-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Tangentialschneidplatten,
die auch als On-edge- oder Lay-down-Schneidplatten bekannt sind,
sind in einem Plattenhalter so ausgerichtet, dass die Schneidkräfte während eines
Schneidvorgangs an einem Werkstück
entlang einer größeren (dickeren)
Abmessung der Schneidplatte gerichtet sind. Ein Vorteil einer solchen
Anordnung besteht darin, dass die Schneidplatte größeren Schneidkräften standhalten
kann, als wenn sie so ausgerichtet ist, dass die Schneidkräfte entlang
einer kleineren (dünneren)
Abmessung der Schneidplatte gerichtet sind.
-
Derzeit
wird doppelseitigen Wendeschneidplatten mit mehreren Schneidkanten
zugeschrieben, dass sie negative, axiale Spanwinkel für den Schnittspalt
aufweisen. Durch Anbringen der Schneidplatten mit einem negativen,
axialen Spanwinkel können
die Schneidplatten die größeren Schneidkräfte, denen die
Schneidplatte widerstehen kann, wenn sie tangential in dem Plattenhalter
oder Werkzeughalter angebracht ist, nicht vollständig ausnutzen, indem sie eine
begrenzte Schnitttiefe aufweist.
-
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Kurz
gefasst wird gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Wendeschneidplatte bereitgestellt, die eine erste Komponente
mit einer Oberseite und mindestens einer Seitenfläche, wobei
eine erste Schneidkante an einem Schnittpunkt zwischen der mindestens
einen Seitenfläche
und der Oberseite definiert wird; eine dritte Komponente, die zur
ersten Komponente um eine vertikale Achse der Schneidplatte spiegelsymmetrisch
ist; und eine zweite Komponente, die zwischen der ersten und der
dritten Komponente angeordnet ist, umfasst, wobei die erste Schneidkante
einen positiven, axialen Spanwinkel definiert.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Werkzeughalter mindestens
eine Plattentasche, die eine Wendeschneidplatte aufnehmen kann.
Die Wendeschneidplatte umfasst eine erste Komponente mit einer Oberseite
und mindestens einer Seitenfläche,
wobei eine erste Schneidkante an einem Schnittpunkt zwischen der
mindestens einen Seitenfläche
und der Oberseite definiert wird; eine dritte Komponente, die die
zur ersten Komponente um eine vertikale Achse der Schneidplatte
spiegelsymmetrisch ist; und eine zweite Komponente, die zwischen
der ersten und der dritten Komponente angeordnet ist, umfasst, wobei
die erste Schneidkante einen positiven, axialen Spanwinkel definiert.
-
Gemäß noch einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
einer Wendeschneidplatte aus drei Grundkomponenten: einer ersten
Komponente mit einer Oberseite und mindestens einer Seitenfläche, wobei
mindestens eine Schneidkante an einem Schnittpunkt zwischen der
mindestens einen Seitenfläche
und der Oberseite definiert wird; einer dritten Komponente, die
zur ersten Komponente um eine vertikale Achse der Schneidplatte
spiegelsymmetrisch ist; und einer zweiten Komponente, die zwischen
der ersten und der dritten Komponente angeordnet ist, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst: Drehen der ersten Komponente um
die vertikale Achse durch einen ersten Versatzwinkel bezüglich einer
dritten Komponente; und Drehen der zweiten Komponente um die vertikale
Achse in einem zweiten Versatzwinkel bezüglich der ersten und der dritten
Komponente, wodurch die mindestens eine Schneidkante einen positiven,
axialen Spanwinkel definiert.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die daraus abgeleiteten
Vorteile werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen deutlicher; darin zeigen:
-
1 eine
auseinander gezogene Ansicht eines Konstruktionskonzepts für eine Wendeschneidplatte
mit einem positiven, axialen Spanwinkel und acht Schneidkanten gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
-
2 eine
perspektivische Ansicht des Konstruktionskonzepts nach 1;
-
3 eine
Draufsicht des Konstruktionskonzepts nach 1;
-
4 eine
Seitenansicht des Konstruktionskonzepts von 1;
-
5 eine
perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Wendeschneidplatte mit
einem positiven, axialen Spanwinkel und acht Schneidkanten unter
Verwendung der Grundzüge
des Konstruktionskonzepts gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
-
6 eine
perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Wendeschneidplatte mit
einem positiven, axialen Spanwinkel und acht Schneidkanten unter
Verwendung der Grundzüge
des Konstruktionskonzepts gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 eine
perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Wendeschneidplatte mit
einem positiven, axialen Spanwinkel und acht Schneidkanten unter
Verwendung der Grundzüge
des Konstruktionskonzepts gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
-
8 eine
perspektivische Ansicht der Schneidplatte nach 7,
die in einer Plattenaufnahmetasche eines Rechtsfräserhalters
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung angeordnet ist; und
-
9 eine
perspektivische Ansicht der Schneidplatte nach 7,
die in einer Plattenaufnametasche eines Rechtswalzenstirnfräsers gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung angeordnet ist.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Auf
die Zeichnungen Bezug nehmend, in der gleiche Bezugszeichen gleiche
Elemente darstellen, zeigen die 1–4 ein
allgemeines Konstruktionskonzept zur Schaffung einer Wendeschneidplatte mit
einem positiven, axialen Spanwinkel und mehreren Schneidkanten,
allgemein bei 10 gezeigt, gemäß der Erfindung. Im Allgemeinen
enthält
das Konstruktionskonzept zur Schaffung der Schneidplatte 10 drei Bausteine
oder Komponenten: eine allgemein bei 12 gezeigte erste
Komponente, eine allgemein bei 14 gezeigte mittlere oder
zweite Komponente, die zwischen der ersten Komponente 12 und
einer allgemein bei 16 gezeigten dritten Komponente angeordnet
ist. Die dritte Komponente 16 ist mit der ersten Komponente 12 im
Wesentlichen identisch, wobei die dritte Komponente 16 zur
ersten Komponente 12 spiegelsymmetrisch ist, wenn sie um
hundertachtzig (180) Grad um die vertikale oder Y-Achse gedreht wird.
Der Kürze
halber wird nur die erste Komponente 12 unten ausführlich besprochen.
-
Die
erste Komponente 12 weist eine allgemein polygonale Form
auf. Bei der dargestellten Ausführungsform
enthält
die erste Komponente 12 eine Außenfläche, die eine Oberseite 18 der
Schneidplatte 10 bildet, und enthält die dritte Komponente eine ähnliche
Außenfläche, die
eine Unterseite 19 (4) der Schneidplatte 10 bildet.
Es versteht sich, dass die Unterseite 19 die Oberseite 18 wird,
wenn die Schneidplatte 10 umgedreht wird und die Schneidkanten
der dritten Komponente 16 für einen Schneidvorgang verwendet
werden. Eine Öffnung 20 ist
vorzugsweise mittig angeordnet und auf die Komponenten 12, 14 und 16 ausgerichtet,
um das Einführen
eines (nicht gezeigten) Befestigungselements, wie zum Beispiel einer
Schraube und dergleichen, dadurch zum sicheren Halten der Schneidplatte 10 in der
Plattentasche 310 des Werkzeughalters 300 zu gestatten.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Öffnung 20 optional
ist und von der Art der zu konstruierenden Schneidplatte 10 abhängt.
-
Die
erste Komponente 12 enthält mehrere Seitenwände oder
Seitenflächen,
die allgemein bei 22, 24, 26 und 28 gezeigt
werden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind alle Seitenflächen 22, 24, 26 und 28 im
Wesentlichen identisch. Der Kürze
halber wird nur die Seitenfläche 22 ausführlich besprochen.
Die Seitenfläche 22 enthält eine
erste im Wesentlichen planare Fläche 22a,
eine erste gerundete Fläche 22b,
eine zweite gerundete oder planare Fläche 22c und eine zweite
im Wesentlichen planare Fläche 22d.
Die erste und die zweite gerundete Fläche 22b, 22c können eine
durchgehende, gerundete Fläche
bilden, damit die erste und die dritte planare Fläche 22a, 22d ineinander übergehen.
Der Zweck der ersten und der zweiten gerundeten Fläche 22b, 22c besteht
darin, eine angemessene Spanabnahme während eines Schneidvorgangs
bereitzustellen. Die Seitenfläche 22 bildet
eine axiale Spanfläche,
wenn die Schneidplatte 10 in der Plattentasche 310 eines Werkzeughalters 300 (8)
angebracht ist. Obgleich die dargestellte Ausführungsform die Flächen 22a, 24a, 26a und 28a als
im Wesentlichen planar zeigt, kommt auch in Betracht, dass eine
oder mehrere der Flächen 22a, 24a, 26a und 28a eine
schlangenförmige
Gestalt und dergleichen aufweisen kann.
-
Eine
erste Vorderkante oder Schneidkante 30 wird am Schnittpunkt
zwischen der ersten planaren Fläche 22a der
Seitenfläche 22 und
der Oberseite 18 gebildet. Ebenso wird eine zweite Vorderkante oder
Schneidkante 32 am Schnittpunkt zwischen der ersten planaren
Fläche 24a der
Seitenfläche 24 und der
Oberseite 18 gebildet, eine dritte Vorderkante oder Schneidkante 34 wird
am Schnittpunkt zwischen der ersten planaren Fläche 26a der Seitenfläche 26 und
der Oberseite 18 gebildet, und eine vierte Vorderkante
oder Schneidkante 36 wird am Schnittpunkt zwischen der
ersten planaren Fläche 28a der Seitenfläche 28 und
der Oberseite 18 gebildet. Da die dritte Komponente 16 mit
der ersten Komponente 12 im Wesentlichen identisch ist,
weist die Schneidplatte 10 insgesamt acht Schneidkanten
auf (2 Komponenten × 4
Schneidkanten/Komponente = 8 Schneidkanten). Es versteht sich, dass
die Erfindung auch mit einer geringeren oder mit einer größeren Anzahl
von Schneidkanten ausgeübt
werden kann. Zum Beispiel kann eine Schneidplatte mit einer ersten
und einer dritten Komponente in Form eines gleichseitigen Dreiecks
konstruiert werden. In diesem Fall hätte die Schneidplatte insgesamt
sechs Schneidkanten (2 Komponenten × 3 Schneidkanten/Komponente
= sechs Schneidkanten). In einem anderen Beispiel kann eine Schneidplatte
mit zehn Schneidkanten konstruiert werden, und zwar in dem Fall,
in dem die erste und die dritte Komponente in Form eines Pentagramms
vorliegen (2 Komponenten × 5
Schneidkanten/Komponente = 10 Schneidkanten). Obgleich die dargestellte
Ausführungsform
zwei im Wesentlichen identische Polygonkomponenten aufweist, ist es
möglich,
dass eine Schneidplatte mit zusätzlichen Polygonkomponenten
konstruiert werden kann, die durch zusätzliche mittlere Komponenten
mit einer gleichen Anzahl von Seiten getrennt sind.
-
Wie
in 3 gezeigt, sieht die erste (und die dritte) Komponente 12 wie
ein allgemein sternförmiges
Polygon mit vier Scheiteln aus. Ein erster Scheitel oder Spitzenradius 38 ist
am Schnittpunkt zwischen der zweiten planaren Fläche 22d der Seitenfläche 22 und
der ersten planaren Fläche 28a der
benachbarten Seitenfläche 28 gebildet.
Ebenso ist ein zweiter Scheitel oder Spitzenradius 40 am
Schnittpunkt zwischen der zweiten planaren Fläche 24d der Seitenfläche 24 und
der ersten planaren Fläche 22a der
benachbarten Seitenfläche 22 gebildet;
ein dritter Scheitel oder Spitzenradius 42 ist am Schnittpunkt zwischen
der zweiten planaren Fläche 26d der
Seitenfläche 26 und
der ersten planaren Fläche 24a der benachbarten
Seitenfläche 24 gebildet;
und ein vierter Scheitel oder Spitzenradius 42 ist am Schnittpunkt zwischen
der zweiten planaren Fläche 28d der
Seitenfläche 28 und
der ersten planaren Fläche 26a der benachbarten
Seitenfläche 26 gebildet.
-
Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind eine Länge
oder ein Abstand 46 zwischen den vier Scheiteln 38, 40, 42 und 44 der
ersten (und dritten) Komponente 12 im Wesentlichen identisch
und bilden ein Quadrat mit einer Abmessung von ungefähr 0,500
Zoll (12,70 mm). Es versteht sich jedoch, dass der Abstand 46 zwischen
den Scheiteln 38, 40, 42 und 44 nicht äquidistant
zu sein braucht, um die Grundzüge
der Erfindung auszuüben.
zum Beispiel kann der Abstand zwischen den vier Scheiteln 38, 40, 42 und 44 ein
Rechteck bilden, bei dem die Scheitel 32 und 38 und
die Scheitel 34 und 36 einen im Wesentlichen identischen
ersten Abstand aufweisen, während
die Scheitel 32 und 34 und die Scheitel 36 und 38 einen
im Wesentlichen identischen zweiten Abstand aufweisen, der sich
von dem ersten Abstand unterscheidet.
-
Darüber hinaus
ist die Erfindung nicht auf die Anzahl der Scheitel 38, 40, 42 und 44 beschränkt. Zum
Beispiel können
die Grundzüge
der Erfindung ausgeübt
werden, wenn die erste und die dritte Komponente 12, 16 drei
Scheitel aufweisen, die entweder äquidistant voneinander sind
oder nicht und eine polygonale Form eines gleichseitigen Dreiecks
bilden. Bei einem anderen Beispiel können die erste und die dritte
Komponente 12, 16 fünf Scheitel aufweisen, die entweder äquidistant
voneinander sind oder nicht und eine polygonale Form eines Pentagramms
bilden. Andere polygonale Formen kommen bei der Erfindung auch in
Betracht.
-
Ein
Aspekt der Erfindung besteht darin, dass jede Schneidkante 30, 32, 34 und 36 eine
Länge aufweist,
die sich von einem jeweiligen Spitzenradius 38, 40, 42 und 44 zu
der ersten gerundeten Fläche 22b, 24b, 26b und 28b der
jeweiligen Seitenfläche 22, 24, 26 und 28 erstreckt.
Wie in 3 gezeigt, ist die Länge jeder Schneidkante 30, 32, 34 und 36 für jede Komponente 12, 16 größer als
die Hälfte
einer Inkreisabmessung (IK-Abmessung) 48 der
Schneidplatte 10, was im Gegensatz zu herkömmlichen
Plattenausführungen
steht, bei denen die Schneidkanten kleiner gleich der IK-Abmessung
der Schneidplatte sind. Dieser Aspekt der Erfindung gestattet es
der Schneidplatte 10 im Vergleich zu herkömmlichen Schneidplatten,
eine aggressivere Schnitttiefe für
ein bestimmtes zu schneidendes Material, wie zum Beispiel Stahl
und dergleichen, bereitzustellen.
-
Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass jede Schneidkante 30, 32, 34 und 36 (und jede
der vier Schneidkanten der dritten Komponente 16) an einem
positiven, axialen Spanwinkel 50 gebildet ist. Bei der
dargestellten Ausführungsform
beträgt
der Winkel 50 ca. fünfzehn
(15) Grad; jedoch wird die Erfindung nicht durch den Winkel 50 beschränkt, solange
es sich dabei um einen positiven, axialen Spanwinkel handelt. Zum
Beispiel kann der positive, axiale Spanwinkel 50 kleiner
sein, zum Beispiel zehn (10) Grad, oder größer, zum Beispiel zwanzig (20)
Grad, was von Konstruktionsfaktoren abhängt, wie zum Beispiel dem zu
schneidenden Material, der gewünschten
Schnitttiefe und der Vorschubrate der Schneidplatte 10.
Dieser Aspekt der Erfindung gestattet es der Schneidplatte 10 des
Weiteren im Vergleich zu herkömmlichen
Schneidplatten, eine aggressivere Schnitttiefe für ein bestimmtes zu schneidendes
Material, wie zum Beispiel Stahl und dergleichen, bereitzustellen.
-
Die
zweite Komponente 14 umfasst allgemein ein quadratisches
Polygon mit vier im Wesentlichen planaren Seitenwänden 52, 54, 56 und 58,
die eine Stoßfläche für die Schneidplatte 10 bereitstellen,
wenn die Schneidplatte 10 in einer Taschenwand 310 eines
Werkzeughalters 300 (8) angebracht ist.
Für beispielsweise
einen Zweipunktekontakt nehmen zwei Seitenwände 52, 54, 56 und 58 die
Taschenwand 314, 316 des Werkzeughalters 300 (8)
in Eingriff. Darüber
hinaus enthält
die zweite Komponente 14 eine Oberseite 53, 55, 57 und 59 (wie
in 3 zu sehen), um einen Teil eines Radiusübergangs
mit jeweiligen Seitenflächen 22, 24, 26 und 28 der
ersten Komponente 12 für
eine effektive Spankontrolle und -abführung zu bilden. Es versteht sich,
dass die Unterseite (nicht zu sehen) der zweiten Komponente 12 auch
einen Teil des Radiusübergangs
mit jeweiligen Seitenflächen
der dritten Komponente 16 bildet. Analog zu den Komponenten 12, 16 enthält die zweite
Komponente 14 eine Öffnung 60,
deren Größe und Form
der Öffnung 20 der
ersten und der zweiten Komponente 12, 16 entspricht.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Länge der Seitenwände 52, 54, 56 und 58 der
zweiten Komponente 14 geringer ist als der Abstand 46 zwischen
den Scheiteln 38, 40, 42 und 44 der
ersten und der dritten Komponente 12, 16.
-
Wie
in 3 zu sehen, sind die erste und die dritte Komponente 12, 16 bezüglich einander
um einen Versatzwinkel 62 gedreht oder versetzt, wenn die erste,
zweite und dritte Komponente 12, 14, 16 ordnungsgemäß aufeinander
ausgerichtet sind. Der Zweck des Versatzwinkels 62 besteht
zum Beispiel darin, zu verhindern, dass der Scheitel oder der Spitzenradius
der dritten Komponente 16, der sich direkt unter der Schneidkante 22a befindet,
an dem (nicht gezeigten) Werkstück
schleift, wenn die Schneidkante 22a das Werkstück in Eingriff
nimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Versatzwinkel 62 ungefähr fünf (5) Grad.
Die Erfindung kann jedoch mit irgendeinem gewünschten Winkel ausgeübt werden,
was von den speziellen Konstruktionserfordernissen der Schneidplatte 10,
wie zum Beispiel Schnitttiefe und dergleichen, abhängig ist.
-
Darüber hinaus
ist die zweite Komponente 14 bezüglich der ersten und der dritten
Komponente 12, 16 um einen Versatzwinkel 64 gedreht
oder versetzt, damit die Schneidplatte 10 gewendet werden kann.
Mit anderen Worten, der Versatzwinkel 64 gestattet, dass
die erste und die dritte Komponente 12, 16 der
Schneidplatte 10 ordnungsgemäß in der Plattentasche 310 des
Werkzeughalters 300 (8) angeordnet
werden. Es wird empfohlen, dass der Versatzwinkel 64 der
zweiten Komponente 14 ungefähr die Hälfte des Versatzwinkels 62 der
ersten und der dritten Komponente 12, 16 beträgt. Bei
der dargestellten Ausführungsform
beträgt
der Versatzwinkel 64 ungefähr zweieinhalb Grad (2 Grad
30 Sekunden), weil die erste und die dritte Komponente 12, 16 in
einem Versatzwinkel 62 von ungefähr fünf (5) Grad versetzt sind.
Durch Versetzen der zweiten Komponente 14 um ca. die Hälfte des
Versatzes der ersten und der dritten Komponente 12, 16 kann
die Schneidplatte 10 um einhundertachtzig (180) Grad umgedreht
werden, so dass die Schneidkanten 30, 32, 34 und 36 an
der ersten und dritten Komponente 12, 16 für insgesamt
acht Schneidkanten verwendet werden können. Es sei darauf hingewiesen,
dass die erste, zweite und dritte Komponente 12, 14 und 16 konzentrisch
um eine mittlere, vertikale oder Y-Achse 68 der Schneidplatte 10 gedreht
werden, um die Versatzwinkel 62, 64 zu erreichen.
-
Wie
in 4 gezeigt, beträgt bei ordnungsgemäßer Ausrichtung
der ersten, zweiten und dritten Komponente 12, 14 und 16 eine
Dicke 66 der Schneidplatte 10 ungefähr die Hälfte des
Abstands 46 zwischen den Scheiteln 38, 40, 42 und 44 der
ersten und der dritten Komponente 12, 16. Bei
der dargestellten Ausführungsform
beträgt
die Dicke 66 ungefähr
0,250 Zoll (6,35 mm). Die Dicke 66 kann jedoch irgendeine
gewünschte
Dicke 66 sein, solange die Schneidplatte 10 eine
angemessene Strukturfestigkeit aufweist, um den beabsichtigten Schneidvorgang
angemessen durchzuführen.
-
Die 1–4 zeigen
das Konstruktionskonzept für
die Wendeschneidplatte 10 mit einem positiven, axialen
Spanwinkel und mehreren Schneidkanten, die aus drei Bausteinen oder
Komponenten 12, 14 oder 16 besteht. Unter
Verwendung der Grundzüge
des oben beschriebenen Konstruktionskonzepts können viele verschiedene Konstruktionen für eine Wendeschneidplatte
mit einem positiven, axialen Spanwinkel und mehreren Schneidkanten
erzielt werden.
-
Zum
Beispiel können
die Grundzüge
des Konstruktionskonzepts der Erfindung zur Erzielung einer in 5 gezeigten
Schneidplatte 100 verwendet werden. Der Übersicht
halber ist bei den Bezugszahlen für die Schneidplatte 100 ähnlichen
Elementen der Schneidplatte 10 ein Wert von einhundert
hinzugefügt
worden. Die Schneidplatte 100 enthält die drei grundlegenden Polygonkomponenten 112, 114, 116,
wobei die Komponenten 112, 116 eine Sternform
aufweisen und bei Drehung um die vertikale oder Y-Achse spiegelsymmetrisch
sind. Der Kürze halber
wird nur die erste Komponente 112 unten ausführlich besprochen.
Wie dargestellt, enthält
die erste Komponente 112 eine Außenfläche, die eine Oberseite 118 der
Schneidplatte 100 bildet, und die dritte Komponente enthält eine
Außenfläche, die
eine Unterseite 119 der Schneidplatte 100 bildet.
Natürlich wird
die Unterseite 119 die Oberseite, wenn die Schneidplatte 100 aus
der Plattentasche 310 entfernt, um einhundertachtzig (180)
Grad gedreht und dann in der Plattentasche 310 (8)
angebracht wird. Eine optionale Öffnung 120 ist
vorzugsweise mittig angeordnet und durchläuft die erste, die zweite und
die dritte Komponente 112, 114 und 116.
Die Ober- und die Unterseite 118, 119 können eine
oder mehrere Abhebe- oder Freiflächen 119a, 119b enthalten,
um einen Durchlass für
die Schneidplatte 100 bereitzustellen, wenn sie in der
Plattentasche 310 des Werkzeughalters 300 (8)
angebracht ist.
-
Die
erste Komponente 112 enthält mehrere axiale Spanflächen oder
Seitenflächen,
die allgemein bei 122, 124, 126 (nicht
zu sehen) und 128 (nicht zu sehen) gezeigt werden. Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind alle axialen Spanflächen
oder Seitenflächen 122, 124, 126 und 128 im
Wesentlichen identisch. Der Kürze
halber wird nur die Seitenfläche 122 ausführlich besprochen.
Die Seitenfläche 122 enthält eine
im Wesentlichen planare Fläche 122a,
eine erste gerundete Fläche 122b,
eine zweite gerundete Fläche 122c und
eine zweite im Wesentlichen planare Fläche 122d. Die erste
und die zweite gerundete Fläche 122b, 122c können eine
durchgehende gerundete Fläche
bilden, damit die erste und die dritte planare Fläche 122a, 122d ineinander übergehen. Obgleich
die dargestellte Ausführungsform
die Fläche 122a als
im Wesentlichen planar zeigt, kommt auch in Betracht, dass die Fläche 122a eine
Schlangenform, S-Form und dergleichen aufweisen kann.
-
Eine
erste Vorderkante oder Schneidkante 130 ist am Schnittpunkt
zwischen der ersten planaren Fläche 122a der
Seitenfläche 122 und
der Oberseite 118 gebildet. Ebenso sind eine zweite, dritte
und vierte Vorderkante oder Schneidkante 132, 134 und 136 am
Schnittpunkt zwischen der ersten planaren Fläche 124a, 126a und 128a der
Seitenflächen 124, 126 und 128 und
der Oberseite 118 gebildet. Da die dritte Komponente 116 mit
der ersten Komponente 112 im Wesentlichen identisch ist,
weist die Schneidplatte 100 insgesamt acht Schneidkanten
(2 Komponenten × 4
Schneidkanten/Komponente = 8 Schneidkanten) auf.
-
Ein
gerundeter Übergang 153 wird
durch die zweite Komponente 114 gebildet und erstreckt
sich zwischen der Seitenfläche 122 der
ersten Komponente 112 und der Seitenwand 152 der
zweiten Komponente 114. Der gerundete Übergang 153 wirkt
mit den gerundeten Seitenflächen 122b und 122c der ersten
Komponente 112 für
eine effektive Spankontrolle zusammen. Bei der dargestellten Ausführungsform
weist der gerundete Übergang 153 ein
S-förmiges
Profil auf; jedoch kommen bei der Erfindung auch andere Formen in
Betracht. Ebenso wird durch die zweite Komponente 114 ein
gerundeter Übergang 155 gebildet,
der sich zwischen der Seitenfläche 124 der
ersten Komponente 112 und der Seitenwand 154 der
zweiten Komponente 114 erstreckt. Gleichermaßen wird
durch die zweite Komponente 114 ein gerundeter Übergang 157 (nicht
zu sehen) gebildet, der sich zwischen der Seitenfläche 126 der
ersten Komponente 112 und der Seitenwand 156 der
zweiten Komponente 114 erstreckt, und durch die zweite Komponente 114 wird
ein gerundeter Übergang 159 (nicht
zu sehen) gebildet, der sich zwischen der Seitenfläche 128 der
ersten Komponente 112 und der Seitenwand 158 der
zweiten Komponente 114 erstreckt.
-
Ein
erster Scheitel oder Spitzenradius 138 ist am Schnittpunkt
zwischen der zweiten planaren Fläche 122d der
Seitenfläche 122 und
der ersten planaren Fläche 128a der
benachbarten Seitenfläche 128 gebildet.
Ebenso ist ein zweiter Scheitel oder Spitzenradius 140 am
Schnittpunkt zwischen der zweiten planaren Fläche 124d der Seitenfläche 124 und
der ersten planaren Fläche 122a der
benachbarten Seitenfläche 122 gebildet;
ein dritter Scheitel oder Spitzenradius 142 ist am Schnittpunkt
zwischen der zweiten planaren Fläche 126d der
Seitenfläche 126 und der
ersten planaren Fläche 124a der
benachbarten Seitenfläche 124 gebildet;
und ein vierter Scheitel oder Spitzenradius 144 ist am
Schnittpunkt zwischen der zweiten planaren Fläche 128d der Seitenfläche 128 und
der ersten planaren Fläche 126a der
benachbarten Seitenfläche 126 gebildet.
-
Darüber hinaus
ist eine erste Planschneide 139 am Schnittpunkt zwischen
dem Spitzenradius 138 und den Seitenwänden 152, 158 der
zweiten Komponente 114 gebildet. Ebenso ist eine zweite Planschneide 141 am
Schnittpunkt zwischen dem Spitzenradius 140 und den Seitenwänden 152, 154 der
zweiten Komponente 114 gebildet; eine dritte Planschneide 143 (nicht
zu sehen) ist am Schnittpunkt zwischen dem Spitzenradius 142 und
den Seitenwänden 154, 156 der
zweiten Komponente 114 gebildet, und eine vierte Planschneide 143 (nicht
zu sehen) ist am Schnittpunkt zwischen dem Spitzenradius 144 und
den Seitenwänden 156, 158 der
zweiten Komponente 114 gebildet.
-
Durch
Verwendung des Konstruktionskonzepts der Erfindung weist jede Schneidkante 130, 132, 134 und 136 eine
Länge auf,
die von einem jeweiligen Spitzenradius 138, 140, 142 und 144 zu
der ersten gerundeten Fläche 122b, 124b, 126b und 128b der
jeweiligen Seitenfläche 122, 124, 126 und 128 verläuft. Die
Länge jeder
Schneidkante 130, 132, 134 und 136 ist
größer als
die Hälfte
einer Inkreisabmessung (IK-Abmessung) der Schneidplatte 100,
um im Vergleich zu herkömmlichen
Plattenkonstruktionen eine aggressivere Schnitttiefe für ein bestimmtes zu
schneidendes Material bereitzustellen.
-
Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass jede Schneidkante 130, 132, 134 und 136 (und
jede der vier Schneidkanten der dritten Komponente 116)
an einem positiven, axialen Spanwinkel 150 gebildet ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform
beträgt
der Winkel 150 ca. fünfzehn
(15) Grad; jedoch wird die Erfindung nicht durch den Winkel 150 beschränkt, solange
es sich dabei um einen positiven, axialen Spanwinkel handelt. Zum
Beispiel kann der positive, axiale Spanwinkel 150 ein beliebiger Winkel
sei, der größer als
null (0) Grad ist, was von Konstruktionsfaktoren abhängt, wie
zum Beispiel dem zu schneidenden Material, der gewünschten Schnitttiefe
und der Vorschubrate der Schneidplatte 100. Dieser Aspekt
der Erfindung gestattet es der Schneidplatte 100 des Weiteren
im Vergleich zu herkömmlichen
Schneidplatten, eine aggressivere Schnitttiefe für ein bestimmtes zu schneidendes
Material, wie zum Beispiel Stahl und dergleichen, bereitzustellen.
-
Bei
einem anderen Beispiel können
die Grundzüge
des Konstruktionskonzepts der Erfindung zur Erzielung einer in 6 gezeigten
Schneidplatte 100' verwendet
werden. Die Schneidplatte 100' ist im Wesentlichen mit der Schneidplatte 100 identisch, außer dass
sich die zweite Komponente 114' der Schneidplatte 100' von der zweiten
Komponente 114 der Schneidplatte 100 unterscheidet.
Wie oben beschrieben, sind die Seitenwände 152, 154, 156 (nicht zu
sehen) und 158 (nicht zu sehen) der zweiten Komponente 114 im
Wesentlichen flach oder planar bezüglich der Längs- oder Z-Achse. Bei der Ausführungsform
von 6 ist die Seitenwand 152' zum Beispiel durch ein Paar konisch
zulaufender oder abgewinkelter Seitenwände 152a, 152b ersetzt
worden, die durch einen gerundeten Übergang 152c getrennt sind.
Ebenso ist die Seitenwand 154' durch ein Paar abgewinkelter Seitenwände 154a, 154b ersetzt
worden, die durch einen gerundeten Übergang 154c getrennt
sind. Die Seitenwände 156', 158' (nicht zu sehen)
sind auch durch abgewinkelte Seitenwände 156a, 156b, 158a, 158b ersetzt
worden, die durch gerundete Übergänge 156c bzw. 158c getrennt
sind.
-
Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist die abgewinkelte Seitenwand 152a an einem Anlagewinkel 157 von
ca. zehn (10) Grad bezüglich
der Längs- oder
Z-Achse gebildet.
Ebenso sind die abgewinkelten Seitenwände 154a, 156a (nicht
zu sehen) und 158a (nicht zu sehen) an einem Anlagewinkel 157 von
ca. zehn (10) Grad gebildet. Die abgewinkelte Seitenwand 152b ist
auch an einem Anlagewinkel 159 von ca. zehn (10) Grad gebildet.
Ebenso sind die abgewinkelten Seitenwände 154b, 156b (nicht
zu sehen) und 158b (nicht zu sehen) an einem Anlagewinkel 159 von
ca. zehn (10) Grad gebildet. Die Anlagewinkel 157, 159 der
Seitenwände 152', 154', 156' und 158' helfen dabei,
die Schneidplatte 100' in
die Plattentasche 310 des Werkzeughalters 300 (8)
zu "verschwalben". Bei dieser Ausführungsform
würden die
Seitenwände
oder Anlageflächen 314, 316 der Plattentasche 310 die
gleichen Anlagewinkel 157, 159 aufweisen und nicht
im Wesentlichen planar zum Anordnen der Schneidplatte 100 sein.
Die Anlagewinkel 157, 159 halten die Schneidplatte 100' sicherer im
Werkstück
fest und verringern die Last auf das (nicht gezeigte) Befestigungselement,
das die Schneidplatte 100' in
der Plattentasche 310 hält.
Infolgedessen würde
die Schneidplatte 100' gegenüber der
Schneidplatte 100 bei Verwendung beim Schwerzerspanen und
Bearbeitungsanwendungen mit höheren
Drehzahlen einen Vorteil bieten.
-
Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind die Winkel 157, 159 im Wesentlichen identisch.
Der Winkel 159 kann sich jedoch von dem Winkel 157 unterscheiden.
Des Weiteren können
die Winkel 157, 159 ein beliebiger gewünschter
Winkel sein, der nicht zehn (10) Grad beträgt, was von dem durch die Schneidplatte 100' durchzuführenden
gewünschten Schneidvorgang
abhängt.
-
Bei
noch einem anderen Beispiel können
die Grundzüge
des Konstruktionskonzepts der Erfindung eine Schneidplatte 200 erzielen,
die in den 7 und 8 gezeigt
wird. Der Übersicht
halber ist bei den Bezugszahlen für die Schneidplatte 200 ähnlichen Elementen
der Schneidplatte 10 ein Wert von zweihundert hinzugefügt worden.
Die Schneidplatte 200 enthält die drei grundlegenden Polygonkomponenten 212, 214, 216,
wobei die Komponenten 212, 216 eine Sternform
aufweisen und bei Drehung um die vertikale oder Y-Achse 64 spiegelsymmetrisch
sind. Der Kürze
halber wird nur die erste Komponente 212 unten ausführlich besprochen.
Wie dargestellt, enthält die
erste Komponente 212 eine Außenfläche, die eine Oberseite 218 der
Schneidplatte 200 bildet, und die dritte Komponente enthält eine
Außenfläche, die eine
Unterseite 219 der Schneidplatte 200 bildet. Natürlich wird
die Unterseite 219 die Oberseite, wenn die Schneidplatte 200 aus
der Plattentasche 310 entfernt, um einhundertachtzig (180)
Grad gedreht und dann in der Plattentasche angebracht wird. Eine
optionale Öffnung 220 ist
vorzugsweise mittig angeordnet und durchläuft die erste, die zweite und
die dritte Komponente 212, 214 und 216.
Die Ober- und die Unterseite 218, 219 können eine
oder mehrere Abhebe- oder Freiflächen 219a, 219b enthalten,
um einen Durchlass für
die Schneidplatte 200 bereitzustellen, wenn sie in der
Plattentasche 310 des Werkzeughalters 300 angebracht
ist.
-
Die
erste Komponente 212 enthält mehrere axiale Spanflächen oder
Seitenflächen,
die allgemein bei 222, 224, 226 (nicht
zu sehen) und 228 (nicht zu sehen) gezeigt werden. Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind alle axialen Spanflächen
oder Seitenflächen 222, 224, 226 und 228 im
Wesentlichen identisch. Der Kürze
halber wird nur die Seitenfläche 222 ausführlich besprochen.
Die Seitenfläche 222 enthält eine
erste im Wesentlichen planare Fläche 222a, eine
erste gerundete Fläche 222b,
eine zweite gerundete Fläche 222c und
eine zweite im Wesentlichen planare Fläche 122d. Die erste
und die zweite gerundete Fläche 222b, 222c können eine
durchgehende gerundete Fläche
bilden, damit die erste und die dritte planare Fläche 222a, 222d ineinander übergehen. Obgleich
die dargestellte Ausführungsform
die Fläche 222a als
im Wesentlichen planar zeigt, kommt auch in Betracht, dass die Fläche 222a eine
Schlangenform, S-Form und dergleichen aufweisen kann.
-
Eine
erste Vorderkante oder Schneidkante 230 wird am Schnittpunkt
zwischen der ersten planaren Fläche 222a der
Seitenfläche 222 und
der Oberseite 218 gebildet. Ebenso werden eine zweite,
dritte und vierte Vorderkante oder Schneidkante 232, 234 und 236 am
Schnittpunkt zwischen der ersten planaren Fläche 224a, 226a und 228a der
Seitenflächen 224, 226 und 228 und
der Oberseite 218 gebildet. Da die dritte Komponente 216 mit
der ersten Komponente 212 im Wesentlichen identisch ist,
weist die Schneidplatte 200 insgesamt acht Schneidkanten
(2 Komponenten × 4
Schneidkanten/Komponente = 8 Schneidkanten) auf.
-
Ein
gerundeter Übergang 253 wird
durch die zweite Komponente 214 gebildet und erstreckt
sich zwischen der Seitenfläche 222 der
ersten Komponente 212 und der Seitenwand 252 der
zweiten Komponente 214. Der gerundete Übergang 253 wirkt
mit den gerundeten Seitenflächen 222b und 222c der ersten
Komponente 212 für
eine effektive Spankontrolle zusammen. Bei der dargestellten Ausführungsform
weist der gerundete Übergang 253 ein
S-förmiges
Profil auf; jedoch kommen bei der Erfindung auch andere Formen in
Betracht. Ebenso wird durch die zweite Komponente 214 ein
gerundeter Übergang 255 gebildet,
der sich zwischen der Seitenfläche 224 der
ersten Komponente 212 und der Seitenwand 254 der
zweiten Komponente 214 erstreckt. Gleichermaßen wird
durch die zweite Komponente 214 ein gerundeter Übergang 257 (nicht
zu sehen) gebildet, der sich zwischen der Seitenfläche 228 der
ersten Komponente 212 und der Seitenwand 258 der
zweiten Komponente 214 erstreckt, und durch die zweite Komponente 214 wird
eine zweiter gerundeter Übergang 259 (nicht
zu sehen) gebildet, der sich zwischen der Seitenfläche 226 der
ersten Komponente 212 und der Seitenwand 256 der
zweiten Komponente 214 erstreckt.
-
Ein
erster Scheitel oder Spitzenradius 238 ist am Schnittpunkt
zwischen der zweiten planaren Fläche 222d der
Seitenfläche 222 und
der ersten planaren Fläche 228a der
benachbarten Seitenfläche 228 gebildet.
Ebenso ist ein zweiter Scheitel oder Spitzenradius 240 am
Schnittpunkt zwischen der zweiten planaren Fläche 224d der Seitenfläche 224 und
der ersten planaren Fläche 222a der
benachbarten Seitenfläche 222 gebildet;
ein dritter Scheitel oder Spitzenradius 242 ist am Schnittpunkt
zwischen der zweiten planaren Fläche 226d der
Seitenfläche 226 und der
ersten planaren Fläche 224a der
benachbarten Seitenfläche 224 gebildet;
und ein vierter Scheitel oder Spitzenradius 244 ist am
Schnittpunkt zwischen der zweiten planaren Fläche 228d der Seitenfläche 228 und
der ersten planaren Fläche 226a der
benachbarten Seitenfläche 226 gebildet.
-
Darüber hinaus
ist eine erste Planschneide 239 am Schnittpunkt zwischen
dem Spitzenradius 238 und den Seitenwänden 252, 258 der
zweiten Komponente 214 gebildet. Ebenso ist eine zweite Planschneide 241 am
Schnittpunkt zwischen dem Spitzenradius 240 und den Seitenwänden 252, 254 der
zweiten Komponente 214 gebildet; eine dritte Planschneide 243 (nicht
zu sehen) ist am Schnittpunkt zwischen dem Spitzenradius 242 und
den Seitenwänden 254, 256 der
zweiten Komponente 214 gebildet, und eine vierte Planschneide 243 (nicht
zu sehen) ist am Schnittpunkt zwischen dem Spitzenradius 244 und
den Seitenwänden 256, 258 der
zweiten Komponente 214 gebildet.
-
Durch
Verwendung des Konstruktionskonzepts der Erfindung weist jede Schneidkante 230, 232, 234 und 236 eine
Länge auf,
die von einem jeweiligen Spitzenradius 238, 240, 242 und 244 zu
der ersten gerundeten Fläche 222b, 224b, 226b und 228b der
jeweiligen Seitenfläche 222, 224, 226 und 228 verläuft. Die
Länge jeder
Schneidkante 230, 232, 234 und 236 ist
größer als
die Hälfte
einer Inkreisabmessung (IK-Abmessung) der Schneidplatte 200,
um im Vergleich zu herkömmlichen
Plattenkonstruktionen eine aggressivere Schnitttiefe für ein bestimmtes zu
schneidendes Material bereitzustellen.
-
Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass jede Schneidkante 230, 232, 234 und 236 (und
jede der vier Schneidkanten der dritten Komponente 216)
an einem positiven, axialen Spanwinkel 250 gebildet ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform
beträgt
der Winkel 250 ca. fünfzehn
(15) Grad; jedoch wird die Erfindung nicht durch den Winkel 250 beschränkt, solange
es sich dabei um einen positiven, axialen Spanwinkel handelt. Zum
Beispiel kann der positive, axiale Spanwinkel 250 ein beliebiger Winkel
sein, der größer als
null (0) Grad ist, was von Konstruktionsfaktoren abhängt, wie
zum Beispiel dem zu schneidenden Material, die gewünschte Schnitttiefe
und die Vorschubrate der Schneidplatte 200. Dieser Aspekt
der Erfindung gestattet es der Schneidplatte 200 des Weiteren
im Vergleich zu herkömmlichen
Schneidplatten, eine aggressivere Schnitttiefe für ein bestimmtes zu schneidendes
Material, wie zum Beispiel Stahl und dergleichen, bereitzustellen.
-
Wie
in 8 gezeigt, wird der Werkzeughalter 300 in
der Darstellung mit einer oder mehreren Plattenaufnahmetaschen 310 zum
sicheren Anbringen der Schneidplatte 10, 100, 200 der
Erfindung gezeigt. Rein zur Veranschaulichung ist die gezeigte Schneidplatte 200 tangential
in der Plattentasche 310 eines Rechtsfräsers angebracht. Es versteht sich
jedoch, dass die Schneidplatten 10, 100, 200 auch
in einem Linkswerkzeughalter angebracht werden können, wie zum Beispiel einem
Linksfräser
und dergleichen, indem die Platten 10, 100, 200 so
ausgeführt
werden, dass sie um die Z-Achse spiegelsymmetrisch sind. Jede Plattentasche 310 enthält eine
untere Wand 312 und mindestens zwei Seitenwände 314, 316.
Bei der dargestellten Ausführungsform
befinden sich die Seitenwände 314, 316 in
einem Winkel von ungefähr
neunzig (90) Grad zueinander. Nach Anbringen in der Plattentasche 310 stoßen zwei
der Seitenwände 252, 254 (nicht
zu sehen) der Schneidplatte 200 an die Seitenwände 314, 316 der
Plattentasche 310, um einen Zweipunktekontakt für die Schneidplatte 200 bereitzustellen.
Des Weiteren stößt die Unterseite 219 der
Schneidplatte 200 an die untere Wand 312 der Plattentasche 310.
-
Wie
dargestellt, ist die Schneidplatte 200 in einem negativen
Winkel 320 von ungefähr
fünf (5) Grad
in der Plattentasche 310 angebracht, so dass der Scheitel 238 der
Schneidplatte 200 etwas unter einer Außenfläche 322 des Werkzeughalters 300 liegt.
Infolge der Befestigung der Schneidplatte 200 in einem
negativen Winkel 320 in der Plattentasche 310 stellt
die Schneidplatte 200 einen positiven, axialen Nettospanwinkel
von ca. zehn (10) Grad (15 – 5
= 10) bereit. Es versteht sich, dass der positive, axiale Nettospanwinkel
ein beliebiger gewünschter
positiver, axialer Spanwinkel sein kann, was von der Größe des positiven,
axialen Spanwinkels, der von der Schneidplatte 10, 100, 200 bereitgestellt
wird, und der Größe des negativen
Winkels 320 der Plattentasche 310 abhängig ist.
-
Andere
Befestigungsanordnungen für
die Schneidplatten 10, 100, 200 liegen
im Schutzbereich der Erfindung. Zum Beispiel kann die Schneidplatte 200 schraubenförmig angeordnet
und tangential an einem Schaftfräswerkzeughalter 400 befestigt
sein, wie in 9 gezeigt.
-
Wie
oben beschrieben enthält
die Wendeschneidplatte 10, 100, 200 mehrere
Schneidkanten mit einem positiven, axialen Spanwinkel, wenn sie
in der Plattentasche eines Werkzeughalters angebracht ist. Durch
Bereitstellen eines positiven, axialen Spanwinkels gestattet die
Schneidplatte eine aggressivere axiale Schnitttiefe im Vergleich
zu herkömmlichen Schneidplatten
mit negativen, axialen Spanwinkeln.
-
Auf
die hier angeführten
Schriften, Patente und Patentanmeldungen wird hiermit Bezug genommen.
-
Obgleich
die Erfindung insbesondere in Verbindung mit bestimmten besonderen
Ausführungsformen
davon beschrieben worden ist, versteht sich, dass dies nur der Veranschaulichung
und nicht der Einschränkung
dient, und der Schutzbereich der angehängten Ansprüche sollte so allgemein, wie
es der Stand der Technik gestattet, ausgelegt werden.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Wendeschneidplatte (10) enthält eine erste Komponente (12)
mit einer Außen-
oder Oberseite (18) und Seitenflächen (22, 24, 26, 28).
Eine dritte Komponente (16) ist bezüglich der ersten Komponente
(12) um eine vertikale oder Y-Achse (68) der Schneidplatte
(10) spiegelsymmetrisch. Eine zweite Komponente (14)
ist zwischen der ersten und der dritten Komponente (12, 16)
angeordnet. Mehrere Schneidkanten (30, 32, 34, 36)
sind an einer Schnittstelle zwischen den Seitenflächen (22, 24, 26, 28) und
der Oberseite (18) definiert, wobei die Schneidkanten (30, 32, 34, 36)
einen positiven axialen Spanwinkel (50) definieren. Bei
einer Ausführungsform sind
die erste und die dritte Komponente (12, 16) als ein
sternförmiges
Polygonal ausgebildet und ist die zweite Komponente (14)
quadratisch. Die erste und die dritte Komponente (12, 16)
sind um einen ersten Versatzwinkel (62) voneinander versetzt,
während die
zweite Komponente (14) um einen zweiten Versatzwinkel (64)
von der ersten und der dritten Komponente (12, 16)
versetzt ist, um ein Wenden der Schneidplatte (10) zu gestatten.