DE112013003461T5

DE112013003461T5 - Rotierendes Schneidwerkzeug und reversibler Schneideinsatz dafür

Info

Publication number: DE112013003461T5
Application number: DE112013003461.1T
Authority: DE
Inventors: Osama Atar; Carol Smilovici
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2013-06-09
Publication date: 2015-03-26
Also published as: ES2813955T3; RU2648717C2; CA2877602C; EP2869957A1; CN104395024A; IL236299A0; US8708616B2; KR101887254B1; BR112014033023A2; US20140010605A1; KR20150030217A; RU2015103929A; PT2869957T; JP2015521958A; CA2877602A1; JP6277185B2; PL2869957T3; WO2014006609A1; BR112014033023B1; IL236299B

Abstract

In einem für Fräsvorgänge verwendeten rotierenden Schneidwerkzeug (58) ist ein reversibler Wendeschneideinsatz (20) in einem Schneidkörper (60) entfernbar befestigt. Der Schneideinsatz (20) hat zwei gegenüberliegende Endflächen (22), die durch eine kontinuierliche Umfangsfläche (24) miteinander verbunden sind, die drei Seitenflächen (26) aufweist, die sich mit drei Eckenflächen (28) abwechseln. Die Seiten- (26) und Eckenflächen (28) schneiden beide Endflächen (22) an Seiten- (40) bzw. Eckenkanten (42), wobei jede Seitenkante (40) eine Hauptschneidkante (44) hat und jede Eckenkante (42) eine Ecken- (46) und Nebenschneidkante (48) hat. Jede Haupt- (44) und Nebenschneidkante (48) fällt von einem ersten (E1) bzw. einem zweiten Endpunkt (E2) ihrer gemeinsam zugeordneten Eckenschneidkante (46) zu einer Medianebene (M) ab. Eine erste gedachte Gerade (L1), die sich senkrecht zur Medianebene (M) erstreckt und eine der Eckenschneidkanten (46) an einem Punkt über ihre Länge mit Ausnahme des zweiten Endpunkts schneidet, durchläuft die Medianebene (M) innerhalb einer Einsatzgrenzlinie (Lb).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Schneideinsätze und Schneidwerkzeuge zur Verwendung in Verfahrensabläufen zum Metallschneiden im Allgemeinen sowie rotierende Schneidwerkzeuge mit reversiblen Schneideinsätzen für Fräsvorgänge im Besonderen.
Hintergrund der Erfindung
Auf dem Gebiet rotierender Schneidwerkzeuge, die in Fräsvorgängen zum Einsatz kommen, gibt es viele Beispiele für reversible Schneideinsätze, die in einem Schneidkörper entfernbar befestigt sind. In einigen Fällen sind diese Schneidwerkzeuge so konfiguriert, dass sie Eckfräsvorgänge durchführen.
Die US 7241082 A offenbart einen allgemein rechteckförmigen doppelseitigen Wendeschneideinsatz mit zwei Haupt- und zwei Nebenseitenflächen, die mit zwei gegenüberliegenden Endflächen verbunden sind, und insgesamt vier Hauptschneidkanten. Eine primäre „umgekehrte” Freifläche benachbart zu jeder Hauptschneidkante ist zu einer Medianebene des Schneideinsatzes in einem spitzen Innenwinkel geneigt. Der Schneideinsatz wird in der Einsatztasche eines Fräsers festgehalten und ist so konfiguriert, dass er Fräsvorgänge mit einem positiven axialen Spanwinkel durchführt.
Die US 7455483 A offenbart einen dreieckförmigen doppelseitigen Wendeschneideinsatz mit „negativer” Geometrie, der sechs Kantenflächen, die mit zwei gegenüberliegenden Seiten verbunden sind, und insgesamt sechs Hauptschneidkanten hat. Der Schneideinsatz sitzt in der Einsatztasche eines Fräswerkzeugs und ist so konfiguriert, dass er senkrechte Ecken in einem Werkstück mit einem positiven Spanwinkel schneidet.
Die US 7604441 A offenbart einen quadratischen zweiseitigen Wendeschneideinsatz mit „negativer” Geometrie, der vier Seitenflächen, die mit zwei gegenüberliegenden Endflächen verbunden sind, und insgesamt acht primäre Schneidkanten hat. Der Schneideinsatz sitzt in der Einsatztasche eines Fräsers und ist so konfiguriert, dass er eine echte 90°-Ecke in einem Werkstück mit einem positiven axialen Spanwinkel schneidet. Allerdings ist die Tiefe der Ecke durch die Größe des Einsatzes begrenzt und von der Länge der primären Schneidkante abhängig.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schneideinsatz und ein verbessertes Schneidwerkzeug bereitzustellen.
Ferner liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schneideinsatz mit zwei Hauptschneidkanten pro Seitenfläche bereitzustellen.
Weiterhin liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schneideinsatz mit robusten Schneidkanten bereitzustellen.
Zudem liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Schneidwerkzeug bereitzustellen, das Eckfräsvorgänge durchführen kann.
Als noch weitere Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde, ein verbessertes Schneidwerkzeug bereitzustellen, das Einwärtskopiervorgänge durchführen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein reversibler Wendeschneideinsatz bereitgestellt, der aufweist:
eine erste und eine gegenüberliegende zweite Endfläche, die durch eine kontinuierliche Umfangsfläche miteinander verbunden sind, wobei eine Medianebene zwischen der ersten und zweiten Endfläche liegt und die Umfangsfläche schneidet, um eine Einsatzgrenzlinie zu bilden, und eine Einsatzachse senkrecht zur Medianebene, um die der Schneideinsatz fortschaltbar ist,
wobei die Umfangsfläche mindestens drei Seitenflächen aufweist, die sich mit mindestens drei Eckenflächen abwechseln, und jede Eckenfläche eine Eckenhalbierungsebene hat, die die Einsatzachse enthält, und
die Seiten- und Eckenflächen sowohl die erste als auch die zweite Endfläche an Seiten- bzw. Eckenkanten schneiden, wobei jede Seitenkante eine Hauptschneidkante hat und jede Eckenkante eine Ecken- und Nebenschneidkante hat,
wobei in Seitenansicht des Schneideinsatzes jede Haupt- und Nebenschneidkante von einem ersten bzw. einem zweiten Endpunkt ihrer gemeinsam zugeordneten Eckenschneidkante zur Medianebene abfällt und
wobei eine erste gedachte Gerade, die sich senkrecht zur Medianebene erstreckt und eine der Eckenschneidkanten an irgendeinem Punkt über ihre Länge mit Ausnahme des zweiten Endpunkts schneidet, die Medianebene innerhalb der Einsatzgrenzlinie durchläuft.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein um eine Werkzeugachse rotierbares Schneidwerkzeug bereitgestellt, das einen Schneidkörper mit einer Einsatzaufnahmetasche und mindestens einen reversiblen Wendeschneideinsatz der zuvor beschriebenen Art aufweist, der in der Einsatzaufnahmetasche entfernbar befestigt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nunmehr lediglich beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen strichpunktierte Linien abgeschnittene Grenzen für Teilansichten eines Bauteils darstellen. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Schneideinsatzes gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung;
2a eine Endansicht des Schneideinsatzes gemäß 1;
2b eine detaillierte Endansicht des Schneideinsatzes gemäß 1;
3 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes gemäß 2a mit Blick entlang einer Eckenhalbierungsebene Pc;
4 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes gemäß 2a mit Blick entlang einer Seitenhalbierungsebene Ps;
5 eine Teilquerschnittansicht des Schneideinsatzes gemäß 3 entlang der Linie V-V;
6 eine Teilquerschnittansicht des Schneideinsatzes gemäß 4 entlang der Linie VI-VI;
7 eine Perspektivansicht eines Schneidwerkzeugs gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung;
8 eine Seitenansicht des Schneidwerkzeugs gemäß 7;
9 eine Endansicht des Schneidwerkzeugs gemäß 7; und
10 eine schematische Darstellung der Konturlinien, die durch die wirkenden Schneidkanten des Schneidwerkzeugs gemäß 9 einbeschrieben sind, in einer Radialebene Pr.
Nähere Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen reversiblen Wendeschneideinsatz 20 mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Endflächen 22, die durch eine kontinuierliche Umfangsfläche 24 miteinander verbunden sind, wobei die Umfangsfläche 24 mindestens drei Seitenflächen 26 aufweist, die sich mit mindestens drei Eckenflächen 28 abwechseln.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die mindestens drei Seitenflächen 26 identisch sein, und die mindestens drei Eckenflächen 28 können identisch sein.
Gemäß 1 und 2a kann der Schneideinsatz 20 die Grundform eines regelmäßigen Vielecks haben.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Schneideinsatz 20 vorzugsweise durch Formpressen und Sintern eines Hartmetalls, z. B. Wolframcarbid, hergestellt und kann beschichtet oder unbeschichtet sein.
Gemäß 3 und 4 hat der Schneideinsatz 20 eine Medianebene M, die zwischen der ersten und zweiten Endfläche 22 liegt und die Umfangsfläche 24 schneidet, um eine Einsatzgrenzlinie Lb zu bilden.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die erste und zweite Endfläche 22 identisch sein, wobei jede eine Stützfläche 30 im Wesentlichen parallel zur Medianebene M hat.
Ferner können in einigen Ausführungsformen der Erfindung die beiden Stützflächen 30 den gleichen Abstand von der Medianebene M haben.
Gemäß 3 und 4 können die mindestens drei Seiten- und Eckenflächen 26, 28 Seiten- bzw. Eckenmedianbereiche 32, 34 haben, die einen kontinuierlichen Umfangsmedianbereich 36 bilden, der sich senkrecht zur Medianebene M erstreckt.
In der gesamten Beschreibung sollte deutlich sein, dass die senkrechte Lage des Umfangsmedianbereichs 36 im Hinblick auf die Medianebene M eine Herstellungstoleranz von 0,5° hat.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Umfangsmedianbereich 36 spiegelsymmetrisch zur Medianebene M sein.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jeder Seitenmedianbereich 32 eben sein.
Gemäß 1 und 2a hat der Schneideinsatz 20 eine Einsatzachse A1 senkrecht zur Medianebene M, um die der Schneideinsatz 20 fortschaltbar ist.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Umfangsfläche 24 genau drei Seitenflächen 26 haben, die sich mit genau drei Eckenflächen 28 abwechseln, und der Schneideinsatz 20 kann dreifach rotationssymmetrisch zur Einsatzachse A1 sein.
Zudem kann sich in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine mit der Einsatzachse A1 koaxiale Durchgangsbohrung 38 zwischen der ersten und zweiten Endfläche 22 erstrecken und zu diesen münden.
Gemäß 1 und 2a kann der Schneideinsatz 20 die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks haben.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Schneideinsatz 20 durch direktes Pressen in Richtung der Einsatzachse A1 hergestellt sein.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung der Schneideinsatz 20 in seine Endform gepresst sein, und die Umfangsfläche 24 kann ungeschliffen sein.
Erfindungsgemäß schneiden die Seiten- und Eckenflächen 26, 28 sowohl die erste als auch die zweite Endfläche 22 an Seiten- bzw. Eckenkanten 40, 42, wobei jede Seitenkante 40 eine Hauptschneidkante 44 hat und jede Eckenkante 42 eine Ecken- und Nebenschneidkante 46, 48 hat.
Dadurch ist der Schneideinsatz 20 vorteilhaft mit zwei Hauptschneidkanten 44 pro Seitenfläche 26 sowie zwei Ecken- und Nebenschneidkanten 46, 48 pro Eckenfläche 28 konfiguriert, weshalb für Ausführungsformen mit dreifacher Rotationssymmetrie zur Einsatzachse A1 der Schneideinsatz 20 insgesamt sechs Haupt-, Ecken- und Nebenschneidkanten 44, 46, 48 hat.
In Endansicht des Schneideinsatzes 20 gemäß 2b kann jede Eckenschneidkante 46 gekrümmt sein, während die Neben- und Hauptschneidkanten 44, 48 gerade sein können. Jede gekrümmte Eckenschneidkante 46 erstreckt sich zwischen einem ersten Endpunkt E1, an dem sie sich mit einem im Wesentlichen geraden Abschnitt ihrer zugeordneten Hauptschneidkante 44 vereinigt, und einem zweiten Endpunkt E2, an dem sie sich mit einem im Wesentlichen geraden Abschnitt ihrer zugeordneten Nebenschneidkante 48 vereinigt.
In einer Eckenseitenansicht des Schneideinsatzes 20 gemäß 3 kann jede Eckenschneidkante 46 wiederum gekrümmt sein, während die Haupt- und Nebenschneidkanten 44, 48 wiederum gerade sein können.
Gemäß 4 kann sich eine Seitenachse A2 quer zu jeder Seitenfläche 26 erstrecken, und jede Seitenfläche 26 kann zweifach rotationssymmetrisch zu ihrer zugeordneten Seitenachse A2 sein.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann jede Hauptschneidkante 44 eine Seitenhalbierungsebene Ps schneiden, die die Einsatzachse A1 und ihre zugeordnete Seitenachse A2 enthält. Für diese Ausführungsformen ist verständlich, dass sich jede Hauptschneidkante 44 über mehr als die halbe Umfangslänge ihrer zugeordneten Seitenfläche 26 erstreckt.
Erfindungsgemäß fällt gemäß der Eckenseitenansicht von 3 jede Haupt- und Nebenschneidkante 44, 48 vom ersten bzw. zweiten Endpunkt E1, E2 ihrer gemeinsam zugeordneten Eckenschneidkante 46 zur Medianebene M ab.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann jede Haupt- und Nebenschneidkante 44, 48 von ihrer gemeinsam zugeordneten Eckenschneidkante 46 zur Medianebene M über ihre gesamte Länge abfallen.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung gemäß 3 und 5 jede Eckenschneidkante 46 insgesamt weiter entfernt von der Medianebene M als jede der Stützflächen 30 liegen.
Zudem kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung gemäß 6 jede Endfläche 22 eine Spanfläche 50 benachbart zu jeder Hauptschneidkante 44 aufweisen, wobei jede Spanfläche 50 zur Medianebene M geneigt ist und sich mit ihrer zugeordneten Stützfläche 30 vereinigt.
Gemäß 2b und 5 durchläuft eine erste gedachte Gerade L1, die sich senkrecht zur Medianebene M erstreckt und eine der Eckenschneidkanten 46 an einem Punkt über ihre Länge mit Ausnahme des zweiten Endpunkts E2 schneidet, die Medianebene M innerhalb der Einsatzgrenzlinie Lb.
Deutlich sollte sein, dass die erste gedachte Gerade L1 als ein Punkt in einer Endansicht des Schneideinsatzes 20 erscheint, wie in 2b gezeigt.
Ähnlich kann gemäß 1, 2a und 2b in einer Endansichtsprojektion der Nebenschneidkanten 48 auf die Medianebene M (Projektion nicht gezeigt) jede Nebenschneidkante 48 mit der Einsatzgrenzlinie Lb zusammenfallen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann gemäß 3 jede Eckenfläche 28 zwei teilkegelförmige Eckenfreiflächen 52 aufweisen, die sich vom selben Eckenmedianbereich 34 in entgegengesetzten Axialrichtungen zu ihren jeweiligen Eckenschneidkanten 46 erstrecken. Wie in der Eckenseitenansicht von 3 zu sehen, können sich die beiden teilkegelförmigen Eckenfreiflächen 52 in Axialrichtung des Schneideinsatzes 20 überlappen.
Deutlich sollte sein, dass sich im Hinblick auf die Einsatzgrenzlinie Lb jede teilkegelförmige Eckenfreifläche 52, auch als „umgekehrte” Freifläche bekannt, allgemein nach innen (d. h. in Richtung der Einsatzachse A1) von ihrem zugeordneten Eckenmedianbereich 34 zu ihrer jeweiligen Eckenschneidkante 46 erstreckt, so dass jede Eckenschneidkante 46 nutzbringend abgestützt und vorteilhaft robust ist.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann gemäß 3 jede Eckenfläche 28 zwei ebene Nebenfreiflächen 54 aufweisen, die sich vom selben Eckenmedianbereich 34 in entgegengesetzten Axialrichtungen zu ihren jeweiligen Nebenschneidkanten 48 erstrecken. Wie in der Eckenseitenansicht von 3 zu sehen, überlappen sich die beiden ebenen Nebenfreiflächen 54 möglicherweise nicht in Axialrichtung des Schneideinsatzes 20.
Außerdem kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Nebenfreifläche 54 senkrecht zur Medianebene M sein.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Nebenfreifläche 54 von ihrer benachbarten Seitenfläche 26 durch eine nicht ebene Verbindungsfläche 68 beabstandet sein.
Erfindungsgemäß hat gemäß 2a jede Eckenfläche 28 eine Eckenhalbierungsebene Pc, die die Einsatzachse A1 enthält.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann jede Eckenschneidkante 46 ihre zugeordnete Eckenhalbierungsebene Pc schneiden, und ihr erster und zweiter Endpunkt E1, E2 können auf entgegengesetzten Seiten der Eckenhalbierungsebene Pc liegen. Allerdings durchläuft gemäß der Eckenseitenansicht von 3 die Eckenhalbierungsebene Pc möglicherweise nicht den höchsten Punkt der Eckenschneidkante 46. Zudem schneidet gemäß der vergrößerten Endansicht von 2b die Eckenhalbierungsebene Pc möglicherweise nicht die Eckenschneidkante 46 (d. h. sie braucht nicht auf halbem Weg zwischen ihrem ersten und zweiten Endpunkt E1, E2 durchzulaufen).
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung, wie in 3 gezeigt, jeder Eckenmedianbereich 34 spiegelsymmetrisch zu seiner zugeordneten Eckenhalbierungsebene Pc sein.
Weiterhin kann für Ausführungsformen der Erfindung mit ebenen Seitenmedianbereichen 32 senkrecht zur Medianebene M jeder Seitenmedianbereich 32 einen ersten Halbierungswinkel α1 mit der Eckenhalbierungsebene Pc einer benachbarten Eckenfläche 28 mit einem Wert von 30° bilden.
Außerdem kann für Ausführungsformen der Erfindung mit ebenen Nebenfreiflächen 54 senkrecht zur Medianebene M jede Nebenfreifläche 54 einen zweiten Halbierungswinkel α2 mit ihrer zugeordneten Eckenhalbierungsebene Pc mit einem Wert zwischen 60° und 80° bilden.
Gemäß 6 kann eine zweite gedachte Gerade L2, die sich senkrecht zur Medianebene M erstreckt und eine der Hauptschneidkanten 44 an einem Punkt über ihre Länge schneidet, die Medianebene M innerhalb der Einsatzgrenzlinie Lb durchlaufen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann gemäß 4 jede Seitenfläche 26 zwei Hauptfreiflächen 56 aufweisen, die sich vom selben Seitenmedianbereich 32 zu ihren jeweiligen Hauptschneidkanten 44 erstrecken.
Zudem kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Hauptschneidkante 44 über ihre gesamte Länge im Wesentlichen gerade sein, und jede Hauptfreifläche 56 kann im Wesentlichen eben sein.
Deutlich sollte sein, dass sich im Hinblick auf die Einsatzgrenzlinie Lb jede Hauptfreifläche 56, auch als „umgekehrte” Freifläche bekannt, allgemein nach innen (d. h. in Richtung der Einsatzachse A1) von ihrem zugeordneten Seitenmedianbereich 32 zu ihrer jeweiligen Hauptschneidkante 44 erstreckt, so dass jede Hauptschneidkante 44 nutzbringend abgestützt und vorteilhaft robust ist.
Gemäß 7 bis 10 betrifft die Erfindung ferner ein Schneidwerkzeug 58, das um eine Werkzeugachse A3 in Drehrichtung Z rotierbar ist, mit einem Schneidkörper 60 und mindestens einem der o. g. reversiblen Wendeschneideinsätze 20. Jeder Schneideinsatz 20 ist in einer Einsatzaufnahmetasche 62 des Schneidkörpers 60 entfernbar befestigt.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann jeder Schneideinsatz 20 in der Einsatzaufnahmetasche 62 mit Hilfe einer Klemmschraube 64 entfernbar befestigt sein, die seine Durchgangsbohrung 38 durchlauft und in eine Schraubenbohrung (nicht gezeigt) in einer Sitzfläche (nicht gezeigt) der Einsatzaufnahmetasche 62 eingeschraubt ist.
Gemäß 10 kann jeder Schneideinsatz 20 im Schneidwerkzeug 58 so konfiguriert sein, dass bei Rotation des Schneidwerkzeugs 58 um seine Werkzeugachse A3 die wirkende Eckenschneidkante 46 eine bogenförmige erste Konturlinie C1 in einer Radialebene Pr einbeschreibt, die die Werkzeugachse A3 enthält, wobei die erste Konturlinie C1 einen konstanten Krümmungsradius R hat, der einem Eckenschneidwinkel δ von 90° gegenüberliegt.
Ferner kann gemäß 10 jeder Schneideinsatz 20 im Schneidwerkzeug 58 so konfiguriert sein, dass bei Rotation des Schneidwerkzeugs 58 um seine Werkzeugachse A3 die wirkenden Haupt- und Nebenschneidkanten 44, 48 eine gerade zweite bzw. dritte Konturlinie C2, C3 in der Radialebene Pr einbeschreiben, wobei die zweite Konturlinie C2 im Wesentlichen parallel zur Werkzeugachse A3 und die dritte Konturlinie C3 im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugachse A3 ist.
In der gesamten Beschreibung sollte deutlich sein, dass die parallele und senkrechte Lage der zweiten bzw. dritten Konturlinie C2, C3 im Hinblick auf die Werkzeugachse A3 eine Genauigkeitstoleranz von 0,5° hat.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das rotierende Schneidwerkzeug 58 für Fräsvorgänge verwendet werden.
Deutlich sollte sein, dass bei einem Fräsvorgang die wirkende Eckenschneidkante 46 eine Ecke in einem Werkstück (nicht gezeigt) mit einem konstanten Krümmungsradius R schneidet, der einem Eckenschneidwinkel δ von 90° gegenüberliegt, was vorteilhaft zu reduzierten Spannungskonzentrationen an der Ecke führt und dadurch die Bruchgefahr minimiert.
Deutlich sollte außerdem sein, dass bei einem Fräsvorgang die wirkende Nebenschneidkante 48, die auch als Abstreifer bezeichnet werden kann, parallel zur Oberfläche des Werkstücks ist, was eine gleichmäßige und glatte Oberflächengüte fördert.
Zudem sollte deutlich sein, dass bei einem Fräsvorgang die „umgekehrten” Hauptfreiflächen 56 den nachlaufenden nichtwirkenden Hauptschneidkanten 44 jedes reversiblen Schneideinsatzes 20 nutzbringend einen größeren Freiraum vom Werkstück verleihen, was ihre Anordnung an Schneidwerkzeugen 58 mit relativ kleinerem Durchmesser vorteilhaft ermöglicht.
Wie aus 10 leicht hervorgeht, kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jeder Schneideinsatz 20 im Schneidwerkzeug 58 so konfiguriert sein, dass die wirkenden Haupt-, Ecken- und Nebenschneidkanten 44, 46, 48 einen rechtwinkligen oder 90°-Eckfräsvorgang im Werkstück durchführen.
Deutlich sollte sein, dass bei einem rechtwinkligen oder 90°-Eckfräsvorgang die Höhe der bearbeiteten Ecke (Schulter) nicht durch den Schneideinsatz 20 begrenzt ist.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann gemäß 8 und 9 jeder Schneideinsatz 20 im Schneidwerkzeug 58 so konfiguriert sein, dass die wirkende Hauptschneidkante 44 einen positiven axialen Spanwinkel β und die wirkende Nebenschneidkante 48 einen positiven radialen Spanwinkel θ hat.
Deutlich sollte sein, dass durch Ausbilden der wirkenden Haupt- und Nebenschneidkanten 44, 48 mit positiven axialen bzw. radialen Spanwinkeln β, θ niedrigere Schneidkräfte erzeugt werden, die Maschinenspindel weniger Betriebsleistung erfordert und das Werkstück einen glatteren Schneidvorgang erfährt. Zudem werden die erzeugten Schneidspäne von den wirkenden Schneidkanten weg vorteilhaft abgeführt.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann jede Seitenkante 40 eine Hilfsschneidkante 66 aufweisen, die sich von ihrer zugeordneten Hauptschneidkante 44 zu einer benachbarten Nebenschneidkante 48 erstreckt, die zu einer benachbarten Eckenkante 42 gehört.
Jeder Schneideinsatz 20 kann im Schneidwerkzeug 58 so konfiguriert sein, dass die Hilfsschneidkante 66 benachbart zur wirkenden Nebenschneidkante 48 bei Einwärtskopiervorgängen wirkt.
Zudem kann jeder Schneideinsatz 20 im Schneidwerkzeug 58 so konfiguriert sein, dass die Hilfsschneidkante 66, die sich von der wirkenden Hauptschneidkante 44 erstreckt, bei Eckfräsvorgängen wirkt, was die Einsatzschnitttiefe erhöht.
Wie in den Seitenansichten von 3 und 4 gezeigt, kann die Hilfsschneidkante 66 weniger stark als ihre zugeordnete Hauptschneidkante 44 geneigt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Hilfsschneidkante 66 parallel zur Medianebene M sein.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Hilfsschneidkante 66 im Wesentlichen koplanar mit ihrer zugeordneten Stützfläche 30 sein.
Weiterhin kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung jede Endfläche 22 eine Hilfsspannut (nicht gezeigt) aufweisen, die sich benachbart zu jeder Hilfsschneidkante 66 längs erstreckt, um für effiziente Spanabfuhr bei Einwärtskopiervorgängen zu sorgen.
Obwohl die Erfindung in gewissem Grad speziell beschrieben wurde, sollte verständlich sein, dass verschiedene Abänderungen und Abwandlungen vorgenommen werden könnten, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Erfindung gemäß den nachfolgenden Ansprüchen abzuweichen.

Claims

Reversibler Wendeschneideinsatz (20), der aufweist: eine erste und eine gegenüberliegende zweite Endfläche (22), die durch eine kontinuierliche Umfangsfläche (24) miteinander verbunden sind, wobei eine Medianebene (M) zwischen der ersten und zweiten Endfläche (22) liegt und die Umfangsfläche (24) schneidet, um eine Einsatzgrenzlinie (Lb) zu bilden, und eine Einsatzachse (A1) senkrecht zur Medianebene (M), um die der Schneideinsatz (20) fortschaltbar ist, wobei die Umfangsfläche (24) mindestens drei Seitenflächen (26) aufweist, die sich mit mindestens drei Eckenflächen (28) abwechseln, wobei jede Eckenfläche (28) eine Eckenhalbierungsebene (Pc) hat, die die Einsatzachse (A1) enthält, und die Seiten- und Eckenflächen (26, 28) sowohl die erste als auch die zweite Endfläche (22) an Seiten- bzw. Eckenkanten (40, 42) schneiden, wobei jede Seitenkante (40) eine Hauptschneidkante (44) hat und jede Eckenkante (42) eine Ecken- und Nebenschneidkante (46, 48) hat, wobei in Seitenansicht des Schneideinsatzes (20) jede Haupt- und Nebenschneidkante (44, 48) von einem ersten bzw. einem zweiten Endpunkt (E1, E2) ihrer gemeinsam zugeordneten Eckenschneidkante (46) zur Medianebene (M) abfällt und wobei eine erste gedachte Gerade (L1), die sich senkrecht zur Medianebene (M) erstreckt und irgendeine der Eckenschneidkanten (46) an einem Punkt über ihre Länge mit Ausnahme des zweiten Endpunkts (E2) schneidet, die Medianebene (M) innerhalb der Einsatzgrenzlinie (Lb) durchläuft.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 1, wobei die mindestens drei Seiten- und Eckenflächen (26, 28) Seiten- bzw. Eckenmedianbereiche (32, 34) haben und wobei die Seiten- und Eckenmedianbereiche (32, 34) einen kontinuierlichen Umfangsmedianbereich (36) bilden, der sich senkrecht zur Medianebene (M) erstreckt.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 2, wobei der Umfangsmedianbereich (36) spiegelsymmetrisch zur Medianebene (M) ist.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 2 oder 3, wobei jeder Seitenmedianbereich (32) eben ist.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 4, wobei jeder Seitenmedianbereich (32) einen ersten Halbierungswinkel (α1) mit der Eckenhalbierungsebene (Pc) einer benachbarten Eckenfläche (28) bildet und wobei der erste Halbierungswinkel (α1) 30° beträgt.
Schneideinsatz (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei jeder Eckenmedianbereich (34) spiegelsymmetrisch zu seiner zugeordneten Eckenhalbierungsebene (Pc) ist.
Schneideinsatz (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei jede Eckenfläche (28) zwei teilkegelförmige Eckenfreiflächen (52) aufweist, die sich vom selben Eckenmedianbereich (34) in entgegengesetzten Axialrichtungen zu ihren jeweiligen Eckenschneidkanten (46) erstrecken.
Schneideinsatz (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei jede Eckenfläche (28) zwei ebene Nebenfreiflächen (54) aufweist, die sich vom selben Eckenmedianbereich (34) in entgegengesetzten Axialrichtungen zu ihren jeweiligen Nebenschneidkanten (48) erstrecken.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 8, wobei jede Nebenfreifläche (54) von ihrer benachbarten Seitenfläche (26) durch eine nicht ebene Verbindungsfläche (68) beabstandet ist.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 8 oder 9, wobei jede Nebenfreifläche (54) senkrecht zur Medianebene (M) ist.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 10, wobei jede Nebenfreifläche (54) einen zweiten Halbierungswinkel (α2) mit ihrer zugeordneten Eckenhalbierungsebene (Pc) bildet und wobei der zweite Halbierungswinkel (α2) zwischen 60° und 80° liegt.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Seitenansicht des Schneideinsatzes (20) jede Haupt- und Nebenschneidkante (44, 48) von ihrer gemeinsam zugeordneten Eckenschneidkante (46) zur Medianebene (M) über ihre gesamte Länge abfällt.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mindestens drei Seitenflächen (26) identisch sind und die mindestens drei Eckenflächen (28) identisch sind.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede Eckenschneidkante (46) ihre zugeordnete Eckenhalbierungsebene (Pc) schneidet und wobei ihr erster und zweiter Endpunkt (E1, E2) auf gegenüberliegenden Seiten der Eckenhalbierungsebene (Pc) liegen.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Endansicht des Schneideinsatzes (20) jede Eckenschneidkante (46) gekrümmt und jede Nebenschneidkante (48) gerade ist.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite Endfläche (22) identisch sind, wobei jede eine Stützfläche (30) hat, die im Wesentlichen parallel zur Medianebene (M) ist.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 16, wobei die zwei Stützflächen (30) den gleichen Abstand von der Medianebene (M) haben.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 16 oder 17, wobei jede Eckenschneidkante (46) vollständig weiter entfernt von der Medianebene (M) als jede der Stützflächen (30) liegt.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine zweite gedachte Gerade (L2) die sich senkrecht zur Medianebene (M) erstreckt und irgendeine der Hauptschneidkanten (44) an irgendeinem Punkt über ihre Länge schneidet, die Medianebene (M) innerhalb der Einsatzgrenzlinie (Lb) durchläuft.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in einer Endansichtsprojektion der Nebenschneidkanten (48) auf die Medianebene (M) jede Nebenschneidkante (48) mit der Einsatzgrenzlinie (Lb) zusammenfällt.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Umfangsfläche (24) genau drei Seitenflächen (26) hat, die sich mit genau drei Eckenflächen (28) abwechseln, und wobei der Schneideinsatz (20) dreifach rotationssymmetrisch zur Einsatzachse (A1) ist.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich eine Seitenachse (A2) quer zu jeder Seitenfläche (26) erstreckt und wobei jede Seitenfläche (26) zweifach rotationssymmetrisch zu ihrer zugeordneten Seitenachse (A2) ist.
Schneideinsatz (20) nach Anspruch 22, wobei jede Hauptschneidkante (44) eine Seitenhalbierungsebene (Ps) schneidet, die die Einsatzachse (A1) und ihre zugeordnete Seitenachse (A2) enthält.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Endansicht des Schneideinsatzes (20) der Schneideinsatz (20) die Grundform eines regelmäßigen Vielecks hat.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Endansicht des Schneideinsatzes (20) der Schneideinsatz (20) die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks hat.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich eine Durchgangsbohrung (38), die mit der Einsatzachse (A1) koaxial ist, zwischen der ersten und zweiten Endfläche (22) erstreckt und zu beiden mündet.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schneideinsatz (20) durch direktes Pressen in Richtung der Einsatzachse (A1) hergestellt ist.
Schneideinsatz (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Umfangsfläche (24) ungeschliffen ist.
Um eine Werkzeugachse (A3) rotierbares Schneidwerkzeug (58), das einen Schneidkörper (60) und mindestens einen reversiblen Wendeschneideinsatz (20) aufweist, wobei jeder Schneideinsatz (20) in einer Einsatzaufnahmetasche (62) des Schneidkörpers (60) entfernbar befestigt ist und jeder Schneideinsatz (20) aufweist: eine erste und eine gegenüberliegende zweite Endfläche (22), die durch eine kontinuierliche Umfangsfläche (24) miteinander verbunden sind, wobei eine Medianebene (M) zwischen der ersten und zweiten Endfläche (22) liegt und die Umfangsfläche (24) schneidet, um eine Einsatzgrenzlinie (Lb) zu bilden, und eine Einsatzachse (A1) senkrecht zur Medianebene (M), um die der Schneideinsatz (20) fortschaltbar ist, wobei die Umfangsfläche (24) mindestens drei Seitenflächen (26) aufweist, die sich mit mindestens drei Eckenflächen (28) abwechseln, und jede Eckenfläche (28) eine Eckenhalbierungsebene (Pc) hat, die die Einsatzachse (A1) enthält, und die Seiten- und Eckenflächen (26, 28) sowohl die erste als auch die zweite Endfläche (22) an Seiten- bzw. Eckenkanten (40, 42) schneiden, wobei jede Seitenkante (40) eine Hauptschneidkante (44) hat und jede Eckenkante (42) eine Ecken- und Nebenschneidkante (46, 48) hat, wobei in einer Seitenansicht des Schneideinsatzes (20) jede Haupt- und Nebenschneidkante (44, 48) von einem ersten bzw. einem zweiten Endpunkt (E1, E2) ihrer gemeinsam zugeordneten Eckenschneidkante (46) zur Medianebene (M) abfällt und wobei eine erste gedachte Gerade (L1), die sich senkrecht zur Medianebene (M) erstreckt und eine der Eckenschneidkanten (46) an einem Punkt über ihre Länge mit Ausnahme des zweiten Endpunkts (E2) schneidet, die Medianebene (M) innerhalb der Einsatzgrenzlinie (Lb) durchläuft.
Schneidwerkzeug (58) nach Anspruch 29, wobei jeder Schneideinsatz (20) so konfiguriert ist, dass die wirkenden Haupt-, Ecken- und Nebenschneidkanten (44, 46, 48) einen Eckfräsvorgang in einem Werkstück durchführen können.
Schneidwerkzeug (58) nach Anspruch 29 oder 30, wobei jede Seitenkante (40) eine Hilfsschneidkante (66) aufweist, die sich von ihrer zugeordneten Hauptschneidkante (44) zu einer benachbarten Nebenschneidkante (48) erstreckt, die zu einer benachbarten Eckenkante (42) gehört, und wobei jeder Schneideinsatz (20) so konfiguriert ist, dass die Hilfsschneidkante (66) benachbart zur wirkenden Nebenschneidkante (48) bei Einwärtskopiervorgängen wirkt.
Schneidwerkzeug (58) nach einem der Ansprüche 29 bis 31, wobei jeder Schneideinsatz (20) so konfiguriert ist, dass die wirkende Hauptschneidkante (44) einen positiven axialen Spanwinkel (β) hat und die wirkende Nebenschneidkante (48) einen positiven radialen Spanwinkel (θ) hat.
Schneidwerkzeug (58) nach einem der Ansprüche 29 bis 32, wobei jeder Schneideinsatz (20) so konfiguriert ist, dass bei Rotation des Schneidwerkzeugs (58) um seine Werkzeugachse (A3) die wirkende Eckenschneidkante (46) eine bogenförmige erste Konturlinie (C1) in einer Radialebene (Pr) einbeschreibt, die die Werkzeugachse (A3) enthält, und wobei die erste Konturlinie (C1) einen konstanten Krümmungsradius (R) hat, dem ein Eckenschneidwinkel (δ) von 90° gegenüberliegt.
Schneidwerkzeug (58) nach Anspruch 33, wobei jeder Schneideinsatz (20) so konfiguriert ist, dass bei Rotation des Schneidwerkzeugs (58) um seine Werkzeugachse (A3) die wirkenden Haupt- und Nebenschneidkanten (44, 48) eine gerade zweite bzw. dritte Konturlinie (C2, C3) in der Radialebene (Pr) einbeschreiben, und wobei die zweite Konturlinie (C2) im Wesentlichen parallel zur Werkzeugachse (A3) ist und wobei die dritte Konturlinie (C3) im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugachse (A3) ist.