AT7664U1 - Schneidwerkzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, bestehend aus einem Werkzeuggrundkörper (1) und mindestens einem daran unmittelbar oder über eine Unterlagsplatte (3) befestigten Schneideinsatz (2). Die gegenseitigen Kontaktflächen (4,5,6) zwischen Werkzeugkörper (1), Unterlagsplatte (3) und Schneideinsatz (2) sind zumindest teilweise mit einer Vielzahl von in gegenseitigem Eingriff stehenden Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) ausgeführt. Diese Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) sind derart strahlenförmig angeordnet, dass ihre Scheitellinien (9) bzw. deren Verlängerungen im Zentrum Z der gegenseitigen Kontaktflächen (4,5,6) zusammenlaufen. Erfindungsgemäß sind die Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) jeder einzelnen Kontaktfläche (4,5,6) im Querschnitt senkrecht zu ihren Scheitellinien (9) zumindest teilweise kurvenförmig ausgeführt und gehen unmittelbar ineinander über.

Description

AT 007 664 U1

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, bestehend aus einem Werkzeuggrundkörper und mindestens einem daran unmittelbar oder über eine Unterlagsplatte befestigten Schneideinsatz, wobei die gegenseitigen Kontaktflächen zwischen Werkzeuggrundkörper und Schneideinsatz bzw. Werkzeuggrundkörper, Unterlagsplatte und Schneid-5 einsatz zumindest teilweise mit einer Vielzahl von in gegenseitigem Eingriff stehenden Erhebungen und Vertiefungen ausgeführt sind, welche derart strahlenförmig angeordnet sind, dass ihre Scheitellinien bzw. deren Verlängerungen im Zentrum der gegenseitigen Kontaktflächen zusammenlaufen.

Bei Schneidwerkzeugen zur spanabhebenden Bearbeitung mit auswechselbaren Schneid-10 einsätzen aus verschleißfestem Material, wie z.B. Hartmetall, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, den Schneideinsatz verdrehsicher und möglichst positionsgenau mit dem Werkzeuggrundkörper zu verbinden.

In den Werkzeuggrundkörper ist in der Regel ein Plattensitz mit einer ebenen Auflagefläche und mit einer oder mehreren seitlichen Anschlagflächen eingearbeitet. Zur Fixierung des Schneid-15 einsatzes im Plattensitz weist dieser in den meisten Fällen ein zentrales Mittelloch auf, in das der Kopf einer Befestigungsschraube eingreift, die mit dem Werkzeuggrundkörper verschraubt wird. Aber auch mit dem Werkzeuggrundkörper verschraubbare Klemmpratzen, die auf der Oberseite des Schneideinsatzes angreifen, sind zur Befestigung von Schneideinsätzen in derartigen Plattensitzen bekannt. 20 Nachteilig bei derartigen Verbindungen zwischen Werkzeuggrundkörper und Schneideinsatz ist, dass die Positionierung des Schneideinsatzes vielfach nicht sicher genug ist und es zu einem Verdrehen des Schneideinsatzes im Plattensitz kommen kann. Darüber hinaus sind durch die meistens mehrfach vorgesehenen, seitlichen Anschlagflächen die Schneidkanten der Schneideinsätze an diesen Stellen für die Zerspanung nicht ersetzbar, so dass ein derartiges Schneidwerk-25 zeug, insbesondere bei der Drehbearbeitung, nicht für alle Bearbeitungen geeignet ist.

Die EP 0 805 731 B beschreibt ein Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, bei dem die Auflagefläche des Plattensitzes und die entsprechenden Kontaktflächen des Schneideinsatzes mit einer Vielzahl von gegenseitig in Eingriff stehenden Erhebungen und Vertiefungen ausgeführt sind. Der Schneideinsatz kann dabei auch über eine dazwischen liegende Unter-30 lagsplatte mit dem Werkzeuggrundkörper verbunden sein, wobei in diesem Fall sowohl die Kontaktflächen zwischen Unterlagsplatte und Werkzeuggrundkörper, als auch die Kontaktflächen zwischen Schneideinsatz und Unterlagsplatte mit den Erhebungen und Vertiefungen ausgeführt sind. Die Erhebungen und Vertiefungen sind im Querschnitt etwa V-förmig ausgeführt, wobei zwischen diesen Erhebungen und Vertiefungen immer Kontaktflächen mit planen Abschnitten 35 vorgesehen sind.

In einer Variante eines derartigen Schneidwerkzeuges ist es auch vorgesehen, die Kontaktflächen zwischen einem kreisförmigen Schneideinsatz und dem Plattensitz mit einer Vielzahl von strahlenförmig jeweils im Zentrum der Kontaktfläche zusammenlaufenden, V-förmigen Erhebungen und Vertiefungen zu versehen. Auch bei dieser Variante sind zwischen den V-förmigen Erhebun-40 gen und Vertiefungen Kontaktflächen mit planen Abschnitten vorgesehen. Der Querschnitt der V-förmigen Erhebungen und Vertiefungen ist über die gesamte Längserstreckung vom Zentrum der Kontaktflächen nach außen hin gleich bleibend. Der Vorteil bei einem derartigen Schneidwerkzeug ist, dass auch ohne seitliche Anschlagflächen eine verhältnismäßig sichere, passgenaue, indexier-bare Verbindung zwischen Schneideinsatz und Werkzeuggrundkörper erreicht wird. 45 Nachteilig dabei ist, dass die Profilierung der Kontaktflächen bei zu großen Belastungen durch die Schnittkräfte zerstört werden kann. Darüber hinaus kommt es durch die planen Abschnitte zwischen den V-förmigen Profilen zu einer Überbestimmung in der Auflage, so dass nicht alle Abschnitte der Kontaktfläche gleichmäßig zur Anlage kommen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Schneidwerkzeug zur Verfügung zu stellen, 50 bei dem die Kontaktflächen zwischen Werkzeuggrundkörper und Schneideinsatz bzw. ggf. auch zwischen einer dazwischen liegenden Unterlagsplatte derart profiliert sind, dass sie auch den höchsten Beanspruchungen durch die bei der Zerspanung auftretenden Schnittkräfte Stand halten und dass gleichzeitig über alle Abschnitte der Kontaktflächen eine gleichmäßig gute Anlage gewährleistet ist. 55 Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Erhebungen und Vertiefungen jeder 2 AT 007 664 U1 einzelnen Kontaktfläche im Querschnitt senkrecht zu ihren Scheitellinien zumindest teilweise kurvenförmig ausgeführt sind und unmittelbar ineinander übergehen.

Durch das derart entstehende, zusammenhängende Wellenprofil und die strahlenförmig im Zentrum der gegenseitigen Kontaktflächen zusammenlaufenden Scheitellinien der Erhebungen 5 und Vertiefungen wird erreicht, dass die Breite der Erhebungen und Vertiefungen von innen nach außen hin kontinuierlich zunimmt, so dass an den außen liegenden Stellen an denen die Schnittkräfte unmittelbar einwirken der größte Querschnitt vorliegt, wodurch eine äußerst stabile Positionierung des Schneideinsatzes ohne zusätzliche seitliche Anlageflächen erreicht wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird weiters erreicht, dass der Sinterverzug bei 10 Schneideinsätzen aus Hartmetall oder Keramik nahezu vollständig kompensiert wird, so dass es zu einer äußerst genauen, vorbestimmten Anlage der Kontaktflächen zwischen Schneideinsatz und Werkzeuggrundkörper bzw. Unterlagsplatte kommt.

Durch entsprechende Festlegung der Teilung der Erhebungen und Vertiefungen über die gesamte Kontaktfläche wird eine beliebige Indexiermöglichkeit des Schneideinsatzes geschaffen, so 15 dass immer die gewünschte Schneidkante bzw. der gewünschte Schneidkantenabschnitt in Schneidposition bringbar ist. Die Positionier- und Wiederholgenauigkeit beim Spannen des Schneideinsatzes ist dabei äußerst hoch. Auf zusätzliche seitliche Anschlagflächen kann in der Regel vollständig verzichtet werden. Durch die strahlenförmig zusammenlaufende Anordnung der Erhebungen und Vertiefungen werden Schnittkräfte aus allen Richtungen optimal aufgenommen. 20 Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht, dass auf ein- und demselben Plattensitz unterschiedliche Schneideinsatzgeometrien festspannbar sind.

Die Profilierung des Plattensitzes ist am Werkzeuggrundkörper auf einfache und wirtschaftliche Weise, beispielsweise durch Prägen, herstellbar. Die Profilierung der Kontaktfläche bei Schneideinsätzen aus Hartmetall oder Keramik, die pulvermetallurgisch hergestellt werden, ist presstech-25 nisch unproblematisch herstellbar, wobei der Verzug beim anschließenden Sinterprozess äußerst gering ist.

Die Kontaktflächen zwischen Schneideinsatz und Werkzeuggrundkörper bzw. Schneideinsatz, Unterlagsplatte und Werkzeuggrundkörper können entweder exakt gleich profiliert sein, so dass sich theoretisch eine vollflächige Anlage ergibt, oder auch geringfügig unterschiedlich sein, so dass 30 der gegenseitige Kontakt an definierten Kontaktzonen erfolgt, was in der Regel wegen der, wenn auch geringen Fertigungstoleranzen zu bevorzugen ist, um eine sichere, definierte gegenseitige Kontaktzone zu erreichen.

Besonders bewährt hat es sich, die Form der Erhebungen und Vertiefungen bei jeder Kontaktfläche so auszugestalten, dass sie in ihrem Querschnitt in Summe, auf einer ebenen Fläche abge-35 wickelt, zumindest näherungsweise die Form einer Sinuskurve aufweisen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Höhe h der Sinuskurve der jeweiligen Kontaktfläche vom Zentrum Z bzw. von einem dem Zentrum Z am nächsten liegenden Bereich aus, nach außen hin kontinuierlich zunimmt. Dann kann bei entsprechender Anpassung der Höhenänderung an den Teilungsabstand der Scheiteliinien der einzelnen Erhebungen und Vertiefungen eine gleichbleibende Neigung der 40 Flanken der Erhebungen und Vertiefungen erreicht werden.

Von Vorteil kann es auch sein, wenn bei der jeweiligen Sinuskurve die Krümmung im Scheitelbereich einzelner Erhebungen und/oder Vertiefungen unterschiedlich ist zur Krümmung im Scheitelbereich der restlichen Erhebungen und Vertiefungen. Dadurch wird die Möglichkeit einer gezielten Indexierung des Schneideinsatzes bzw. der Unterlagsplatte über einen gewünschten Teilungs-45 bereich geschaffen. Vorteilhaft ist es auch, wenn die einzelnen Erhebungen einer Kontaktfläche, gegenüber den einzelnen Vertiefungen der jeweiligen korrespondierenden Kontaktfläche mit denen sie in Eingriff stehen, im Scheitelbereich freigestellt sind. Dadurch wird gezielt eine sichere, definierte Anlage an den Seitenflanken der Sinuskurve erreicht.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren näher erläutert. 50 Es zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Schneidwerkzeug mit Rund-Wendeschneidplatte vor dem Zusammenbau in Schrägansicht

Figur 2 die Variante eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges mit Rund-Wendeschneidplatte und Unterlagsplatte vor dem Zusammenbau in Schrägansicht 55 Figur 3 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges mit kombinier- 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 AT 007 664 U1 ter Stech-Fräs-Wendeschneidplatte vor dem Zusammenbau in Schrägansicht Figur 4 das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug nach Fig. 3, jedoch mit rechteckiger Wendeschneidplatte zum Drehen Figur 5 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges zum Stechen vor dem Zusammenbau in Schrägansicht Figur 6 eine erfindungsgemäße Rund-Wendeschneidplatte in Schrägansicht Figur 7 die Variante einer erfindungsgemäßen Rund-Wendeschneidplatte in Schrägansicht Figur 8 eine erfindungsgemäße, rechteckige Wendeschneidplatte in Schrägansicht Figur 9 eine erfindungsgemäße, quadratische Wendeschneidplatte in Schrägansicht Figur 10 den Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Rund-Wendeschneidplatte in Schrägansicht Figur 11 den Ausschnitt einer Variante einer erfindungsgemäßen Rund-Wendeschneidplatte in Schrägansicht Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils ein Schneidwerkzeug zum Drehen mit einer Rund-Wendeschneidplatte -2- mit Mittelloch, die einmal unmittelbar und einmal über eine Unterlagsplatte -3- mit dem Werkzeuggrundkörper -1- verbunden werden. Die Verbindung erfolgt in den dargestellten Ausführungen über eine nicht dargestellte Schraube, welche das Mittelloch der Wendeschneidplatte -2- und der Unterlagsplatte -3- durchsetzt und in ein Innengewinde im Plattensitz des Werkzeuggrundkörpers -1- eingreift. Ebenso wäre die Befestigung der Rund-Wendeschneidplatten ohne ein Mittelloch über eine Klemmpratze, welche an der Oberseite der Wendeschneidplatten angreift, denkbar. Erfindungsgemäß weist die Kontaktfläche -4- des jeweiligen Werkzeuggrundkörpers -1-, die Kontaktfläche -5- der jeweiligen Wendeschneidplatte -2- sowie die obere und untere Kontaktfläche -6- der Unterlagsplatte -3- eine Vielzahl ineinandergreifender Erhebungen -7- und Vertiefungen -8- auf. Die einzelnen Erhebungen -7- und Vertiefungen -8- einer jeweiligen Kontaktfläche -4-, -5-, -6- sind so angeordnet, dass ihre Scheitellinien -9- im imaginären Zentrum Z der jeweiligen Kontaktfläche -4-, -5- und -6- zusammenlaufen, was im Detail am Beispiel der Kontaktfläche -5- der Wendeschneidplatte -2- in Figur 9 dargestellt ist. Darüber hinaus gehen die einzelnen Erhebungen -7- und Vertiefungen -8- jeder Kontaktfläche -4-, -5- und -6- derart unmittelbar ineinander über, dass ihr Querschnitt in Summe auf, einer ebenen Fläche abgewickelt, eine Sinuskurve bildet. Die Höhe h der Sinuskurve der jeweiligen Kontaktfläche -4-, -5- und -6- nimmt von dem Bereich aus, der dem Zentrum Z am nächsten liegt, nach außen hin kontinuierlich zu und ist derart auf die Teilung der einzelnen Scheitellinien -9- abgestimmt, dass die Flankenneigungen der Sinuskurve der jeweiligen Kontaktflächen -4-, -5- und -6- konstant bleiben. Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei Varianten eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges vor dem Zusammenbau bei denen der Werkzeuggrundkörper -1- jeweils mit gleich ausgeführten erfindungsgemäßen Kontaktflächen -4- ausgeführt ist und dieser dann mit unterschiedlichen Wendeschneidplatten -2-, einmal in Form einer Kombinationsplatte zum Stechen und Anfasen und einmal in Form einer Rechteckplatte, mit entsprechenden Kontaktflächen -5-, bestückt wird. In Figur 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges zum Stechen dargestellt bei dem die Kontaktfläche -4- des Werkzeuggrundkörpers -1- für den Schneideinsatz -2- seitlich angeordnet ist und der Schneideinsatz -2- mit der entsprechenden Kontaktfläche -5- seitlich am Werkzeuggrundkörper -1 - befestigt wird. In den Figuren 6 bis 9 sind die Kontaktflächen -5- für unterschiedliche Schneidplattengeometrien -2- dargestellt, wobei sich die Kontaktflächen -5- der Rund-Wendeschneidplatte -2- nach den Figuren 6 und 7 dadurch voneinander unterscheiden, dass in einem Fall die Kontaktfläche -5-vollständig mit Erhebungen -7- und Vertiefungen -8- mit sinusförmigem Querschnitt ausgeführt ist und im anderen Fall die Erhebungen -7- und Vertiefungen -8- nur im Mittelbereich ausgeführt sind, während der anschließende Zentrumsbereich -10- und der anschließende Randbereich -11- als ebene Kontaktflächenabschnitte ausgeführt sind. In Figur 9 ist zudem noch im Detail, wie schon vorhergehend erwähnt, das Zusammenlaufen der Scheitellinien -9- der einzelnen Erhebungen -7- und Vertiefungen -8- im imaginären Zentrum Z der Kontaktfläche -5- des Schneideinsatzes -2- dargestellt. Die Figuren 10 und 11 zeigen Ausschnitte der Kontaktflächen -5- von Rund-Wendeschneidplatten in zwei unterschiedlichen Varianten, mit einer Darstellung des auf einer Ebene abgewickelten Querschnittes des jeweiligen Summenprofiles der einzelnen Erhebungen -7- und Vertiefungen 4 55

Claims (10)

1. AT 007 664 U1 -8-. In der Variante nach Figur 10 weisen die Erhebungen -7- und die Vertiefungen -8- gleiche Krümmungen auf, so dass sich eine gleichförmige Sinuskurve ergibt. In der Variante nach Figur 11 weisen die zwei mittleren Erhebungen -7- einen größeren Krümmungsradius auf als die restlichen Erhebungen -7- und Vertiefungen -8-, wodurch sich eine ungleichförmige, angenäherte Sinuskurve ergibt. ANSPRÜCHE: 1. Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, bestehend aus einem Werkzeuggrundkörper (1) und mindestens einem daran unmittelbar oder über eine Unterlagsplatte (3) befestigten Schneideinsatz (2), wobei die gegenseitigen Kontaktflächen (4,5,6) zwischen Werkzeuggrundkörper (1) und Schneideinsatz (2) bzw. Werkzeuggrundkörper (1), Unterlagsplatte (3) und Schneideinsatz (2) zumindest teilweise mit einer Vielzahl von in gegenseitigem Eingriff stehenden Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) ausgeführt sind, welche derart strahlenförmig angeordnet sind, dass ihre Scheitellinien (9) bzw. deren Verlängerungen im Zentrum Z der gegenseitigen Kontaktflächen (4,5,6) zusammenlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) jeder einzelnen Kontaktfläche (4,5,6) im Querschnitt senkrecht zu ihren Scheitellinien (9) zumindest teilweise kurvenförmig ausgeführt sind und unmittelbar ineinander übergehen.
2. 2. Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Kontaktfläche (4,5,6) der Querschnitt der Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) in Summe, auf einer ebenen Fläche abgewickelt, zumindest näherungsweise die Form einer Sinuskurve aufweist.
3. 3. Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe h der Sinuskurve der jeweiligen Kontaktfläche (4,5,6) vom Zentrum Z bzw. von einem dem Zentrum Z am nächsten liegenden Bereich aus, nach außen hin, kontinuierlich zunimmt.
4. 4. Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der jeweiligen Sinuskurve die Krümmung im Scheitelbereich einzelner Erhebungen (7) und/oder Vertiefungen (8) unterschiedlich ist zur Krümmung im Scheitelbereich der restlichen Erhebungen (7) und Vertiefungen (8).
5. 5. Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Erhebungen (7) der jeweiligen Kontaktfläche (4,5,6) gegenüber den einzelnen Vertiefungen (8) der jeweiligen korrespondieren Kontaktfläche (4,5,6), mit denen sie in Eingriff stehen, im Scheitelbereich freigestellt sind.
6. 6. Schneideinsatz (2) zur unmittelbaren Befestigung oder Befestigung über eine Unterlagsplatte (3) auf dem Werkzeuggrundkörper (1) eines Schneidwerkzeuges zur spanabhebenden Bearbeitung, dessen Kontaktfläche (5) zum Werkzeuggrundkörper (1) bzw. zur Unterlagsplatte (3) eine Vielzahl von Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) aufweist, welche derart angeordnet sind, dass ihre Scheitellinien (9) bzw. deren Verlängerungen im Zentrum Z der Kontaktfläche (5) zusammenlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) im Querschnitt senkrecht zu ihren Scheitellinien (9) zumindest teilweise kurvenförmig ausgeführt sind und unmittelbar ineinander übergehen.
7. 7. Schneideinsatz (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Erhebungen (7) und Vertiefungen (8) in Summe, auf einer ebenen Fläche abgewickelt, zumindest näherungsweise die Form einer Sinuskurve aufweist.
8. 8. Schneideinsatz (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe h der Sinuskurve vom Zentrum Z der Kontaktfläche (5) bzw. von einem dem Zentrum Z am nächsten liegende Bereich aus, nach außen hin kontinuierlich zunimmt.
9. 9. Schneideinsatz (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Sinuskurve die Krümmung im Scheitelbereich einzelner Erhebungen (7) und/oder Vertiefungen (8) unterschiedlich ist zur Krümmung im Scheitelbereich der restlichen Erhebungen (7) und Vertiefungen (8). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 AT 007 664 U1
10. 10. Schneideinsatz (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Erhebungen (7) der jeweiligen Kontaktfläche (4,5,6) gegenüber den einzelnen Vertiefungen (8) der jeweiligen korrespondierenden Kontaktfläche (4,5,6), mit denen sie in Eingriff stehen, im Scheitelbereich freigestellt sind. HIEZU 7 BLATT ZEICHNUNGEN 6 55