DE10143843A1

DE10143843A1 - Schneidplatte und Fräswerkzeug mit einer derartigen Schneidplatte

Info

Publication number: DE10143843A1
Application number: DE10143843A
Authority: DE
Inventors: Michael Schuffenhauer; Steffen Kranz; Werner Boguth
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-03-27

Abstract

Bei einer erfindungsgemäßen Schneidplatte (1, 1') mit in gegenüberliegenden Plattenebenen (E1, E2) eines Grundkörpers (2) jeweils einer Grundfläche (3) stehen ein kegelmantelförmiger Flächenabschnitt (4a) einer Seitenfläche (4) und die diesem zugewandte Grundfläche (3) unter Bildung einer Schneidkante (5) zueinander in einem spitzen Winkel (alpha), während ein planarer Flächenabschnitt (4b) derselben Seitenfläche (4) mit der gegenüberliegenden Grundfläche (3) einen stumpfen Winkel (beta) bildet. Die in der Plattenebene (E1, E2) liegende Kegelachse (6) des kegelmantelförmigen Flächenabschnitts (4a) verläuft unter Bildung eines außermittigen bogenförmigen Verlaufs der Schnittkante (5) parallel versetzt zur in derselben Plattenebene (E1, E2) liegenden zentralen Plattenachse (7). Bei einem Fräswerkzeug (17) mit einer Anzahl derartiger Schneidplatten (1, 1') ist vorzugsweise eine am Umfangsbereich der Mittellinie (M) eines Werkzeugträgers (16) vorgesehene Schneidplatte (1, 1') um einen Winkel von phi = (5 +- 3) DEG gegenüber der Mittellinie (M) versetzt angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneidplatte mit in gegenüberliegenden Plattenebenen eines Grundkörpers jeweils einer Grundfläche sowie mit mindestens einer Seitenfläche. Sie bezieht sich weiter auf ein Fräswerkzeug mit einer derartigen Schneidplatte. Unter Schneidplatte wird hierbei insbesondere eine Wendeschneidplatte und unter Fräswerkzeug insbesondere ein Schlichtfräser verstanden.
Infolge der steigenden Anforderungen an technische Bauteile oder Werkstücke, die durch spanende Bearbeitung hergestellt werden, besteht insbesondere die Forderung nach einer verbesserten Oberflächengüte. Zur Erfüllung dieser Forderung nach glatten, möglichst rillen- und riefenfreien geschlichteten Oberflächen, insbesondere mit einer Rauhigkeit (Rz) kleiner 6 µm und einer Welligkeit (W_t) kleiner 3 µm, sind auch besondere Anforderungen an die zum Einsatz kommenden Werkzeuge zu stellen. Besondere Bedeutung haben hierbei die Geometrie der Schneidkante, die Auswahl des Schneidstoffes und die Wahl der Bearbeitungsparameter sowie die exakt definierte Position der Schneidkante zur zu bearbeitenden Oberfläche.
In einem derartigen Fräswerkzeug, insbesondere in einem sogenannten Schlichtfräser zur Erzeugung besonders glatter Oberflächen, üblicherweise eingesetzte Schneid- oder Wendeschneidplatten weisen im Wesentlichen zwei einander gegenüberliegende Grundflächen auf, die sowohl als Auflageflächen als auch als Freiflächen für die jeweils im Einsatz befindliche Hauptschneide Verwendung finden. An einer solchen Wendeschneidplatte sind umfangsseitig vier planare Flächen angeordnet, die im Einbauzustand im Werkzeug als Plattenanlagefläche und für die im Eingriff befindliche Hauptschneide als Spanfläche verwendet werden. Für die dann ebenfalls im Eingriff befindliche Nebenschneide dienen diese planaren Flächen jeweils als Nebenschneidenfläche.
Bezüglich der die Hauptschneide bildenden Schneidkante kann diese linienförmig und im Wesentlichen planparallel zur zu bearbeitenden Oberfläche sein. Nachteilig hierbei ist die Empfindlichkeit gegenüber Winkelfehlern bei der Positionierung dieser linienförmigen Schneidkante zur Werkstückoberfläche, so dass ein bevorzugter Angriff lediglich eines Schneidkantenendes an der zu bearbeitenden Oberfläche praktisch unvermeidbar und damit die gestellte Forderung nach einer verbesserten Oberflächengüte praktisch nicht erreichbar ist.
Alternativ zu einer linienförmigen und damit geraden Schneidkante kann diese auch eine kreisförmige oder ellipsoide Krümmung aufweisen. Bei einer aus der EP 0 370 494 B1 bekannten Schneidplatte nimmt die Krümmung ausgehend von der Mitte der Schneidkante in Richtung der beiden Schneidkantenenden gleichmäßig zu. Eine derartige, in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche kreisförmige oder ellipsoide Schneidkante bedingt jedoch wiederum aufgrund der ausgehend von der Schneidkantenmitte in Richtung der beiden Schneidkantenenden gleichmäßigen oder gleichmäßig zunehmenden Krümmungswerte unerwünscht kleine Fehlertoleranzen gegenüber Winkelfehlern mit zunehmendem Schneidkörperradius. Bei einer kreisförmig gekrümmten Schneidkante ist zudem die Verschlechterung der Oberflächenqualität mit abnehmendem Radius der Schneidkante besonders nachteilig.
Bezüglich der Positionierung einer solchen Schneid- oder Wendeschneidplatte im Trägersystem bestehen prinzipiell zwei Möglichkeiten. So kann die Schneid- bzw. Wendeschneidplatte unter Unveränderbarkeit der Position der Schneidkante zur Oberfläche im Träger fixiert oder aber derart mit diesem verbunden werden, dass eine nachträgliche Lageverschiebung der Schneidkante in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche möglich ist. Nachteilig bei der Lagefixierung der Schneidplatte mit unveränderbarer Schneidkantenposition ist die Forderung nach einem sehr präzisen Werkzeugträger für die Schneidplatte. Demgegenüber ist bei einer Schneidplattenverbindung mit nachträglicher Lageverschiebung der Schneidkante eine erhöhte Anfälligkeit des Gesamtsystems hinsichtlich einer Lageveränderung der Schneidkante durch äußere Einflüsse nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidplatte, insbesondere eine Wendeschneidplatte anzugeben, die unter Vermeidung der genannten Nachteile eine besonders hohe Oberflächengüte des zu bearbeitenden Werkstücks ermöglicht. Des Weiteren soll ein Fräswerkzeug, insbesondere ein Schlichtfräser mit einer solchen Schneidplatte angegeben werden, mit dem möglichst geringe Wellen- oder Profiltiefen im zu bearbeitenden Werkstück und damit eine besonders glatte Oberfläche erzielt wird. Insbesondere sollen die eingangs genannten Forderungen hinsichtlich der Oberflächengüte der zu bearbeitenden Oberfläche erfüllt werden.
Bezüglich der Schneidplatte wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu weist die Schneidplatte mindestens eine Seitenfläche mit einem kegelförmigen Flächenabschnitt und mit einem planaren Flächenabschnitt auf. Der kegelförmige Flächenabschnitt und die diesem zugewandte Grundfläche stehen unter Bildung einer Schneidkante zueinander in einem spitzen Winkel, während der planare Flächenabschnitt mit der gegenüberliegenden Grundfläche einen stumpfen Winkel bildet. Der kegelmantelförmige Flächenabschnitt hebt sich unter Bildung eines außermittigen bogenförmigen Verlaufs der Schnittkante aus der Seitenfläche asymmetrisch ballig heraus, indem die in der Plattenebene und damit in der Ebene der Grundfläche liegende Kegelachse dieses kegelmantelförmigen Flächenabschnitts parallel versetzt zur in derselben Plattenebene liegenden zentralen Plattenachse verläuft. Mit anderen Worten: Die Achse des kegelmantelförmigen Flächenabschnitts ist gegenüber der zentralen Achse der Schneidplatte versetzt.
Der durch diesen außermittigen balligen Flächenabschnitt entstehende Kegelschnitt stellt in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche eine Ellipse mit zwei unterschiedlich langen Schneidkantensegmenten dar, jeweils gemessen von der Kegelachse zum einen bzw. zum anderen Schneidkantenende. Im Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche stellt somit der Treffpunkt - und damit der Scheitelpunkt der elliptischen Schneidkante - beider Segmente den höchsten Punkt dar. Der Scheitelpunkt liegt dabei exakt unter der in der Plattenebene, d. h. in der Ebene der Grundfläche verlaufenden Kegelachse des kegelmantelförmigen Flächenabschnitts oder der Kegelmantelfläche. Dabei ist der Krümmungsradius in Bezug auf die Bogenlänge der Schneidkante sehr groß, d. h. praktisch kaum sichtbar. Der Bogenverlauf der Schneidkante liegt dabei zweckmäßigerweise in der Ebene der Grundfläche.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Schneidplatte mindestens eine zweckmäßigerweise keilförmige Eckfasenfläche auf. Diese bildet sowohl mit dem kegelförmigen Flächenabschnitt und mit dem planaren Flächenabschnitt als auch mit der der Schneidkante abgewandten Grundfläche jeweils einen stumpfen Winkel. Durch eine derartige kegelförmige Eckfasenfläche wird vorteilhafterweise einerseits ein weicher Anschnitt erreicht und andererseits eine Verkürzung der gegenüberliegenden Schneidkante vermieden.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung sind der kegelförmige Flächenabschnitt und der planare Flächenabschnitt unter verschiedenen Winkeln angeordnet, wobei eine durch diese beiden Flächenabschnitte gebildete Schnittkante in deren Scheitelpunkt der Schneidkante zugewandt ist.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung ist die Schneidplatte als Wendeschneidplatte mit vier derartigen Seitenflächen ausgebildet, wobei die kegelmantelförmigen Flächenabschnitte sowie die planaren Flächenabschnitte jeweils gegenüberliegender Seitenflächen einander zugeneigt, d. h. gegeneinander geneigt sind.
Bei dieser Wendeschneidplatte sind vorteilhafterweise jeweils zwei zu jeder Grundfläche symmetrisch angeordnete Eckfasenflächen vorgesehen. Dabei bildet jede Eckfasenfläche mit einer der Grundflächen und einer der Seitenflächen jeweils einen stumpfen Winkel, während diese Eckfasenfläche zu dem kegelmantelförmigen Flächenabschnitt der benachbarten Seitenfläche unter Bildung einer ellipsoiden Kante in einem spitzen Winkel steht.
Die Wendeschneidplatte zeichnet sich zudem durch einen rhombusförmigen Grundkörper aus, dessen einander gegenüberliegenden Grundflächen gegeneinander um einen Winkel von (97 ± 2)°, vorzugsweise 97°, verdreht sind.
Das erfindungsgemäße Fräswerkzeugs weist eine Anzahl derartiger Schneidplatten auf, die an einem Werkzeugträger im Bereich dessen Schlichtmesserkopfes umfangsseitig verteilt angeordnet sind. Die vorzugsweise doppelseitigen Wendeschneidplatten sind dabei derart mit dem Werkzeugträger verbunden, dass die Schneidkante der jeweiligen Schneidplatte in der vorgesehenen Position fixiert ist, eine nachträgliche Verschiebung der Schneidkante also nicht mehr möglich ist. Dabei ist zweckmäßigerweise die am Umfangsbereich der 0°-Mittellinie des Werkzeugträgers vorgesehene Schneidplatte gegenüber dieser Mittellinie um einen Winkel von (5 ± 3)° versetzt angeordnet.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Fräswerkzeugs weist jeder einer Schneidplatte zugeordnete Plattensitz im Werkzeugträger zusätzlich zu einer der jeweiligen Grundfläche der Schneidplatte zugewandten Auflagefläche und einer der jeweiligen Seitenfläche der Schneidplatte zugewandten Anlagefläche eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Anschlagstiftes auf, der als axialer Anschlag für die Schneidplatte dient. Dadurch, dass dieser Anschlagstift erst nach der Bearbeitung des Plattensitzes montiert wird, können die Auflagefläche und die Anlagefläche des Plattensitzes gleichzeitig in einem Arbeitsschritt bearbeitet werden. Dadurch ist es möglich eine Planlaufgenauigkeit von 10 µm im Werkzeugträger zu erzeugen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen vornehmlich darin, dass insbesondere durch die Kombination der außermittigen Ballung des kegelförmigen Flächenabschnitts der jeweiligen Seitenfläche der Schneidplatte - und damit durch die gewölbte Schneidkante mit dezentralem Wölbungsmaximum oder Scheitelpunkt- sowie der Anordnung der Schneidplatte innerhalb des Werkzeugträgers vor dessen 0°-Mittellinie infolge eines dadurch bedingten vergrößerten Radius eine besonders hohe Oberflächengüte der zu bearbeitenden Oberfläche eines Werkstücks erzielt wird. Insbesondere sind mit einem solchen, als Schlichtfräser verwendeten Werkzeug etwa um den Faktor 2 geringere verbleibende Wellen- oder Profiltiefen erreichbar als bei mit bisherigen Schlichtfräsern bearbeiteten Oberflächen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Schneidplatte mit einer einen asymmetrischen kegelförmigen und planaren Flächenabschnitt aufweisenden Seitenfläche,
Fig. 2 in einer Darstellung gemäß Fig. 1 eine als Wendeschneidplatte ausgeführte Schneidplatte mit vier derartigen Seitenflächen,
Fig. 3 die Schneidplatte gemäß Fig. 2 in einer Draufsicht,
Fig. 4 die Schneidplatte in einer Seitenansicht,
Fig. 5 in perspektivischer Darstellung ein Fräswerkzeug mit einer Mehrzahl derartiger Schneidplatten,
Fig. 6 das Fräswerkzeug in einer Draufsicht,
Fig. 7 eine Schnittdarstellung des Fräswerkzeugs entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 einen Ausschnitt VIII aus Fig. 6 in größerem Maßstab, und
Fig. 9 in einem Ausschnitt gemäß Fig. 8 einen Plattensitz im Werkzeugträger- Messerkopf des Fräswerkzeugs.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in Fig. 1 dargestellte Schneidplatte 1 umfasst einen Grundkörper 2 mit zwei Grundflächen 3, die in einander gegenüberliegenden Plattenebenen E1 und E2 liegen. Die Schneidplatte 1 weist zudem eine Seitenfläche 4 mit einem kegelmantelförmigen Flächenabschnitt 4a und einem planaren Flächenabschnitt 4b auf. Der kegelmantelförmige Flächenabschnitt 4a sowie die diesem zugewandte Grundfläche 3 stehen zueinander in einem spitzen Winkel α (Fig. 4) und bilden eine Schneidkante 5. Der planare Flächenabschnitt 4b bildet mit der gegenüberliegenden Grundfläche 3 einen stumpfen Winkel β (Fig. 4).
Die Schneidkante 5 weist einen in der Ebene E1 der Grundfläche 3 liegenden Bogenverlauf mit außermittiger- und damit asymmetrischer - Wölbung des kegelmantelförmigen Flächenabschnitts 4a auf. Dabei verläuft die in der Plattenebene E1 liegende Kegelachse 6 des kegelmantelförmigen Flächenabschnitts 4a unter Bildung des außermittigen bogenförmigen Verlaufs der Schnittkante 5 in einem Abstand d parallel versetzt zur in derselben Plattenebene E1 liegenden zentralen Plattenachse 7.
In Fig. 2 ist eine als Wendeplatte oder Wendeschneidplatte 1' wirksame Schneidplatte dargestellt, die vier derartige Seitenflächen 4 aufweist, von denen lediglich zwei Seitenflächen 4 sichtbar sind. Die Wendeschneidplatte 1' weist einen rhombusförmigen Grundkörper 2 mit vier Schneidkanten 5 auf. Dabei sind die geometrische Form und die Abmessungen der beiden Grundflächen 3 zumindest nahezu identisch, jedoch um 97° gegeneinander verdreht. Die Wendeschneidplatte 1' weist somit vier planare Flächenabschnitte 4b und vier kegelmantelförmige Flächenabschnitte oder Kegelmantelflächen 4a auf. Jeweils ein planarer Flächenabschnitt 4b und ein kegelmantelförmiger Flächenabschnitt 4a stellen dabei eine Seitenfläche 4 des Grundkörpers 2 dar. Jeweils gegenüberliegende kegelmantelförmige Flächenabschnitte 4a bilden mit einer der Grundflächen 3 einen spitzen Winkel α (Fig. 4). Die dadurch entstehenden Kegelschnitte stellen die Schneidkanten 5 dar, die demzufolge auch gegenüberliegend sind. Mit der jeweils anderen Grundfläche 3 weisen die kegelmantelförmigen Flächenabschnitte 4a keine Schnittlinie auf. Somit sind je Grundfläche 3 jeweils zwei Schneidkanten 5 vorhanden.
Die jeweils gegenüberliegenden planaren Flächenabschnitte 4b der Seitenflächen 4 bilden mit der Grundfläche 3 einen stumpfen Winkel β (Fig. 4), wobei die dadurch entstehende Kante 8 keine Schneidkante ist. Mit der jeweils anderen Grundfläche 3 weisen diese planaren Flächenabschnitte 4b keine gemeinsame Kante auf. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die jeweils gegenüberliegenden planaren Flächenabschnitte 4b und die gegenüberliegenden kegelmantelförmigen Flächenabschnitte 4a der jeweiligen Seitenfläche 4 gegeneinander geneigt.
Während die Schneidplatte 1 gemäß Fig. 1 eine Eckfasenfläche 9 aufweist, sind bei der Wendeschneidplatte 1' gemäß Fig. 2 vier derartige Eckfasenflächen 9 vorgesehen. Dabei sind jeweils zwei dieser Eckfasenflächen 9 symmetrisch verteilt zu jeder der Grundflächen 3 angeordnet. Die Eckfasenfläche 9 ist jeweils zwischen einer Grundfläche 3 und einem planaren Flächenabschnitt 4b aufgespannt. Dabei bildet die jeweilige Eckfasenfläche 9 mit der Grundfläche 3 sowie mit einem kegelmantelförmigen Flächenabschnitt 4a und einem planaren Flächenabschnitt 4b einen stumpfen Winkel, während diese Eckfasenfläche 9 mit dem anderen, nicht gegenüberliegenden kegelmantelförmigen Flächenabschnitt 4a einen spitzen Winkel bildet. Eine dadurch entstehende Kante 10 ist ellipsoid geformt und findet insbesondere als Ecken- oder Anschnittphase Verwendung.
Wie aus Fig. 3 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, weist auch bei der doppelseitigen Wendeschneidplatte 1' die jeweilige Kegelachse 6 einen Versatz gegenüber der zentralen Plattenachse 7 der Wendeschneidplatte 1' auf. Der dadurch entstehende Kegelschnitt stellt in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche eines Werkstücks eine Ellipse mit unterschiedlich langen Kantensegmenten 5a und 5b der Schneidkante 5 dar. In Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche stellt der im Scheitelpunkt 11 (Fig. 1 und 2) liegende Treffpunkt beider Kantensegmente 5a, 5b den höchsten Punkt dar, wobei der Scheitelpunkt 11 unter der in der jeweiligen Plattenebene E1, E2 der Grundfläche 3 verlaufenden Kegelachse 6 liegt (Fig. 1). Aufgrund des sehr großen Krümmungsradius in Bezug auf die Bogenlänge der Schneidkante 5 ist dieser bogenförmige Verlauf der Schneidkante 5 bzw. deren Krümmung in den Darstellungen praktisch nicht sichtbar.
Der kegelmantelförmige Flächenabschnitt 4a und der planare Flächenabschnitt 4b jeder Seitenfläche 4 der Wendeschneidplatte 1' sind zudem unter verschiedenen Winkeln angeordnet. Dabei ist der Winkelunterschied derart gewählt, dass die durch die Verschneidung der beiden Flächenabschnitte 4a, 4b entstehende Schnittkante 14 (Fig. 4) mit deren Scheitelpunkt 11 der jeweiligen Schneidkante 5 zugewandt ist.
Ein weiteres Merkmal der Wendeschneideplatte 1' ist eine unterschiedliche Neigung der umfangsseitig angeordneten kegelmantelförmigen Flächenabschnitte 4a einerseits und der ebenfalls umfangsseitig angeordneten planaren Flächenabschnitte 4b andererseits gegenüber der jeweiligen Grundfläche 3. Dabei werden insgesamt durch den negativen Neigungswinkel δ ein besonders weiches Anschnittverhalten erzeugt und die radiale Spanabfuhr begünstigt. Zudem ist die Form der Schneidkante 5 der doppelseitigen Wendeschneidplatte 1' an die beschriebenen geometrischen Bedingungen hinsichtlich des Einstellwinkels γ und des Neigungswinkels δ optimal angepasst, so dass bei einer Abweichung der Parameter von den genannten Werten eine Verschlechterung des Oberflächenbildes und der Oberflächenparameter der zu bearbeitenden Oberfläche O zu erwarten ist.
Im Zentrum der Schneidplatte 1 bzw. Wendeschneidplatte 1' ist eine durchgehende kreisrunde Öffnung 15 vorgesehen, die zur besonders einfachen Halterung in einem Werkzeugträger 16 (Fig. 5) mittels einer Spannbolzen- und Schraubbefestigung dient. Durch die Gestaltungsform des Grundkörpers 2 ist somit eine Schneid- oder Wendeschneidplatte 1 bzw. 1' geschaffen, die die Forderung nach einer besonders glatten und insbesondere rillen- und riefenfreien Oberfläche erfüllt.
Die Gestaltung der äußeren Form der Schneidplatte 1, 1' in der dargestellten Form gewährleistet eine Linienberührung zwischen dieser Schneidplatte 1, 1 'und den Plattensitzanlageflächen des Werkzeugträgers 16 eines anhand der nachfolgenden Fig. 5 bis 9 näher beschriebenen Fräswerkzeugs oder Schlichtfräsers 17.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Fräswerkzeug oder Schlichtfräser 17 ist die optimale Position der Wendeschneidplatten 1' in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche O angegeben, wenn ein Einstellwinkel γ = (0 ± 1)° und ein Neigungswinkel δ = (-5 ± 3)° erreicht ist (Fig. 8). Der Wert des Einstellwinkels γ wird dabei maßgeblich durch die Form des Anschliffs der Flächenabschnitte 4a, 4b der Schneidplatte 1' und damit von der Form der Schneidkante 5 bestimmt. Der Einstellwinkel γ kann jedoch bei verschiedenen Formen dieses Anschliffs auch variieren.
Der gemäß Fig. 5 mit einer Vielzahl von am Messerkopf-Umfang des Werkzeugträgers 16 verteilt angeordneten Wendeschneidplatten 1' versehene Schlichtfräser 17 weist zwischen benachbarten Wendeschneidplatten 1' Spanmulden 18 zur Abführung von bei der spanenden Bearbeitung eines Werkstücks bzw. einer Oberfläche O anfallendem Span auf. Die Wendeschneidplatten 1' sind dabei unter einem Freiwinkel ε = 7° angeordnet, so dass sich in Verbindung mit einem dem Winkel α (Fig. 4) entsprechenden Keilwinkel η = 77° ein Spanwinkel φ = 6° ergibt.
Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist die im Bereich der Mittellinie M des Werkzeugträgers 16 vorgesehene Wendeschneidplatte 1' derart angeordnet, dass diese im Fräswerkzeug 17 um einen Versatzwinkel φ von φ gleich (5 ± 3)° versetzt vor der Mittellinie M liegt. In Verbindung mit diesem Versatz der jeweiligen Wendeschneidplatte 1' mit deren geometrischer Form gemäß den Fig. 2 bis 4 wird eine Vergrößerung des Radius der ellipsoiden Schneidkante 5 und damit eine besonders hohe Oberflächengüte bei der spanenden Bearbeitung mittels des Fräswerkzeugs 17 erzielt.
Durch die Balligkeit, d. h. die gewölbte Kegelmantelfläche 4a der jeweiligen Seitenfläche 4 der Schneidplatte 1, 1' werden Toleranzen der den Werkzeugträger 17 treibenden Spindel ausgeglichen. Dadurch wiederum wird vermieden, dass eine Ecke der Schneidkante 5 bevorzugt am Werkstück anliegt, dessen Oberfläche O zu bearbeiten ist. Zudem wird mit dieser Anordnung und dieser Grundform der Schneidplatte 1' eine um etwa die Hälfte verringerte Wellen- und Profiltiefe und damit eine um einen Faktor 2 verbesserte Rillen- bzw. Riefenfreiheit der zu bearbeitenden Oberfläche O erzeugt.
Innerhalb des Fräswerkzeugs 17 bilden die je Wendeschneidplatte 1' umfangsseitig vier kegelmantelförmigen Flächenabschnitte, deren konvexe Krümmung die Krümmung der Schneidkante 5 erzeugen, die Spanfläche der Hauptschneide und teilweise die Freifläche der Nebenschneide. Dagegen weisen diese kegelmantelförmigen Flächenabschnitte 4a keine Funktion als Anlagefläche im in Fig. 9 dargestellten Plattensitz 20 auf.
Bei dem dargestellten Werkzeugträger 16 sind besondere Maßnahmen zur Gewährleistung der notwendigen Exaktheit der Positionierung der Schneidkante 5 vorgesehen. Die Position der Schneidkante 5 in Bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche O wird im Werkzeugträger 16 im Wesentlichen durch die Position des Plattensitzes 20 in Bezug zur Anlagefläche 21 und zur Aufnahmebohrung 22 des Werkzeugträgers 16 (Fig. 7) bestimmt.
Ein weiterer bestimmender Faktor ist die geometrische Exaktheit der Bezugsflächen, d. h. der der jeweiligen Grundfläche 3 zugewandten Auflagefläche 23 und der der jeweiligen Seitenfläche 4 zugewandten Anlagefläche 24 des Plattensitzes 20. Die geometrische Form des Plattensitzes 20 sowie die Genauigkeit hinsichtlich der Fertigung ist dabei an eine möglichst geringe Abweichung der geometrischen Parameter angepasst.
Wie insbesondere aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, findet bei dem dargestellten Plattensitz 20 ein gehärteter Stahlstift 25 als axialer Anschlag für die Wendeschneidplatte 1' Verwendung. Dazu ist der Plattensitz 20 im Bereich der Auflagefläche 23 mit einer entsprechenden Aufnahmeöffnung 26 für diesen Anschlagstift 25 vorgesehen. Der Anschlagstift 25 wird erst nach der Bearbeitung der Auflage- oder Grundfläche 23 und der radialen Anlagefläche 24 montiert. Dabei ermöglicht die Gestaltungsform die Bearbeitung sowohl der Auflagefläche 23 als auch der radialen Anlagefläche 24 in einem einzigen Bearbeitungsschritt. Durch diese Vorgehensweise ist sichergestellt, dass eine Planlaufgenauigkeit von 10 µm im Werkzeugträger 16 erzeugt werden kann.
Die Rundlaufgenauigkeit der Wendeschneidplatten 1' zur Rotationsachse 27 (Fig. 7) des Fräswerkzeugs 17 wird maßgeblich durch die axiale Position des gehärteten Anlagestiftes 25 bestimmt. Die Abweichung zur Rotationsachse 27 soll dabei möglichst gering sein.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, weist der Werkzeugträger 16 am Werkzeugbund 28 umfangsseitig angeordnete Gewindebohrungen 29 auf, in die bei Bedarf insbesondere aus Stahl bestehende Gewindestifte 30 unterschiedlicher Länge eingeschraubt werden können. Mittels dieser Stifte 30 kann das Fräswerkzeug 17 auf eine Restunwucht von G 6.3 bei 10.000 Umdrehungen pro Minute (1/min) eingestellt werden. Hierdurch ist eine weitere Verbesserung der Oberflächenqualität erreichbar, indem Schwingungen und Vibrationen während der Bearbeitung verringert werden. Diese Schwingungen können durch die Verkleinerung der Unwucht des Fräswerkzeugs 17 gering gehalten werden. Damit wird zwangsläufig eine Verkleinerung der freien Massenkräfte und damit eine Verkleinerung der Auslenkungen des Werkzeugs unter deren Einfluss erreicht. Dieser Umstand wiederum wirkt sich positiv auf die Qualität und Güte der bearbeiteten Oberfläche O aus und führt zu einer besonders geringen Belastung der Antriebsspindel der Fräsmaschine, auf der das Fräswerkzeug 17 genutzt wird.
Der Fräsmesser- oder Schlichtmesserkopf des Werkzeugträgers 16 mit den doppelseitigen Wendeschneidplatten 1' mit jeweils vier Schneidkanten 5 zur Schlichtbearbeitung weist lagefixierte Wendeschneidplatten 1' auf, wobei die Position der Schneidkanten 5 zur Oberfläche O nach dem Fixieren nicht mehr veränderbar ist. Die jeweilige Wendeschneidplatte 1' wird dabei derart mit dem Werkzeugträger 16 verbunden, dass die Schneidkante 5 der Wendeschneidplatte 1' in der vorgegebenen Position in geeigneter Weise fixiert ist, so dass eine nachträgliche Verschiebung der Schneidkante 5 nicht mehr möglich ist. Dadurch ist eine Lageverschiebung der Wendeschneidplatte 1' in Bezug auf den Werkzeugträger 16 durch äußere Einflüsse praktisch ausgeschlossen. Bezugszeichenliste 1 Schneidplatte
1' Wendeschneidplatte
2 Grundkörper
3 Grundfläche
4 Seitenfläche
4a, b Flächenabschnitt
5 Schneidkante
6 Kegelachse
7 Plattenachse
8 Kante
9 Eckfasenfläche
10 Kante
11 Scheitelpunkt
14 Kante
15 Öffnung
16 Werkzeugträger
17 Fräswerkzeug/Schlichtfräser
18 Spanmulde
20 Plattensitz
21 Anlagefläche
22 Aufnahmebohrung
23 Auflagefläche
24 Anlagefläche
25 Anschlagstift
26 Aufnahmeöffnung
27 Rotationsachse
28 Werkzeugbund
29 Gewindebohrung
30 Gewindestift
E1,2 Plattenebene
M Mittellinie
O Oberfläche
d Abstand
α, η spitzer/Keil-Winkel
β stumpfer Winkel
γ Einstellwinkel
δ Neigungswinkel
ε Freiwinkel
φ Spanwinkel
φ Versatzwinkel

Claims

1. Schneidplatte mit in gegenüberliegenden Plattenebenen (E1, E2) eines Grundkörpers (2) jeweils einer Grundfläche (3) sowie mit mindestens einer Seitenfläche (4), die einen kegelmantelförmigen Flächenabschnitt (4a) und einen planaren Flächenabschnitt (4b) aufweist,
wobei der kegelmantelförmige Flächenabschnitt (4a) und die diesem zugewandte Grundfläche (3) unter Bildung einer Schneidkante (5) zueinander in einem spitzen Winkel (α) stehen,
wobei der planare Flächenabschnitt (4b) mit der gegenüberliegenden Grundfläche (3) einen stumpfen Winkel (β) bildet, und
wobei die in der Plattenebene (E1, E2) liegende Kegelachse (6) des kegelmantelförmigen Flächenabschnitts (4a) unter Bildung eines außermittigen bogenförmigen Verlaufs der Schnittkante (5) parallel versetzt zur in derselben Plattenebene (E1, E2) liegenden zentralen Plattenachse (7) verläuft.

2. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (5) einen in der Ebene der Grundfläche (3) liegenden bogenförmigen Verlauf aufweist.

3. Schneidplatte nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ellipsenförmigen Bogenverlauf der Schneidkante (5) mit ausgehend von der Kegelachse (6) unterschiedlich langen Kantensegmenten (5a, 5b).

4. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mit dem kegelmantelförmigen Flächenabschnitt (4a) und mit dem planaren Flächenabschnitt (4b) sowie mit der der Schneidkante (5) abgewandten Grundfläche (3) jeweils einen stumpfen Winkel bildenden Eckfasenfläche (9).

5. Schneidplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckfasenfläche (9) keilförmig ist.

6. Schneidplatte nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch ein sich vom unterhalb der Kegelachse (6) liegenden Scheitelpunkt (11) der Schneidkante (5) bis zur Eckfasenfläche (9) erstreckendes erstes Kantensegmente (5a) und ein sich vom Scheitelpunkt (11) zum fasenflächenfreien Kantenende der Schneidkante (5) erstreckendes zweites Kantensegment (5b), wobei das erste Kantensegment (5a) länger ist als das zweite Kantensegment (5b).

7. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelmantelförmige Flächenabschnitt (4a) und der planare Flächenabschnitt (4b) derart unter verschiedenen Winkel angeordnet sind, dass eine durch diese beiden Flächenabschnitte (4a, 4b) gebildete Schnittkante (14) im Scheitelpunkt (11) der Schneidkante (5) zugewandt ist.

8. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch deren Ausbildung als Wendeschneidplatte mit vier Seitenflächen (4), wobei die kegelmantelförmigen Flächenabschnitte (4a) und die planaren Flächenabschnitt (4b) jeweils gegenüberliegender Seitenflächen (4) einander zugeneigt sind.

9. Schneidplatte nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch jeweils zwei zu jeder Grundfläche (3) symmetrisch angeordnete Eckfasenflächen (9), deren jede mit einer der Grundflächen (3) und einer der Seitenflächen (4) jeweils einen stumpfen Winkel bildet, wobei die jeweilige Eckfasenfläche (9) zu dem kegelmantelförmigen Flächenabschnitt (4a) der benachbarten Seitenfläche (4) unter Bildung einer ellipsoiden Kante (10) in einem spitzen Winkel steht.

10. Schneidplatte nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen rhombusförmigen Grundkörper (2), dessen einander gegenüberliegenden Grundflächen (3) gegeneinander um einen Winkel kleiner 100° und größer 95°, vorzugsweise 97°, verdreht sind.

11. Fräswerkzeug mit einer Anzahl von an einem Werkzeugträger (16) umfangsseitig verteilt angeordneten Schneidplatte (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

12. Fräswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Umfangsbereich der Mittellinie (M) des Werkzeugträgers (16) vorgesehene Schneidplatte (1, 1') um einen Winkel von φ = (5 ± 3)° gegenüber der Mittellinie (M) versetzt angeordnet ist.

13. Fräswerkzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schneidplatte (1, 1') ein Plattensitz (20) mit einer der jeweiligen Grundfläche (3) zugewandten Auflagefläche (23) und einer der jeweiligen Seitenfläche (4) zugewandten Anlagefläche (24) sowie einer Aufnahmeöffnung (26) zur Aufnahe eines als axialer Anschlag für die Schneidplatte (1, 1') wirksamen Anschlagstiftes (25) zugeordnet ist.