DE102016007524A1

DE102016007524A1 - Schneidwerkzeug und Schneideinsatz mit einer tiefen Blindöffnung

Info

Publication number: DE102016007524A1
Application number: DE102016007524.4A
Authority: DE
Inventors: Shimon Athad
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-21

Abstract

Ein nicht wendbarer, einseitiger Schneideinsatz weist auf: entgegengesetzte Einsatz-Seitenflächen, die eine Einsatzbreite dazwischen definieren, eine Einsatz-Vorder- und eine entgegengesetzte Rückfläche, die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen erstrecken und eine Einsatztiefe dazwischen definieren, und eine Einsatz-Kopf- und eine entgegengesetzte Bodenfläche, die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen und der Einsatz-Vorder- und Rückfläche erstrecken. Die Einsatz-Kopf- und Bodenfläche definieren eine Einsatzhöhe dazwischen. Ferner weist der Einsatz eine Hauptschneidkante auf, die an einem Schnitt zwischen der Einsatz-Kopf- und Vorderfläche gebildet ist. Ein Maximalwert der Einsatzbreite ist kleiner als Minimalwert der Einsatzhöhe und ein Minimalwert der Einsatztiefe. Der Einsatz weist eine tiefe Öffnung auf, die sich nur zur Einsatz-Bodenfläche nach außen öffnet und eine Öffnungstiefe definiert. Ein zwischen der Öffnungstiefe und der Einsatzhöhe definiertes Tiefenverhältnis ist größer als 0,3.

Description

Gebiet der Erfindung
Der Gegenstand der Anmeldung betrifft scheibenförmige Fräswerkzeuge und Drehwerkzeuge, die schmale Schneidabschnitte und schmale Schneideinsätze haben, die darin befestigt sind.
Hintergrund der Erfindung
Die US7163361B2 offenbart ein Schneidwerkzeug des o. g. Gebiets, das einen Einsatzhalter und einen schmalen Schneideinsatz aufweist, der in einer Tasche darin befestigt ist. Der Einsatz hat eine offene Gestaltung in dem Sinn, dass er eine Verlängerung oder einen Fußabschnitt aufweist, der sich von einer Bodenfläche nach außen und unten erstreckt. In einer zusammengebauten Position des Schneidwerkzeugs ist die Verlängerung zwischen einer flexiblen Backe und einer unflexiblen Backe in der Tasche verkeilt. Infolge der offenen Gestaltung des Einsatzes liegt die flexible Backe außen am Fußabschnitt an. Weiterhin ist auf dem Gebiet bekannt, dass eine längere Keilanordnung bessere Leistung als eine kürzere zeigt.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt des Gegenstands der Anmeldung wird ein nicht wendbarer, einseitiger Schneideinsatz bereitgestellt, der aufweist:
entgegengesetzte Einsatz-Seitenflächen, die eine virtuelle Ebene definieren, die auf halbem Weg dazwischen liegt;
eine Seitenrichtung, die die Seitenflächen senkrecht zur Ebene durchläuft;
eine Einsatz-Vorder- und eine entgegengesetzte Rückfläche, die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen erstrecken;
eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung, die die Vorder- und Rückfläche senkrecht zur Seitenrichtung durchlauft;
eine Einsatz-Kopf- und eine entgegengesetzte Bodenfläche, die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen erstrecken;
eine Vertikalrichtung, die die Kopf- und Bodenfläche senkrecht zur Vorwärts-Rückwärts- und Seitenrichtung durchläuft; und
eine Schneidkante, die an einem Schnitt zwischen der Einsatz-Kopf- und Vorderfläche gebildet ist;
wobei der Einsatz eine in Vorderansicht davon gemessene Einsatzbreite zwischen den Einsatz-Seitenflächen in Seitenrichtung hat;
der Einsatz eine in Seitenansicht davon gemessene Einsatztiefe zwischen der Einsatz-Vorder- und Rückfläche in Vorwärts-Rückwärts-Richtung hat;
der Einsatz eine in Vorderansicht davon gemessene Einsatzhöhe zwischen der Einsatz-Kopf- und Bodenfläche in Vertikalrichtung hat;
ein Maximalwert der Einsatzbreite kleiner als ein Minimalwert der Einsatzhöhe und kleiner als ein Minimalwert der Einsatztiefe ist;
wobei
der Einsatz eine tiefe Öffnung aufweist, die sich nur zur Einsatz-Bodenfläche nach außen öffnet und eine in Vertikalrichtung gemessene Öffnungstiefe hat; und wobei ein Tiefenverhältnis zwischen der Öffnungstiefe und der Einsatzhöhe größer als 0,3 ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt des Gegenstands der Anmeldung wird ferner ein nicht wendbarer, einseitiger Schneideinsatz mit schmaler Breite bereitgestellt, der aufweist:
entgegengesetzte Einsatz-Seitenflächen,
eine Einsatz-Vorder- und eine entgegengesetzte Rückfläche, die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen erstrecken; und
eine Einsatz-Kopf- und eine entgegengesetzte Bodenfläche, die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen und der Einsatz-Vorder- und Rückfläche erstrecken, wobei nur die Einsatz-Kopffläche eine Spanfläche aufweist,
wobei die Einsatz-Vorderfläche eine vordere Freifläche aufweist, die die Spanfläche an einer Hauptschneidkante schneidet,
die Einsatz-Rückfläche eine V-förmige hintere Einsatz-Passfläche aufweist,
die Einsatz-Bodenfläche eine V-förmige untere Einsatz-Passfläche aufweist, die die Einsatz-Vorderfläche schneidet;
wobei
nur die Einsatz-Rück- und Bodenfläche Flächen aufweisen, die zur Anlage konfiguriert sind; und wobei der Einsatz nur eine einzige tiefe Blindöffnung aufweist, die sich nur zur Einsatz-Bodenfläche nach außen öffnet und eine Einsatz-Keilanlagefläche aufweist, die von der Einsatz-Rückfläche weg weist und näher daran als an der Einsatz-Vorderfläche liegt.
Gemäß einem dritten Aspekt des Gegenstands der Anmeldung wird ferner ein Einsatzhalter bereitgestellt, der eine Klingenform oder eine Scheibenform mit entgegengesetzten Halter-Seitenflächen und einer sich dazwischen erstreckenden Halter-Umfangsfläche hat und eine Tasche aufweist,
wobei die Tasche aufweist:
eine nicht federnde Basisbacke,
eine federnde bzw. Federbacke, die entgegengesetzt zur Basisbacke liegt und relativ dazu elastisch und flexibel ist, wobei die Federbacke und Basisbacke zusammen einen einheitlichen einteiligen Aufbau haben; und
einen Taschen-Federwirkungsschlitz, der sich zwischen der Feder- und Basisbacke erstreckt;
wobei die Federbacke einen Basisabschnitt, der sich zwischen den Halter-Seitenflächen und der Halter-Umfangsfläche erstreckt, und einen Keilvorsprung aufweist, der sich vom Basisabschnitt weg nach außen erstreckt,
wobei
der Basisabschnitt eine Federbacken-Passfläche aufweist, die die Halter-Umfangsfläche mit dem Keilvorsprung verbindet.
Gemäß einem vierten Aspekt des Gegenstands der Anmeldung wird ferner ein Schneidwerkzeug bereitgestellt, das den Einsatzhalter und einen der o. g. Schneideinsätze aufweist, der in der Tasche befestigt ist.
Jedes der folgenden Merkmale kann für sich allein oder in Kombination auf jeden der o. g. Aspekte des Gegenstands der Anmeldung anwendbar sein:
Vorzugsweise weist der Einsatz nur eine einzige tiefe Öffnung auf.
Die Öffnung kann gewindefrei sein.
Die Öffnung kann eine Einsatz-Keilanlagefläche aufweisen, die näher an der Einsatz-Rückfläche als an der Einsatz-Vorderfläche liegt und von der Einsatz-Rückfläche weg weist.
Ein Abschnitt der Einsatz-Keilanlagefläche kann näher an der Einsatz-Kopffläche als an der Einsatz-Bodenfläche liegen.
Die Einsatz-Keilanlagefläche kann mindestens teilweise eben sein.
Die innere Einsatz-Keilanlagefläche kann vollständig zwischen den Einsatz-Seitenflächen liegen.
Die Öffnung erstreckt sich in Vertikalrichtung.
Vorzugsweise weist nur die Einsatz-Kopffläche eine Spanfläche auf, und die Einsatz-Vorderfläche kann eine vordere Freifläche aufweisen, die die Spanfläche an der Hauptschneidkante schneidet.
Die Einsatz-Rückfläche kann eine hintere Einsatz-Passfläche aufweisen und die Einsatz-Bodenfläche kann eine untere Einsatz-Passfläche aufweisen.
Die untere Einsatz-Passfläche kann sich von der Einsatz-Vorderfläche zur Öffnung erstrecken, vorzugsweise in Vorwärts-Rückwärts-Richtung.
Die untere Einsatz-Passfläche liegt näher an der Einsatz-Vorderfläche als an der Einsatz-Rückfläche.
Die hintere Einsatz-Passfläche und die untere Einsatz-Passfläche können V-förmige Querschnitte senkrecht zu einer Längsrichtung davon haben.
Die Einsatz-Kopf- und Vorderfläche sind vorzugsweise frei von Anlageflächen. Die Öffnung kann in der Einsatz-Bodenfläche in Längsrichtung davon mittig liegen.
In einer zusammengebauten Nichtarbeitsposition sind nur die folgenden Flächen im Eingriff miteinander:
eine Innenfläche der Öffnung liegt an der Federbacke an,
die Einsatz-Rückfläche liegt an der Basisbacke an, und
die Einsatz-Bodenfläche liegt an der Federbacken-Passfläche an.
Die Öffnung kann weist auf eine eingeschlossene Einsatz-Keilanlagefläche aufweisen, die am Keilvorsprung anliegt.
Vorzugsweise liegt die Einsatz-Keilanlagefläche am Keilvorsprung in einem Bereich näher an der Einsatz-Kopffläche als an der Einsatz-Bodenfläche an.
Die Basisbacke kann eine Herausziehen verhindernde Anordnung aufweisen, und der Schneideinsatz weist eine Stufe in der Einsatz-Rückfläche auf, die so konfiguriert ist, dass sie damit zusammenwirkt.
Die hintere Einsatz-Basisbacke kann einen Basisbacken-Federwirkungsschlitz aufweisen, der die Basisbacke in einen federnden oberen Backenabschnitt und einen nicht federnden unteren Backenabschnitt trennt; und
die Herausziehen verhindernde Anordnung kann einen Rändeldruckmechanismus aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er den oberen Backenabschnitt vom unteren Backenabschnitt weg bewegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis des Gegenstands der Anmeldung und zur Darstellung, wie diese praktisch umgesetzt werden kann, wird nunmehr auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
1 eine isometrische Ansicht einer scheibenförmigen Säge;
2 eine isometrische Ansicht eines klingenförmigen Drehwerkzeugs;
3 eine Seitenansicht eines Schneidabschnitts eines der Werkzeuge von 1 und 2, die einen Einsatz zeigt, der in einer Tasche sitzt;
4 eine isometrische Unteransicht auf den Einsatz von 3;
5 eine Draufsicht auf den Schneidabschnitt von 3;
6 eine Querschnittansicht an der Linie VI-VI von 5;
7 eine Vorderansicht des Schneidabschnitts von 3;
8 eine Seitenansicht der Tasche von 3, wobei der Einsatz entfernt ist;
9 eine Draufsicht auf die Tasche von 8;
10 eine isometrische Rückansicht einer zweiten Ausführungsform des Einsatzes;
11 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Schneidabschnitts; und
12 eine Seitenansicht des Schneidabschnitts von 11, wobei der Einsatz entfernt ist.
Gegebenenfalls können Bezugszahlen in den Zeichnungen wiederholt sein, um auf entsprechende oder analoge Elemente zu verweisen.
Nähere Beschreibung der Erfindung
In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Aspekte des Gegenstands der Anmeldung dargestellt. Zur Erläuterung werden spezifische Konfigurationen und Einzelheiten ausreichend detailliert dargelegt, um für ein gründliches Verständnis des Gegenstands der Anmeldung zu sorgen. Dem Fachmann wird aber klar sein, dass der Gegenstand der Anmeldung ohne die hier vorgestellten spezifischen Konfigurationen und Einzelheiten praktisch umgesetzt sein kann.
Zunächst sei auf 1 und 2 verwiesen. Ein Schneidwerkzeug 10 weist einen Einsatzhalter 12 mit mindestens einem schmalen Schneidabschnitt 14 auf, der eine Tasche 16 und einen darin verkeilten oder befestigten Schneideinsatz 18 aufweist. Der Halter 12 weist entgegengesetzte Halter-Seitenflächen 13 und eine sich dazwischen erstreckende Halter-Umfangsfläche 15 auf.
Der Halter 12 kann klingenförmig sein, oder er kann ein rotierendes, scheibenförmiges Werkzeug sein, z. B. ein Langlochfräser. Vorzugsweise ist der Halter 12 aus Stahl hergestellt. Mindestens am Schneidabschnitt 14 sind die Halter-Seitenflächen 13 parallel und definieren eine Halterbreite HW dazwischen (wie in 5 und 7 gezeigt). Die Halterbreite HW ist das kleinste Außenmaß des Halters 12 in der Messung mit Blick in jeder Außenansicht, d h. Vorderansicht, Draufsicht, Untersicht oder Seitenansicht. In 1 und 2 sind die beiden Arten des Schneidwerkzeugs 10 des Gebiets in einer zusammengebauten Position dargestellt, in der der Schneideinsatz 18 in der Tasche 16 befestigt ist und das Schneidwerkzeug 10 nicht arbeitet (d. h. keinen Zerspanungsvorgang durchführt).
Normalerweise ist der Schneideinsatz 18 aus extrem hartem und verschleißfestem Material, z. B. Hartmetall, durch Formpressen oder durch Spritzgießen und Sintern von Carbidpulvern in einem Bindemittel hergestellt. Das Hartmetall kann beispielsweise Wolframcarbid sein. Der Schneideinsatz 18 kann beschichtet oder unbeschichtet sein.
Nunmehr sei auf 3 bis 6 verwiesen. Der Schneideinsatz 18 ist nicht wendbar und einseitig, d. h. nicht reversibel. Der Schneideinsatz 18 verfügt über entgegengesetzte Einsatz-Seitenflächen 20, entgegengesetzte Einsatz-Vorder- und Rückflächen 22, 24 sowie entgegengesetzte Einsatz-Kopf- und Bodenflächen 26, 28. Der Schneideinsatz hat eine virtuelle Ebene P, die auf halbem Weg zwischen den Einsatz-Seitenflächen 20 liegt.
Die Einsatz-Seitenflächen 20 definieren eine Seitenrichtung LD, die sie durchläuft und senkrecht zur Ebene P ist. Der Einsatz 18 hat eine in Vorderansicht davon gemessene Einsatzbreite IW zwischen den Einsatz-Seitenflächen 20 in Seitenrichtung LD.
Die Einsatz-Kopf- und Bodenfläche 26, 28 definieren eine Vertikalrichtung VD, die sie durchläuft und senkrecht zur Seitenrichtung LD ist. In Draufsicht auf eine der Seitenflächen 20 (gemäß 3) ist die Vertikalrichtung VD auch senkrecht zu einer Längsrichtung der Bodenfläche 28. Der Einsatz 18 hat eine in Vorderansicht davon gemessene Einsatzhöhe IH zwischen der Einsatz-Kopf- und Bodenfläche 26, 28 in Vertikalrichtung VD. Gemäß der Seitenansicht von 3 ist die Bodenfläche 28 mit der Rückfläche 24 durch eine nach hinten und oben gerichtete Übergangsfläche 27 verbunden. Infolge dessen ist die Höhe IHR der Rückfläche 24 kleiner als die Höhe IHF der Einsatz-Vorderfläche 22.
Die Einsatz-Vorder- und Rückfläche 22, 24 definieren eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD, die sie durchläuft und senkrecht zur Seiten- und Vertikalrichtung LD, VD ist.
Der Einsatz 18 hat eine Einsatztiefe ID in der Messung in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD zwischen der Einsatz-Vorder- und Rückfläche 22, 24.
Nunmehr sei auf 3, 5 und 7 verwiesen. Ein Maximalwert der Einsatzbreite IW ist das kleinste Außenmaß des Einsatzes 18 mit Blick in Draufsicht auf: die Einsatz-Seitenflächen 20, die Einsatz-Kopf- und Bodenflächen 26, 126, 28 oder die Einsatz-Vorder- und Rückflächen 22, 24, 124. Anders gesagt ist in Außenansicht des Einsatzes 18 (in jeder der o. g. Ansichten) ein Maximalwert der Einsatzbreite IW kleiner als ein Minimalwert der Einsatzhöhe IH und kleiner als ein Minimalwert der Einsatztiefe ID.
Zu beachten ist, dass die Wörter „minimal” und „maximal” hier dazu dienen, Maße besser zu definieren, wo die relevanten Referenzflächen nicht unbedingt eben und/oder parallel sind.
Die Einsatz-Vorder- und Rückfläche 22, 24 sowie die Einsatz-Kopf- und Bodenfläche 26, 28 erstrecken sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen 20. Die Einsatz-Seitenflächen 20 können mindestens teilweise eben und parallel sein. Die Einsatz-Vorder- und Rückfläche 22, 24 sind nicht identisch. Die Einsatz-Kopf- und Bodenfläche 26, 28 sind nicht identisch und erstrecken sich zwischen der Einsatz-Vorder- und Rückfläche 22, 24. Nur die Einsatz-Rück- und Bodenfläche 24, 28 sind zum Herstellen eines Eingriffs mit jeweiligen Flächen in der Tasche 16 oder zum Anliegen daran konfiguriert.
Nur die Einsatz-Kopffläche 26 weist eine Schneidkante 33 mit einer Spanfläche 30 auf. Die Schneidkante 33 verfügt über eine Hauptschneidkante 34, Seitenschneidkanten 38 auf jeder Seite der Hauptschneidkante 34 und Eckenschneidkanten, die die Hauptschneidkante 34 mit den Seitenschneidkanten 38 verbinden. Die Einsatz-Vorderfläche 22 weist eine vordere Freifläche 32 auf. Die Einsatz-Kopffläche 26 ist in Vorderansicht des Einsatzes 18 nicht V-förmig. Die Einsatz-Kopffläche 26 ist nicht zur Anlage konfiguriert, d. h., sie weist keine Anlageflächen auf. Die Spanfläche 30 trifft auf die vordere Freifläche 32 an der Hauptschneidkante 34. Die Einsatz-Seitenflächen 20 können Seitenfreiflächen 36 aufweisen, die auf die Spanfläche 30 an den Seitenschneidkanten 38 treffen. Die Seitenschneidkanten 38 treffen auf die Hauptschneidkante 34 an den Eckenschneidkanten 40.
Nunmehr sei auf 5 und 7 verwiesen. In einigen Ausführungsformen definieren die Eckenschneidkanten 40 eine in Seitenrichtung LD gemessene Schnittbreite CW. In diesen Ausführungsformen stellt die Schnittbreite CW den größten Wert der Einsatzbreite IW dar. In diesen Ausführungsformen ist die Schnittbreite CW größer als die Halterbreite HW, zumindest am Schneidabschnitt 14. In einigen Ausführungsformen kann die Schnittbreite CW nur 2 mm schmal sein.
Die Einsatz-Rückfläche 24 weist eine hintere Einsatz-Passfläche 42 auf. Vorzugsweise hat die hintere Einsatz-Passfläche 42 einen konkaven V-förmigen Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung davon. Die hintere Einsatz-Passfläche 42 ist so konfiguriert, dass sie einen Eingriff mit einer entsprechend geformten Passfläche der Tasche 16 herstellt. In der zusammengebauten Position fixiert die hintere Einsatz-Passfläche 42 den Einsatz 18 sowohl in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD als auch in Seitenrichtung LD.
Gemäß 4 und 6 weist der Einsatz 18 eine tiefe Blindöffnung 44 oder eine nicht durchgehende Aussparung auf, die sich nur zur Einsatz-Bodenfläche 28 nach außen öffnet. Nur die Bodenfläche 28 weist die Öffnung 44 auf. Die Öffnung 44 ist gewindefrei. Vorzugsweise liegt die Öffnung 44 in einer Längsmitte der Einsatz-Bodenfläche 28. Die Öffnung 44 öffnet sich nicht zu den Einsatz-Seitenflächen 20 nach außen und öffnet sich auch nicht zur Einsatz-Kopffläche 26 nach außen, was den Einsatz 18 im Vergleich zu Einsätzen mit offener Gestaltung vorteilhaft verstärkt. Anders gesagt hat im Vergleich zu Einsätzen mit Durchgangslöchern oder -öffnungen in einer jeweiligen Kopffläche oder Seitenflächen der Einsatz 18 eine geschlossene, starre Gestaltung.
Die Öffnung 44 hat ein Öffnungsinnenende 46, das an einem innersten Abschnitt von ihr liegt. Die Öffnung 44 hat eine Öffnungstiefe OD, die als Abstand zwischen der Einsatz-Bodenfläche 28 und dem Öffnungsinnenende 46 in der Messung in Vertikalrichtung VD definiert ist. Der Einsatz 18 hat ein Tiefenverhältnis DR, das als Verhältnis zwischen der Öffnungstiefe OD und der Einsatzhöhe IH definiert ist. Genauer gesagt kann das Tiefenverhältnis DR zwischen einem Maximalwert der Öffnungstiefe OD und einem Minimalwert der Einsatzhöhe IH definiert sein. Das Tiefenverhältnis DR = OD/IH ist größer als 0,3 und vorzugsweise größer als 0,5. Diese Definition des Tiefenverhältnisses gilt für jede Größe des Einsatzes 18. Bekanntlich ist ein Vorteil dieses Bereichs für das Tiefenverhältnis DR, dass größere Keilkräfte erzielt werden. Anders gesagt bedeutet eine tiefere Öffnung 44 besseres Klemmen/Verkeilen des Einsatzes 18 in der Tasche 16. Da zudem der Einsatz 18 federnd geklemmt ist, hat der Einsatz vorzugsweise kein Klemmdurchgangsloch, dass zur Aufnahme einer Klemmschraube zum Anbauen des Schneideinsatzes an einem Werkzeughalter konfiguriert ist.
Die Einsatz-Bodenfläche 28 weist eine Boden-Vorder- und Rückfläche 48, 50 auf. Die Öffnung 44 öffnet sich zur Einsatz-Bodenfläche 28 zwischen der Boden-Vorder- und Rückfläche 48, 50 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD nach außen. Vorzugsweise liegen die Boden-Vorder- und Rückfläche 48, 50 auf gleicher Höhe in Vertikalrichtung VD. In einigen Ausführungsformen liegen die Boden-Vorder- und Rückfläche 48, 50 im gleichen Abstand von der Einsatz-Kopffläche 26. Die Einsatz-Bodenfläche 28 weist eine untere Einsatz-Passfläche 52 auf, die näher an der Einsatz-Vorderfläche 22 als an der Einsatz-Rückfläche 24 liegt. Die untere Einsatz-Passfläche 52 kann sich von der Einsatz-Vorderfläche 22 zur Einsatz-Rückfläche 24 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD erstrecken. Die untere Einsatz-Passfläche 52 kann einen konkaven V-förmigen Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung davon haben. Die untere Einsatz-Passfläche 52 ist so konfiguriert, dass sie einen Eingriff mit einer entsprechenden Fläche in der Tasche 16 herstellt. Die untere Einsatz-Passfläche 52 fixiert den Einsatz 18 in Vertikalrichtung VD. Anders gesagt ist die untere Einsatz-Passfläche 52 eine vertikale Anschlagfläche. Ferner fixiert die untere Einsatz-Passfläche 52 den Einsatz 18 in Seitenrichtung LD.
Die längliche Öffnung 44 ist so konfiguriert, dass sie einen länglichen Keilvorsprung 54 der Tasche 16 aufnimmt. Die Öffnung 44 kann eine Polygonform in Untersicht darauf haben (4), die der Form des Keilvorsprungs 54 in Draufsicht darauf (9) entspricht. Vorzugsweise hat die Öffnung 44 keinen zylindrischen Querschnitt.
Die Öffnung 44 weist eine innere Öffnungsrückfläche 56 auf, die sich von der Einsatz-Bodenfläche 28 zur Einsatz-Kopffläche 26 erstreckt und sich mit dem Öffnungsinnenende 46 verbindet. Die Öffnungsrückfläche 56 stellt einen Eingriff mit dem Keilvorsprung 54 her und liegt näher an der Einsatz-Rückfläche 24 als an der Einsatz-Vorderfläche 22.
Die eingeschlossene, entfernte Lage der Öffnungsrückfläche 56 von der Einsatz-Vorderfläche 22 und der Hauptschneidkante 34 kann vorteilhaft die Wärmeisolierung des Keilvorsprungs 54 gegenüber Wärme verbessern, die durch Zerspanung erzeugt wird. Anders gesagt liegt in der zusammengebauten Position der Keilvorsprung 54 in der Öffnung 44, was die Wärmebelastung reduzieren kann.
Die Öffnungsrückfläche 56 weist eine Einsatz-Keilanlagefläche 58 auf. Die Einsatz-Keilanlagefläche 58 liegt insgesamt zwischen den Einsatz-Seitenflächen 20. Die Einsatz-Keilanlagefläche 58 kann eben sein. Vorzugsweise schneidet die Einsatz-Keilanlagefläche 58 eine erste Ebene P1, die auf halbem Weg liegt insgesamt näher an der Einsatz-Kopffläche 26 als an der Einsatz-Bodenfläche 28 liegt. Dies kann das Verkeilen des Einsatzes 18 in der Tasche 16 verbessern, da es eine tiefere Anlagestelle und somit eine längere Keilanordnung ermöglicht, was bekanntlich für stabileres Klemmen/Verkeilen im Vergleich zu einer kürzeren, flacheren Keilanordnung sorgt. Vorzugsweise liegt die Einsatz-Keilanlagefläche (58) näher an der Einsatz-Rückfläche 24 als an der Einsatz-Vorderfläche (22) und weist von der Einsatz-Rückfläche 24 weg. Die Öffnungsrückfläche 56 kann, benachbart zur Einsatz-Bodenfläche 28, auch eine Keilfreifläche 60 aufweisen, die kürzer als die Einsatz-Keilanlagefläche 58 sein kann. Die Keilfreifläche 60 verbindet sich mit der Einsatz-Keilanlagefläche 58 und kann zu ihr leicht geneigt sein. Die Keilfreifläche 60 ist so konfiguriert, dass sie glattes/leichtes Gleiten des Keilvorsprungs 54 in die Öffnung 44 und somit den Einsatz 18 in die sichere zusammengebaute Position in der Tasche 16 ermöglicht.
Die Öffnung 44 weist innere Öffnungsseitenwände 62 auf, die sich zwischen der Öffnungsrückfläche 56 und einer Öffnungsvorderfläche 64 erstrecken. Die Öffnungsseitenwände 62 können den Einsatz 18 vorteilhaft verstärken. In einer zusammengebauten Nichtarbeitsposition des Einsatzes 18 in der Tasche 16 stellen die Öffnungsseitenwände 62 und die Öffnungsvorderfläche 64 keinen Eingriff mit einem Abschnitt der Tasche 16 her. Während einer Arbeitsposition, d. h. während der Zerspanung, können in einem unwahrscheinlichen Fall, dass seitliche Zerspanungskräfte den Einsatz 18 in Seitenrichtung LD drücken, die Seitenwände 62 vorteilhaft einen Eingriff mit dem Keilvorsprung 54 herstellen, wodurch weitere Bewegung verhindert wird.
Nunmehr sei auf 6 bis 9 verwiesen. Die Tasche 16 hat eine Federbacke 66, die sich in Vertikalrichtung VD erstreckt. Die Federbacke 66 ist in Vertikalrichtung VD länglich. Die Tasche 16 hat eine starre Basisbacke 68, die gegenüber der Federbacke 66 liegt, wobei die Federbacke 66 und die Basisbacke 68 zusammen einen einheitlichen einteiligen Aufbau haben. Die Tasche 16 hat einen Taschen-Federwirkungsschlitz 70, der die Federbacke 66 und die Basisbacke 68 trennt und sich dazwischen erstreckt.
Die Federbacke 66 ist so konfiguriert, dass sie sich im Hinblick auf die Basisbacke 68 elastisch biegt, um Keilkräfte zu erzeugen und so den Einsatz 18 in der Tasche 16 an der Basisbacke 68 zu befestigen. Die Federbacke 66 hat einen Basisabschnitt 72 und den Keilvorsprung 54, der sich davon in Vertikalrichtung VD erstreckt. In Seitenrichtung erstreckt sich der Basisabschnitt 72 mindestens teilweise zwischen den Halter-Seitenflächen 13. In Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD hat der Basisabschnitt 72 eine Basisabschnitt-Vorderfläche 74, die die Halter-Umfangsfläche 15 schneidet. Die Basisabschnitt-Vorderfläche 74. Der Basisabschnitt 72 hat eine Basisabschnitt-Kopffläche 78, die sich von der Basisabschnitt-Vorderfläche 74 weg erstreckt.
Gemäß 8 hat in Seitenansicht der Tasche 16 in der Messung in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD der Basisabschnitt 72 eine Basistiefe A, die größer als eine Keiltiefe B des Keilvorsprungs 54 in derselben Ansicht ist. Dies ergibt zusätzliche Robustheit der Federbacke 66 im Vergleich zu Backen, die auf dem Gebiet bekannt sind und eher konstante Tiefe haben. Zudem hängt dies mit höherer Beständigkeit gegen Wärmebelastung in Verbindung mit der Zerspanung zusammen.
Die Basisabschnitt-Kopffläche 78 weist eine Federbacken-Passfläche 80 auf, die in Vertikalrichtung VD nach oben weist und so konfiguriert ist, dass sie einen Eingriff mit der Einsatz-Bodenfläche 28 herstellt. Die Federbacken-Passfläche 80 erstreckt sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD von der Basisabschnitt-Vorderfläche 74 und verbindet sich mit dem Keilvorsprung 54. Die Federbacken-Passfläche 80 hat eine Form, die der Form der unteren Einsatz-Passfläche 52 entspricht. Die Federbacken-Passfläche 80 kann einen konvexen V-förmigen Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung davon haben.
Der Keilvorsprung 54 weist eine Vorsprung-Kopffläche 82 und eine Vorsprung-Umfangsfläche 84 auf, die sich zwischen der Basisabschnitt-Kopffläche 78 und der Vorsprung-Kopffläche 82 erstreckt. Der Keilvorsprung 54 erstreckt sich von der Basisabschnitt-Kopffläche 78 und verbindet sich mit der Federbacken-Passfläche 80. Der Keilvorsprung 54 ist von der Basisabschnitt-Vorderfläche 74 beabstandet und kann von den Halter-Seitenflächen 13 beabstandet sein. Anders gesagt kann in Draufsicht (gemäß 8) der Keilvorsprung 54 schmaler als der Basisabschnitt 72 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD sein und kann schmaler als der Basisabschnitt 72 in Seitenrichtung LD sein.
Die Vorsprung-Umfangsfläche 84 weist eine Vorsprung-Keilanlagefläche 86 auf, die im Taschen-Federwirkungsschlitz 70 liegt und so konfiguriert ist, dass sie an der Einsatz-Keilanlagefläche 58 anliegt. Die Vorsprung-Keilanlagefläche 86 erstreckt sich von der Vorsprung-Kopffläche 82 in Vertikalrichtung VD und weist zur Basisbacke 68.
Die Basisbacke 68 ist relativ zur Federbacke 66 unelastisch, d. h., sie ist nicht flexibel. Die Basisbacke 68 hat eine Basisbacken-Passfläche 88, die sich vom Taschen-Federwirkungsschlitz 70 in Vertikalrichtung VD erstreckt und zur Federbacke 66 weist. Die Basisbacken-Passfläche 88 kann einen konvexen V-förmigen Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung davon haben. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Basisbacken-Passfläche 88 durchgängig.
Um die zusammengebaute Position zu erreichen, wird der Einsatz 18 in der Tasche 16 so platziert, dass der Keilvorsprung 54 in der Öffnung 44 aufgenommen ist und darin liegt und die Einsatz-Keilanlagefläche 58 sowie die hintere Einsatz-Passfläche 42 beginnen, einen Eingriff mit der Vorsprung-Keilanlagefläche 86 bzw. der Basisbacken-Passfläche 88 herzustellen. Um die Keilkräfte zu überwinden (die zum Einsatz 18 gerichtet sind, zumeist in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD), wird der Einsatz 18 dann in Vertikalrichtung VD nach innen gedrückt, was die Federbacke 66 elastisch biegt, bis die untere Einsatz-Passfläche 52 an der Federbacken-Passfläche 80 anliegt, wodurch die zusammengebaute Position erreicht wird.
In der zusammengebauten Position stehen nur die folgenden Flächen in Eingriff: Die Vorsprung-Keilanlagefläche 86 liegt an der Einsatz-Keilanlagefläche 58 an, die Basisbacken-Passfläche 88 liegt an der hinteren Einsatz-Passfläche 42 an, und die untere Einsatz-Passfläche 52 liegt an der Federbacken-Passfläche 80 an. Das Öffnungsinnenende 46 kommt nicht mit der Vorsprung-Kopffläche 82 in Kontakt.
Um Keil- und Befestigungskräfte zu erhöhen, liegt vorzugsweise die Einsatz-Keilanlagefläche 58 an der Vorsprung-Keilanlagefläche 86 an einem innersten Ende oder Bereich der Öffnung (44) an, der näher an der Einsatz-Kopffläche 26 als an der Einsatz-Bodenfläche 28 liegt.
Nunmehr wird auf 14 bis 16 Bezug genommen. Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist der Halter 112 eine Herausziehen verhindernde Anordnung 189 auf, die in der Basisbacke 168 liegt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform weist die Basisbacke 168 einen Basisbacken-Federwirkungsschlitz 190 auf, der die Basisbacke 168 in einen oberen und einen unteren Backenabschnitt 192, 194 aufteilt. Folglich teilt der Basisbacken-Federwirkungsschlitz 190 die Basisbacken-Passfläche 188 in eine obere und eine untere Passteilfläche 196, 198 auf. Der obere Backenabschnitt 192 ist elastisch und flexibel im Hinblick auf den unteren Backenabschnitt 194, der unelastisch und unflexibel ist.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Herausziehen verhindernde Anordnung 189 eine Rändelanordnung 200 aufweisen, die einen Bolzen 202 mit einer Bolzenkegelfläche und eine Rändelmutter mit einer Mutterkegelfläche aufweist. Auf beiden Seiten des Basisbacken-Federwirkungsschlitzes 190 (d. h. auf dem oberen und unteren Backenabschnitt 192, 194) weist der Halter 112 Halterkegelflächen 210 auf einer Halter-Seitenfläche 113 auf, die der Bolzenkegelfläche 204 entspricht, und auf der anderen Halter-Seitenfläche 113 weist der Halter 112 Rändelhalterkegelflächen auf. Eine Drehung des Bolzens 202 relativ zur Rändelmutter führt diese zusammen, was den Basisbacken-Federwirkungsschlitz 190 öffnet und den oberen Backenabschnitt 192 in Vertikalrichtung VD drückt – weg vom unteren Backenabschnitt 194. Dadurch wird die obere Passteilfläche 196 angehoben oder steht über die untere Passteilfläche 198 (in Vorwärts-Rückwärts-Richtung FD) hinaus vor, wodurch verhindert wird, dass der Einsatz 118 aus der Tasche 116 herausgezogen wird.
Die Einsatz-Rückfläche 124 kann eine Stufe 214 aufweisen, die benachbart zu einem Schnitt der Einsatz-Rück- und Kopffläche 124, 126 liegt. Die Form der Stufe 214 ist so konfiguriert, dass sie der Form der oberen Passteilfläche 196 des oberen Backenabschnitts 192 entspricht. In der zusammengebauten Position liegt die Stufe 214 benachbart zum oberen Backenabschnitt 192, stellt aber keinen Eingriff damit her. In einer Arbeitsposition, d. h. während der Zerspanung, kann sich der Einsatz 118 in der Tasche 116 etwas verschieben, was bewirken kann, dass die Stufe 214 einen Eingriff mit dem oberen Backenabschnitt 192 herstellt, wodurch weitere Bewegung des Einsatzes 118 verhindert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7163361 B2 [0002]

Claims

Nicht wendbarer, einseitiger Schneideinsatz (18, 118), der aufweist: entgegengesetzte Einsatz-Seitenflächen (20), die eine virtuelle Ebene (P) definieren, die auf halbem Weg dazwischen liegt; eine Seitenrichtung (LD), die die Seitenflächen (20) senkrecht zur Ebene (P) durchläuft; eine Einsatz-Vorder- und eine entgegengesetzte Rückfläche (22, 24, 124), die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen (20) erstrecken; eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung (FD), die die Vorder- und Rückfläche (22, 24, 124) senkrecht zur Seitenrichtung (LD) durchläuft; eine Einsatz-Kopf- und eine entgegengesetzte Bodenfläche (26, 126, 28), die sich zwischen den Einsatz-Seitenflächen (20) erstrecken; eine Vertikalrichtung (VD), die die Kopf- und Bodenfläche (26, 126, 28) senkrecht zur Vorwärts-Rückwärts- und Seitenrichtung (FD, LD) durchläuft; und eine Hauptschneidkante (34), die an einem Schnitt zwischen der Einsatz-Kopf- und Vorderfläche (26, 126, 22) gebildet ist; wobei der Einsatz (18, 118) eine in Vorderansicht davon gemessene Einsatzbreite (IW) zwischen den Einsatz-Seitenflächen (20) in Seitenrichtung (LD) hat; der Einsatz eine in Seitenansicht davon gemessene Einsatztiefe (ID) zwischen der Einsatz-Vorder- und Rückfläche (22, 24, 124) in Vorwärts-Rückwärts-Richtung (FD) hat; der Einsatz (18) eine in Vorderansicht davon gemessene Einsatzhöhe (IH) zwischen der Einsatz-Kopf- und Bodenfläche (26, 28) in Vertikalrichtung (VD) hat; ein Maximalwert der Einsatzbreite (IW) kleiner als ein Minimalwert der Einsatzhöhe (IH) und kleiner als ein Minimalwert der Einsatztiefe (ID) ist; wobei der Einsatz (18, 118) eine tiefe Öffnung (44) aufweist, die sich nur zur Einsatz-Bodenfläche (28) nach außen öffnet und eine in Vertikalrichtung (VD) gemessene Öffnungstiefe (OD) hat.
Schneideinsatz (18, 118) nach Anspruch 1, wobei ein Tiefenverhältnis (DR) zwischen der Öffnungstiefe (OD) und der Einsatzhöhe (IH) größer als 0,3 ist.
Schneideinsatz (18, 118) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einsatz (18, 118) nur eine einzige tiefe Öffnung (44) aufweist.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die tiefe Öffnung (44) gewindefrei ist.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die tiefe Öffnung (44) eine Einsatz-Keilanlagefläche (58) aufweist, die näher an der Einsatz-Rückfläche (24, 124) als an der Einsatz-Vorderfläche (22) liegt und von der Einsatz-Rückfläche (24, 124) weg weist.
Schneideinsatz (18, 118) nach Anspruch 5, wobei ein Abschnitt der Einsatz-Keilanlagefläche (58) näher an der Einsatz-Kopffläche (26, 126) als an der Einsatz-Bodenfläche (28) liegt.
Schneideinsatz (18, 118) nach Anspruch 5, wobei die Einsatz-Keilanlagefläche (58) mindestens teilweise eben ist.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich die tiefe Öffnung (44) in Vertikalrichtung (VD) erstreckt.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei nur die Einsatz-Vorderfläche (22) eine vordere Freifläche (32) aufweist, die sich von der Hauptschneidkante ersttreckt.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Einsatz-Rückfläche (24, 124) eine hintere Einsatz-Passfläche (42) aufweist und die Einsatz-Bodenfläche (28) eine untere Einsatz-Passfläche (52) aufweist.
Schneideinsatz (18, 118) nach Anspruch 10, wobei sich die untere Einsatz-Passfläche (52) von der Einsatz-Vorderfläche (22) zur Öffnung (44) in Vorwärts-Rückwärts-Richtung (FD) erstreckt.
Schneideinsatz (18, 118) nach Anspruch 10, wobei die untere Einsatz-Passfläche (52) näher an der Einsatz-Vorderfläche (22) als an der Einsatz-Rückfläche (24, 124) liegt.
Schneideinsatz (18, 118) nach Anspruch 10, wobei die hintere Einsatz-Passfläche (42) und die untere Einsatz-Passfläche (52) V-förmige Querschnitte senkrecht zu einer Längsrichtung davon haben.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Einsatz-Kopf- und Vorderfläche (22, 26, 126) frei von Anlageflächen sind.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Öffnung (44) in der Einsatz-Bodenfläche (28) in Längsrichtung davon mittig liegt.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei sich die tiefe Öffnung (44) zwischen einer Bodenorder- und einer Bodenrückfläche (48, 50) der Einsatz-Bodenfläche (28) nach außen öffnet, wobei die Bodenorder- und Bodenrückfläche auf gleicher Höhe in Vertikalrichtung (VD) liegen.
Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei: die Bodenfläche (28) mit der Rückfläche (24) durch eine nach hinten und oben gerichtete Übergangsfläche (27) so verbunden ist, dass in Seitenansicht des Einsatzes eine Höhe (IHR) der Rückfläche (24) kleiner als eine Höhe (IHF) der Vorderfläche (22) ist; und der Einsatz frei von einem Klemmdurchgangsloch ist, das so konfiguriert ist, dass es eine Klemmschraube zum Anbauen des Einsatzes an einem Werkzeughalter aufnimmt.
Einsatzhalter (12, 112), der eine Klingenform oder eine Scheibenform mit entgegengesetzten Halter-Seitenflächen (13) und einer sich dazwischen erstreckenden Halter-Umfangsfläche (15) hat und eine Tasche (16, 116) aufweist, wobei die Tasche (16, 116) aufweist: eine nicht federnde Basisbacke (68, 168), eine Federbacke (66), die entgegengesetzt zur Basisbacke (68, 168) liegt und relativ dazu elastisch und flexibel ist, wobei die Federbacke (66) und die Basisbacke (68, 168) zusammen einen einheitlichen einteiligen Aufbau haben; und einen Taschen-Federwirkungsschlitz (70), der sich zwischen der Feder- und Basisbacke (66, 68, 168) erstreckt; wobei die Federbacke (66) einen Basisabschnitt (72), der sich zwischen den Halter-Seitenflächen (13) und der Halter-Umfangsfläche (15) erstreckt, und einen Keilvorsprung (54) aufweist, der sich vom Basisabschnitt (72) nach außen weg erstreckt, wobei der Basisabschnitt (72) eine Federbacken- (66) Passfläche (80) aufweist, die die Halter-Umfangsfläche (15) mit dem Keilvorsprung (54) verbindet.
Schneidwerkzeug (10), das aufweist: den Einsatzhalter (12, 112) nach Anspruch 18; und den Schneideinsatz (18, 118) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, der in der Tasche (16, 116) befestigt ist.
Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 19, wobei in einer zusammengebauten Nichtarbeitsposition der Federbacken-Keilvorsprung (54) in der tiefen Einsatzöffnung (44) aufgenommen ist und nur die folgenden Flächen einen Eingriff miteinander herstellen: eine Innenfläche der tiefen Öffnung (44) liegt an der Federbacke (66) an, die Einsatz-Rückfläche (24, 124) liegt an der Basisbacke (68, 168) an und die Einsatz-Bodenfläche (28) liegt an der Federbacken-Passfläche (80) an.
Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 19 oder 20, wobei die tiefe Öffnung (44) eine eingeschlossene Einsatz-Keilanlagefläche (58) aufweist, die am Keilvorsprung (54) anliegt.
Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 21, wobei die Einsatz-Keilanlagefläche (58) am Keilvorsprung (54) in einem Bereich näher an der Einsatz-Kopffläche (26, 126) als an der Einsatz-Bodenfläche (28) anliegt.
Schneidwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Basisbacke (68, 168) eine Herausziehen verhindernde Anordnung (189) aufweist und der Schneideinsatz (118) eine Stufe (214) in der Einsatz-Rückfläche (124) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie damit zusammenwirkt.
Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 23, wobei die hintere Einsatz-Basisbacke (68, 168) einen Basisbacken-Federwirkungsschlitz (190) aufweist, der die Basisbacke (68, 168) in einen federnden oberen Backenabschnitt (192) und einen nicht federnden unteren Backenabschnitt (194) trennt; und wobei die Herausziehen verhindernde Anordnung (189) einen Rändeldruckmechanismus (200) aufweist, der so konfiguriert ist, dass er den oberen Backenabschnitt (192) vom unteren Backenabschnitt (194) weg bewegt.