümmt verlaufen, wobei die konkav gekrümmten Abschnitte eine geringere Krümmung aufweisen als die korrespondierenden konvex gekrümmten Abschnitte, so dass zwischen Schneideinsatz und Ausnehmung definierte annähernd punktförmige Kontaktzonen gebildet werden.

Durch diese spezielle Ausgestaltung der einzelnen Gegenflächen wird erreicht, dass es auch bei fertigungsbedingten Massabweichungen von Schneideinsatz und/oder Aufnahme wie Sinterverzug oder sonstige Formabweichungen zu definierten,

theoretisch linienförmigen, bzw. im Schnitt gesehen, punktförmigen Kontaktzonen an jedem Schenkel der etwa V-förmigen Gegenflächen kommt. Ideal dabei ist es, die
Unterschiede in den Krümmungen der korrespondierenden Gegenflächen so zu wählen, dass einerseits auch bei ungünstigsten Toleranzbedingungen eine geringfügig, unterschiedliche Krümmung vorhanden ist und andererseits der
Unterschied in der Krümmung nicht zu gross ist.

Damit wird erreicht, dass sich schon durch geringfügige, plastische Verformung korrespondierender Gegenflächen etwas vergrösserte Kontaktzonen ergeben, die eine stabile Positionierung des
Schneideinsatzes in der Aufnahme bewirken. Insbesondere wird damit eine grosse seitliche Stabilität des Schneideinsatzes in der Aufnahme erreicht, so dass bei
Stechwerkzeugen auch Ausdrehoperationen problemlos durchgeführt werden können. Wie der Scheitel des V, der die Schenkel der etwa V-förmigen Gegenflächen verbindet ausgeführt ist, ist funktionstechnisch von untergeordneter Bedeutung. Um scharfe Übergänge zu vermeiden, bietet es sich jedoch an, den Scheitel ebenfalls kurvenförmig gekrümmt mit nicht zu kleiner Krümmung auszuführen. Damit treten bei den konkav verlaufenden Scheitelverbindungen keinerlei Kerbwirkungen auf, die einen Bruch des jeweiligen Teiles bewirken könnten.

Wichtig bei der Ausgestaltung der Verbindungsscheitel ist, dass die korrespondierenden Gegenflächen an diesen Stellen genügend gegenseitig freigestellt sind, so dass es auch bei ungünstigsten Massabweichungen zu keiner gegenseitigen Berührung an diesen Stellen kommt und die gegenseitigen Kontaktzonen auf die Schenkel des V beschränkt bleiben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Schenkel mit den konkaven Abschnitten kontinuierlich über einen konvex gekrümmten Scheitel und die Schenkel mit den konvexen Abschnitten kontinuierlich über einen konkaven Scheitel verbunden.

Von Vorteil ist es, wenn die Schenkel der Gegenfläche des Schneideinsatzes die konkav gekrümmten Abschnitte und die Schenkel der korrespondierenden
Gegenfläche der Ausnehmung die konvex gekrümmten Abschnitte aufweisen. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass es auch bei schmalen Schneideinsätzen aus
Hartmetall, die generell auf Zugspannung nur mässig beanspruchbar sind, zu keinem
Materialbruch aufgrund einer Kerbwirkung kommen kann.

Weiters ergeben sich günstige konstruktive Verhältnisse dann, wenn die konvexen und konkaven Abschnitte der Schenkel kreisförmig gekrümmt sind, wobei der Radius jedes konkaven Abschnittes im Bereich von 15 % bis 60 % der Plattendicke d des
Schneideinsatzes liegt und wobei der Radius jedes korrespondierenden konvexen
Abschnittes im Bereich von 40 % bis 99 % vom Radius des konkaven Abschnittes liegt.

Die besten konstruktiven Verhältnisse liegen dabei dann vor, wenn der Radius jedes konkaven Abschnittes im Bereich von 30 % bis 45 % der Plattendicke d und der Radius jedes korrespondierenden konvexen Abschnittes im Bereich von 75 % bis 95 % vom Radius des konkaven Abschnittes liegt.

Besonders stabile Verhältnisse bei der Aufnahme des Schneideinsatzes ergeben sich dann, wenn die im Schnitt annähernd punktförmigen Kontaktzonen zwischen Schneideinsatz und Ausnehmung eher in den Randbereichen der Schenkel liegen, d. h. im speziellen wenn die jeweilige Kontaktzone jedes korrespondierenden konkaven und konvexen Abschnittes von der jeweils benachbarten Seitenfläche des

Schneideinsatzes einen Abstand a im Bereich von 5 % bis 35 % der Plattendicke d des Schneideinsatzes aufweist.

Die etwa V-förmigen, zusammenwirkenden Gegenflächen zwischen Schneideinsatz und Aufnahme können nur auf der Unterseite des Schneideinsatzes oder sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite des Schneideinsatzes vorgesehen sein, wodurch die Seitenstabilität des Schneidwerkzeuges nochmals verbessert wird und ein Verdrehen des Schneideinsatzes in der Aufnahme mit Sicherheit vermieden wird.

Schliesslich kann es auch noch von Vorteil sein, auf der Rückseite des
Schneideinsatzes im Schnitt etwa V-förmige Gegenflächen zwischen Schneideinsatz und Ausnehmung vorzusehen, die in gleicher Weise wie die Gegenflächen an der Unterseite und/oder Oberseite des Schneideinsatzes ausgeführt sind.

Auf diese Weise kann auch in Fällen, wo die korrespondierenden Gegenflächen auf der Oberseite des Schneideinsatzes aus konstruktiven Gründen verhältnismässig klein sind, eine zusätzliche Stabilität des Schneideinsatzes in der Aufnahme erreicht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 die Teilansicht eines erfindungsgemässen Schneidwerkzeuges in Form eines Scheibenfräsers Fig. 2 die Teilansicht eines erfindungsgemässen Schneidwerkzeuges in Form eines Stechwerkzeuges

Fig. 3 die vergrösserte Teilansicht des erfindungsgemässen
Schneidwerkzeuges nach Fig. 1 im Schnitt A-A
Fig. 4A - 4C den Schneideinsatz für ein erfindungsgemässes Schneidwerkzeug in Schrägansicht, Vorderansicht und Draufsicht
In den Figuren 1 und 2 sind erfindungsgemässe Schneidwerkzeuge in Form eines
Scheibenfräsers und in Form eines Stechwerkzeuges dargestellt. Die scheiben- bzw. klingenförmigen Werkzeuggrundkörper bzw. Trägerteile -1- weisen ein bzw. mehrere
Ausnehmungen -2- zur Aufnahme der Schneideinsätze-3- auf. Die
Ausnehmungen -2- laufen zur vorderseitigen Öffnung der Ausnehmung-2- hin leicht konisch zu.

Die lichte Weite der Ausnehmung am vordersten Ende des
Klemmfingers -14- ist etwas geringer als die Höhe des Schneideinsatzes-3- im
Mittelbereich, so dass beim Einschieben des Schneideinsatzes-3- in die
Ausnehmung -2- der Klemmfinger -14- aufgespreizt wird und der Schneideinsatz -3- festgeklemmt wird.

Die jeweils gegenüberliegenden Gegenflächen -4- und-5- von Schneideinsatz-3- und Ausnehmung-2- weisen ein etwa V-förmiges Profil auf. Die genaue erfindungsgemässe Ausgestaltung dieser Gegenflächen -4- und-5- ist im Detail in Figur 3 zu sehen, wobei in diesem vergrösserten Abschnitt nur die Gegenflächen -4und-5- an der Unterseite des Schneideinsatzes-3- dargestellt sind. Die in etwa V-förmige Gegenfläche -4- des Schneideinsatzes-3- weist zwei Schenkel -6- auf, die über einen Scheitel -12- miteinander verbunden sind. Die Schenkel -6- weisen etwa im Randbereich jeweils einen konkaven kreisförmig gekrümmten Abschnitt auf, der auf der einen Seite zum Rand hin gerade ausläuft. Auf der anderen Seite gehen die konkaven Abschnitte über einen geraden Abschnitt kontinuierlich in den konvexen kreisförmig gekrümmten Scheitel -12- über.

Die korrespondierende, in etwa V-förmige Gegenfläche-5- des Trägerteiles -1- weist zwei Schenkel -7- auf, die über einen Scheitel -13- miteinander verbunden sind. Die
Schenkel -7- weisen im Randbereich jeweils einen konvexen, kreisförmig gekrümmten Abschnitt auf, der auf der einen Seite zum Rand hin gerade ausläuft.

Auf der anderen Seite gehen die konvexen Abschnitte über einen geraden Abschnitt kontinuierlich in den konkaven, kreisförmig gekrümmten Scheitel -13- über. Die konvexen Abschnitte der Schenkel -7- der Gegenfläche -5- des Trägerteiles -1- weisen einen um etwa 5 % kleineren Radius auf, als der Radius der konkaven
Abschnitte der Schenkel -6- der Gegenfläche -4- des Schneideinsatzes -3-. Der
Radius des konvexen Scheitels -12- der Gegenfläche -4- des Schneideinsatzes-3- weist einen um etwa 5 % kleineren Radius auf als der Radius des konkaven
Scheitels -13- der Gegenfläche -5- des Trägerteiles -1-. Auf diese Weise werden zwischen den Schenkeln -6- und -7- auf beiden Seiten eindeutig definierte, im Schnitt gesehen punktförmige Kontaktzonen -8- geschaffen.

Die einzelnen Gegenflächen -4- und-5- sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Kontaktzonen-8- einen Abstand a von etwa 20 % der Plattenstärke d von der benachbarten Seitenfläche -9des Schneideinsatzes aufweisen.

In den Figuren 4A bis 4C ist der Schneideinsatz-3- für ein erfindungsgemässes Schneidwerkzeug nach Figur 3 in verschiedenen Ansichten vergrössert dargestellt.

Dabei ist zu sehen, dass auch die Rückseite des Schneideinsatzes -3- als Gegenfläche -11-, zur Gegenfläche -10- des Trägerteiles, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, ausgeführt ist. Diese Gegenflächen -10-, -11- sind in gleicher Weise ausgestaltet, wie die Gegenflächen -4- und -5-. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Stabilisierung des Schneideinsatzes -3- erreicht.

Claims

Ansprüche 1. Zerspanungswerkzeug mit einem scheiben- oder klingenförmigen Trägerteil (1 ) mit einer oder mehreren Ausnehmungen (2) zur Aufnahme eines oder mehrerer Schneideinsätze (3), wobei zumindest ein Teil der jeweils zusammenwirkenden Gegenflächen (4,5) zwischen Schneideinsatz (3) und Ausnehmung (2) im Schnitt etwa V-förmig ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (6,7) der etwa V-förmigen Gegenflächen (4,5) bei einer Gegenfläche (4,5) zumindest teilweise konkav und bei der korrespondierenden Gegenfläche (4,5) zumindest teilweise konvex kurvenförmig gekrümmt verlaufen, wobei die konkav gekrümmten Abschnitte eine geringere Krümmung aufweisen als die korrespondierenden konvex gekrümmten Abschnitte, so dass zwischen Schneideinsatz (3) und Ausnehmung (2) definierte annähernd punktförmige Kontaktzonen (8) gebildet werden.
2. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (6,7) mit den konkaven Abschnitten kontinuierlich über einen konvex gekrümmten Scheitel (12,13) und die Schenkel (6,7) mit den konvexen Abschnitten kontinuierlich über einen konkaven Scheitel (12,13) verbunden sind. <Desc/Clms Page number 9>
3. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (6) der Gegenfläche (4) des Schneideinsatzes (3) die konkav gekrümmten Abschnitte und die Schenkel (7) der korrespondierenden Gegenfläche (5) der Ausnehmung (2) die konvex gekrümmten Abschnitte aufweisen.
4. Zerspanungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexen und konkaven Abschnitte der Schenkel (6,7) kreisförmig gekrümmt sind, wobei der Radius jedes konkaven Abschnittes im Bereich von 15 % bis 60 % der Plattendicke d des Schneideinsatzes (3) liegt und wobei der Radius jedes korrespondierenden konvexen Abschnittes im Bereich von 40 % bis 99 % vom Radius des konkaven Abschnittes liegt.
5. Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius jedes konkaven Abschnittes im Bereich von 30 % bis 45 % der Plattendicke d und der Radius jedes korrespondierenden konvexen Abschnittes im Bereich von 75 % bis 95 % vom Radius des konkaven Abschnittes liegt.
6. Zerspanungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kontaktzone (8) jedes korrespondierenden konkaven und konvexen Abschnittes von der jeweils benachbarten Seitenfläche (9) des Schneideinsatzes (3) einen Abstand a im Bereich von 5 % bis 35 % der Plattendicke d des Schneideinsatzes (3) aufweist. <Desc/Clms Page number 10>
7. Zerspanungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die etwa V-förmigen zusammenwirkenden Gegenflächen (4,5) zwischen Schneideinsatz (3) und Aufnahme @ auf der Unterseite und auf der Oberseite des Schneideinsatzes (3) vorgesehen sind.
8. Zerspanungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auch auf der Rückseite des Schneideinsatzes (3) im Schnitt etwa V-förmige Gegenflächen (10,11) zwischen Schneideinsatz (3) und Ausnehmung (2) vorgesehen sind, die in gleicher Weise wie die Gegenflächen (4,5) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt sind.