DE102017010677A1 - Rotary cutting tool with disc-shaped cutting body and indexable cutting insert for it - Google Patents
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Abstract
Bereitgestellt wird ein rotierendes Schneidwerkzeug, das einen scheibenförmigen Schneidkörper mit mehreren identischen Einsatzaufnahmetaschen und einer gleichen Anzahl von Wendeschneideinsätzen hat, die darin entfernbar festgehalten werden und eine obere und eine gegenüberliegende untere Fläche sowie eine erste und eine gegenüberliegende zweite Einsatzendfläche haben. Eine erste und eine zweite Schneidkante sind am Schnitt der oberen Fläche und der ersten bzw. zweiten Einsatzendfläche gebildet. Bei über den Umfang benachbarten Schneideinsätzen steht eine unterschiedliche ihrer ersten und zweiten Einsatzendfläche in Kontakt mit einer Einsatzaufnahmetaschen-Rückwand. Eine erste und eine zweite Ebene sind im gleichen Abstand von Gegenseiten des Schneidkörpers versetzt, wobei die erste Ebene nur die erste Schneidkante jedes über den Umfang alternierenden Schneideinsatzes und keine der zweiten Schneidkanten schneidet und die zweite Ebene nur die zweite Schneidkante jedes über den Umfang alternierenden Schneideinsatzes und keine der ersten Schneidkanten schneidet. Provided is a rotary cutting tool having a disk-shaped cutter body having a plurality of identical insert receiving pockets and an equal number of indexable inserts removably retained therein and having upper and opposing lower surfaces and first and second opposite end surfaces. First and second cutting edges are formed at the intersection of the upper surface and the first and second insert end surfaces, respectively. With circumferentially adjacent cutting inserts, a different one of their first and second insert end faces is in contact with an insert pocket rear wall. First and second planes are equidistantly offset from opposite sides of the cutter body, the first plane intersecting only the first cutting edge of each circumferentially alternating cutting insert and none of the second cutting edges and the second plane intersecting only the second cutting edge of each circumferentially alternating cutting insert and none of the first cutting edges intersect.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein rotierendes Schneidwerkzeug mit einem scheibenförmigen Schneidkörper und einen Wendeschneideinsatz dafür zum Gebrauch in Verfahrensabläufen zum Metallschneiden im Allgemeinen und für Nutenfräsvorgänge im Besonderen.The invention relates to a rotary cutting tool with a disk-shaped cutting body and an indexable cutting insert therefor for use in metal cutting operations in general and for grooving operations in particular.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Auf dem Gebiet rotierender Schneidwerkzeuge, die in Nutenfräsvorgängen verwendet werden, gibt es viele Beispiele für scheibenförmige Schneidkörper mit mehreren Einsatzaufnahmetaschen und mehreren darin entfernbar festgehaltenen Schneideinsätzen.In the field of rotary cutting tools used in grooving operations, there are many examples of disc-shaped cutting bodies having a plurality of insert receiving pockets and a plurality of cutting inserts removably retained therein.
Die
Die
Auf dem Gebiet besteht Bedarf an einem verbesserten rotierenden Schneidwerkzeug, das einen scheibenförmigen Schneidkörper mit mehreren identischen Einsatzaufnahmetaschen und einer gleichen Anzahl identischer Wendeschneideinsätze hat, die darin entfernbar festgehalten werden.There is a need in the art for an improved rotary cutting tool having a disk-shaped cutter body having a plurality of identical insert receiving pockets and an equal number of identical indexable cutting inserts removably retained therein.
Auf dem Gebiet besteht Bedarf an einem verbesserten rotierenden Schneidwerkzeug, bei dem jeder Wendeschneideinsatz in seiner jeweiligen Einsatzaufnahmetasche mit einem hohen Grad an Stabilität festgehalten wird.There is a need in the art for an improved rotary cutting tool in which each indexable insert is retained in its respective insert pocket with a high degree of stability.
Auf dem Gebiet besteht Bedarf an einem verbesserten rotierenden Schneidwerkzeug, das Schneidvorgänge mit hohen Vorschubgeschwindigkeiten durchführen kann.There is a need in the art for an improved rotary cutting tool that can perform cutting operations at high feed rates.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Schneidwerkzeug mit Merkmalen bereitgestellt, die mit dem Ziel gestaltet sind, ein oder mehrere der vorgenannten Anforderungen auf dem Gebiet zu erfüllen. In einem Aspekt der Erfindung weist das Schneidwerkzeug auf:
- einen scheibenförmigen Schneidkörper mit einer Rotationsachse, die eine Rotationsrichtung um die Rotationsachse definiert, einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten Körperendfläche und einer sich dazwischen erstreckenden Körperumfangsfläche,
- mehrere identische Einsatzaufnahmetaschen, die um die Körperumfangsfläche über den Umfang beabstandet sind, und eine gleiche Anzahl identischer Wendeschneideinsätze, die darin entfernbar festgehalten werden,
- wobei jede Einsatzaufnahmetasche zur ersten und zweiten Körperendfläche nach außen mündet und eine Sitzfläche sowie eine Rückwand quer zur Sitzfläche hat und
- jeder Schneideinsatz eine obere und eine gegenüberliegende untere Fläche sowie eine Einsatzumfangsfläche dazwischen und eine sich dadurch erstreckende Einsatzachse hat, die Einsatzumfangsfläche eine erste und eine gegenüberliegende zweite Einsatzendfläche hat, die durch eine erste und eine gegenüberliegende zweite Einsatzseitenfläche beabstandet sind, wobei eine erste und eine zweite Schneidkante am Schnitt der oberen Fläche und der ersten bzw. zweiten Einsatzendfläche gebildet sind,
- jede untere Schneideinsatzfläche in Kontakt mit der Sitzfläche ihrer jeweiligen Einsatzaufnahmetasche steht und
- bei über den Umfang benachbarten Schneideinsätzen eine unterschiedliche ihrer ersten und zweiten Einsatzendfläche in Kontakt mit der Rückwand ihrer jeweiligen Einsatzaufnahmetasche steht,
- eine Medianebene senkrecht zur Rotationsachse die Körperumfangsfläche schneidet und
- eine erste und eine zweite Ebene im gleichen Abstand von einer ersten bzw. einer entgegengesetzten zweiten Seite der Medianebene versetzt sind
- die erste Ebene nur die erste Schneidkante jedes über den Umfang alternierenden Schneideinsatzes an einem ersten Schnittpunkt und keine der zweiten Schneidkanten schneidet und
- die zweite Ebene nur die zweite Schneidkante jedes über den Umfang alternierenden Schneideinsatzes an einem zweiten Schnittpunkt und keine der ersten Schneidkanten schneidet.
- a disk-shaped cutter having an axis of rotation defining a direction of rotation about the axis of rotation, first and second opposing body end surfaces, and a body peripheral surface extending therebetween;
- a plurality of identical insert receiving pockets circumferentially spaced about the body peripheral surface and an equal number of identical indexable cutting inserts removably retained therein;
- wherein each insert receiving pocket opens outwardly to the first and second body end surfaces and has a seat surface and a rear wall across the seat surface, and
- each insert has an upper and an opposing lower surface and an insert peripheral surface therebetween and an insert shaft extending therethrough, the insert peripheral surface having a first and an opposing second insert end surfaces spaced by a first and an opposing second insert side surfaces, a first and a second Cutting edge are formed at the intersection of the upper surface and the first and second Einsatzendfläche,
- each lower cutting insert surface is in contact with the seating surface of its respective insert receiving pocket and
- with cutting inserts adjacent one another, a different one of their first and second insert end faces is in contact with the rear wall of their respective insert receiving pocket,
- a median plane perpendicular to the rotation axis intersects the body peripheral surface and
- a first and a second plane are offset at the same distance from a first or an opposite second side of the median plane
- the first plane intersects only the first cutting edge of each circumferentially alternating cutting insert at a first intersection and none of the second cutting edges intersects and
- the second plane intersects only the second cutting edge of each circumferentially alternating cutting insert at a second intersection and none of the first cutting edges.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Wendeschneideinsatz bereitgestellt, der aufweist:
- eine obere und eine gegenüberliegende untere Fläche sowie eine Einsatzumfangsfläche dazwischen und eine sich dadurch erstreckende Einsatzachse,
- wobei die untere Fläche eine Auflagefläche sowie eine erste und eine zweite untere Anlagefläche quer dazu hat und
- die Einsatzumfangsfläche eine erste und eine gegenüberliegende zweite Einsatzendfläche hat, die durch eine erste und eine gegenüberliegende zweite Einsatzseitenfläche beabstandet sind, wobei eine erste und eine zweite Schneidkante am Schnitt der oberen Fläche und der ersten bzw. zweiten Einsatzendfläche gebildet sind,
- wobei in einem Querschnitt in einer Horizontalebene, die senkrecht zur Einsatzachse ist und die Einsatzumfangsfläche schneidet:
- ein erster und ein zweiter Umfangseckpunkt, die am Schnitt der ersten Einsatzendfläche und der ersten bzw. zweiten Einsatzseitenfläche gebildet sind, die Endpunkte eines ersten Schenkels eines gedachten spitzen Trapezes definieren,
- ein dritter und ein vierter Umfangseckpunkt, die am Schnitt der zweiten Einsatzendfläche und der ersten bzw. zweiten Einsatzseitenfläche gebildet sind, die Endpunkte eines zweiten Schenkels des gedachten spitzen Trapezes definieren und
- der erste und dritte Umfangseckpunkt die Endpunkte einer kurzen Grundseite des spitzen Trapezes definieren und der zweite und vierte Umfangseckpunkt die Endpunkte einer langen Grundseite des spitzen Trapezes definieren
- und wobei in einer Untersicht auf den Schneideinsatz:
- die erste und zweite untere Anlagefläche einen stumpfen ersten Neigungswinkel bilden und innerhalb des gedachten spitzen Trapezes liegen.
- upper and opposite lower surfaces and an insert peripheral surface therebetween and an insert shaft extending therethrough,
- wherein the lower surface has a support surface and first and second lower abutment surfaces transverse thereto and
- the insert peripheral surface has a first and an opposing second insert end surfaces spaced by a first and an opposing second insert side surfaces, wherein first and second cutting edges are formed at the intersection of the upper surface and the first and second insert end surfaces,
- wherein in a cross section in a horizontal plane which is perpendicular to the insert axis and intersects the insert peripheral surface:
- first and second peripheral corner points formed at the intersection of the first insert end surface and the first and second insert side surfaces defining end points of a first leg of an imaginary pointed trapezoid,
- a third and a fourth perimeter corner formed at the intersection of the second insert end surface and the first and second insert side surfaces, respectively, defining the end points of a second leg of the imaginary acute trapezoid and
- the first and third perimeter corners define the endpoints of a short base of the pointed trapezoid, and the second and fourth perimeter corners define the endpoints of a long base of the pointed trapezoid
- and wherein in a bottom view of the cutting insert:
- the first and second lower abutment surfaces form a blunt first inclination angle and lie within the imaginary pointed trapezium.
Figurenlistelist of figures
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nunmehr nur als Beispiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen strichpunktierte Linien abgeschnittene Grenzen für Teilansichten eines Bauteils darstellen. Es zeigen:
-
1 eine Perspektivansicht eines Schneidwerkzeugs gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung; -
2 eine nähere explodierte Perspektivansicht des Schneidwerkzeugs gemäß1 ; -
3 eine nähere axiale Endansicht des Schneidwerkzeugs gemäß1 ; -
4 eine nähere tangentiale Seitenansicht des Schneidwerkzeugs gemäß1 ; -
5 eine nähere radiale Seitenansicht des Schneidwerkzeugs gemäß1 , die zur Veranschaulichung „verflacht“ ist, wobei die zugeordneten Schneideinsätze und Klemmschrauben entfernt sind; -
6 eine nähere radiale Seitenansicht des Schneidwerkzeugs gemäß1 , die zur Veranschaulichung „verflacht“ ist, wobei die zugeordneten Schneideinsätze darin festgehalten werden; -
7 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz; -
8 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes gemäß7 ; -
9 eine Endansicht des Schneideinsatzes gemäß7 ; -
10 eine Untersicht auf den Schneideinsatz gemäß7 ; und -
11 eine Querschnittansicht des Schneideinsatzes gemäß9 an der Linie XI-XI.
-
1 a perspective view of a cutting tool according to some embodiments of the invention; -
2 a closer exploded perspective view of the cutting tool according to1 ; -
3 a closer axial end view of the cutting tool according to1 ; -
4 a closer tangential side view of the cutting tool according to1 ; -
5 a closer radial side view of the cutting tool according to1 , which is "flattened" by way of illustration, with the associated cutting inserts and clamping screws removed; -
6 a closer radial side view of the cutting tool according to1 illustratively "flattened" with the associated cutting inserts retained therein; -
7 a plan view of a cutting insert according to the invention; -
8th a side view of the cutting insert according to7 ; -
9 an end view of the cutting insert according to7 ; -
10 a bottom view of the cutting insert according to7 ; and -
11 a cross-sectional view of the cutting insert according to9 on the line XI-XI.
Nähere Beschreibung der ErfindungFurther description of the invention
Gemäß
Eine Medianebene
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann weder die erste noch die zweite Ebene
In anderen Ausführungsformen der Erfindung (nicht gezeigt) können die erste und zweite Ebene
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung sind wie in der Darstellung in
Da die mehreren identischen Einsatzaufnahmetaschen
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Körperumfangsfläche
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung das Schneidwerkzeug
Deutlich sollte sein, dass für Ausführungsformen der Erfindung, in denen das Schneidwerkzeug
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Schneideinsätze
Gemäß
Ferner kann gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann jede Einsatzaufnahmetaschen-Rückwand
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Einsatzaufnahmetaschen-Rückwand
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Bodenfläche
Ferner können in einigen Ausführungsformen der Erfindung die Bodenfläche
Weiterhin können sich in einigen Ausführungsformen der Erfindung die erste und zweite seitliche Stützfläche
Außerdem kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Sitzfläche
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann eine mit der Einsatzachse
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jeder Schneideinsatz
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die erste und zweite untere Anlagefläche
Ferner können in einigen Ausführungsformen der Erfindung die erste und zweite untere Anlagefläche
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Auflagefläche
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die untere Fläche
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der erste Neigungswinkel α1 größer als 170 Grad und kleiner als 180 Grad sein und 178 Grad gemäß dem dargestellten Beispiel von
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung der erste Neigungswinkel α1 ein Innenwinkel sein.Further, in some embodiments of the invention, the first tilt angle α1 may be an interior angle.
Deutlich sollte sein, dass sich der Gebrauch des Begriffs „Innenwinkel“ in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen auf einen Winkel zwischen zwei ebenen Flächenkomponenten oder -zonen in der Messung innen am Bauteil bezieht, auf dem die Flächenkomponenten oder -zonen jeweils gebildet sind.It should be understood that throughout the specification and claims, the use of the term "interior angle" refers to an angle between two planar surface components or zones in the measurement inside the component on which the surface components or zones are respectively formed.
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die erste Schneidkante
Ferner können in einigen Ausführungsformen der Erfindung die erste und zweite Einsatzendfläche
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jeder Schneideinsatz
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung steht gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann sich eine Klemmschraube
Zudem kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung gemäß
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die Schraubenbohrung
Außerdem kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die Einsatzachse
Weiterhin kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Einsatzauflagefläche
Gemäß
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann gemäß
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung schneidet gemäß
Gemäß
Deutlich sollte sein, dass sobald die wirkende erste und zweite Schneidkante
Alternativ sollte deutlich sein, dass sobald die wirkende erste und zweite Schneidkante
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die ersten Spanteilungskerben
Deutlich sollte sein, dass die erste und zweite Spanteilungskerbe
Zudem sollte deutlich sein, dass die Einbeziehung unterschiedlicher ausgesparter oder eingeprägter Formen oder Buchstaben, beispielsweise „
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der erste Endpunkt
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die erste Schnittbreite
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung der erste Schnittabstand
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können der erste und zweite Endwinkel
Deutlich sollte sein, dass für Ausführungsformen der Erfindung mit einem ersten und einem zweiten Endwinkel
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der geneigte erste Endabschnitt
Deutlich sollte sein, dass für Ausführungsformen der Erfindung, in denen der geneigte erste und zweite Endabschnitt
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die erste untere Anlagefläche
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die zweite untere Anlagefläche
Deutlich sollte sein, dass außer dem Kontakt der Auflagefläche
Zudem sollte deutlich sein, dass für Ausführungsformen der Erfindung, in denen die Rückwand
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die erste untere Anlagefläche
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die erste untere Anlagefläche
Deutlich sollte sein, dass für Ausführungsformen der Erfindung, in denen die wirkende erste oder zweite untere Anlagefläche
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung gilt gemäß
- Ein erster und ein zweiter Umfangseckpunkt
NC1 ,NC2 , die am Schnitt der ersten Einsatzendfläche54a sowie der ersten bzw.zweiten Einsatzseitenfläche 56a ,56b gebildet sind, definieren die Endpunkte eines ersten SchenkelsSL1 eines gedachten spitzen TrapezesT und - ein dritter und ein vierter Umfangseckpunkt
NC3 ,NC4 , die am Schnitt der zweitenEinsatzendfläche 54b sowie der ersten bzw.zweiten Einsatzseitenfläche 56a ,56b gebildet sind, definieren die Endpunkte eines zweiten SchenkelsSL2 des gedachten spitzen TrapezesT .
- A first and a second corner point
NC1 .NC2 at the intersection of the firstinsert end surface 54a and the first or secondinsert side surface 56a .56b are formed define the endpoints of a first legSL1 of an imaginary pointed trapezoidT and - a third and a fourth circumference corner point
NC3 .NC4 at the intersection of the secondinsert end surface 54b and the first or secondinsert side surface 56a .56b are formed define the endpoints of a second legSL2 of the imaginary pointed trapezeT ,
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können der erste und zweite Schenkel
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die Horizontalebene
Zudem können in einigen Ausführungsformen der Erfindung der erste und zweite Schenkel
Außerdem kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung der zweite Neigungswinkel
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die gedachte erste Gerade
Gemäß
Gemäß dem „zusätzlichen“ Aspekt der Erfindung, der zuvor anhand von
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die erste und zweite untere Anlagefläche
Ferner können in einigen Ausführungsformen der Erfindung gemäß
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann gemäß
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die erste und zweite Endanlagefläche
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung gemäß
Weiterhin kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die zweite Endanlagefläche
Gemäß
Gemäß
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die erste und zweite untere Anlagefläche
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die Vertikalebene
In anderen Ausführungsformen der Erfindung (nicht gezeigt) kann die gedachte erste Gerade
Obwohl die Erfindung bis zu einem gewissen Grad speziell beschrieben wurde, sollte klar sein, dass verschiedene Abänderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden könnten, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Erfindung gemäß den folgenden Ansprüchen abzuweichen.Although the invention has been particularly described to some extent, it should be understood that various modifications and Modifications thereto could be made without departing from the spirit or scope of the invention as claimed in the following claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- JP 2015196203 A [0004]JP 2015196203 A [0004]
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2017
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