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Die Erfindung betrifft eine Kassette für einen Fräser, mittels der ein Schneideinsatz einstellbar am Fräser angebracht werden kann. Die Erfindung betrifft ferner einen Fräser mit einer solchen Kassette.
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Ein solcher Fräser mit einer Kassette ist grundsätzlich aus der
EP 1 753 577 B1 bekannt. Die Kassette kann mittels einer Befestigungsschraube und einer Einstellschraube einstellbar in einer Aufnahme am Fräser angebracht werden. Wenn der Schneideinsatz der Kassette verschlissen ist, kann der Schneideinsatz nachgearbeitet werden, oder es muss die gesamte Kassette ausgetauscht werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannte Kassette dahingehend weiterzubilden, dass die Wirtschaftlichkeit des verwendeten Fräsersystems erhöht wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Kassette für eine Fräser vorgesehen, mit einem Schneidenträger und einem Klemmteil, die zusammen eine allgemein quaderförmige Kassette bilden, wobei der Schneidenträger und das Klemmteil lose aufeinandergesetzt sind und zusammen eine Befestigungsöffnung für eine Befestigungsschraube abgrenzen, mit der die Kassette in einer Aufnahme eines Fräsers befestigt werden kann, wobei der Schneidenträger einen Sitz für einen Schneideinsatz aufweist. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die bisher bekannte Kassette in zwei lose aufeinandergesetzte Teile aufzuteilen, von denen eines den Schneideinsatz trägt und das andere zur Klemmung und Abstützung dient. Beide Teile zusammen bilden insgesamt die Kassette, die hinsichtlich ihrer Abmessungen der bisher bekannten Kassette entspricht. Auf diese Weise können die bisher verwendeten Kassetten durch die neuen Kassetten ausgetauscht werden. Der besondere Vorteil der neuen, geteilten Kassetten besteht darin, dass im Verschleißfalle nur ein Teil der Kassette ausgewechselt werden muss, nämlich der Schneidenträger, während der andere Teil, also das Klemmteil, weiterverwendet werden kann. Dadurch verringern sich die Betriebskosten.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schneideinsatz fest am Schneidenträger angebracht ist, insbesondere in den Sitz eingelötet oder eingeklebt ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn Schneideinsätze aus PKD (polykristalliner Diamant) verwendet werden.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schneideinsatz in den Sitz am Schneidenträger eingelegt ist. Dies ermöglicht, die Betriebskosten nochmals zu senken, da im Verschleißfall lediglich der Schneideinsatz und nicht der Schneidenträger ausgetauscht werden muss.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schneideinsatz gegen Verschieben in mindestens einer Richtung formschlüssig im Sitz arretiert ist. Auf diese Weise ist der Schneideinsatz bereits dann zuverlässig in dem Sitz fixiert, wenn die Kassette auch nur vorläufig am Fräser vormontiert und noch nicht endgültig festgespannt ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Klemmteil einen Abstützabschnitt aufweist, der eine vom Sitz für den Schneideinsatz abgewandte Stirnseite der Kassette definiert. Dies gewährleistet, dass eine durchgehende, nicht geteilte Fläche für die Positionierung der Kassette zur Verfügung steht.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Abstützabschnitt kurz oberhalb der Bodenfläche des Schneidenträgers endet. Dies verhindert, dass es im montierten Zustand der Kassette zur einer mechanischen Überbestimmung kommen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trennlinie zwischen dem Schneidenträger und dem Klemmteil, bezogen auf eine Mittellinie der Befestigungsöffnung, näher am Klemmteil als am Schneidenträger verläuft. Dieser Versatz, der insbesondere in der Größenordnung von 20% des kleinsten Durchmessers der Befestigungsöffnung betragen kann, hat sich als in mechanischer Hinsicht besonders vorteilhaft erwiesen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Klemmteil eine Klemmfläche aufweist, die sich am vom Abstützabschnitt abgewandten Ende des Klemmteils befindet und sich am Schneidenträger im Bereich des Sitzes oder in dessen Nähe abstützt. Die Klemmfläche kann zum einen dafür verwendet werden, die ausgeübten Klemmkraft auf den Schneidenträger zu übertragen. Falls ein separater, in den Sitz eingelegter Schneideinsatz verwendet wird, kann die Klemmfläche zum anderen dazu verwendet werden, den Schneideinsatz fest im Sitz zu spannen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Schlitz zwischen dem Schneidenteil und dem Klemmteil vorhanden, der sich ausgehend vom Klemmabschnitt über den Bereich der Befestigungsöffnung hinweg zum Abstützabschnitt erstreckt. Auch der Schlitz dient dazu, Überbestimmungen zu vermeiden, so dass zuverlässig gewährleistet ist, dass die gewünschte Klemmkraft über die Klemmfläche aufgebracht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Kühlmittelkanal im Klemmteil vorgesehen. Dies ermöglicht, einer Schneide am Schneideinsatz Kühlmittel zuzuführen.
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Der Kühlmittelkanal kann sich von einer Seitenfläche des Klemmteils zu einer oberhalb des Sitzes für den Schneideinsatz angeordneten Außenfläche des Klemmteils erstrecken. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Kühlmittelkanal sich von einer Oberseite des Klemmteils zu dieser Außenfläche erstreckt. Der Verlauf des Kühlmittelkanals kann dabei flexibel an den Fräser und die Anordnung von Kühlmittelversorgungsöffnungen am Fräser angepasst werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
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1 eine schematische Unteransicht eines erfindungsgemäßen Fräsers mit erfindungsgemäßen Kassetten;
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2 den Fräser von 1 in einer Seitenansicht;
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3 den Fräser von 1 in einer perspektivischen Ansicht;
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4 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kassette;
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5 eine Draufsicht der Kassette von 4;
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6 eine Vorderansicht der Kassette von 4;
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7 eine erste perspektivische Ansicht einer Kassette gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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8 eine zweite perspektivische Ansicht der Kassette gemäß der ersten Ausführungsform;
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9 den Schneidenträger der Kassette gemäß der ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
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10 das Klemmteil der Kassette gemäß der ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
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11 eine perspektivische Ansicht einer Kassette gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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12 eine perspektivische Ansicht einer Kassette gemäß einer dritten Ausführungsform; und
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13 in einer abgebrochenen Draufsicht einen Schneidenträger mit Schneideinsatz für eine Kassette gemäß einer vierten Ausführungsform.
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In den 1 bis 3 ist ein Fräser 1 gezeigt, der einen Werkzeuggrundkörper 2 mit allgemein zylindrischer bzw. hohlzylindrischer Form aufweist. Der Werkzeuggrundkörper kann aus Aluminium, Titan, Stahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Der Werkzeuggrundkörper 2 trägt an seiner seitlichen Mantelfläche 3 eine Vielzahl von Kassetten 4, die am Außenumfang des Werkzeuggrundkörpers 2 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Alternativ ist möglich, dass die Kassetten 4 mit unregelmäßiger Teilung am Außenumfang des Werkzeuggrundkörpers 2 angeordnet sind. Zwischen den Kassetten 4 sind im Werkzeuggrundkörper 2 im Bereich der Mantelfläche 3 jeweils Spanleitnuten 6 vorgesehen. Diese grenzen unmittelbar an Spanleitflächen 7, die in jede Kassette 4 integriert sind.
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Jede Kassette 4 ist am Werkzeuggrundkörper 2 in einer Aufnahme 21 angebracht, welche die jeweilige Kassette 4 eng umschließt. Zur Befestigung am Werkzeuggrundkörper ist eine Befestigungsschraube 23 vorgesehen, die sich durch die Kassette 4 hindurch erstreckt. Zur Präzisionseinstellung der Lage der Kassette ist jeder Kassette eine Justierschraube 32 zugeordnet.
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Hinsichtlich weiterer Details der Anbringung der Kassetten
4 und ihrer Justierung am Fräser
1 wird auf die
EP 1 753 577 verwiesen.
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In den 4 bis 10 ist eine erste Ausführungsform der Kassetten 4 gezeigt. Jede Kassette besteht aus einem Schneidenträger 40 und einem Klemmteil 70, die als getrennte, separate Bauteile ausgeführt sind und zusammengesetzt die allgemein quaderförmige Kassette ergeben (siehe 4), durch die hindurch sich eine Befestigungsöffnung 72 erstreckt.
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Der Schneidenträger 40 selbst ist wiederum allgemein quaderförmig (siehe 9) und weist an einer Ecke einen Schneideinsatz 42 auf, der hier fest mit dem Schneidenträger 40 verbunden ist. Der Schneideinsatz 42 kann beispielsweise aus PKD bestehen und in einen geeignet geformten Sitz 44 am Schneidenträger 40 eingelötet oder eingeklebt sein.
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Der Schneidenträger 40 ist weiterhin mit einer Aussparung versehen, die Teil der Befestigungsöffnung 72 ist. Wie in 4 zu sehen ist, befindet sich die Mittelachse M der Befestigungsöffnung 72 unterhalb der Trennebene zwischen dem Schneidenträger 40 und dem Klemmteil 70, so dass der Abstand zwischen den beiden Rändern der Aussparung für die Befestigungsöffnung, gemessen am bezogen auf die Figuren oberen Rand des Schneidenträgers 40, kleiner ist als der Durchmesser der Befestigungsöffnung. Die Befestigungsöffnung selbst weist einen Abschnitt A mit konstantem Durchmesser auf, der den kleinsten Durchmesser der Befestigungsöffnung definiert, einen Abschnitt B, der sich kegelförmig erweitert, und einen Abschnitt C mit wiederum konstantem Durchmesser.
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Soweit hier Begriffe wie ”oben”, ”unten”, ”vorne” etc. verwendet werden, beziehen sich diese lediglich auf die Darstellung in den Zeichnungen. In der Praxis kann die Kassette in jeder beliebigen Ausrichtung verwendet werden, und im Einsatz ändert sich die Ausrichtung im Raum in Abhängigkeit von der Ausrichtung und Drehung des Fräsers.
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Das Klemmteil 70 ist in einer Seitenansicht betrachtet allgemein L-förmig und weist an einer Seite eine Klemmfläche 74 auf, die dafür vorgesehen ist, sich auf dem Schneidenträger 40 abzustützen, und am entgegengesetzten Ende einen Abstützabschnitt 76, der die vom Schneideinsatz 42 abgewandte Außenseite des Schneidenträgers 40 umgreift.
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Das Klemmteil 70 ist an seinem vorderen, vom Abstützabschnitt 76 abgewandten Ende mit der Spanleitfläche 7 versehen. Diese endet in geringem Abstand vom Sitz 44 für den Schneideinsatz 42.
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Weiterhin ist im Klemmteil 70 der „Rest” der Befestigungsöffnung 72 in Form einer Aussparung vorgesehen.
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Wenn das Klemmteil 70 auf den Schneidenträger 40 aufgesetzt ist (siehe insbesondere 4), endet der Abstützabschnitt 76 in einem kleinen Abstand a oberhalb der Ebene, die durch die Bodenfläche F des Schneidenträgers 40 definiert ist. Auf diese Weise ist die Außenkontur der Kassette 4, bezogen auf 4, auf der Oberseite und der Rückseite der Kassette allein durch die Außenflächen des Klemmteils 70 und auf der Unterseite allein durch die Bodenfläche B des Schneidenträgers 40 definiert. Insbesondere ergibt sich dadurch im Bereich der Justierschraube 32 eine durchgehende, einheitliche Anlagefläche 78. Die Abmessungen des Schneidenträgers 40 und des Klemmteils 70 sind so gewählt, dass das Klemmteil 70 sich nur im Bereich der Klemmfläche 74, also an seinem vorderen Ende, am Schneidenträger 40 abstützt und ansonsten ein Spalt S zwischen Schneidenträger 40 und Klemmteil 70 vorhanden ist, der sich ausgehend von der Klemmfläche 74 über den Bereich der Befestigungsöffnung 72 hinweg bis in den Bereich hinein erstreckt, in welchem sich der Abstützabschnitt 76 befindet.
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Die Kassette 4 wird in die entsprechende Aufnahme 21 des Fräsers 1 so eingesetzt, dass der Schneideinsatz 42 auf der Außenseite liegt. Mittels der Befestigungsschraube 23 wird die Kassette in der Aufnahme befestigt, wobei die Befestigungsschraube 23 als solche bestrebt ist, die beiden Teile Schneidenträger 40 und Klemmteil 70 auseinanderzudrücken. Aufgrund der Abmessungen und der Form der Aufnahme 21 werden die beiden Teile jedoch fest als Einheit zusammengehalten und können in der Aufnahme geeignet justiert werden.
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Falls der Schneideinsatz 42 verschlissen ist, kann dieser entweder nachgearbeitet werden oder zusammen mit dem Schneidenträger 40 ausgetauscht werden. Das Klemmteil 70 kann jedoch in jedem Fall weiterverwendet werden.
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In 11 ist eine Kassette gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass im Klemmteil 70 ein Kühlmittelkanal 80 vorgesehen ist, der sich zwischen der Spanleitfläche 7 und, bezogen auf 11, der Oberseite des Klemmteils 70 erstreckt. Auf diese Weise kann, wenn die Kassette 4 im Fräser 1 montiert ist, über eine Kühlmittelversorgungsöffnung, die in einer der Seitenflächen der Aufnahme 21 des Fräsers angeordnet ist, Kühlmittel gezielt hin zum Schneideinsatz 42 geleitet werden.
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In 12 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt, die sich von der zweiten Ausführungsform durch die Anordnung des Kühlmittelkanals 80 unterscheidet. Bei der dritten Ausführungsform endet der Kühlmittelkanal 80 auf einer Seitenfläche der Kassette 4, so dass Kühlmittel über eine Kühlmittelversorgungsöffnung, die am Boden der Aufnahme 21 im Fräser 1 vorgesehen ist, Kühlmittel zum Schneideinsatz 42 bzw. genauer gesagt zu dessen Schneidkante geleitet werden kann.
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In 13 ist eine vierte Ausführungsform gezeigt, die sich von den ersten drei Ausführungsformen hinsichtlich des Schneideinsatzes 42 unterscheidet. Bei der vierten Ausführungsform ist der Schneideinsatz 42 nicht fest eingelötet, sondern ist als Wendeschneidplatte ausgeführt, die in den Sitz 44 eingelegt ist. Dort wird sie mittels der Klemmwirkung fixiert, die vom Klemmteil 70 und insbesondere von dessen Klemmfläche 74 ausgeübt wird.
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Zusätzlich ist der Schneideinsatz 42 formschlüssig im Sitz 44 arretiert. Hierzu sind Haltevorsprünge 50 am Sitz vorgesehen, die in geeignete Aussparungen 52 am Schneideinsatz 42 eingreifen.
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Auch bei der vierten Ausführungsform können Kühlmittelkanäle im Klemmteil 70 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1753577 B1 [0002]
- EP 1753577 [0031]
