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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine doppelseitige Tangential-Wendeschneidplatte und ein Schneidwerkzeugsystem, das solche doppelseitigen Tangentialschneidplatten für eine Vielfalt von Drehfräsanwendungen verwenden. In einer nicht einschränkenden konkreten Ausführungsform sind doppelseitige Tangential-Wendeschneidplatten gemäß der vorliegenden Erfindung in peripheren Drehfräsanwendungen zum Bearbeiten von maschinell schwierig zu bearbeitender Materialien besonders geeignet. In einer anderen, nicht einschränkenden konkreten Ausführungsform sind doppelseitige Tangential-Wendeschneidplatten gemäß der vorliegenden Erfindung auf einzigartige Weise in peripheren Drehfräsanwendungen, die segmentierte Späne erzeugen, geeignet, zum Beispiel während der maschinellen Bearbeitung von Gusseisen und Legierungen oder Stählen mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffanteil.
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Eine doppelseitige Tangential-Frässchneidplatte ist generell als die Spanflächen definiert, bei denen die Spanleitstufe kein Befestigungsdurchgangsloch aufweist, oder mit anderen Worten das Befestigungsdurchgangsloch zwischen zwei Spanflächen, jedoch in in Seitenrichtung gekreuzter Ausrichtung angeordnet ist. Für eine doppelseitige Tangentialschneidplatte müssen alle Spanflächen mit integrierter Spanleitstufengeometrie eine Anschlagfläche aufweisen, um die tangentiale Schneidkraft während der maschinellen Bearbeitung zu unterstützen.
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Bemühungen in der Industrie, neue oder verbesserte doppelseitige Tangentialschneidplatten zu entwickeln, richteten sich auf das Erreichen verringerter Schneidkräfte, verringerten Stromverbrauchs, erhöhter Schneidkantenfestigkeit und erhöhter Werkzeug-Lebensdauer. Zu repräsentativen Patentdokumenten gehören
US-Patent Nr. 6,872,034 B2 ,
US-Patent Nr. 7,063,489 B2 ,
US-Patent Nr. 7,094,007 B2 und
US-Patent Nr. 7,104,735 B2 , wobei diese Dokumente doppelseitige Tangentialschneidplatten mit zwei Grundformen in Hauptseitenoberflächen (trapezförmig und parallelogrammförmig) und variierenden Anschlagflächen auf der Spanfläche offenbarten. Im Hinblick auf die geometrische Gestaltung offenbaren die vorstehend genannten Patente eine generell rechteckige Form, die peripher von den zwei ebenen Hauptseitenflächen, zwei ebenen Nebenseitenflächen und zusammen mit vier Nasenflächen, wie senkrecht zur Spanfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte betrachtet, umschlossen wird, oder mit anderen Worten ist die Hauptschneidkante senkrecht zur Nebenschneidkante. Zu den Nachteilen bei diesen Arten von Schneidplatten, die in diesen Patenten offenbart sind, gehören eine Schwierigkeit beim effektiven Ausgleichen der erforderlichen Oberflächengüte und der Rechtwinkligkeit zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der bearbeiteten Wand am Werkstück, die zum Beispiel beim Nutfräsen auftritt, großteils aufgrund der komplexen Schneidkantengeometrie, insbesondere an den Nebenschneidkanten, die zwischen der Spanfläche und der Nebenseitenfläche gebildet wird.
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Die
DE 10 2012 108 751 A1 beschreibt einen Tangentialschneideinsatz zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, umfassend zwei identische einander gegenüberliegende Grundflächen, wobei zumindest ein Teil jeder Grundfläche orthogonal zu einer z-Achse des Schneideinsatzes ist und zwei identische einander gegenüberliegende Hauptseitenflächen, welche sich zwischen den zwei Grundflächen erstrecken, wobei zumindest ein Teil jeder Hauptseitenfläche orthogonal zu einer x-Achse des Schneideinsatzes ausgerichtet ist, und zwei identische einander gegenüberliegende Nebenseitenflächen, welche sich ebenfalls zwischen den zwei Grundflächen erstrecken, wobei zumindest ein Teil jeder Nebenseitenfläche orthogonal zu einer y-Achse des Schneideinsatzes ausgerichtet ist. Zwischen jeder Grundfläche und jeder Hauptseitenfläche ist jeweils eine Hauptschneide vorgesehen, und jede Hauptseitenfläche weist zwei diagonal gegenüberliegende erste Teilschneiden auf, welche jeweils an ein erstes Ende der jeweiligen Hauptschneide angrenzen, wobei die Hauptschneiden und die ersten Teilschneiden jeder Hauptseitenfläche jeweils in einer Schneidenebene liegen, welche orthogonal zur x-Achse verläuft, und wobei die ersten Teilschneiden jeweils an einem an den Nebenseitenflächen vorgesehenen ersten Vorsprung ausgebildet sind, der einen ersten Freiwinkel definiert.
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Aus der
DE 10 2014 115 234 A1 ist ein Schneideinsatz beschrieben, der zwei entgegengesetzte Stirnflächen, zwei identische entgegengesetzte Hauptseitenflächen und zwei identische entgegengesetzte Nebenseitenflächen hat. Der Schneideinsatz beinhaltet weiterhin eine Hauptschneidekante, die an einer Schnittfläche von jeder Hauptkante und der Stirnfläche ausgebildet ist, und eine Nebenschneidekante, die an einer Schnittfläche von jeder Nebenkante und der Stirnfläche ausgebildet ist, und eine Eckschneidekante, die an einer Schnittfläche der Haupt- und Nebenschneidekanten ausgebildet ist. Die Hauptschneidekante hat einen nichtlinearen, variablen Neigungswinkel im Verhältnis zu einer durch die beiden Nebenseitenflächen des Schneideinsatzes verlaufenden Mittelachse.
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Entwickeln einer verbesserten doppelseitigen Tangentialschneidplatte sowie eines Schneidwerkzeugsystems, das die verbesserte doppelseitige Tangentialschneidplatte verwendet, um die vorstehend genannten Probleme zu lösen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine doppelseitige Tangentialschneidplatte nach Anspruch 1, einem Tangential-Schneidwerkzeugsystem nach Anspruch 7 sowie einer doppelseitigen Tangentialschneidplatte nach Anspruch 12.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein innovatives und einzigartiges Konzept für doppelseitige Tangential-Wendeschneidplatten bereit. Die doppelseitige Tangentialschneidplatte der vorliegenden Erfindung hat eine einzigartige Umfangsform, die hauptsächlich von den zwei ebenen Hauptseitenflächen und zwei konvexen Nebenseitenflächen, wie senkrecht von flachen Anschlagflächen auf einer Spanfläche betrachtet, umschlossen wird. Die doppelseitige Tangentialschneidplatte der vorliegenden Erfindung hat zwei Hauptschneidkanten, die zwischen einer Spanfläche und zwei ebenen Hauptseitenflächen gebildet werden. Die doppelseitige Tangentialschneidplatte weist ferner zwei konvexe Nebenschneidkanten auf, die jeweils einen großen konvexen Radius aufweisen, der zwischen einer Spanfläche und zwei konvexen Nebenseitenflächen gebildet wird, die jeweils eine generell bogenförmige oder kegelförmige Oberfläche aufweisen.
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Die zwei identischen gegenüberliegenden Spanflächen der doppelseitigen Tangentialschneidplatte der vorliegenden Erfindung weisen ein einzigartiges Umfangsprofil auf, umfassend hauptsächlich ein Paar identischer, gegenüberliegender, im Wesentlichen gerader Schneidkanten, ein Paar gegenüberliegender, bogenförmiger Schneidkanten mit einem regelmäßigen Radius und ein Paar gegenüberliegender, konvexer Nebenschneidkanten mit einem viel größeren Radius (bei Betrachtung aus einer Richtung senkrecht zur Spanfläche). Ein Vorteil einer konvexen Nebenschneidkante mit einem viel größeren Radius im Zusammenhang mit einer konvexen Nebenseitenfläche ist, dass die Oberflächengüte der bearbeiteten Oberfläche sowie die Rechtwinkligkeit zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der bearbeiteten Wand am Werkstück unter einigen schweren Schneidbedingungen gewährleistet ist. Ein anderer Vorteil einer konvexen Nebenschneidkante mit einem großen Radius ist, dass der große Krümmungsradius im Vergleich zu einer geraden Nebenschneidkante, die senkrecht zu einer geraden Hauptschneidkante ist, sich an einige unerwünschte Bearbeitungsvorgänge anpassen kann, wie zum Beispiel an Ablenkungen des Werkzeughalters während der Bearbeitung und Toleranzschwankungen aus der Produktherstellung.
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Figurenliste
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Verschiedene Merkmale und Charakteristika nicht einschränkender, konkreter Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung sind in Bezug auf die folgenden Zeichnungen besser verständlich, wobei Folgendes gilt:
- 1 ist eine konkrete Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte, wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzt wird, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2A ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 1;
- 2B ist eine Projektionsansicht der Spanfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 1 und beinhaltet Detail J;
- 2C ist eine Projektionsansicht der Nebenseitenfläche auf der rechten Seite der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 1;
- 3 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer anderen konkreten Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte, wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante und eine Teilnasenschneidkante mit einem kleineren und festgelegten Radius (generell, jedoch nicht beschränkt darauf, gleich bis nicht größer als etwa 0,25 mm), und von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzt, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 3A ist eine vergrößerte Ansicht, die als Detail C gekennzeichnet ist, die der Struktur in dem Kreis, der in 3 als C gekennzeichnet ist, entspricht;
- 4 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer anderen konkreten Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte, wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante mit einem geraden Schneidkantenabschnitt und einem konvexen Schneidkantenabschnitt, von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche gekürzt, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 4A ist eine vergrößerte Ansicht, die als Detail D gekennzeichnet ist, die der Struktur in dem Kreis, der in 4 als D gekennzeichnet ist, entspricht;
- 5A ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer zusätzlichen konkreten Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte;
- 5B ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 5A;
- 5C ist eine Schnittansicht der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 5A;
- 6 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer konkreten Ausführungsform einer parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte mit parallelogrammförmigen Hauptseitenflächen, wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche gekürzt wird, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 7A ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 6;
- 7B ist eine Projektionsansicht der Spanfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 6;
- 7C ist eine Projektionsansicht von der Nebenseitenfläche auf der rechten Seite zusammen mit einer skalierten Detailansicht K der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 6;
- 8A stellt ein Tangential-Schneidwerkzeugsystem dar, umfassend einen Werkzeughalter, der mindestens einen Schneidplattensitz und mindestens eine trapezförmige, doppelseitige Tangentialschneidplatte aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 8B stellt ein Tangential-Schneidwerkzeugsystem dar, umfassend einen Werkzeughalter, der mindestens einen Schneidplattensitz aufweist;
- 9 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht, die eine konkrete Ausführungsform einer parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 9A ist eine vergrößerte Ansicht, die als Detail L gekennzeichnet ist, die der Struktur in dem Kreis, der in 9 als L gekennzeichnet ist, entspricht;
- 9B ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 9, einschließlich einer vergrößerten Ansicht der Struktur, die von einem Kreis, der als „M“ gekennzeichnet ist, umschlossen ist;
- 9C ist eine Projektionsansicht der Nebenseitenfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte aus 9, einschließlich einer vergrößerten Ansicht der Struktur, die von einem Kreis, der als „N“ gekennzeichnet ist, umschlossen ist;
- 10 ist eine Ansicht einer typischen doppelseitigen Tangentialschneidplatte, vorgenommen von der Spanfläche aus;
- 11A ist eine Seitenansicht von einer Spanfläche aus und stellt den rechten halben Abschnitt einer ganzen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte dar;
- 11B ist eine Seitenansicht von einer Spanfläche aus und stellt den linken halben Abschnitt einer ganzen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte dar; und
- 11C ist eine von einer Spanfläche aus aufgenommene Seitenansicht des rechten Abschnitts aus 11A und des linken Abschnitts aus 11B, um die ganze Spanfläche der doppelseitigen Tangentialschneidplatte darzustellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In der vorliegenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen und in den Ansprüchen sind im Gegensatz zu den Betriebsbeispielen oder, falls nicht anderweitig angegeben, alle Zahlen, die Mengen oder Eigenschaften von Bestandteilen und Produkten, Verarbeitungsbedingungen und dergleichen ausdrücken, als um den Ausdruck „ca.“ ergänzt zu verstehen. Dementsprechend sind, sofern nicht das Gegenteil angegeben ist, alle in der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen aufgeführten, numerischen Parameter Näherungswerte, die je nach den gewünschten Eigenschaften variieren können, die in den Vorrichtungen und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung erhalten werden sollen. Allermindestens und nicht als Versuch, die Anwendung der Lehre von Äquivalenten des Schutzbereichs der Ansprüche zu begrenzen, sollte jeder numerische Parameter zumindest angesichts der Anzahl der berichteten wesentlichen Stellen und durch Anwendung von üblichen Rundungstechniken ausgelegt werden.
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Doppelseitige Tangentialschneidplatten werden aufgrund ihrer relativ größeren Schnitttiefe, die durch die relativ längere Schneidkante erreicht wird, in der Regel in peripheren Drehfräsen und Nutfräsen verwendet.
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1 und 2A-2C stellen eine Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte 5 dar, wobei 1 eine dreidimensionale, perspektivische Ansicht ist, 2A eine Projektionsansicht der (ebenen) Hauptseitenoberfläche 32c ist, die eine Trapezform aufweist, 2B eine Projektionsansicht der Spanfläche 10 zusammen mit einer Detailansicht J ist und 2C eine Projektionsansicht, von der rechten Seite von 2A betrachtet, ist.
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Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 5 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 6 hat eine obere Spanfläche 10 und eine identische (oder im Wesentlichen identische) untere Spanfläche 20 (teilweise sichtbar), wobei die untere Spanfläche 20 über die mittlere Ebene m-m durch die Mitte des Lochs 6 eine Spiegelbeziehung zur oberen Spanfläche 10 aufweist. Die obere Spanfläche 10 hat eine Umfangsform, die gegenüberliegend ein Paar identischer, im Wesentlichen gerader Schneidkanten 11c und 12c, ein Paar gegenüberliegender Nasenschneidkanten 11b und 12b mit einem Radius von R1 bzw. R2, in der Regel im Größenbereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und ein Paar gegenüberliegender, konvexer Nebenschneidkanten 11a und 12a mit einem Radius von R3 bzw. R4, umfasst. Für jede der konvexen Nebenschneidkanten (11a, 12a) ist der Radius R3 und R4 mindestens viermal so groß wie der Bereich des entsprechenden Radius (R1 und R2) der Nasenschneidkanten 11b und 12b. Mit anderen Worten, der Nebenschneidkantenradius R3 ist mindestens etwa viermal so groß wie der Nasenschneidkantenradius R1, und R4 ist mindestens etwa viermal so groß wie R2.
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Eine typische Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 10 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 11a mit einem großen Radius R3, eine einzelne Vollnasenschneidkante 11b, eine Hauptschneidkante 11c, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 32a gekürzt wird. Eine Vollnasenschneidkante 11b ist als die Nasenschneidkante definiert, die beide angrenzenden Schneidkanten (11a und 11c) tangiert. Eine scharfe Kante 38 wird gebildet, da die Hauptschneidkante 11c von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 32a gekürzt wird.
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Ähnlich umfasst eine andere Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 10 eine konvexe Nebenschneidkante 12a mit einem großen Radius (R4), eine einzelne und Vollnasenschneidkante 12b, und eine Hauptschneidkante 12c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 42a gekürzt wird (siehe 2C). Die Detailansicht J in 2B veranschaulicht, dass die konvexe Nebenschneidkante 12a in der Form (oder auf dem Pfad) eines Bogens von der virtuellen Bezugslinie 9, die senkrecht zu beiden Schneidkanten 11c und 12c ist, abweicht. Ein Vorteil der konvexen Nebenschneidkante 12a ist das Gewährleisten der (oder Verbessern der Herstellung einer akzeptablen) Oberflächengüte der bearbeiteten Oberfläche beim Betrieb unter unerwünschten Bearbeitungsbedingungen, wie zum Beispiel Werkzeughalterablenkungen während der Bearbeitung und Toleranzschwankungen aus der Produktherstellung. Eine scharfe Kante 39 wird auch gebildet, da die Hauptschneidkante 12c (oder äquivalent die Hauptseitenfläche 32c) von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 42a gekürzt wird. An der unteren Spanfläche 20 der Schneidplatte 5 gibt es jeweils zwei Wendeschneidkanten 22a, 22b und 22c (1), und 21a, 21b und 21c ( 2A und 2C).
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In der Praxis können bei der Schneidplattenherstellung, wie bei einem Carbidpressingverfahren, die scharfen Kanten 38 und 39 mit einem kleinen Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (R1 und R2) (im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet werden. Somit können die scharfen Kanten (38, 39) aufgrund des vorstehenden, kleinen Radius tatsächlich generell scharfe Kanten sein, wobei die generell scharfen Kanten am abrupten Ende der angrenzenden Oberflächen (oder Flächen) sind. Diese Beschreibung der scharfen Kanten gilt für die anderen Bezugnahmen auf scharfe Kanten in dieser Anmeldung.
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Ferner umfasst, wie in 2C dargestellt, die Umfangsseitenfläche der Schneidplatte 5, die von der oberen Spanfläche 10 zur unteren Spanfläche 20 verläuft, ein gegenüberliegendes Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), ebener Hauptseitenflächen 32c und 42c, die als Aufnahmeflächen dienen, ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), bogenförmiger Seitenflächen 32b und 42b und ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), konvexer Nebenseitenflächen 32a und 42a. Die Schneidplatte 5 hat ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), getrennter, peripherer Stützflächen 36 und 37, die bei Betrachtung in einer Richtung senkrecht zur Spanfläche eine generell dreieckige Form aufweisen, auf einer oberen Spanfläche 10, wobei die Oberflächen 36 und 37 generell in der gleichen Ebene liegen und generell senkrecht zu einer Hauptseitenfläche 32c oder 42c sind. Es wird angenommen, dass die Stabilität der Stütze verbessert (oder erhöht) wird, da die peripheren Stützflächen voneinander beabstandet (oder getrennt) sind. Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 5 hat auch zwei identische axiale Stützflächen 35 (1) und 45 (2C), wobei die konvexe Nebenseitenfläche 32a teilweise von der Fläche 35 gekürzt wird und die konvexe Nebenseitenfläche 42a teilweise von der Fläche 45 gekürzt wird. Die Schneidplatte 5 wird als trapezförmige, doppelseitige Tangentialschneidplatte bezeichnet, da die Hauptschneidkante 12c an der Oberseite 10 nicht parallel zur Hauptschneidkante 22c an der Unterseite 20 ist, wie in 2A dargestellt.
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3 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht, zusammen mit einer Detailansicht C (siehe 3A) einer anderen konkreten Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte 55 gemäß der vorliegenden Erfindung. 3A ist eine Detailansicht von Detail C, die die Struktur in einem Kreis darstellt, der in 3 als C gekennzeichnet ist.
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Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 55 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 56 hat eine obere Spanfläche 60 und eine identische (oder im Wesentlichen identische) untere Spanfläche 70. Die obere Spanfläche 60 hat eine periphere Schneidkante, umfassend hauptsächlich ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), gegenüberliegender Teilnasenschneidkanten 61d (Radius R5) und 62d (Radius R6) mit einem kleinen und festgelegten Radius (in der Regel nicht größer als etwa 0,25 mm), ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), gegenüberliegender, im Wesentlichen gerader Schneidkanten 61c und 62c, ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten 61b und 62b mit einem Radius von R7 bzw. R8, in der Regel im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und ein Paar gegenüberliegender, konvexer Nebenschneidkanten 61a und 62a mit einem Radius von R9 bzw. R10. Für die konvexen Nebenschneidkanten (61a, 62a) ist der Radius R9 und R10 jeweils mindestens vier (4) Mal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 61b und 62b. Mit anderen Worten: R9 ist mindestens etwa viermal so groß wie R7, und R10 ist mindestens etwa viermal so groß wie R8. Wie offensichtlich ist, sind die Radien R5 und R6 der Teilnasenschneidkanten (61d, 62d) kleiner als die Radien R7 oder R8 der Vollnasenschneidkanten (61b, 62b), und die Radien R5 und R6 der Teilnasenschneidkanten (61d, 62d) sind kleiner als die Radien R9 und R10 der konvexen Nebenschneidkanten (61a, 62a).
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Eine typische Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 60 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 61a mit einem sehr großen Radius (R9), eine einzelne Vollnasenschneidkante 61b (Radius R5), eine gerade Hauptschneidkante 61c und eine Teilnasenschneidkante 61d (Radius R5), die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 82a gekürzt wird. Eine scharfe Kante 88 wird gebildet, da die Teilnasenschneidkante 61d von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 82a gekürzt wird. Eine typische Wendeschneidkante an der unteren Spanfläche 70 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 72a mit einem großen Radius, eine Vollnasenschneidkante 72b, eine Hauptschneidkante 72c und eine geschnittene Teilnasenschneidkante 72d. Der Radius der konvexen Nebenschneidkante 72A, der Vollnasenschneidkante 72b und der geschnittenen Teilnasenschneidkante 72d verläuft jeweils entlang der Linien des entsprechenden Radius der konvexen Nebenschneidkante 62A, der Vollnasenschneidkante 62b bzw. der geschnittenen Teilnasenschneidkante 62d.
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Des Weiteren umfasst die sich von der oberen Spanfläche 60 zu der unteren Spanfläche 70 erstreckende Umfangsseitenfläche der Schneidplatte 55 ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), konvexer Nebenseitenflächen (nur 82a sichtbar); ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), zylinderförmiger (oder bogenförmiger) Seitenflächen (nur 82b sichtbar); ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), planarer Hauptseitenflächen (nur 82c sichtbar); und ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), geschnittener, zylinderförmiger Seitenflächen 81d und 82d. Die Schneidplatte 55 hat ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), getrennter, peripherer Stützflächen 86 und 87 an einer oberen Spanfläche 60, wobei die Flächen 86 und 87 in der gleichen Ebene liegen und senkrecht zu einer Hauptseitenfläche 82c sind. Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 55 hat auch zwei identische (oder im Wesentlichen identische), axiale Stützflächen (nur 85 sichtbar), wobei die konvexe Nebenseitenfläche 82a in der Mitte von der Fläche 85 gekürzt wird.
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4 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer anderen konkreten Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte 105 gemäß der Offenbarung der vorliegenden Erfindung. 4A ist eine vergrößerte Ansicht der Struktur in dem Kreis, der in 4 als D gekennzeichnet ist.
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Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 105 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 106 hat eine obere Spanfläche 110 und eine identische (oder im Wesentlichen identische), untere Spanfläche 120. Die Spanfläche 110 hat eine periphere Schneidkante, die hauptsächlich ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), gegenüberliegender Hauptschneidkanten, die jeweils einen im Wesentlichen geraden Schneidkantenabschnitt 111c (oder 112c) und einen konvexen Schneidkantenabschnitt 111d (Radius R11) (oder 112d (Radius R12)) umfassen; ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten 111b (Radius R13) und 112b (Radius R14) mit einen Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm; und ein Paar gegenüberliegender Nebenschneidkanten 111a (Radius R15) und 112a (Radius R16) umfasst. Für jede der konvexen Nebenschneidkanten (111a, 112a) ist der Radius R15 und R16 mindestens etwa viermal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 111b und 112b. Mit anderen Worten: R15 ist mindestens etwa viermal so groß wie R13, und R16 ist mindestens etwa viermal so groß wie R14.
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Eine typische Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 110 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 111a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 111b, eine Hauptschneidkante, die einen im Wesentlichen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 111c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 111d umfasst, der von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 132a gekürzt wird. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 111d tangiert den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 111c an einem Ende und wird von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 132a am anderen Ende geschnitten. Die Funktion der konvexen Hauptschneidkante 111d ist das Beseitigen der Abdrücke, die wahrscheinlich auf der Werkstückoberfläche aufgrund der Ablenkung eines Schneidwerkzeugsystems während des Bearbeitungsvorgangs erzeugt werden.
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Eine scharfe Kante 138 (ähnlich der scharfen Kante 139) wird dadurch gebildet, dass die konvexe Schneidkante 111d von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 132a gekürzt wird. Eine typische Wendeschneidkante an der unteren Spanfläche 120 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 122a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 122b, eine Hauptschneidkante, umfassend einen im Wesentlichen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 122c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 122d. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 122d und die entsprechende konvexe Hauptseitenfläche 132d werden von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzt (unsichtbar bis auf die gegenüberliegende Fläche von 132a).
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In der Praxis können bei der Schneidplattenherstellung, wie bei einem Carbidpressingverfahren, die so genannten scharfen Kanten 138 und 139 mit einem kleinen und festgelegten Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet werden.
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Des Weiteren umfasst die sich von der oberen Spanfläche 110 zu der unteren Spanfläche 120 erstreckende Umfangsseitenfläche der Schneidplatte 105 ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), konvexer Nebenseitenflächen (nur 132a sichtbar); ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), zylinderförmiger Flächen (nur 132b sichtbar); ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), planarer Hauptseitenflächen (nur 132c sichtbar); und ein Paar gegenüberliegender, identischer (oder im Wesentlichen identischer), geschnittener, konvexer Flächen (nur 132d sichtbar). Die Schneidplatte 105 hat ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), getrennter, peripherer Stützflächen 136 und 137 an einer oberen Spanfläche 110, wobei die Flächen 136 und 137 in der gleichen Ebene liegen und senkrecht zu einer Hauptseitenfläche 132c sind. Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 105 hat auch zwei identische (oder im Wesentlichen identische), axiale Stützflächen (nur 135 sichtbar), wobei die konvexe Nebenseitenfläche 132a von der Fläche 135 gekürzt wird. Die axiale Stützfläche 135, die peripheren Stützflächen 136 und 137 und die Hauptseitenfläche 132c sind senkrecht zueinander.
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5A bis 5C stellen eine zusätzliche, konkrete Ausführungsform einer trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte 155 dar, wobei jede Wendeschneidkante der in 1 dargestellten ähnlich ist, wobei jedoch zwei Hauptseitenflächen an den zwei Enden, die jeweils an die Hauptschneidkanten angrenzen, beschnitten sind. 5A ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht. 5B ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche. 5C ist eine Schnittansicht, vorgenommen entlang der Schnittlinie H-H in 5B.
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Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 155 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 156 und einer Mittellinie 159 des Lochs 156 hat eine obere Spanfläche 160 und eine identische (oder im Wesentlichen identische), untere Spanfläche 170. Ähnlich zu der in 1, umfasst jede Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 160 eine konvexe Nebenschneidkante 162a mit einem großen Radius, sodass sie eine Kurve aufweist, eine einzelne Vollnasenschneidkante 162b, eine Hauptschneidkante 162c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche (nicht dargestellt) gekürzt wird. Ähnlich umfasst jede Wendeschneidkante an der unteren Spanfläche 170 eine konvexe Nebenschneidkante 172a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 172b, und eine Hauptschneidkante 172c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche (nicht dargestellt) gekürzt wird.
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Ein weiteres Merkmal, das der doppelseitigen Tangentialschneidplatte 155 zugefügt wird, ist, dass jede Hauptseitenfläche an den beiden an die Hauptschneidkanten (162c und 172c) angrenzenden Enden beschnitten wird. Wie in 5A dargestellt, wird die Hauptseitenfläche 182c beschnitten, wodurch am, der Hauptschneidkante 162c nahen Ende eine erste sekundäre Hauptseitenfläche 182c' und am, der Hauptschneidkante 172c nahen Ende eine zweite sekundäre Hauptseitenfläche 182c'' gebildet wird. Diese Freiflächen dienen dem Schutz der Unversehrtheit der Schneidkanten. Bezugnehmend auf 5C kann der Beschneidewinkel „Alpha“ einen negativen Wert von der Hauptseitenfläche 182c aufweisen, wenn der Winkel „Theta“ zwischen der beschnittenen Fläche 182c' und der Mittellinie des Loches 159 kleiner als 90 Grad ist. Oder der Beschneidewinkel „Alpha“ kann einen positiven Wert von der Hauptseitenfläche 182c aufweisen, wenn der Winkel „Theta“ zwischen der beschnittenen Fläche 182c' und der Mittellinie des Loches 159 größer als 90 Grad ist. Die beschnittene Fläche 182c'' ist mit der beschnitten Fläche 182c' identisch (oder im Wesentlichen identisch).
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6 und 7A bis 7C veranschaulichen eine konkrete Ausführungsform einer parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte 205. 6 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht. 7A ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche, die parallelogrammförmig ist. 7B ist eine Projektionsansicht der Oberseite der Spanfläche. 7C ist eine Projektionsansicht der Nebenseitenfläche von rechts, zusammen mit einer skalierten Detailansicht K.
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Die in 6 dargestellte, doppelseitige Tangentialschneidplatte 205 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 206 hat eine obere Spanfläche 210 und eine identische (oder im Wesentlichen identische), untere Spanfläche 220 (teilweise sichtbar). Die Spanfläche 210 hat eine periphere Seitenform, die im Wesentlichen ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), gegenüberliegender, im Wesentlichen gerader Hauptschneidkanten 211c und 212c, ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten 211b (Radius R17) und 212b (Radius R18) mit einen Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und ein Paar gegenüberliegender, konvexer Nebenschneidkanten 211a (Radius R19) und 212a (Radius R20) umfasst. Für jede der konvexen Nebenschneidkanten (211a, 212a) ist der Radius R19 und R20 mindestens etwa viermal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 211b und 212b. Mit anderen Worten: R19 ist mindestens etwa viermal so groß wie R17, und R20 ist mindestens etwa viermal so groß wie R18. Eine der zwei identischen Wendeschneidkanten umfasst an der oberen Spanfläche 210 eine konvexe Nebenschneidkante 211a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 211b, eine Hauptschneidkante 211c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 232a gekürzt wird. Eine Vollnasenschneidkante ist als die Nasenschneidkante definiert, die beide angrenzenden Schneidkanten tangiert.
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An der Spitze der scharfen Kante 282 werden eine scharfe Kante 282 und ein Schnittpunkt P1 dadurch gebildet, dass die Hauptschneidkante 211c von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 232a gekürzt wird. Ähnlich umfasst eine andere Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 210 eine konvexe Nebenschneidkante 212a mit einem großen Radius (R20), eine einzelne Vollnasenschneidkante 212b, eine Hauptschneidkante 212c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 252a gekürzt wird (7C). Es werden auch eine scharfe Kante 281 und ein Schnittpunkt P1 an der Spitze der scharfen Kante 281 (oder am Ende der Hauptschneidkante 212c) dadurch gebildet, dass die Hauptschneidkante 211c von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 252a gekürzt wird.
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Bezugnehmend auf eine mittlere Ebene, die zwischen der oberen Spanfläche 210 und der unteren Spanfläche 220 angeordnet ist und durch die Mittellinie (CL in 6) verläuft, ist die Nasenschneidkante 212b weiter von der mittleren Ebene entfernt als der Schnittpunkt P1. Die Nasenschneidkante 211b ist ebenfalls weiter von der mittleren Ebene entfernt als der Schnittpunkt P1.
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In der Praxis können bei der Schneidplattenherstellung, wie bei einem Carbidpressingverfahren, die so genannten scharfen Kanten 281 und 282 im Wesentlichen mit einem kleinen Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (gewöhnlich im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet werden.
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Eine ähnliche Analyse oder Beschreibung kann für die beiden Wendeschneidkanten (222a, 222b und 222c; und 223a, 223b und 223c) und die entsprechenden scharfen Kanten 283 und 284 an der unteren Spanfläche 220 der Schneidplatte 205 durchgeführt werden, nicht zuletzt deshalb, weil die untere Spanfläche 220 mit der oberen Spanfläche 210 identisch ist. Die Hauptschneidkante 212c an der oberen Spanfläche 210 verläuft im Wesentlichen parallel zur Schneidkante 223c an der unteren Spanfläche 220, daher wird die Schneidplatte als parallelogrammförmige, doppelseitige Tangentialschneidplatte bezeichnet.
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Des Weiteren umfasst die Umfangsseitenfläche der Schneidplatte 205, die sich von den Schneidkanten von der oberen Spanfläche 210 zur unteren Spanfläche 220 erstreckt, ein Paar identischer, gegenüberliegender, ebener Hauptseitenflächen 232c (6 und 7A) und 252c (7B), die als Aufnahmeflächen fungieren; ein Paar gegenüberliegender, identischer, kegelförmiger Seitenflächen 232b (6 und 7A) und 252b (7C); und ein Paar gegenüberliegender, identischer, konvexer Nebenseitenflächen 232a und 252a; während die Umfangsseitenfläche der Schneidplatte 205, die sich von den unteren Schneidkanten an der unteren Spanfläche 220 zur oberen Spanfläche 210 erstreckt, ein Paar der gleichen, ebenen Hauptseitenflächen 232c und 252c, ein Paar gegenüberliegender, identischer, konischer Seitenflächen 242b und 262b; und ein Paar gegenüberliegender, identischer, konvexer Nebenseitenflächen 242a und 262a umfasst. Folglich erstrecken sich die ebenen Hauptseitenflächen 232c und 252c ganz von der oberen Spanfläche 210 zur unteren Spanfläche 220, aber jede konische Seite 232b, 252b und jede konvexe Nebenseitenfläche 232a, 252a an der oberen Spanfläche 210 erstreckt sich nicht zur unteren Spanfläche 220, und ähnlich, jede konische Seitenfläche 242b, 262b und jede konvexe Nebenseitenfläche 242a, 262a an der unteren Spanfläche 220 erstreckt sich nicht zur oberen Spanfläche 210.
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Die Schneidplatte 205 hat an der oberen Spanfläche 210 ein Paar identischer, aber getrennter, peripherer Stützflächen 236 und 237, wobei die Flächen 236 und 237 in der gleichen Ebene liegen und punktsymmetrisch um eine Mittellinie (CL in 6), die durch die Mitte der Schneidplatte 205 und rechtwinklig zu den Flächen 236 und 237 verläuft, angeordnet sind. Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 205 hat ebenfalls zwei axiale Stützflächen 235 und 245, wobei die konvexen Nebenseitenflächen 232a und 242a und die zylinderförmigen Seiten 232b, 242b von der flachen Stützfläche 235 gekürzt sind, und die konvexen Nebenseitenflächen 252a, 262a und die konischen Seitenflächen 252b, 262b von der flachen Stützfläche 245 gekürzt werden.
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Die doppelseitige Tangentialschneidplatte 205 kann ähnliche geometrische Merkmale aufweisen, wie die in 3, 3A, 4, 5A, 5B und 5C beschriebenen doppelseitigen Tangentialschneidplatten. In 3 wird beispielsweise eine Schneidplatte dargestellt, bei der jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante, und eine kleinere, fixierte, von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche geschnittene Teilnasenschneidkante umfasst. Als ein anderes Beispiel wird in 4a eine Tangentialschneidplatte, bei der jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante, die einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt und einen, von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche geschnittenen, konvexen Schneidkantenabschnitt umfasst, dargestellt. Als ein noch anderes Beispiel wird in 5A, 5B, und 5C eine doppelseitige Tangentialschneidplatte mit zwei Hauptseitenflächen dargestellt, die an den beiden, an die Hauptschneidkanten angrenzenden Enden beschnitten sind.
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8A und 8B stellen ein Tangential-Schneidwerkzeugsystem 300 dar, das einen Werkzeughalter 310; eine Vielzahl von Schneidplattensitzen 311-316; und eine Vielzahl von trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatten 301-306 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Alle Plattensitze 311-316 und alle Tangentialschneidplatten 301-306 sind symmetrisch um die Schneidachse 309 des Werkzeughalters 310 angeordnet. Die Schneidplatte wird mit einem Befestigungselement (nicht dargestellt), wie beispielsweise einem Befestigungselement mit einem Gewinde, wie einer Schraube, durch ein Gewindeloch 321 an der Aufnahmefläche 331 in einem Plattensitz 311 befestigt. Die Drehrichtung des Werkzeughalters 310 wird in 8A durch den Pfeil „R“ gekennzeichnet. Die aktive Schneidkante jeder doppelseitigen Tangentialschneidplatte ist die radiale, äußere Schneidkante und wird in 8A als ACE gekennzeichnet.
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Bei einem in 8B dargestellten Schneidplattensitz 311 sind die Aufnahmefläche 331, die axiale Plattensitzwand 341 und die periphere Plattensitzwand 351 senkrecht zueinander. Ähnlich sind bei einem in 8B dargestellten Schneidplattensitz 316 die Aufnahmefläche 336, die axiale Plattensitzwand 346 und die periphere Plattensitzwand 356 senkrecht zueinander.
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Eine Hauptseitenfläche einer doppelseitigen Tangentialschneidplatte, wie die Hauptseitenfläche 32c der Schneidplatte 5 in 1 oder die Hauptseitenfläche 82c der Schneidplatte 55 in 3 oder die Hauptseitenfläche 132c der Schneidplatte 105 in 4 oder die Hauptseitenfläche 182c der Schneidplatte 155 in 5A-5C, wird an die Aufnahmefläche 331 im Plattensitz 311 (oder der Aufnahmefläche 336 im Plattensitz 316) in 8A (oder 8B) angelegt.
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Eine axiale Stützfläche einer doppelseitigen Tangentialschneidplatte, wie die axiale Stützfläche 35 der Schneidplatte 5 in 1 oder die axiale Stützfläche 85 der Schneidplatte 55 in 3 oder die axiale Stützfläche 135 der Schneidplatte 105 in 4, wird an die axiale Plattensitzwand 341 im in 8 dargestellten Plattensitz 311 (oder die axiale Plattensitzwand 346 im Plattensitz 316) angelegt.
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Eine periphere Stützfläche einer doppelseitigen Tangentialschneidplatte, wie die peripheren Stützflächen 36 und 37 der Schneidplatte 5 in 1 oder die peripheren Stützflächen 86 und 87 der Schneidplatte 55 in 3 oder die peripheren Stützflächen 136 und 137 der Schneidplatte 105 in 4, wird an die periphere Plattensitzwand 351 im in 8 dargestellten Plattensitz 311 (oder die periphere Plattensitzwand 356 im Plattensitz 316) angelegt.
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Es ist auch eine Ausrichtungsmarkierung (oder ein Einsatzausrichtungsindikator) 401 an der Hauptseitenfläche 301a der Schneidplatte 301 (oder eine Ausrichtungsmarkierung 406 an der Hauptseitenfläche 306a der Schneidplatte 306) vorhanden, welche mit einer entsprechenden Markierung (oder einem Halterausrichtungsindikator) 411 oder einer entsprechenden Markierung 416 am Werkzeughalter 310 ausgerichtet ist. Dadurch wird verhindert, dass ein Bediener versehentlich eine doppelseitige Tangentialschneidplatte 301-306 in einem Plattensitz 311-316 positioniert, was zu Schäden am Schneidwerkzeugsystem führen würde.
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9 stellt eine konkrete Ausführungsform einer parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte 500 in einer dreidimensionalen perspektivischen Ansicht dar. Die doppelseitige Schneidplatte 500 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 506 hat eine obere Spanfläche 510 und eine identische, untere Spanfläche 520 (teilweise sichtbar). Eine typische Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 510 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 511a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 511b; eine Hauptschneidkante, umfassend einen im Wesentlichen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 511c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 511d. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 511d tangiert den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 511c an einem Ende und wird von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 532a am anderen Ende geschnitten. Die Funktion der konvexen Hauptschneidkante 511d ist das Beseitigen der Abdrücke, die wahrscheinlich auf der Werkstückoberfläche aufgrund der Ablenkung eines Schneidwerkzeugsystems während des Bearbeitungsvorgangs erzeugt werden. Wie beispielsweise bei jeder Wendeschneidkante in 9 erkenntlich ist, befindet sich die einzelne Vollnasenschneidkante 511b in einer erhobenen Position, während sich der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 511d in einer abgesenkten Position in Bezug auf das Durchgangsloch 506 befindet. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 511d hat einen im Wesentlichen großen Radius (im Vergleich zu einem Nebenschneidkantennasenradius einer herkömmlichen Tangentialschneidplatte), was in einem praktischen Beispiel in 9 dargestellt ist, wobei R21 = 3 mm.
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Die identischen Vollnasenschneidkanten 511b (Radius R22) und 512b (Radius R23) haben gewöhnlich einen Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und die konvexen Nebenschneidkanten 511a (Radius R24) und 512a (Radius R25) haben einen Radius, der mindestens vier (4) Mal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 511b und 512b ist. Mit anderen Worten ist R24 mindestens etwa viermal so groß wie R22, und R25 ist mindestens etwa viermal so groß wie R23. Eine Vollnasenschneidkante ist als die Nasenschneidkante definiert, die beide angrenzenden Schneidkanten tangiert. Folglich tangiert die Vollnasenschneidkante 511b sowohl den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 511c als auch die konvexe Nebenschneidkante 511a mit einem großen Radius, und ähnlich, die Vollnasenschneidkante 512b tangiert sowohl den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c als auch die konvexe Nebenschneidkante 512a mit einem großen Radius.
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Die in 9 dargestellte, doppelseitige Tangentialschneidplatte 500 wird allgemein als eine parallelogrammförmige, doppelseitige Tangentialschneidplatte bezeichnet, da der gerade Hauptschneidkantenabschnitt 512c an der Oberseite 510 parallel zum entsprechenden, geraden Hauptschneidkantenabschnitt 522c an der Unterseite 520 ist.
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Wie in der Detailansicht Detail L (9A) dargestellt, ist zwischen der zylinderförmigen (oder konischen) Nasenseitenfläche 532b und der scharfen Kante 562 eine Überbrückungsfläche 552 gestaltet, die durch den Schnitt der konvexen Nebenseitenfläche 542a mit der konvexen Hauptseitenfläche 542d, die sich von dem konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 522d erstreckt, gebildet wird. Genauso wie für den konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 511d, wie oben beschrieben, ist die Funktion der konvexen Hauptschneidkante 522d das Beseitigen der Abdrücke, die wahrscheinlich auf der Werkstückoberfläche aufgrund der Ablenkung eines Schneidwerkzeugsystems während des Bearbeitungsvorgangs erzeugt werden.
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Die konvexe Hauptseitenfläche 542d wird ebenfalls von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 542a geschnitten. Eine scharfe Kante 562 wird gebildet, da die konvexe Hauptseitenfläche 542d von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 542a gekürzt wird. In der Praxis kann bei der Schneidplattenherstellung, wie bei der Herstellung eines gepressten Carbidprodukts, die scharfe Kante 562 mit einem kleinen Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet werden.
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Des Weiteren veranschaulicht 9B als eine typische Ausführungsform, dass der Abschnitt der Naseneckenschneidkante 512b (der Schneidplatte 500), der an seinem Ende an den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c angrenzt, von einer Seite einer Hauptseitenfläche 532c betrachtet, einen Winkel A1 (siehe Detailansicht M) in Bezug zu einer Ebene U bildet, die durch die Mitte des Loches 506 und senkrecht zur Hauptseitenfläche 532c verläuft, wobei der Winkel A1 größer als Null Grad ist, wie in der Detailansicht M dargestellt. Es sollte beachtet werden, dass die Referenzlinie, die benutzt wird, um den Winkel A1 zu definieren, (teilweise) parallel zur Ebene U verläuft. Oder anders ausgedrückt, die Naseneckenschneidkante 512b ist im Wesentlichen an dem geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c ausgerichtet, von einer Seite (der angrenzenden) einer Hauptseitenfläche 532c betrachtet.
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9C veranschaulicht ebenfalls als eine typische Ausführungsform, dass der Abschnitt der Naseneckenschneidkante 512b, der an seinem Ende an den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c angrenzt, von einer Seite einer Nebenseitenfläche 532a (oder 542a) betrachtet, einen Winkel A2 (siehe Detailansicht N) in Bezug zu einer Ebene U bildet, wobei der Winkel A2 größer als Null Grad ist, wie in der Detailansicht N dargestellt. Es sollte beachtet werden, dass die Referenzlinie, die benutzt wird, um den Winkel A2 zu definieren (teilweise) parallel zur Ebene U verläuft. Oder anders ausgedrückt, die Naseneckenschneidkante 512b ist im Wesentlichen an einem angrenzenden Abschnitt der Nebenschneidkante 512a ausgerichtet oder tangiert diesen, von einer Seite (der angrenzenden) einer Nebenseitenfläche 532a (oder 542a) betrachtet.
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Bezugnehmend auf 10 können die Umfangsprofile, von den Spanflächen von ausgewählten doppelseitigen Tangentialschneidplatten betrachtet, wie beispielsweise von der oberen Spanfläche 10 in 1B, von der oberen Spanfläche 60 in 3, von der oberen Spanfläche 110 in 4 und von der oberen Spanfläche 510 in 9, mathematisch als ein fassförmiger Teil (zweidimensional) eines fassförmigen Festkörpers (dreidimensional) beschrieben werden. 10 veranschaulicht eine Tangentialschneidplatte 700 (nur der Umfang dargestellt) mit einem generell fassförmigen Profil, von der Spanfläche betrachtet, gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine komplette Schneidkante der Schneidplatte 700 umfasst eine Nebenschneidkante 701a, eine Hauptnasenecke 701b, eine Hauptschneidkante 701c (welche ebenfalls einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt, wie die in Verbindung mit der Ausführungsform von 4 und der Ausführungsform von 9 dargestellten und beschriebenen, umfassen) und eine scharfe Spitze 701d (d. h. keine Nasenecke). Die Schneidplatte 700 kann durch eine 180-Grad Drehung um den Mittelpunkt C2 indiziert werden, um eine weitere komplette Schneidkante bereitzustellen, die eine Hauptschneidkante 702a, eine Hauptnasenecke 702b, eine Hauptschneidkante 701c und eine scharfe Spitze 702d (d. h. keine Nasenecke) umfasst. Die gestrichelten, geraden Linien 751 und 753 bilden zusammen mit den gestrichelten, fassförmigen (konvexen) Kurven 752 und 754 eine fassähnliche Form.
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Die 11A, 11B und 11C veranschaulichen den Aufbau der Schneidplatte in den verschiedenen Phasen eines Schritt-für-Schritt-Gestaltungsvorgangs (oder -prozesses oder -verfahrens) für die Erstellung eines Volumenmodells einer erfinderischen, fassförmigen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte gemäß dieser Erfindungsoffenbarung. 11A ist eine Seitenansicht einer Spanfläche (genauso wie die Spanfläche 510 in 9), die eine Hälfte 810 (wie in 11A betrachtet) einer ganzen, doppelseitigen Tangentialschneidplatte 800 (siehe 11C) repräsentiert. In einem ersten Verfahrensschritt entsteht an der rechten Hälfte 810 eine Begrenzung, welche eine konvexe Nebenschneidkante 801a mit einem großen Radius, eine Vollnasenradiusecken-Schneidkante 801b und einen Teil des ersten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 801c, eine vertikale Mittellinie 805 (bei der Hälfte), einen Teil des zweiten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 802c und einen angrenzenden Hauptschneidkantenabschnitt 802d beinhaltet. Die rechte Hälfte 810 ist generell fassförmig konstruiert, wie durch einen Vergleich mit einem standardmäßigen Fassabschnitt (zweidimensional) veranschaulicht, der aus der oberen geraden Linie 911, der linken Kurve 913, der unteren geraden Linie 912 und der recht Kurve 914 besteht, die durch die unterbrochenen Linien dargestellt sind. Ein Hauptunterschied zwischen der rechte Hälfte 810 der Schneidplatte 800 und dem standardmäßigen Fassprofil in unterbrochenen Linien besteht in der gerundeten Nasenecke 801b, die in Zerspanungsvorgängen in der Praxis notwendig ist.
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11B ist eine Seitenansicht einer Spanfläche, die entsteht, wenn die rechte Hälfte 810 um 180 Grad um den Mittelpunkt H1 rotiert wird, um die linke Hälfte 820 (wie in 11B betrachtet) einer ganzen Tangentialschneidplatte 800 (siehe 11C) zu schaffen. In dem zweiten Verfahrensschritt entsteht an der linken Hälfte 820 eine Begrenzung, welche eine konvexe Nebenschneidkante 802a mit einem großen Radius, eine Vollnasenradiusecken-Schneidkante 802b und einen Teil des zweiten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 802c, eine vertikale Mittellinie 805 (bei der Hälfte), einen Teil des ersten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 801c und einen angrenzenden Hauptschneidkantenabschnitt 801d beinhaltet. Mit anderen Worten: Die linke Hälfte 820 ist mit der ersten rechten Hälfte 810 um den Mittelpunkt H1 punktsymmetrisch. Entlang der in der Beschreibung genannten Linien in Verbindung mit 11A, 11B wird ein standardmäßiger Fassabschnitt (zweidimensional) dargestellt, der aus der oberen geraden Linie 911, der linken Kurve 913, der unteren geraden Linie 912 und der rechten Kurve 914 besteht (die durch unterbrochene Linien dargestellt sind).
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Bezugnehmend auf 11C ist 11C eine Seitenansicht von einer Spanfläche aus, die den letzten Schritt des Verfahrens darstellt, in welchem die rechte Hälfte 810 mit der linken Hälfte 820 zusammengebracht wird, um die ganze doppelseitige Tangentialschneidplatte 800 zu erzeugen, welche bei normaler Betrachtung von einer Spanfläche aus ein generell fassförmiges Profil aufweist. Genauer gesagt stellt 11C dar, dass das Zusammenbringen, das die erste ganze Schneidkante einer doppelseitigen Tangentialschneidplatte 800 bildet, eine Nebenschneidkante 801a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenradiusecken-Schneidkante 801b, einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 801c, und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 801d, der von einer konvexen Nebenseitenfläche 852 gekürzt wird und somit entsprechend einen scharfen Schnittpunkt T1 erzeugt, umfasst. Ähnlich stellt 11C dar, dass das Zusammenbringen, das die erste ganze Schneidkante einer doppelseitigen Tangentialschneidplatte 800 bildet, eine Nebenschneidkante 802a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenradiusecken-Schneidkante 801b, einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 801c, und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 801d, der von einer konvexen Nebenseitenfläche 851 gekürzt wird und somit entsprechend einen scharfen Schnittpunkt T2 erzeugt, umfasst. Entlang der in der Beschreibung genannten Linien in Verbindung mit 11A und 11B wird in 11C ein standardmäßiger Fassabschnitt (zweidimensional) dargestellt, der aus der oberen geraden Linie 911, der linken Kurve 913, der unteren geraden Linie 912 und der rechten Kurve 914 besteht (die durch unterbrochene Linien dargestellt sind).
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Folglich legen wir fest, dass eine erfindungsgemäße doppelseitige Tangentialschneidplatte, von einer Spanfläche betrachtet, ein generell fassförmiges Profil (oder eine fassförmige Gestalt) aufweist. Wir legen ebenfalls fest, dass die rechte Hälfte und die linke Hälfte, von einer Spanfläche aus betrachtet, um den Mittelpunkt der gegenständigen Schneidplatte punktsymmetrisch sind. Die generell fassförmige Gestalt, von einer Spanfläche aus betrachtet, wird sowohl auf eine doppelseitige Tangentialschneidplatte mit einer parallelogrammförmigen Gestalt, von einer Hauptseitenfläche betrachtet, als auch auf eine doppelseitige Tangentialschneidplatte mit einer trapezförmigen Gestalt, von einer Hauptseitenfläche betrachtet, angewandt.
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Der Vorteil einer generell fassförmigen Gestalt, von einer Spanfläche aus betrachtet, liegt darin, dass sich die fassförmige Nebenschneidkante (oder die konvexe Nebenschneidkante mit großem Radius) leicht an diverse unerwünschte Konditionen bei der Bearbeitung anpasst, wie beispielsweise Ablenkungen des Werkzeughalters während der Bearbeitung und Toleranzabweichungen bei der Produktherstellung, wobei trotzdem effektiv eine hohe Oberflächengüte an der Werkstückoberfläche erzielt wird.
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Bestimmte, nicht einschränkende Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhalten eine doppelseitige Tangentialschneidplatte mit einer peripheren Gestalt, von der Spanfläche (auch Endfläche genannt) aus betrachtet, die ein Paar identischer, gegenüberliegender Hauptschneidkanten, ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten mit einem Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und ein Paar gegenüberliegender, konvexer Nebenschneidkanten mit einem Radius, der mindestens vier (4) Mal so groß wie der Bereich der Vollnasenschneidkanten (als die Nasenschneidkante definiert, die von beiden angrenzenden Schneidkanten tangiert wird) ist, wobei die Hauptschneidkante von einer angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzt wird; und wobei die Hauptschneidkante in Form einer, von einer angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzten, im Wesentlichen geraden Schneidkante, die von einer angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzt wird; oder in einer kombinierten Form eines Abschnitts einer im Wesentlichen geraden Schneidkante und eines Abschnitts einer konvexen Schneidkante, die von einer angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzt wird; oder in Form eines Abschnitts einer im Wesentlichen geraden Schneidkante und eines Abschnitts eine Teilnasenkante mit einem kleinen und festgelegten Radius, der von einer angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche gekürzt wird, vorliegen kann.
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Unter Berücksichtigung der Beschreibung oder einer hierin offenbarten praktischen Umsetzung der Erfindung sind für den Fachmann andere Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele sind lediglich zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung des Schutzbereichs der Erfindung gedacht. Der eigentliche Schutzbereich der Erfindung ist in den folgenden Ansprüchen angegeben.
