DE102010063849A1

DE102010063849A1 - Spannsystem

Info

Publication number: DE102010063849A1
Application number: DE102010063849A
Authority: DE
Inventors: Raouf Dr. 73547 Ben Amor; Marianne 73779 Krause; Andreas 73547 Herb; Heiko 73275 Libhafsky; Stephan 73240 Keintzel
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2011-06-30
Also published as: EP2516088A1; US9016985B2; US20130051941A1; CN102781610A; WO2011076835A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte (1) zum Einbau in Trägerwerkzeugen (5) zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer Ober- (2) und Unterseite (3) auf der Spannmulden angeordnet sind, mit einer die Ober- (2) und Unterseite (3) verbindenden Umfangsgeometrie (4), wobei am Übergang von der Oberseite (2) und Unterseite (3) zu der Um(6) angeordnet sind. Damit die Spannsituation bei der spanabhebenden Bearbeitung wesentlich verbessereinfacht ist, wird vorgeschlagen, dass die Spannmulde aus Nuten (10) besteht, die auf zwei sich kreuzenden Geraden (11) angeordnet sind, wobei die zwei Geraden (11) rechtwinklig zueinander verlaufen und alle Nuten (10) im gleichen Abstand zur Mittelachse oder Längsachse (12) der Wendeschneidplatte (1) angeordnet sind und der Kreuzungspunkt (13) der zwei Geraden (11) auf der Mittelachse oder Längsachse (12) der Wendeschneidplatte (1) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte zum Einbau in Trägerwerkzeugen zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer Ober- und Unterseite auf der Spannmulden angeordnet sind und mit einer die Ober- und Unterseite verbindenden Umfangsgeometrie, wobei am Übergang von der Oberseite und Unterseite zu der Umfangsgeometrie Schneidecken und/oder Schneidkanten angeordnet sind.
Eine derartige Wendeschneidplatte ist aus der WO 2008155331 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wendeschneidplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, dass die Spannsituation bei der spanabhebenden Bearbeitung wesentlich verbessert und zugleich die Einbringung der Spannmulden vereinfacht ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Spannmulde aus Nuten besteht, die auf zwei sich kreuzenden Geraden angeordnet sind, wobei die zwei Geraden rechtwinklig zueinander verlaufen und alle Nuten im gleichen Abstand zur Mittelachse oder Längsachse der Wendeschneidplatte angeordnet sind und der Kreuzungspunkt der zwei Geraden auf der Mittelachse oder Längsachse der Wendeschneidplatte liegt. Hierdurch wird die Wendeschneidplatte im Einbauzustand gleichmäßig gespannt, d. h. die Spannkräfte drücken die Wendeschneidplatte gleichmäßig auf ein Trägerwerkzeug. Die Wendeschneidplatte wird nicht einseitig belastet. Die Spannsituation ist dadurch wesentlich verbessert. Außerdem lassen sich Nuten leichter Einbringen als die üblichen Spannmulden.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind auf jeder Ober- und Unterseite vier Nuten angeordnet, wobei auf jeder der Geraden zwei Nuten angeordnet sind.
Diese Ausführungsform führt zu einer erstklassigen Verteilung der Spannkräfte auf die Wendeschneidplatte, da die Nuten gleichmäßig verteilt sind und dadurch die Wendeschneidplatte im Einbauzustand gleichmäßig gespannt wird. Durch die genannten vier Nuten sind bei einer zylindrischen Wendeschneidplatte die Ober- und Unterseiten in vier Kreissektoren mit einem Sektorenwinkel von 90 Grad unterteilt. Jeder Kreissektor weist hierbei eine Nut auf, wodurch auch jeder Kreissektor im Einbauzustand gespannt wird. Weiter hinten ist diese Ausführungsform anhand 1 näher beschrieben. Die Wendeschneidplatte kann jedoch auch quaderförmig mit einer quadratischen Ober- und Unterseite ausgebildet werden.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind zwei Nuten auf jeder Ober- und Unterseite angeordnet, wobei auf jeder Geraden eine einzige Nut angeordnet ist und die zwei Nuten auf jeder Ober- und Unterseite sich kreuzen und eine Kreuznut bilden, deren Mittelpunkt auf der Mittelachse oder Längsachse der Wendeschneidplatte liegt. Diese in 3 gezeigte Ausführungsform hat den Vorteil, dass nur zwei Nuten einzubringen sind und die resultierende Spannkraft genau auf der Mittelachse oder Längsachse der Wendeschneidplatte liegt, wodurch die Spannsituation verbessert ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Umfangsgeometrie doppelseitig unterhalb der Schneidecken und/oder Schneidkanten umlaufende positive Freiflächen auf, die gegenüber den Schneidecken und/oder Schneidkanten eingezogen sind, wodurch ein beidseitig positiver Freiwinkel geschaffen ist und zwischen zwei sich auf der Umfangsgeometrie in Bezug auf die Oberseite und Unterseite gegenüberliegenden Freiflächen ein gegenüber den tiefsten Stellen der Freiflächen erhabener Bund angeordnet ist, dessen Oberfläche als Anlagefläche in Trägerwerkzeugen dient.
Hierdurch ist ein Einbau in herkömmliche Klemmhalter ermöglicht, ohne die Merkmale und Vorteile einer positiven Freifläche zu verlieren. Wenn bei einer zylindrischen Wendeschneidplatte der Bund auf der Umfangsgeometrie umlaufend ausgebildet ist, ist die Anlagefläche maximiert und ein Einbau kann in jeder möglichen Orientierung erfolgen.
Eine Spannpratze zum Spannen einer erfindungsgemäßen Wendeschneidplatte in einem Trägerwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannpratze an ihrem zur Wendeschneidplatte gewandten Ende direkt oder indirekt an die Nuten in der Wendeschneidplatte angepasste Nocken aufweist. Direkt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Nocken einstückig mit der Spannpratze ausgebildet sind. Indirekt bedeutet, dass an der Spannpratze eine Druckplatte oder ähnliches befestigt ist und die Nocken an dieser Druckplatte anstatt direkt an der Spannpratze angeordnet sind.
In einer Ausführungsform bilden die Nocken einen Kreuznocken.
Die Erfindung betrifft somit eine Wendeschneidplatte zum Einbau in Trägerwerkzeugen zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer Oberseite und einer Unterseite und mit einer die Oberseite und Unterseite verbindenden Umfangsgeometrie, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform am Übergang von der Oberseite und Unterseite zu der Umfangsgeometrie Schneidecken und/oder Schneidkanten angeordnet sind und die Umfangsgeometrie doppelseitig unterhalb der Schneidecken und/oder Schneidkanten umlaufende positive Freiflächen aufweist, die gegenüber den Schneidecken und/oder Schneidkanten eingezogen sind, wodurch ein beidseitig positiver Freiwinkel geschaffen ist.
Keramische Schneidplatten werden nach dem Stand der Technik in der Regel mit einem Freiwinkel α von 0° oder mit einem Freiwinkel α > 0° hergestellt.
Beträgt der Freiwinkel α = 0°, so kann die Schneidplatte beidseitig verwendet werden und es stehen auf der Oberseite und der Unterseite Schneidecken und Schneidkanten zur Verfügung. Bei zum Beispiel einer rechteckigen Schneidplatte stehen auf der Ober- und Unterseite jeweils vier Schneidkanten und/oder Schneidecken, also insgesamt acht Schneidkanten und/oder Schneidecken zur Verfügung.
Ist der Freiwinkel α > 0°, so kann die Schneidplatte nur einseitig verwendet werden, wodurch sich die Anzahl der nutzbaren Schneidecken und/oder Schneidkanten gegenüber der Ausführung mit α = 0° Freiwinkel halbiert.
Aus der US 3,490,117 ist eine Wendeschneidplatte bekannt, die auf der Umfangsgeometrie doppelseitig unterhalb der Schneidecken und Schneidkanten umlaufende positive Freiflächen aufweist, die gegenüber den Schneidecken und Schneidkanten eingezogen sind, wodurch ein beidseitig positiver Freiwinkel geschaffen ist. Nachteilig hieran ist, dass diese Wendeschneidplatte zum Spannen auf Trägerwerkzeugen einen der Umfangsgeometrie der Schneidplatte angepassten Plattensitz benötigen, wodurch sie nicht in herkömmliche Klemmhalter einbaubar sind. Hierdurch ist die Austauschbarkeit und Anwendung eingeschränkt und erschwert.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei sich auf der Umfangsgeometrie in Bezug auf die Oberseite und Unterseite gegenüberliegenden Freiflächen ein gegenüber den tiefsten Stellen der Freiflächen erhabener Bund angeordnet ist, dessen Oberfläche als Anlagefläche in Trägerwerkzeugen dient. Hierdurch ist ein Einbau in herkömmliche Klemmhalter ermöglicht, ohne die Merkmale und Vorteile einer positiven Freifläche zu verlieren.
In einer Ausführungsform ist der Bund auf der Umfangsgeometrie umlaufend ausgebildet, wodurch die Anlagefläche maximiert ist und ein Einbau in jeder möglichen Orientierung erfolgen kann.
In bevorzugter Ausgestaltung besteht die Wendeschneidplatte aus einer Keramik. Gerade in Keramiken ergibt sich eine extrem lange Einsatzzeit für die Schneidplatte.
In einer erfinderischen Ausgestaltung ist die Länge der Freiflächen kleiner als die halbe Dicke der Wendeschneidplatte. Hierdurch kann der Bund mittig auf der Umfangsgeometrie angeordnet werden und weist auch eine hinreichende Breite auf.
Zur Verstärkung der Schneidkanten und/oder Schneidecken sind in einer Ausführungsform die Freiflächen im unmittelbar an die Schneidkanten und/oder Schneidecken angrenzenden Anlagebereich im Wesentlichen rechtwinklig zur Oberseite und Unterseite der Wendeschneidplatte ausgebildet. Die Schneidplatte kann hierdurch sowohl mit den beiden Anlagebereichen als auch mit dem erhabenen Bund an Anlageflächen im Trägerwerkzeug anliegen. Dieser Anlagebereich verstärkt zugleich die Schneidecken und/oder Schneidkanten.
In einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich die Oberfläche des Bundes in Bezug auf die Längsachse der Wendeschneidplatte auf derselben oder einer größeren radialen Höhe wie die der Schneidkanten und/oder Schneidecken. Hierdurch kann die Schneidplatte in beliebiger Weise an Anlageflächen im Trägerwerkzeug anliegen.
In einer Ausführungsform der Erfindung befinden sich der Anlagebereich der Freiflächen und die Oberfläche des Bundes in Bezug auf die Längsachse der Wendeschneidplatte auf derselben radialen Höhe oder die radiale Höhe der Oberfläche des Bundes ist in Bezug auf die Längsachse der Wendeschneidplatte größer als die radiale Höhe des Anlagebereichs der Freiflächen.
Die Freiflächen sind In einer Ausführungsform durch Umfangsschleifen eingebracht. In einer anderen Ausführungsform sind die Freiflächen durch entsprechendes Pressen des Grünlings und anschließendes Sintern eingebracht.
In einer Ausführungsform ist die Schneidplatte zylinderförmig ausgebildet, wobei die Ober- und Unterseite die Stirnflächen und die Seitenflächen die Umfangsfläche des Zylinders bilden. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Schneidplatte quaderförmig ausgebildet.
Die Spannpratze, auch Spannfinger genannt, weist an ihrem zur Schneidplatte gewandten Ende einen Kreuznocken auf, der an die Kreuznut angepasst ist. Der Kreuznocken kann auch auf einer am Spannfinger befestigten Druckplatte angeordnet sein. Zum Spannen greift der Kreuznocken in die Kreuznut spannend ein.
Ein Trägerwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung weist eine erfindungsgemäße Schneidplatte auf, die in einem Halter von einem erfindungsgemäßen Spannfinger gehalten wird.
Bevorzugt besteht die Schneidplatte aus einer Keramik. Bevorzugt aus kubischem Bornitrid (CBN).
Im Gegensatz zu bestehenden Systemen wird diese Wendeschneidplatte über eine formschlüssige Kreuznut und entsprechende Schräge im Halter mittels eines Spannfingers gegen den Sitz gezogen. Der Spannfinger besitzt die Negativform der Kreuznut.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von fünf Figuren weiter erläutert.
1 zeigt eine erfindungsgemäße zylindrische Wendeschneidplatte 1 mit jeweils einer runden Oberseite 2 und einer runden Unterseite 3 und mit einer diese Seiten verbindende Umfangsgeometrie 4. Die jeweiligen Kanten der Seiten 2, 3 zu der Umfangsgeometrie 4 sind als Schneidkanten 6 ausgebildet.
Auf jeder Seite 2, 3 sind bei dieser Ausführungsform vier Nuten 10 eingebracht. Die Nuten 10 befinden sich dabei auf zwei gedachten Geraden 11, die auf der Oberfläche der Seiten 2, 3 verlaufen und die zueinander rechtwinklig angeordnet sind. Alle Nuten 10 sind im gleichen Abstand, nämlich im Abstand 0, zur Mittelachse oder Längsachse 12 der Wendeschneidplatte 1 angeordnet und der Kreuzungspunkt 13 der zwei Geraden 11 liegt auf der Mittelachse oder Längsachse 12 der Wendeschneidplatte 1. Durch diese Anordnung der Nuten 10 wird im Einbauzustand die Wendeschneidplatte gleichmäßig belastet, wodurch die Spannsituation optimiert ist.
Die Umfangsgeometrie 4 weist doppelseitig unterhalb der Schneidkanten 6 umlaufende positive Freiflächen 7a, 7b auf, die gegenüber den Schneidecken und Schneidkanten 6 eingezogen sind, wodurch ein beidseitig positiver Freiwinkel geschaffen ist. Zwischen zwei sich auf der Umfangsgeometrie 4 in Bezug auf die Oberseite 2 und Unterseite 3 gegenüberliegenden Freiflächen 7a, 7b ist ein gegenüber den tiefsten Stellen der Freiflächen 7a, 7b erhabener Bund 8 angeordnet, dessen Oberfläche 9 als Anlagefläche in Trägerwerkzeugen 5 (siehe 2) dient.
Alle hier beschriebenen Wendeschneidplatten bestehen aus einer Keramik. Wegen seiner Härte ist kubisches Bornitrid (CBN) bevorzugt.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Spannpratze 15, die auf einem Trägerwerkzeug 5 über eine Schraube 18 befestigt ist und die eine erfindungsgemäße Wendeschneidplatte 1 auf eine Stützplatte 19 in ihren Plattensitz drückt. Die Spannpratze 15 weist an ihrer zur Wendeschneidplatte 1 gewandten Seite Nocken auf, die an die Nuten 10 in der Wendeschneidplatte 1 angepasst sind. Die Nocken werden anhand einer anderen Ausführungsform später genauer beschrieben.
3 zeigt eine erfindungsgemäße zylindrische Wendeschneidplatte 1 mit jeweils einer runden Oberseite 2 und einer runden Unterseite 3 und mit einer diese Seiten 2, 3 verbindenden Umfangsgeometrie 4. Die jeweiligen Kanten der Seiten 2, 3 zu der Umfangsgeometrie 4 sind als Schneidkanten 6 ausgebildet.
Auf jeder Seite 2, 3 sind bei dieser Ausführungsform zwei Nuten 10 eingebracht. Die Nuten 10 befinden sich dabei auf zwei gedachten Geraden 11, die auf der Oberfläche der Seiten 2, 3 verlaufen und die zueinander rechtwinklig angeordnet sind. Alle Nuten 10 sind im gleichen Abstand, d. h. im Abstand 0 zur Mittelachse oder Längsachse 12 der Wendeschneidplatte 1 angeordnet und der Kreuzungspunkt 13 der zwei Geraden 11 liegt auf der Mittelachse oder Längsachse 12 der Wendeschneidplatte 1.
Erfindungsgemäß ist in dieser Ausführungsform auf jeder Geraden 11 eine einzige Nut 10 angeordnet ist, wobei sich die zwei Nuten 10 kreuzen und eine Kreuznut 14 bilden, deren Mittelpunkt auf der Mittelachse oder Längsachse 12 der Wendeschneidplatte 1 liegt. Die Umfangsgeometrie 4 ist wie in der 1 beschrieben ausgeführt.
In den 4 und 5 ist eine erfindungsgemäße Spannpratze 15 gezeigt, die, wie in 2 gezeigt, die Wendeschneidplatte 1 auf dem Trägerwerkzeug befestigt. Zum Klemmen der Wendeschneidplatte 1 auf dem Trägerwerkzeug weist die Spannpratze an ihrem zur Wendeschneidplatte gewandten Ende direkt oder indirekt an die Nuten in der Wendeschneidplatte angepasste Nocken 16 auf. In der Ausführungsform gemäß 3 wird ein Kreuznocken 17 benötigt, der aus zwei sich kreuzenden Nocken 16 besteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008155331 A1 [0002]
US 3490117 [0016]

Claims

Wendeschneidplatte (1) zum Einbau in Trägerwerkzeugen (5) zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer Ober- (2) und Unterseite (3) auf der Spannmulden angeordnet sind, mit einer die Ober- (2) und Unterseite (3) verbindenden Umfangsgeometrie (4), wobei am Übergang von der Oberseite (2) und Unterseite (3) zu der Umfangsgeometrie (4) Schneidecken und Schneidkanten (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmulde aus Nuten (10) besteht, die auf zwei sich kreuzenden Geraden (11) angeordnet sind, wobei die zwei Geraden (11) rechtwinklig zueinander verlaufen und alle Nuten (10) im gleichen Abstand zur Mittelachse oder Längsachse (12) der Wendeschneidplatte (1) angeordnet sind und der Kreuzungspunkt (13) der zwei Geraden (11) auf der Mittelachse oder Längsachse (12) der Wendeschneidplatte (1) liegt.
Wendeschneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Ober- (2) und Unterseite (3) vier Nuten (10) angeordnet sind, wobei auf jeder der Geraden (11) zwei Nuten (10) angeordnet sind.
Wendeschneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Nuten (10) auf jeder Ober- (2) und Unterseite (3) angeordnet sind, wobei auf jeder Geraden (11) eine einzige Nut (10) angeordnet ist und die zwei Nuten (10) auf jeder Ober- (2) und Unterseite (3) sich kreuzen und eine Kreuznut (14) bilden, deren Mittelpunkt auf der Mittelachse oder Längsachse (12) der Wendeschneidplatte (1) liegt.
Wendeschneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeometrie (4) doppelseitig unterhalb der Schneidecken und Schneidkanten (6) umlaufende positive Freiflächen (7a, 7b) aufweist, die gegenüber den Schneidecken und Schneidkanten (6) eingezogen sind, wodurch ein beidseitig positiver Freiwinkel geschaffen ist und zwischen zwei sich auf der Umfangsgeometrie (4) in Bezug auf die Oberseite (2) und Unterseite (3) gegenüberliegenden Freiflächen (7a, 7b) ein gegenüber den tiefsten Stellen der Freiflächen (7a, 7b) erhabener Bund (8) angeordnet ist, dessen Oberfläche (9) als Anlagefläche in Trägerwerkzeugen (5) dient.
Spannpratze (15) zum Spannen einer Wendeschneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem Trägerwerkzeug (5) zur spanabhebenden Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannpratze (15) an ihrem zur Wendeschneidplatte (1) gewandten Ende direkt oder indirekt an die Nuten (10) in der Wendeschneidplatte (1) angepasste Nocken (16) aufweist.
Spannpratze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (16) einen Kreuznocken (17) bilden.