CH666641A5 - MILLING TOOL WITH ROUND INSERTS. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit runden Wendeschneidplatten und Vorschneidelementen, die für die Bearbeitung schwerspanbarer Werkstoffe, insbesondere zum Planfräsen verwendet werden. The invention relates to a milling tool with round indexable inserts and pre-cutting elements, which are used for the machining of hard-to-machine materials, in particular for face milling.
Die Bearbeitung von schwerspanbaren Werkstoffen, d.h. Werkstoffen mit einem niedrigen Wärmeleitwert stellt besondere Anforderungen an die verwendeten Fräswerkzeuge, da die Werkzeugschneiden durch die beim Zerspanungsvorgang entstehende Wärme thermisch sehr stark beansprucht werden. Schwerspanbare Werkstoffe neigen ausserdem bei der Verwendung von Hartmetallschneideinsätzen sehr leicht zum Aufschweissen. The processing of hard-to-machine materials, i.e. Materials with a low thermal conductivity make special demands on the milling tools used, since the cutting edges are subjected to very high thermal stresses due to the heat generated during the machining process. Hard-to-cut materials also tend to weld very easily when using hard metal cutting inserts.
Werkzeuge mit geraden Haupt- und Nebenschneiden haben den Nachteil, dass die Schneidenecken thermisch sehr stark beansprucht werden und deshalb leicht ausbrechen. Bei der Verwendung runder Wendeschneidplatten entfallt dieser Nachteil. Tools with straight main and secondary cutting edges have the disadvantage that the cutting edges are subjected to very high thermal loads and therefore break out easily. This disadvantage does not apply when using round indexable inserts.
Die Schneiden werden thermisch gleichmässiger beansprucht und mehr Wärme mit den Spänen abgeführt. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von gestuften Fräswerkzeugen. Durch die Aufteilung der Schnittiefe ist die thermische Belastung der einzelnen Schneiden geringer, da mehr Wärme mit den Spänen abgeführt werden kann. The cutting edges are subjected to more uniform thermal stress and more heat is dissipated with the chips. The use of stepped milling tools is also advantageous. By dividing the depth of cut, the thermal load on the individual cutting edges is lower since more heat can be dissipated with the chips.
In der BRD-Offenlegungsschrift 2 634 029 wird ein mit runden Wendeschneidplatten bestückter Scheibenfräser beschrieben, bei dem zum Zwecke der Schnittaufteilung vor einem Hauptschneidelement ein im Durchmesser kleineres, radial vorstehendes Vorschneidelement angeordnet ist. Diese Anordnung der Wendeschneidplatten liesse sich in einem Fräswerkzeug zum Planfräsen zwar anwenden, hat jedoch bei der Bearbeitung schwerspanbarer Werkstoffe verschiedene Nachteile. Nur jede zweite Wendeschneidplatte wird mit einem Teil ihrer Schneidkante als Stirnschneide wirksam. Die Belastung dieser Schneidenteile ist jedoch bei der Bearbeitung schwerspanbarer Werkstoffe sehr gross. Aus diesem Grunde sind nur geringe Vorschübe/Zahn möglich. Der Ver-schleiss der Vorschneidelemente ist, besonders bei der Bearbeitung von Gusswerkstoffen, auf Grund der kleinen Vorschübe/Zahn und der geringen Spandicken ebenfalls sehr gross. In FRG-Offenlegungsschrift No. 2,634,029, a disc milling cutter equipped with round indexable inserts is described, in which a radially projecting pre-cutting element with a smaller diameter is arranged in front of a main cutting element for the purpose of cutting division. This arrangement of the indexable inserts could be used in a milling tool for face milling, but has several disadvantages when machining materials that are difficult to machine. Only every second indexable insert is effective as a front cutting edge with part of its cutting edge. However, the load on these cutting parts is very high when machining difficult-to-machine materials. For this reason, only small feeds / teeth are possible. The wear of the pre-cutting elements is also very high, especially when machining cast materials, due to the small feeds / tooth and the low chip thickness.
Im BRD-Gebrauchsmuster 1 905 822 wird eine runde Wendeschneidplatte für Fräswerkzeuge zum Planfräsen beschrieben, die zum Zweck der Aufteilung der Schnittiefe mit Ausschnitten versehen ist. Dabei entsteht eine zweite gerade Schneidkante. Durch die Verwendung dieser Wendeschneidplatten wird nun zwar eine Aufteilung der Schnittiefe erreicht und jede Wendeschneidplatte auch als Stirnschneide wirksam, aber für die Bearbeitung schwerspanbarer Werkstoffe kein Vorteil erzielt. Bei diesen Wendeschneidplatten sind jeweils zwei Schneidenecken vorhanden, die einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind. Deshalb sind nur geringe Vorschübe/Zahn möglich. BRD utility model 1 905 822 describes a round indexable insert for milling tools for face milling, which is provided with cutouts for the purpose of dividing the depth of cut. This creates a second straight cutting edge. By using these indexable inserts, a division of the depth of cut is now achieved and each indexable insert is also effective as an end cutting edge, but no advantage is achieved for the machining of difficult-to-machine materials. These inserts have two cutting corners, which are exposed to high thermal loads. Therefore only low feeds / teeth are possible.
Ziel der Erfindung ist es, ein mit runden Wendeschneidplatten bestücktes Fräswerkzeug für die Bearbeitung schwerspanbarer Werkstoffe, insbesondere zum Planfräsen zu entwickeln, mit dem bei einer hohen Standzeit und guter Ausnutzung des Schneidstoffes eine wirtschaftliche Bearbeitung dieser Werkstoffe möglich ist. The aim of the invention is to develop a milling tool equipped with round indexable inserts for machining difficult-to-machine materials, in particular for face milling, with which an economical machining of these materials is possible with a long service life and good utilization of the cutting material.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einem Fräswerkzeug mit runden Wendeschneidplatten und Vorschneidelementen eine solche Ausbildung der Wendeschneidplatten und deren Anordnung im Fräswerkzeug zu entwickeln, die eine vorteilhafte Unterteilung der Schnittiefe ermöglicht, bei der jede Wendeschneidplatte auch als Stirnschneide wirksam und mehr Wärme als bisher mit den Spänen abgeführt wird. The object of the invention is to develop, starting from a milling tool with round indexable inserts and pre-cutting elements, such an embodiment of the indexable inserts and their arrangement in the milling tool that enables an advantageous division of the depth of cut, in which each indexable insert is also effective as an end cutting edge and has more heat than before is removed from the chips.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass nachfolgend auf eine kreisrunde Wendeschneidplatte eine Wendeschneidplatte mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern angeordnet ist, wobei die Schneidkante der Wendeschneidplatte mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern aus kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten und dazwischen angeordneten kreisbogenförmigen Vorschneidkanten besteht und der Durchmesser der kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten gleich dem Durchmesser der Schneidkante der kreisrunden Wendeschneidplatte ist. This object is achieved according to the invention in that an indexable insert with circular segment-shaped pre-cutters is subsequently arranged on a circular indexable insert, the cutting edge of the indexable insert with circular segment-shaped pre-cutters consisting of circular arc-shaped main cutting edges and circular-shaped pre-cutting edges arranged therebetween, and the diameter of the circular-arched main cutting edges equal to the diameter of the cutting edge circular insert is.
Wendeschneidplatten mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern sind in jedem zweiten Schneidplattensitz eines Fräswerkzeuges auf dem selben Schneidendurchmesser und mit dem selben axialen Abstand zur Arbeitsebene wie die kreisrunden Wendeschneidplatten angeordnet. Vorzugsweise sind die nachfolgend auf eine kreisrunde Wendeschneidplatte angeordneten Wendeschneidplatten mit drei, jeweils um 120° versetzt angeordneten kreisabschnittförmigen Vorschneidern versehen. Indexable inserts with circular cutters are arranged in every second insert seat of a milling tool on the same cutting diameter and with the same axial distance from the working plane as the circular indexable inserts. The indexable inserts subsequently arranged on a circular indexable insert are preferably provided with three circular segment-shaped pre-cutters, each offset by 120 °.
Der Radius der kreisbogenförmigen Vorschneidkante eines kreisabschnittförmigen Vorschneiders beträgt '/4 des Durchmessers der kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten. Sowohl die kreisrunden Wendeschneidplatten als auch die Wendeschneidplatten mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern sind mit umlaufenden Spanbrechernuten versehen. The radius of the circular arc-shaped pre-cutting edge of a circular segment-shaped pre-cutter is 1/4 of the diameter of the circular-arc-shaped main cutting edges. Both the circular indexable inserts and the indexable inserts with circular section-shaped pre-cutters are provided with all-round chip breaker grooves.
Die Wendeschneidplatten mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern sind so in jedem zweiten Schneidplattensitz The indexable inserts with circular cutters are in every second insert seat
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des Fräswerkzeuges angeordnet, dass immer nur ein kreisab-schnittförmiger Vorschneider in Eingriff gelangt und die Schnittiefe in zwei Teilschnittiefen unterteilt wird. Dabei wird die Oberflächenzone des Werkstückes von den kreisabschnittförmigen Vorschneidern zerspant und der darunter liegende Bereich von den kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten und den Schneidkanten der runden Wendeschneidplatten. An den kreisabschnittförmigen Vorschneidern ist durch diese Anordnung der doppelte Vorschub/Zahn wirksam, während an den kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten und an den Schneidkanten der kreisrunden Wendeschneidplatten jeweils nur der Vorschub/Zahn wirksam ist. Die kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten der Wendeschneidplatten mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern und die Schneidkanten der kreisrunden Wendeschneidplatten sind dabei auch gleichzeitig Stirnschneiden. Wichtig ist, dass die Wendeschneidplatten mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern und die kreisrunden Wendeschneidplatten auf dem gleichen Schneidendurchmesser und mit dem gleichen axialen Abstand zur Arbeitsebene angeordnet sind und die kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten der Wendeschneidplatten mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern sowie die Schneidkanten der kreisrunden Wendeschneidplatten denselben Durchmesser aufweisen. of the milling tool so that only one circular section-shaped pre-cutter comes into engagement and the depth of cut is divided into two partial depths of cut. The surface zone of the workpiece is machined by the circular section-shaped pre-cutters and the area below it by the circular-arc-shaped main cutting edges and the cutting edges of the round indexable inserts. As a result of this arrangement, the double feed / tooth is effective on the circular section-shaped pre-cutters, while only the feed / tooth is effective on the circular-arc-shaped main cutting edges and on the cutting edges of the circular indexable inserts. The circular arc-shaped main cutting edges of the indexable inserts with circular segment-shaped pre-cutters and the cutting edges of the circular indexable inserts are also end cutting edges. It is important that the indexable inserts with circular section inserts and the circular indexable inserts are arranged on the same cutting diameter and with the same axial distance from the working plane and that the circular arc-shaped main cutting edges of the indexable inserts with circular section inserts and the cutting edges of the circular indexable inserts have the same diameter.
Das gewährleistet, in Verbindung mit der Ausbildung der Wendeschneidplatte mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern eine gleichmässige Aufteilung der Schnittiefe, wenn diese Vó bis des Durchmessers der kreisrunden Wendeschneidplatten beträgt. This ensures, in conjunction with the design of the indexable insert with circular segment-shaped pre-cutters, an even distribution of the depth of cut if this amounts to the diameter of the circular indexable inserts.
Bei der Bearbeitung von Gussteilen eines schwerspanba-ren Werkstoffes werden besonders an den kreisabschnittförmigen Vorschneidern gute Spanungsverhältnisse erreicht, die ihre Ursache in der grossen Spandicke haben, während die als Stirnschneiden wirkenden kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten und die Schneidkanten der kreisrunden Wendeschneidplatten nicht überbeansprucht werden. Das ermöglicht auch, schwerspanbare Werkstoffe mit grossen Vorschüben zu bearbeiten. Ein Vorteil ist auch darin zu sehen, dass nunmehr drei und nicht wie bisher zwei Teilspäne entstehen. Damit wird mehr Wärme mit den Spänen abgeführt. Das hat eine geringe thermische Beanspruchung der Schneidkanten und eine geringere Neigung zum Aufschweissen von Werkstoffteilchen und somit eine Erhöhung der Standzeit zur Folge. Die mehrfache Wendbarkeit der kreisrunden Wendeschneidplatten und der Wendeschneidplatten mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern ermöglicht eine gute Ausnutzung des Schneidstoffes. When machining cast parts of a material that is difficult to machine, good cutting conditions are achieved, particularly on the circular section-shaped pre-cutters, which are due to the large chip thickness, while the circular-arc-shaped main cutting edges acting as end cutting edges and the cutting edges of the circular indexable inserts are not overstressed. This also makes it possible to machine hard-to-machine materials with large feeds. Another advantage can be seen in the fact that now three and not two partial chips are created. This means that more heat is dissipated with the chips. This has a low thermal load on the cutting edges and a lower tendency to weld material particles and thus an increase in tool life. The multiple reversibility of the circular indexable inserts and the indexable inserts with circular segment-shaped pre-cutters enables the cutting material to be used well.
Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: In the accompanying drawings:
Fig. 1 Nebeneinander dargestellt eine kreisrunde Wendeschneidplatte und eine Wendeschneidplatte mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern sowie die zugehörigen Spanformen. Fig. 1 shown side by side a circular indexable insert and an indexable insert with circular segment-shaped pre-cutters and the associated chip shapes.
Fig. 2 Die schematische Draufsicht auf ein achtschneidiges Fräswerkzeug, 2 shows the schematic top view of an eight-edged milling tool,
Fig. 3 Eine Wendeschneidplatte mit drei kreisabschnittförmigen Vorschneidern. Fig. 3 An indexable insert with three circular cutters.
In der Fig. 1 sind nebeneinander eine kreisrunde Wendeschneidplatte 1 und eine Wendeschneidplatte 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 sowie die dazugehörigen Spanformen dargestellt. 1 shows a circular indexable insert 1 and an indexable insert 3 with pre-cutters 4 in the form of circular segments and the associated chip shapes.
Die Schneidkante 5 der Wendeschneidplatte 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 besteht aus kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten 6 und dazwischen angeordneten kreisbogenförmigen Vorschneidkanten 7. The cutting edge 5 of the indexable insert 3 with pre-cutters 4 in the form of circular sections consists of circular-arc-shaped main cutting edges 6 and circular-arc-shaped pre-cutting edges 7 arranged between them.
Die Figur 2 zeigt die schematische Draufsicht auf ein achtschneidiges Fräswerkzeug, wobei in den nur teilweise dargestellten Schneidplattensitzen Zi, Z3, Z5, Z7 je eine kreisrunde Wendeschneidplatte 1 und in den ebenfalls nur teilweise dargestellten Schneidplattensitzen Z2, Z4, Zg, Zg je eine Wendeschneidplatte 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 angeordnet ist. FIG. 2 shows the schematic plan view of an eight-edged milling tool, with a circular indexable insert 1 in each of the only partially shown insert seats Zi, Z3, Z5, Z7 and an indexable insert 3 in the insert seats Z2, Z4, Zg, Zg, which are also only partially shown is arranged with circular cutters 4.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Durchmesser Di der Schneidkante 2 der kreisrunden Wendeschneidplatte 1 gleich dem Durchmesser D2 der kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten 6 der Wendeschneidplatte 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4. Die kreisrunden Wendeschneidplatten 1 und die Wendeschneidplatten 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 sind auf dem gleichen Schneidendurchmesser Do und mit dem gleichen axialen Abstand zur Arbeitsebene 9 angeordnet. As can be seen from FIG. 1, the diameter Di of the cutting edge 2 of the circular indexable insert 1 is equal to the diameter D2 of the main arcuate cutting edges 6 of the indexable insert 3 with circular segment-shaped pre-cutters 4. The circular indexable inserts 1 and the indexable insert 3 with circular segment-shaped pre-cutters 4 are on the same Cutting diameter Do and arranged at the same axial distance from the working plane 9.
Die Wendeschneidplatten 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 sind so in den Schneidplattensitzen Z2, Z4, Zs, Z% angeordnet, dass jeweils nur ein kreisabschnittförmi-ger Vorschneider 4 in Eingriff gelangt. Daraus ergibt sich die in Fig. 1 dargestellte Spanform. Die Schnittiefe a wird dadurch in die Teilschnittiefen ai und a2 unterteilt. Von der kreisbogenförmigen Vorschneidkante 7 des kreisabschnittförmigen Vorschneiders 4 wird ein Span 9 der Teilschnittiefe ai abgehoben. Durch einen wirksamen Vorschub/Zahn von 2 x sz ist dieser Span 9 dicker als der von der kreisbogenförmigen Hauptschneidkante 6 mit einem Vorschub/Zahn sz in der Teilschnittiefe a2 abgehobene Span 10. The indexable inserts 3 with pre-cutters 4 in the form of circular segments are arranged in the insert seats Z2, Z4, Zs, Z% such that only one pre-cutter 4 in the form of a circular segment comes into engagement in each case. This results in the chip form shown in FIG. 1. The depth of cut a is divided into the partial depths of cut ai and a2. A chip 9 of partial depth of cut ai is lifted from the circular arc-shaped pre-cutting edge 7 of the circular-section-shaped pre-cutter 4. Due to an effective feed / tooth of 2 x sz, this chip 9 is thicker than the chip 10 lifted from the main cutting edge 6 in the form of a circular arc with a feed / tooth sz in the partial cutting depth a2.
Der Span 11, der etwa den gleichen Querschnitt wie der Span 10 aufweist, wird mit einem Vorschub/Zahn sz von der Schneidkante 2 der kreisrunden Wendeschneidplatte 1 in der Teilschnittiefe a2 abgehoben. Bei einer Schnittiefe a die etwa '/ö bis V4 des Durchmessers Di der Schneidkante 2 der kreisrunden Wendeschneidplatte 1 entspricht, sind die Teilschnitttiefen ai und a2 annähernd gleich gross, so dass gute Spanungsverhältnisse erreicht werden. The chip 11, which has approximately the same cross section as the chip 10, is lifted with a feed / tooth sz from the cutting edge 2 of the circular indexable insert 1 in the partial depth of cut a2. At a cutting depth a which corresponds approximately to 4 to V4 of the diameter Di of the cutting edge 2 of the circular indexable insert 1, the partial cutting depths ai and a2 are approximately the same size, so that good cutting conditions are achieved.
In der Fig. 3 ist eine Wendeschneidplatte 3 mit drei kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 dargestellt. Dabei sind die kreisabschnittförmigen Vorschneider 4 jeweils um 120° versetzt angeordnet. Der Radius R der kreisbogenförmigen Vorschneidkante 7 eines kreisabschnittförmigen Vorschneiders 4 beträgt '/4 des Durchmessers D2 der kreisbogenförmigen Hauptschneidkanten 6. Das ist wichtig, um bei den obengenannten Schnittiefen a eine gleichmässige Aufteilung in die Teilschnittiefen ai und a2 zu erreichen. 3 shows an indexable insert 3 with three circular cutters 4. The circular section-shaped pre-cutters 4 are each offset by 120 °. The radius R of the circular-arc-shaped pre-cutting edge 7 of a circular-segment-shaped pre-cutter 4 is 1/4 of the diameter D2 of the circular-arc-shaped main cutting edges 6. This is important in order to achieve a uniform division into the partial depths of cut ai and a2 at the above-mentioned depths of cut a.
Die Wendeschneidplatten 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 können ebenso wie die kreisrunden Wendeschneidplatten 1 mit einer umlaufenden Spanbrechernut 9 versehen sein, um eine bessere Spanbildung zu gewährleisten. The indexable inserts 3 with pre-cutters 4 in the form of circular sections, like the circular indexable inserts 1, can be provided with a circumferential chip breaker groove 9 in order to ensure better chip formation.
Die kreisrunden Wendeschneidplatten 1 und die Wendeschneidplatten 3 mit kreisabschnittförmigen Vorschneidern 4 können auf unterschiedliche Art und Weise im Fräswerkzeug befestigt werden. Einfach und zweckmässig ist die Befestigung mittels durchgehender Spannschraube 10 wie in der Fig. 2 am Schneidplattensitz Zi dargestellt. The circular indexable inserts 1 and the indexable inserts 3 with circular cutters 4 can be fastened in the milling tool in different ways. The attachment by means of a continuous clamping screw 10 as shown in FIG. 2 on the insert seat Zi is simple and expedient.
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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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