Schneideinsatz für spanabhebende Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft einen Schneideinstaz für spanabhebende Werkzeugmaschinen, mit positiven Span winkeln, zum Einsetzen in Halter für Einsätze mit nega tiven Spanwinkeln.
Solche Einsatzstücke sind im allgemeinen aus äus- serst hartem Material, wie beispielsweise gesintertem Wolframcarbid, hergestellt, welches nur sehr schwer be arbeitbar ist, beispielsweise mit einer Diamant- oder Si liziumcarbidscheibe. Da diese Einsatzstücke nur unter grossen Schwierigkeiten bearbeitbar sind, waren sie bei ihrer Einführung in die Technik von einfacher prisma tischer Form mit im allgemeinen rechtwinkligen Ecken, wodurch die Schneidkanten bestimmt waren.
Bei einem solchen Einsatzstück wird der Spanwinkel zwischen Werkstück und der die Schneidseite bildenden Fläche des Einsatzes negativ, wenn es verschwenkt wird, um einen Freiwinkel zwischen der Oberfläche des Einsatz stückes und dem Werkstück zu erhalten. In den meisten Fällen des Einsatzes von Einsatzstücken werden jedoch positive Spanwinkel bevorzugt. Wegen der vorbeschrie benen Art, in der Einsatzstücke in die Technik einge führt wurden, hat es sich jedoch ergeben, dass die mei sten existierenden Halter für Schneideinsatzstücke von solcher Natur sind, dass die Einsatzstücke gegenüber dem Werkstück negative Spanwinkel haben.
In einigen Fällen sind zwar negative Spanwinkel günstiger, in an deren und wahrscheinlich den meisten Fällen sind aber positive Spanwinkel vorzuziehen. Um die Vorteile nega tiver und auch positiver Schnitteinsatzstücke nutzbar zu machen, ist gegenwärtig je ein Werkzeughalter für beide Typen erforderlich.
Danach ist es das erste Ziel der Erfindung, ein Schneideinsatzstück zu schaffen, welches in einen her kömmlichen Halter für Schneideinsätze mit negativen Spanwinkeln einsetzbar ist, welches Einsatzstück aber mit positivem Spanwinkel an der zu bearbeitenden Ober fläche schneiden kann. Die Formung von Einsatzstücken der bezeichneten Art ist schwierig und es müssen Toleranzen innerhalb relativ enger Grenzen eingehalten werden und die Ein satzstücke müssen relativ einheitlich bezüglich Abmes sungen und Ausführungen sein, so dass sie jederzeit ge geneinander ausgetauscht werden können.
Unter diesem Gesichtspunkt hat die Erfindung das weitere Ziel, ein Einsatzstück mit positivem Spanwinkel zu schaffen, welches in einen Halter für Einsätze mit negativen Spanwinkeln einsetzbar ist, von einer solchen Natur, dass das Einsatzstück auf einfache Weise mit engen Toleranzen herstellbar ist, so dass es leicht und schnell einstellbar, einsetzbar und gegen andere -aus tauschbar ist.
Bezüglich der Herstellung von Einsatzstücken mit positivem Spanwinkel (nachfolgend positive Einsätze genannt) gemäss der Erfindung sei bemerkt, dass Ein satzstücke mit positiven Rückspanwinkeln , die in ne gative Halter einsetzbar sind, bekannt ;sind. Der so genannte Rückspanwinkel ist dabei der Winkel zwi schen der Schneidkante und einer Senkrechten auf die geschnittene Oberfläche. Wenn dieser Winkel auf der jenigen Seite liegt, nach der hin sich die Werkzeugober fläche bewegt, ist der Spanwinkel positiv, andernfalls ist er negativ.
Bekannte Einsatzstücke, deren äussere Wandung senkrecht auf der oberen und unteren Oberfläche steht, erhalten einen positiven hinteren Spanwinkel durch Aus bilden einer Ausnehmung oder Nut in der betreffenden Fläche des Einsatzstückes, welche die Umfangswandung des Einsatzstückes unter einem Winkel trifft, der etwas grösser .als der Freiwinkel der Umfangswandung gegen über dem Werkstück ist.
Ein weiterer wichtiger Spanwinkel ist der sogenannte Seitenspanwinkel . Dies ist der Winkel zwischen der jenigen Oberfläche des Einsatzes, welche den Span vom Werkstück führt, und der Vorschubrichtung des Ein satzstückes gegenüber dein Werkstück.
Der oben er wähnte bekannte Einsatz mit positivem Spanwinkel hat keinen positiven Seitenspanwinkel , da die Schneid kante und die benachbarte, den Span führende Nut pa rallel zur Schneidfront des Einsatzes sind und daher bei Verschwenken des Einsatzes zwecks Einstellung eines Freiwinkels zwischen der Seite des Einsatzes und der Schulter des Werkstückes die Schneidkante und die Aus- nehmung ebenfalls verschwenkt werden und daraus ein negativer Seitenspanwinkel resultiert.
Es sind auch Einsätze mit positiven Seitenspan winkeln und positiven Rückspanwinkeln bekannt, aber bei diesen ist die Umfangswandung keilförmig für die Front- und Seitenfreiwinkel. Diese Einsätze sind teuer und nicht umkehrbar und wegen ihrer Form schwierig mit engen Toleranzen herstellbar.
Keines .der bekannten positiven Einsatzstücke (Ein satzstücke mit positivem Spanwinkel) vermag den Span in veränderlicher Weise zu kontrollieren, um das Ein satzstück an wechselnde Arbeitbedingungen anzupassen, die mit Änderung der Vorschubgeschwindigkeit oder Schnittiefe oder der Schneidgeschwindigkeit verbunden sind.
Beim Gebrauch der Schneideinsätze ändert sich die Vorschubgeschwindigkeit wesentlich je nach Arbeitsbe dingungen, wobei die gewöhnlichen Schneideinsätze, die eine einheitliche Nut zur Kontrolle des Spans haben, keine Mittel zum Wenden oder Abbrechen des Spans haben. Dies wirkt sich natürlich nachteilig auf die Schneidbedingungen aus, so dass nicht immer befriedi gende Späne bei veränderlichen Vorschubgeschwindig keiten erzeugt werden. Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Schneideinsatz zu schaffen, bei wel chem die den Span kontrollierende Nut oder Ausneh- mung veränderlich ist in Übereinstimmung mit Verän derungen der Schneidbedingungen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Schneideinsatzes von solcher Gestalt, dass ver besserte Arbeitscharakteristiken erhalten werden, wäh rend gleichzeitig die Formen oder Presstempel für die Einsatzstücke einfach bei sehr hoher Genauigkeit auf die herkömmliche Art und Weise herstellbar sind. Wei tere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes an hand der Zeichnung.
Es zeigen Fig. 1 perspektivisch einen Halter mit einem recht eckigen Schneideinsatz gemäss der Erfindung.
Fig. 2 zeigt in gleichartiger Darstellungsweise einen Halter mit einem dreiseitigen Einsatz.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht auf Halter .und Schneid einsatz in Arbeitsstellung am Werkzeug, wobei ersicht lich ist wie ein Freiwinkel an der Perpherie des Schneid ein.satzes aufrecht erhalten ist, während gleichzeitig ein positiver Rückspanwinkel gegenüber dem Werkstück er halten ist.
Fig. 3a ist eine Ansicht auf das Werkstück bei ange setztem Werkzeug und zeigt den positiven Seitenspan winkel gemäss Linie IIIa-IIIa in Fig. 3.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Seite eines recht eckigen Einsatzstückes.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Schneideinsatzes nach Fig. 4.
Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 4. Fig. 7 ist ein Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 4. Fig. 8 ist ein Ausschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 4.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen dreiseitigen Schneideinsatz.
Fig. 10 ist ein Schnitt nach Linie X-X.
Fig. 11 ist ein Ausschnitt in grösserem Masstab und zeigt die Schneidkante des dreiseitigen Einsatzstückes mittig zwischen den Ecken des Einsatzstückes.
Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine Ecke des Ein satzstückes nach Fig. 9 und zeigt in grösserem Masstab wie die spankontrollierende Nut, die sich längs einer Seite des Einsatzstückes erstreckt, zusammentrifft mit der sich längs der anderen Seitenkante erstreckenden Nut.
Fig. 13 zeigt einen Schneideinsatz in Form eines gleichseitgen Parallelogramms oder Rhombus.
Fig. 14 ist ein Schnitt nach der Linie XIV-XIV in Fig. 13.
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf ein abgewandeltes Beispiel eines dreiseitigen Einsatzstückes, welches den Handelsnamen Trigun hat.
Fig. 16 ist ein Schnitt nach Linie XVI-XVI in Fig. 15. Fig. 17 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausfüh rung eines rechteckigen, und zwar einseitigen Schneid einsatzes.
Fig. 18 ist ein Schnitt nach Linie XVIII-XVIII in Fig. 17.
Fig. 19 ist eine Draufsicht auf einen einseitigen drei eckigen Schneideinsatz.
Fig. 20 ist ein Schnitt nach Linie XX-XX in Fig. 19. Fig. 21 zeigt eine einseitige rhombische Ausbildung eines Schneideinsatzes.
Fig. 22 ist ein Schnitt nach Linie XXII-XXII in Fig. 21.
Fig. 23 ist ein einseitiger Schneideinsatz in abgewan delter Dreiecksform.
Fig. 24 ist ein Schnitt nach Linie XXIV-XXIV in Fig. 23.
Fig. 25, 26 sind Drauf- und Seitenansichten zweisei tiger kreisförmiger Schneideinsätze und Fig. 27, 28 sind Draufsicht und Seitenansicht eines einseitigen kreisförmigen Schneideinsatzes gemäss der Erfindung.
Gemäss Fig. 1 hat der Halter 10 an einem Ende eine Ausnehmung bzw. Tasche 12 zur Aufnahme eines Schneideinsatzes 14, der auf einer Unterlegscheibe 16 in der Tasche ruht. Einsatz und Unterlegscheibe sind durch bekannte Mittel am Halter verklammert, sie kön nen auch eine zentrale Bohrung zur Aufnahme einer Klemmschraube haben. In Fig. 1 ist eine solche Bohrung mit 18 bezeichnet, der Halter hat einen Stift oder Hebel oder eine Befestigungsvorrichtung, die sich in die Boh rung hineinerstreckt und den Schneideinsatz zurück ge gen die rückwärtigen Wände der Tasche zwingt und den Schneideinsatz an seinem Platz gegenüber dem Halter festhält.
Eine typische Klammer ist strichpunktiert in Fig. 3 bei 17 gezeigt.
Der Halter gemäss Fig. 2 hat eine Tasche 22 an sei nem vorderen Ende, die nur eine einzige Rückwandung hat. In der Tasche 22 ruht auf einer Unterlegscheibe 26, ein dreiseitiger Schneideinsatz 24. Der Einsatz 24 wird wie bei Fig. 1 beschrieben befestigt.
Wie Fig. 1 und 2 zeigen ist die Ebene, in welcher die obere Seite des Einsatzes liegt, gegenüber der horizonta len in zwei Richtungen um etwa 5o nach unten ver- schwenkt, wobei dieser Neigungswinkel natürlich in wei- ten Grenzen schwanken kann. Diese Neigung des Ein satzstückes erbringt einen Freiwinkel zwischen der Aus- senfläche des Einsatzes und dem Werkstück an zwei Seiten, ,so dass ein günstiges Arbeiten erreicht wird.
Die Halter 10 bzw. 20 in Fig. 1 und 2 sind als Ne gative Halter zu bezeichnen. Wenn die eingesetzten Schneideinsätze die Form einfacher Prismen haben, de ren obere und untere Fläche rechtwinklig auf den Aus senflächen stehen, muss das Einsatzstück nach unten gegenüber dem Werkstück geneigt ;sein, um einen Frei- winkoel zwischen der Aussenfläche und dem Werkstück zu erhalten, so dass die Schneidkante in gewünschter Weise in dass Werkstück eindringen kann. Die Schneid kante eines solchen Schneideinsatzes isst von der Schnitt linie zwischen Aussenfläche und der Oberseite oder Un terseite des Schneideinsatzes gebildet.
Wenn die gesamte Oberseite und, Unterseite des Einsatzes .parallel zueinan der und rechtwinklig zu der Aussenfläche des Einsatzes angeordnet sind, ergibt sich bei der besprochenen Nei gung zwecks Einstellung eines Freiwinkels, dass der Schneideinsatz gegenüber dem Werkstück einen negati ven Spanwinkel hat. Selbst wenn eine Nut oder Ausneh- mung zur Kontrolle bzw. Führung des Spanes vorge sehen isst, ist der Spanwinkel noch negativ.
Der Einsatz ist nicht nur gegenüber dem Werkstück nach unten verschwenkt, sondern auch noch in bezug auf die Vorschubrichtung, um eine Front- und Seiten freiheit zu erreichen so dass sowohl der Haupt- sowie der Seitenspanwinkel negativ sind.
Der Schneideinsatz ist so geformt, dass der in Vor schubrichtung gemessene Spanwinkel und der senkrecht hierzu gemessene Spanwinkel, nämlich der Seitenspan winkel und der Rückspanwinkel, beide positiv sind. Dies ixt dadurch erreicht, dass in der Stirnfläche eine im Randbereich verlaufende Ausnehmung gebildet ist.
Wenn die äussere Region der Ausnehmung einen grossen Kurvenradius hat, ist die Kurve flach und der mittlere Bereich des Schneideinsatzes ist gross genug, um eine ausreichende Tragfähigkeit auf der flachen Un terlegscheibe zu bieten, so dass der Schneideinsatz ohne weiteres zweiseitig, das heisst mit Schneidkanten an sei ner Oberseite und an seiner Unterseite (seinen beiden Gesichten) gemacht werden kann.
Wird jedoch ein kleiner Kurvenradius angewendet, so ist die Nut tief und die mittlere Fläche wird notwen digerweise klein, so dass der Einsatz keine ausreichende Tragfähigkeit im mittleren Bereich haben würde, so dass er nur mit Schneidkanten an einer Seite gemacht wird. Allerdings kann auch ein solcher Schneideinsatz zweisei tig ausgebildet sein, jedoch ist dann eine entsprechend geformte Unterlegscheibe erforderlich.
Grosse Kurvenradien ergeben kleine positive Span winkel, während Taleine Kurvenradien grosse positive Spanwinkel ergeben.
Gemäss Fig. 3 wird das Werkstück 30 durch ein Werkzeug mit Schneideinsatz 32 abgedreht. Die Aussen fläche 34 (Freifläche) des Schneideinsatzes hat einen Freiwinkel A gegenüber dem Werkstück. Der Freiwin kel A kann 5 bis 100 betragen, je nach den Umständen. Die Schneidkante 36 ist gebildet durch die Kante zwi schen oberer Stirnfläche und Umfangsfläche.
Auf der Oberseite des Schneideinsatzes, ausgehend von der Schneidkante 36, ist eine Nut ausgebildet. Durch diese Nut ist ein Spanwinkel B bestimmt (Fig. 3). Je nach den Umständen beträgt dieser Spanwinkel B 5 bis 15 odermehr. In Fig. 3 ist auch gezeigt, dass sich bei Einsatz eines herkömmlichen Schneideinsatzes mit Frei winkel A ein negativer Spanwinkel C ergibt. Dieser nega tive Spanwinkel ist im wesentlichen so gross wie der Freiwinkel A und ,beträgt normalerweise etwa 700. Um einen ähnlichen Winkel ist der Einsatz gegenüber der Vorschubrichtung geneigt, um einen seitlichen Freiwin kel zu erhalten (Fig. 3a). In Fig. 3a ist der Freiwinkel mit E und der Spanwinkel mit D bezeichnet.
Fig. 3a zeigt, wie der seitliche Spanwinkel veränderlich ist mit veränderlicher Vorschubsgeschwindigkeit, wenn ein in Vorschubrichtung gemessen dickerer Span abgehoben wird.
Aus Vorstehendem ergibt sich, dass ein und derglei che Halter herkömmliche Einsätze mit negativen Span winkeln und auch erfindungsgemässe Einsätze mit ,posi tiven Spanwinkeln aufnehmen kann. Die Erfindung er laubt, bei Anwendung herkömmlicher Halter mit .posi tiven Spanwinkeln zu arbeiten. Die Halter für die Schnei deinsätze sind ziemlich teuer und haben eine lange Lebensdauer, so dass mit der Erfindung ein grosser wirtschaftlicher Vorteil verbunden ist, indem mit den vorhandenen Haltern erfindungsgemässe Einsätze mit positiven Spanwinkeln verwendbar sind.
Weitere Vorteile ergeben sich in Zusammenhang mit der Beschreibung von anderen Ausführungsbeispielen. Rechteckige Einsätze sind in den Fig. 4 bis 8 beschrie ben. Der Einsatz 40 gemäss Fig. 4 besteht aus Wolfram carbid beispielsweise und hat eine zentrale Klammer- Bohrung 42. Der Einsatz hat eine äussere Wandung 44 und- Oberseite und Unterseite 46, 48, die zueinander pa rallel und senkrecht auf der Aussenwandung 44 verlau fen. Beide Seiten haben eine äussere Nut 50, die sich längs der Schneidkanten von den Schneidkanten aus zur Mitte hin erstrecken. Die Ausnehmung bzw. Nut hat einen äusseren Bereich 52 und einen inneren Bereich 54.
Innerhalb der inneren Bereiche 54 ist eine Ruhefläche 56, mit welcher der Einsatz auf der Tragplatte ruht, wenn die gegenüberliegende Seite in Arbeitsstellung ge bracht ist. Im Nachfugenden wird mit Dachfläche diejenige Fläche bezeichnet, die mit ihrer Kante gerade in Eingriff steht, während als Grundfläche diejenige Fläche bezeichnet wird, mit welcher der Schneideinsatz auf der Unterlegscheibe ruht.
Der äussere Bereich 52 des Einsatzstückes ist kon kav gegenüber der Dachfläche bzw. Grundfläche ausge bildet. Gemäss Fig. 4 bis 8 ist der äussere Teil 52 der Ausnehmung sphärisch geformt, während. der innere Bereich 54 relativ :unvermittelt von der Tiefe der Nut 52 zur Oberfläche ansteigt.
Der äussere Bereich 52 der Ausnehmung 50 des Schneideinsatzes nach Fig. 4 bis 8 ist Teil einer einzigen Kugel, deren Mittelpunkt auf einer Senkrechten liegt, die auf dem Mittelpunkt der zugehörigen Fläche des Einsatzes errichtet :ist, wie Fig. 5 und 7 zeigen.
Die Aus bildung des äusseren Bereichs 52 der Ausnehmung in sphärischer Form ergibt im wesentlichen eine Kurven form der Schneidkanten 58 und 60 von einer Ecke zur anderen. ,Radius und Mittelpunkt der Kugel sind: :so ge wählt und angeordnet, dass die äussersten Ecken der Schneidkanten in derselben Ebene wie der zentrale Be reich 56 der zugehörigen Fläche liegen, während diese Bereiche der Schneidkanten zwischen den Ecken bogen förmig sind und auf der gleichen Weite der zugehörigen Fläche des Schneideinsatzes liegen, wie Fig. 5, 6 und 7 zeigen.
Fig. 8: zeigt in grösserem Masstab die Anordnung und, Ausbildung der Ausnehmung 50 im Querschnitt. Der äussere Bereich 52 ist in beiden Richtungen ge bogen, während der innere Bereich 54 einen relativ schroffen Anstieg bildet, der im Querschnitt linear sein kann und die äussere Grenze des mittleren Bereichs 56 bildet. Wie Fig. 4 zeigt, ist der innere Bereich 54 der Ausnehmung so ausgebildet, dass er gegenüber der zen tralen Fläche konvex verläuft. Die innere Region 54 kann im Querschnitt linear oder kurvenförmig sein. In jedem Fall ist er jedoch in Draufsicht (Fig. 4) konvex gegenüber dem flachen engeren Bereich 56.
Die Au.s- nehmung 50 ist also am engsten und am flachsten an den Ecken und nimmt allmählich an Weite und Tiefe von den Ecken zur Mitte jeweils zwischen den Ecken zu. Die äussere und innere Region 52, 54 der Aus- nehmung 50 gehen vorteilhaft glatt ineinander über durch eine Region 62 von verhältnismässig kleinem Radius.
Die Fig. 9 bis 12 zeigen ein dreiseitiges Einsatzstück, welches im wesentlichen wie das gemäss den Fig. 4 bis 8 ausgebildet ist, wobei jedoch die randliche Aus- nehmung 64 aus einer äusseren Region 66 und einer inneren Region 68 besteht, die nicht genau die gleiche Gestalt wie die Ausnehmung 50 gemäss Fig. 4 bis 8 hat.
Gemäss Fig. 9 bis 12 ist die äussere Region 66 der Ausnehmung 64 von einer Vielzahl zylindrischer Ober flächen gebildet statt von einer einzigen sphärischen Oberfläche. Der zylindrische Teil der Ausnehmung, benachbart jeder geraden Schneidkante, ist Teil eines Zylinders, dessen Achse in einer Ebene senkrecht zu der zugehörigen Schneidkante liegt, die diese Ebene hal biert und wobei diese Achse gegenüber dem Zentrum des Einsatzstückes nach unten geneigt ist. Die drei äusseren Bereiche der Ausnehmung 64 des Einsatz stückes gemäss Fig. 9 bis 12 sind also Teile von 3 Zy lindern, die alle die gleiche Grösse aber unterschiedliche Achsen haben.
Die äussere Region der Ausnehmung ist, wie vorher, konkav bezüglich der zugehörigen Fläche des Einsatzstückes in Bezug auf alle Teile davon, ist aber aus Teilen von drei gleichen aber getrennten Zy linderflächen gebildet.
Wie Fig. 12 zeigt, gehen zwei benachbarte solche Flächen 66a bei 70 mit passendem Radius ineinander über, während die benachbarten Flächen 68a -und 68b des inneren Bereiches der Ausnehmung mit kleinerem Radius bei 74 ineinander übergehen.
Wie bei den Beispielen nach Fig. 4 bis 8 steigt der innere Bereich 68 der Ausnehmung relativ abrupt an und bestimmt die äussere Grenze des mittleren Bereichs 72 der Dach- bzw. Bodenfläche 72. Der innere Bereich 68 der Ausnehmung ist gebildet von 3 Teilen, die an den Ecken aneinandergrenzen, und alle mit kleinem Radius wie bei 74 in Fig. 12 gezeigt ineinander übergehen.
Das Einsatzstück gemäss Fig. 9 bis 12 ist ähnlich dem nach Fig. 4 bis 8 zweiseitig; es sind also identische Ausnehmungen und mittlere Bereiche an der Dachseite und der Unterseite vorhanden. Es können also nicht nur die Schneidkante an der einen Seite, sondern nach Um kehrung auch die von der anderen Seite eingesetzt wer den. In jeder der beiden möglichen Stellungen liegt eine wesentliche mittlere Fläche als Tragfläche auf der Unter legscheibe auf, so dass der Schneideinsatz in jeder Stellung sicher gehalten und die grossen Schneidkräfte aufnehmen kann.
Fig. 13 und 14 zeigen einen Schneideinsatz 80 in Form eines Rhombus. Der Einsatz hat eine randliche Ausnehmung 82 mit einem konkaven äusseren Bereich 84 und einem abrupten Anstieg im inneren Bereich 86 längs jeder Kante des Einsatzstückes. Die Bereiche 84 und 86 längs jeder Kante gehen an den Ecken ineinander über ähnlich wie bei den dreiseitigen Ausbildungen nach Fig. 9 bis 12. Ebenso wie bei Fig. 9 bis 12 ist der äussere Bereich von Zylinderflächen gebildet, deren Achse je weils im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu der zugehörigen Schneidkante liegt, die dadurch halbiert wird, wobei die Achse nach unten geneigt ist gegen die Mitte des Einsatzstückes. Wie vorher gehen die zy lindrischen Oberflächen mit kleinen Radien ineinander über.
Fig. 15 und 16 zeigen einen sogenannten Trigon- Einsatz , dessen Körper 88 etwas von der dreieckigen Form abweicht. Er hat eine sphärische Ausnehmung 90, die sich ganz um den Einsatz herum erstreckt und die wie vorher eine äussere Region 92 längs der Schneid kanten und eine abrupt ansteigende innere Region 94 aufweist, welch letztere den zentralen mittleren Bereich 96 begrenzt.
Da die einzelnen Seiten des Einsatzes nach Fig. 15 und 16 relativ kurz sind, ist es möglich, den äusseren Bereich 92 der Nut auszubilden, deren Mittelpunkt auf einer Senkrechten liegt, die auf dem Zentrum der zu gehörigen Fläche des Einsatzes errichtet ist.
Alle vorbeschriebenen Einsatzstücke sind vom zwei seitigen, umkehrbaren Typ. Die Schneideinsätze sind zur Umkehrung geeignet, weil jede Oberfläche einen we sentlichen mittleren Bereich hat, welcher gross gehalten werden kann, da die Radien der Kugeln und Zylinder, nach denen die äusseren Bereiche der Ausnehmungen geformt sind, relativ gross sind. Da diese Radien relativ gross sind, sind die zugehörigen Nuten relativ flach und der abrupte Anstieg, der den inneren Bereich der Aus- nehmung bildet, bestimmt einen wesentlichen Abstand vom Zentrum der zugehörigen Fläche, wodurch ein mittlerer Bereich von wesentlicher Grösse gebildet ist.
Die Nutzung eines relativ grossen Radius für die Kugeln und Zylinder, welche den äusseren Bereich der sphä rischen Ausnehmung bestimmen, hält auch den Winkel zwischen dem äusseren Bereich der Nut und der äusse- ren Wandung des Einsatzstückes (den Freiwinkel) auf einem relativ kleinen Wert. Dieser Winkel beträgt bei Ausbildung nach Fig. 4 bis 16 ungefähr 10 . Der Winkel des abrupten Anstieges beträgt in Beziehung zum äusseren Bereich der Ausnehmung etwa 65 bis 80 . Für Schneideinsätze nach Fig. 4 bis 16 beträgt die seitliche Ausdehnung der äusseren Region der Ausnehmung etwa 1 mm bis 2,54 mm (0,040 bis ungefähr 0,100 inches).
Die .seitliche Ausdehnung der inneren Region ist ent sprechend kürzer, so dass wie bereits erwähnt ein mittle rer Bereich von wesentlicher Fläche gebildet ist, der als tragfähige Auflagefläche auf der flachen Unterleg scheibe bzw. Ambosscheibe dient.
Die Erfindung kann auch auf einseitige Schneidein sätze angewendet werden, die nicht von einer flachen Unterlegscheibe getragen werden sollen. Solche Schneid einsätze sind in Fig. 17 bis 24 gezeigt. Diese Einsätze sind nach den gleichen Prinzipien wie die nach den Fig. 4 bis 16 gebaut, mit Ausnahme dass die Radien der Kugeln und Zylinder, welche die äussere Region der Ausnehmung bestimmen, so gewählt sind, dass der entstehende innere Bereich zu klein ist, um eine zuver lässige Tragfläche für den Schneideinsatz zu bilden. Diese Schneideinsätze haben Schneidkanten nur an einer ihrer beiden Seiten.
Es versteht sich, dass für Schneidein- sätze dieser Art entsprechend geformte Unterlegscheiben vorgesehen sein könnten, so dass die Schneideinsätze zweiseitig ausgebildet sein können, insbesondere wenn ein verhältnismässig leichter Schnitt ausgeübt werden sohl. Der Einsatz gemäss Fig. 17 und 18 hat eine Aus nehmung 102 mit einem sphärischen äusseren Bereich 104 und einem abrupt ansteigenden inneren Bereich 106. Die äussere Region 104 schliesst mit der äusseren Fläche 108 (Freifläche) des Einsatzstückes einen Winkel (Frei winkel) von 65 bis 80o ein.
Der mittlere Bereich 110 wird dabei zu klein, um eine sichere Auflagefläche ab zugeben, deshalb wird der Einsatz einseitig ausgebildet, wobei die flache Seite :auf einer flachen Tragscheibe ruht.
Die Fig. 19 und 20 zeigen einen einseitigen drei eckigen Schneideinsatz 112 mit Nut 114. Die äussere Region 116 der Nut ist zylindrisch, wobei die Zylinder flächen an den Ecken mit schmalem Radius ineinander übergehen. Die äussere Region 116 der Nut bildet mit der Umfangsfläche 118 (Freifläche 118) einen Freiwinkel von ungefähr 20 bis 30,1. Die innere Region 120 ist ge genüber der äusseren Region mit ungefähr 110o geneigt, so dass wie bei Ausführung nach Fig. 17 und 18 ein mittlerer Bereich von relativ kleiner Fläche entsteht, so dass der Einsatz einseitig ausgebildet ist.
Die Fig. 21 und 22 zeigen einen rhombischen ein seitigen Schneideinsatz 122 mit äusserer Fläche (Frei fläche 124 und Ausnehmung 126). Die Ausnehmung 126 hat eine äussere Region 128, die einen Freiwinkel von 65 bis 80o mit der Freifläche 124 bildet. Die abrupt an steigende innere Region 130 bildet einen Winkel von <B>1250</B> ungefähr mit der äusseren Region, so dass sich eine relativ kleine mittlere Fläche 132 ergibt.
Die Fig. 23 und 24 zeigen einen einseitigen Schneid einsatz in Trigon-Ausbildung 134. Der äussere Be reich 138 der Ausnehmung 136 ist dabei ähnlich wie bei Fig. 15 und 16 von einer einzigen Kugel bestimmt. Die Region 138 bildet einen Winkel von 20 bis<B>300</B> mit der Freifläche 140. Die innere Region 142 steigt vom Grunde der Ausnehmung mit einem Winkel von 115 ungefähr gegenüber der äusseren Region 138 an und bestimmt einen kleinen zentralen Bereich 134.
Die Fig. 25 und 26 zeigen ein kreisförmiges Ein satzstück 150 mit äusserer Umfangswandung 152 und einer Ausnehmung 154 mit einem äusseren Bereich 156, der einen Teil, einer einzigen Kugel darstellt, und einer abrupt ansteigenden inneren Region 158, der eine zen trale Fläche 160 bestimmt. Gemäss Fig. 25 und 27 ist der Radius der Kurgel gross und die zentrale Fläche ist ebenfalls gross, so dass der Einsatz zweiseitig ausgebil det ist.
Der Schneideinsatz 162 gemäss Fig. 27 und 28 ist ebenfalls einseitig ausgebildet, da der Radius. der Kugel, welche den äusseren Bereich 166 der Ausnehmung 164 bestimmt, klein ist und der abrupt ansteigende innere Bereich 168 der Ausnehmung nur eine kleine zentrale Fläche 170 bestimmt.
Bezüglich der Bezeichnung klein oder gross der Kurvenradien der äusseren Bereiche der Aus- nehmungen der Einsatzstücke sei folgendes bemerkt Bei einem quadratischen Schneideinsatz mit Schneid kanten an seiner Oberseite und an seiner Unterseite mit einer Kantenlänge von ungefähr 13 mm gilt ein Kurven radius für die äussere Region von ca. 40 mm (1,5 inches) als gross . Ein gleichgrosser Zweiteinsatz mit Schneid kanten nur an einer Seite mag dagegen nur einen Kur venradius von 16 bis 17 nun haben (5/8 bis 11/16 inches).
Ein dreiseitiger Schneideinsatz, dessen drei Seiten einen eingeschriebenen Kreis von 13 mm (1/2 inch) tangieren, mag einen Kurvenradius von ungefähr 60 mm (2 1/4 inches) als grosser Kurvenradius für den äusseren zylindrischen Bereich der Ausnehmung haben, wogegen ein Kurvenradius von 16 mm bis 25 mm (5/8 bis 1 inch) als kleiner Kurvenradius gilt. Diese Bei spiele dienen nur zur Illustration, die Anwendung der Erfindung ist auf diese nicht beschränkt.
Ein mit der Erfindung erreichter Vorteil besteht darin, dass die Neigung des Schneideinsatzes, Späne un bestimmter Länge vom Werkstück abzuheben, weit gehend reduziert wird.
Die abgehobenen Späne sind zudem im Querschnitt etwas gebogen, :so dass sie wenigstens bei bestimmten Materialien leichter abbrechen, wenn sie an der inneren Region der Ausnehmung des Einsatzes abgebogen wer den, dieses Abbrechen wird eher erreicht als bei mehr oder weniger rechteckigen Spänen, wie sie bei her kömmlichen Schneideinsätzen anfallen. Der kurvenför mige Querschnitt der Späne resultiert daraus, dass die Ausnehmung konkav ausgebildet ist.
Die erfindungsgemässen Schneideinsätze können mit engen Toleranzen nach herkömmlichen Verfahren her gestellt werden, wobei sie leicht einstellbar, umkehrbar und' auswechselbar sind, ohne dass dadurch die Genauig keit der Schneidarbeit beeinträchtig wird. Bei der Her stellung werden die Schneideinsätze beispielsweise mit tels eines abrasiven Bades behandelt, um jeder Schneid kante eine gleichmässige Umrissform mit einem Radius von ungefähr 0,001 inch zu geben.
Es sei bemerkt, dass in jedem Falle ausser bei kreis förmigen Schneideinsätzen der die innere Region der Ausnehmung bildende abrupte Anstieg bogenförmig ver läuft in Richtung der Länge des Bereiches der Aus- nehmung, zu dem die Rückwandung gehört. Diese Kur venform der abrupt ansteigenden Rückwand dient zur Kontrolle bzw. Führung des Spanes und bewirkt ferner, dass die Ausnehmung sich von den Ecken zum mittleren Bereich sowohl erweitert wie auch vertieft.
Dies ist beim kreisförmigen Einsatz nicht der Fall, es wird aber hervorgehoben, dass der kreisförmige Ein satz sowohl einen positiven Hauptspanwinkel sowie auch einen positiven Nebenspanwinkel hat, wenn er in zwei Richtungen gegenüber dem Werkstück geneigt ist.