DE112018001760T5

DE112018001760T5 - Doppelseitiger tangentialschneideinsatz

Info

Publication number: DE112018001760T5
Application number: DE112018001760.5T
Authority: DE
Inventors: Xiangdon Daniel Fang; Michael R. Cripps; Jean-Luc Daniel Dufour; David J. Wills
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: WO2018183630A1; CN110325308B; CN110325308A; DE112018001760B4

Abstract

Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz, umfassend ein Paar Spanflächen, ein Paar Hauptseitenflächen und ein Paar gegenüberliegender Nebenseitenflächen, die jeweils eine verdrehte konvexe Form haben. Jede der Spanflächen ist zwischen einem Paar Hauptschneidkanten, einem Paar Vollnasenschneidkanten und einem Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten definiert. Jede der Nebenseitenflächen ist zwischen einer der konvexen Nebenschneidkanten an einer der Spanflächen und einer der konvexen Nebenschneidkanten an der anderen der Spanflächen definiert, wobei an jeder Nebenseitenfläche eine Gratlinie einen Scheitelpunkt der konvexen Nebenkante an der einen der Spanflächen und einen Scheitelpunkt der konvexen Nebenschneidkante an der anderen der Spanflächen verbindet. Weitere Varianten und Ausführungsformen werden hier ausführlich behandelt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Patentanmeldung beansprucht gemäß Artikel 8 des Patentkooperationsvertrags (PCT) die Priorität der am 31. März 2017 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 15/475,731 , auf die hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen doppelseitigen Tangential-Wendeschneideinsatz und ein Schneidwerkzeugsystem, das solche doppelseitigen Tangentialschneideinsätze für eine Vielfalt von Drehfräsanwendungen verwendet. In einer nicht einschränkenden konkreten Ausführungsform sind doppelseitige Tangential-Wendeschneideinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung in peripheren Drehfräsanwendungen zum Bearbeiten von maschinell schwierig zu bearbeitender Materialien besonders geeignet. In einer anderen, nicht einschränkenden konkreten Ausführungsform sind doppelseitige Tangential-Wendeschneideinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung in peripheren Drehfräsanwendungen, die segmentierte Späne erzeugen, besonders geeignet, zum Beispiel bei der maschinellen Bearbeitung von Gusseisen und Legierungen oder Stählen mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffanteil.
Ein doppelseitiger Tangential-Frässchneideinsatz ist generell als die Spanflächen definiert, bei denen die Spanleitstufe kein Befestigungsdurchgangsloch aufweist, oder mit anderen Worten das Befestigungsdurchgangsloch zwischen zwei Spanflächen, jedoch in in Seitenrichtung gekreuzter Ausrichtung angeordnet ist. Für einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz müssen alle Spanflächen mit integrierter Spanleitstufengeometrie eine Anschlagfläche aufweisen, um die tangentiale Schneidkraft während der maschinellen Bearbeitung zu unterstützen.
Bemühungen in der Industrie, neue oder verbesserte doppelseitige Tangentialschneideinsätze zu entwickeln, richteten sich auf das Erreichen verringerter Schneidkräfte, verringerten Stromverbrauchs, erhöhter Schneidkantenfestigkeit und erhöhter Werkzeug-Lebensdauer. Zu repräsentativen Patentdokumenten gehören US-Patent Nr. 6,872,034 , US-Patent Nr. 7,063,489 , US-Patent Nr. 7,094,007 und US-Patent Nr. 7,104,735 , wobei diese Dokumente doppelseitige Tangentialschneideinsätze mit zwei Grundformen in Hauptseitenoberflächen (trapezförmig und parallelogrammförmig) und variierenden Anschlagflächen auf der Spanfläche offenbarten. Im Hinblick auf die geometrische Gestaltung offenbaren die vorstehend genannten Patente eine generell rechteckige Form, die peripher von den zwei ebenen Hauptseitenflächen, zwei ebenen Nebenseitenflächen und zusammen mit vier Nasenflächen, wie senkrecht zur Spanfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes betrachtet, umschlossen wird, oder mit anderen Worten ist die Hauptschneidkante senkrecht zur Nebenschneidkante. Zu den Nachteilen bei diesen Arten von Schneideinsätzen, die in diesen Patenten offenbart sind, gehören eine Schwierigkeit beim effektiven Ausgleichen der erforderlichen Oberflächengüte und der Rechtwinkligkeit zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der bearbeiteten Wand am Werkstück, die zum Beispiel beim Nutfräsen auftritt, großteils aufgrund der komplexen Schneidkantengeometrie, insbesondere an den Nebenschneidkanten, die zwischen der Spanfläche und der Nebenseitenfläche gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Entwickeln eines verbesserten doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes sowie eines Schneidwerkzeugsystems, das den verbesserten doppelseitigen Tangentialschneideinsatz verwendet, um die vorstehend genannten Probleme zu lösen.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein innovatives und einzigartiges Konzept für doppelseitige Tangential-Wendeschneideinsätze bereit. Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz der vorliegenden Erfindung weist eine einzigartige Umfangsform auf, die hauptsächlich von den zwei ebenen Hauptseitenflächen und zwei konvexen Nebenseitenflächen, wie senkrecht von flachen Anschlagflächen auf einer Spanfläche betrachtet, umschlossen wird. Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz der vorliegenden Erfindung weist zwei Hauptschneidkanten auf, die zwischen einer Spanfläche und zwei ebenen Hauptseitenflächen gebildet werden. Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz weist ferner zwei konvexe Nebenschneidkanten auf, die jeweils einen großen konvexen Radius aufweisen, der zwischen einer Spanfläche und zwei konvexen Nebenseitenflächen gebildet wird, die jeweils eine generell bogenförmige oder kegelförmige Oberfläche aufweisen.
Die zwei identischen gegenüberliegenden Spanflächen des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes der vorliegenden Erfindung weisen ein einzigartiges Umfangsprofil auf, umfassend hauptsächlich ein Paar identischer gegenüberliegender, im Wesentlichen gerader Schneidkanten, ein Paar gegenüberliegender bogenförmiger Schneidkanten mit einem regelmäßigen Radius und ein Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten mit einem viel größeren Radius (bei Betrachtung aus einer Richtung senkrecht zur Spanfläche). Ein Vorteil einer konvexen Nebenschneidkante mit einem viel größeren Radius im Zusammenhang mit einer konvexen Nebenseitenfläche ist, dass die Oberflächengüte der bearbeiteten Oberfläche sowie die Rechtwinkligkeit zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der bearbeiteten Wand am Werkstück unter einigen schweren Schneidbedingungen gewährleistet ist. Ein anderer Vorteil einer konvexen Nebenschneidkante mit einem großen Radius ist, dass der große Krümmungsradius im Vergleich zu einer geraden Nebenschneidkante, die senkrecht zu einer geraden Hauptschneidkante ist, sich an einige unerwünschte Bearbeitungsvorgänge anpassen kann, wie zum Beispiel an Ablenkungen des Werkzeughalters während der Bearbeitung und Toleranzschwankungen aus der Produktherstellung.
Gemäß einem nicht einschränkenden Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst jede Wendeschneidkante des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes, aus senkrechter Richtung der flachen Anschlagflächen auf einer Spanfläche betrachtet, mindestens eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante und eine Hauptschneidkante, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird.
Gemäß einem anderen, nicht einschränkenden Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst die Wendeschneidkante des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes, aus der senkrechten Richtung der flachen Anschlagflächen auf einer Spanfläche betrachtet, eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante und eine Teilnasenschneidkante mit einem kleinen und festgelegten Radius von nicht mehr als etwa 0,25 mm, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird.
Ferner umfasst gemäß einem anderen, nicht einschränkenden Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung jede Wendeschneidkante des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes, aus senkrechter Richtung der flachen Anschlagflächen auf einer Spanfläche betrachtet, eine konvexe Nebenschneidkante mit einem Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante, umfassend einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt, der von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird.
Ferner umfasst gemäß einem noch anderen nicht einschränkenden Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Schneidwerkzeugsystem einen Werkzeughalter; mindestens einen Schneidplattensitz am Werkzeughalter; und mindestens einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der einen Einsatz aufnehmende Plattensitz um den Umfang des Werkzeughalters eingebaut ist und eine untere Auflagefläche mit einer Gewindeöffnung, eine axiale Auflagefläche und eine periphere Auflagefläche, anliegend an einem Paar flacher Anschlagflächen an der Spanfläche eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes, umfasst.
Auch wird hier eine vorteilhafte Ausführungsform eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes allgemein betrachtet, bei dem eine glattere Schneidwirkung, eine erhöhte effektive Schnittlänge und ein vereinfachtes Schneideinsatzherstellungsverfahren erleichtert werden. Gemäß einem nicht einschränkenden Gesichtspunkt hat ein doppelseitiger Tangentialschneideinsatz einen allgemein zylinderförmigen Umfang, aus normaler Richtung einer Spanfläche betrachtet, ein allgemein parallelogrammförmiges Profil, aus normaler Richtung einer Hauptseitenfläche betrachtet, und eine verdrehte konvexe Nebenseitenfläche, die durch die beiden konvexen Nebenschneidkanten an der oberen und unteren Spanfläche gebildet wird. Ein doppelseitiger Tangentialschneideinsatz, wie hier allgemein betrachtet, kann dabei eine konvexe Nebenschneidkante mit großem Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante und eine gerade Hauptschneidkante einschließen, die durch eine benachbarte verdrehte konvexe Nebenseitenfläche abgeschnitten ist.
Figurenliste
Verschiedene Merkmale und Charakteristika nicht einschränkender konkreter Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung sind in Bezug auf die folgenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:

1 eine konkrete Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes ist, wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
2A eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 1 ist;
2B eine Projektionsansicht der Spanfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 1 ist und Detail J beinhaltet;
2C eine Projektionsansicht der Nebenseitenfläche auf der rechten Seite des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 1 ist;
3 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer anderen konkreten Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes ist,
wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius,
eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante und eine Teilnasenschneidkante mit einem kleineren und festgelegten Radius (generell, jedoch nicht darauf beschränkt, gleich bis nicht größer als etwa 0,25 mm) und von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
3A eine vergrößerte Ansicht ist, die als DETAIL C gekennzeichnet ist, die der Struktur in dem Kreis entspricht, der in 3 als C gekennzeichnet ist;
4 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer anderen konkreten Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes ist,
wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius,
eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante mit einem geraden Schneidkantenabschnitt und einem konvexen Schneidkantenabschnitt, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
4A eine vergrößerte Ansicht ist, die als DETAIL D gekennzeichnet ist, die der Struktur in dem Kreis entspricht, der in 4 als D gekennzeichnet ist;
5A eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer zusätzlichen konkreten Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes ist;
5B eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 5A ist;
5C eine Schnittansicht des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 5A ist;
6 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer konkreten Ausführungsform eines parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes mit parallelogrammförmigen Hauptseitenflächen ist, wobei jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird, umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
7A eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 6 ist;
7B eine Projektionsansicht der Spanfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 6 ist;
7C eine Projektionsansicht von der Nebenseitenfläche auf der rechten Seite zusammen mit einer skalierten Detailansicht K des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 6 ist;
8A ein Tangential-Schneidwerkzeugsystem darstellt, umfassend einen Werkzeughalter, der mindestens einen Schneidplattensitz und mindestens einen trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatz aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
8B ein Tangential-Schneidwerkzeugsystem darstellt, umfassend einen Werkzeughalter, der mindestens einen Schneidplattensitz aufweist;
9 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht ist, die eine konkrete Ausführungsform eines parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
9A eine vergrößerte Ansicht ist, die als DETAIL L gekennzeichnet ist, die der Struktur in dem Kreis entspricht, der in 9 als L gekennzeichnet ist;
9B eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 9 ist, einschließlich einer vergrößerten Ansicht der Struktur, die in einem Kreis, der als „M“ gekennzeichnet ist, umschlossen ist;
9C eine Projektionsansicht der Nebenseitenfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 9 ist, einschließlich einer vergrößerten Ansicht der Struktur, die in einem Kreis, der als „N“ gekennzeichnet ist, umschlossen ist;
10 eine Ansicht eines typischen doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes ist, gesehen von der Spanfläche aus;
11A eine Seitenansicht von einer Spanfläche aus ist und den rechten halben Abschnitt eines ganzen doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes darstellt;
11B eine von einer Spanfläche aus betrachtete Seitenansicht ist und den linken halben Abschnitt eines vollständigen doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes darstellt;
11C eine von einer Spanfläche aus betrachtete Seitenansicht des rechten Abschnitts aus 11A und des linken Abschnitts aus 11B ist und die gesamte Spanfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes darstellt;
12 eine isometrische Ansicht einer Variante eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes ist;
13 eine halbe Projektionsansicht einer oberen Spanfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 12 ist; und
14 eine Projektionsansicht einer Nebenseitenfläche des doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes aus 12 ist und eine verdrehte konvexe Nebenseitenfläche darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass die Komponenten der Ausführungsformen der Erfindung, wie hier allgemein in den Figuren beschrieben und dargestellt, zusätzlich zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen in einer großen Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und gestaltet sein können. Daher ist die nachstehende ausführlichere Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, wie in den Figuren repräsentiert, nicht als eine Beschränkung des beanspruchten Umfangs der Ausführungsformen der Erfindung gedacht, sondern soll lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung repräsentieren.
In der vorliegenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen und in den Ansprüchen sind im Gegensatz zu den Betriebsbeispielen oder, falls nicht anderweitig angegeben, alle Zahlen, die Mengen oder Eigenschaften von Bestandteilen und Produkten, Verarbeitungsbedingungen und dergleichen ausdrücken, als um den Ausdruck „ca.“ ergänzt zu verstehen. Dementsprechend sind, sofern nicht das Gegenteil angegeben ist, alle in der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen aufgeführten numerischen Parameter Näherungswerte, die je nach den gewünschten Eigenschaften variieren können, die in den Vorrichtungen und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung erhalten werden sollen. Allermindestens und nicht als Versuch, die Anwendung der Lehre von Äquivalenten des Schutzbereichs der Ansprüche zu begrenzen, sollte jeder numerische Parameter zumindest angesichts der Anzahl der berichteten wesentlichen Stellen und durch Anwendung von üblichen Rundungstechniken ausgelegt werden.
Jedes Patent, jede Veröffentlichung oder jedes andere Offenbarungsmaterial, das durch Bezugnahme hierin eingeschlossen ist, ist nur in dem Umfang, in dem das eingeschlossene Material nicht den vorhandenen, in dieser Offenbarung dargelegten Definitionen, Äußerungen oder anderem Offenbarungsmaterial widerspricht, ganz oder teilweise hierin eingeschlossen. Die Offenbarung ersetzt in der hier aufgeführten Form an sich und im erforderlichen Ausmaß jegliches entgegenstehende Material, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Jegliches Material, oder Teile davon, von dem gesagt wird, dass es hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, das jedoch hierin aufgeführten bestehenden Definitionen, Aussagen oder anderem Offenbarungsmaterial entgegensteht, wird nur in dem Ausmaß aufgenommen, in dem sich kein Widerspruch aus dem aufgenommenen Material und dem bestehenden Offenbarungsmaterial ergibt.
Doppelseitige Tangentialschneideinsätze werden aufgrund ihrer relativ größeren Schnitttiefe, die durch die relativ längere Schneidkante erreicht wird, in der Regel beim Umfangsdrehfräsen und Nutfräsen verwendet.
1 und 2A-2C zeigen eine Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 5, wobei 1 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht ist, 2A eine Projektionsansicht der (ebenen) Hauptseitenoberfläche 32c ist, die eine Trapezform aufweist, 2B eine Projektionsansicht der Spanfläche 10 zusammen mit einer Detailansicht J ist und 2C eine Projektionsansicht, von der rechten Seite von 2A betrachtet, ist.
Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 5 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 6 hat eine obere Spanfläche 10 und eine identische (oder im Wesentlichen identische) untere Spanfläche 20 (teilweise sichtbar), wobei die untere Spanfläche 20 über die mittlere Ebene m-m durch die Mitte des Lochs 6 eine Spiegelbeziehung zur oberen Spanfläche 10 aufweist. Die obere Spanfläche 10 hat eine Umfangsform, die ein Paar gegenüberliegender identischer, im Wesentlichen gerader Schneidkanten 11c und 12c, ein Paar gegenüberliegender Nasenschneidkanten 11b und 12b mit einem Radius von R1 bzw. R2, in der Regel im Größenbereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und ein Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten 11a und 12a mit einem Radius von R3 bzw. R4 umfasst. Für jede der konvexen Nebenschneidkanten (11a, 12a) ist der Radius R3 und R4 mindestens viermal so groß wie der Bereich des entsprechenden Radius (R1 und R2) der Nasenschneidkanten 11b und 12b, d. h. der Nebenschneidkantenradius R3 ist mindestens viermal so groß wie der Nasenschneidkantenradius R1, und R4 ist mindestens viermal so groß wie R2.
Eine repräsentative Wendeschneidkante auf der oberen Spanfläche 10 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 11a mit einem großen Radius R3, eine einzelne Vollnasenschneidkante 11b, eine Hauptschneidkante 11c, die durch die benachbarte konvexe Nebenseitenfläche 32a abgeschnitten ist. Eine Vollnasenschneidkante 11b ist definiert als die Nasenschneidkante, die zu beiden benachbarten Schneidkanten (11a und 11c) tangential ist. Eine scharfe Kante 38 wird gebildet, da die Hauptschneidkante 11c von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 32a abgeschnitten wird.
Ähnlich umfasst eine andere Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 10 eine konvexe Nebenschneidkante 12a mit einem großen Radius (R4), eine einzelne und Vollnasenschneidkante 12b, und eine Hauptschneidkante 12c, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 42a abgeschnitten wird (siehe 2C). Die Detailansicht J in 2B veranschaulicht, dass sich die konvexe Nebenschneidkante 12a in der Form (oder auf dem Pfad) eines Bogens von der virtuellen Bezugslinie 9, die senkrecht zu beiden Hauptschneidkanten 11c und 12c ist, entfernt. Ein Vorteil der konvexen Nebenschneidkante 12a ist das Gewährleisten der (oder Verbessern der Herstellung einer akzeptablen) Oberflächengüte der bearbeiteten Oberfläche beim Betrieb unter unerwünschten Bearbeitungsbedingungen, wie zum Beispiel Werkzeughalterablenkungen während der Bearbeitung und Toleranzschwankungen aus der Produktherstellung. Eine scharfe Kante 39 wird auch gebildet, da die Hauptschneidkante 12c (oder äquivalent die Hauptseitenfläche 32c) von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 42a abgeschnitten wird. An der unteren Spanfläche 20 des Schneideinsatzes 5 befinden sich jeweils zwei Wendeschneidkanten 22a, 22b und 22c (1) bzw. 21a, 21b und 21c (2A und 2C).
In der Praxis können bei der Schneideinsatzherstellung, wie bei einem Carbidpressingverfahren, die scharfen Kanten 38 und 39 mit einem kleinen Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (R1 und R2) (im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet sein. Somit können die scharfen Kanten (38, 39) aufgrund des vorstehenden kleinen Radius tatsächlich generell scharfe Kanten sein, wobei sich die generell scharfen Kanten am abrupten Ende der angrenzenden Oberflächen (oder Flächen) befinden. Diese Beschreibung der scharfen Kanten gilt für die anderen Bezugnahmen auf scharfe Kanten in dieser Anmeldung.
Ferner umfasst, wie in 2C veranschaulicht, die Umfangsseitenfläche des Schneideinsatzes 5, die von der oberen Spanfläche 10 zur unteren Spanfläche 20 verläuft, ein gegenüberliegendes Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), ebener Hauptseitenflächen 32c und 42c, die als Aufnahmeflächen dienen, ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer), bogenförmiger Seitenflächen 32b und 42b und ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer), konvexer Nebenseitenflächen 32a und 42a. Der Schneideinsatz 5 hat ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), getrennter, peripherer Stützflächen 36 und 37, die bei Betrachtung in einer Richtung senkrecht zur Spanfläche eine generell dreieckige Form aufweisen, auf einer oberen Spanfläche 10, wobei die Oberflächen 36 und 37 generell koplanar und generell senkrecht zu einer Hauptseitenfläche 32c oder 42c sind. Es wird angenommen, dass die Stabilität der Stütze verbessert (oder erhöht) wird, da die peripheren Stützflächen voneinander beabstandet (oder getrennt) sind. Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 5 hat auch zwei identische axiale Stützflächen 35 (1) und 45 (2C), wobei die konvexe Nebenseitenfläche 32a teilweise von der Fläche 35 abgeschnitten wird und die konvexe Nebenseitenfläche 42a teilweise von der Fläche 45 abgeschnitten wird. Der Schneideinsatz 5 wird als trapezförmiger, doppelseitiger Tangentialschneideinsatz bezeichnet, da die Hauptschneidkante 12c an der Oberseite 10 nicht parallel zur Hauptschneidkante 22c an der Unterseite 20 ist, wie in 2A dargestellt.
3 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht zusammen mit einer Detailansicht C (siehe 3A) einer anderen konkreten Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 55 gemäß der vorliegenden Erfindung. 3A ist eine Detailansicht von DETAIL C, die die Struktur in einem Kreis darstellt, der in 3 als C gekennzeichnet ist.
Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 55 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 56 hat eine obere Spanfläche 60 und eine identische (oder im Wesentlichen identische) untere Spanfläche 70. Die obere Spanfläche 60 hat eine periphere Schneidkante, umfassend hauptsächlich ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), gegenüberliegender Teilnasenschneidkanten 61d (Radius R5) und 62d (Radius R6) mit einem kleinen und festgelegten Radius (in der Regel nicht größer als etwa 0,25 mm), ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), gegenüberliegender, im Wesentlichen gerader Schneidkanten 61c und 62c, ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten 61b und 62b mit einem Radius von R7 bzw. R8, in der Regel im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und ein Paar gegenüberliegender, konvexer Nebenschneidkanten 61a und 62a mit einem Radius von R9 bzw. R10. Für die konvexen Nebenschneidkanten (61a, 62a) ist der Radius R9 und R10 jeweils mindestens vier (4) Mal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 61b und 62b. Mit anderen Worten, R9 ist mindestens etwa viermal so groß wie R7, und R10 ist mindestens etwa viermal so groß wie R8. Wie offensichtlich ist, sind die Radien R5 und R6 der Teilnasenschneidkanten (61d, 62d) kleiner als die Radien R7 oder R8 der Vollnasenschneidkanten (61b, 62b), und die Radien R5 und R6 der Teilnasenschneidkanten (61d, 62d) sind kleiner als die Radien R9 und R10 der konvexen Nebenschneidkanten (61a, 62a).
Eine typische Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 60 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 61a mit einem sehr großen Radius (R9), eine einzelne Vollnasenschneidkante 61b (Radius R5), eine gerade Hauptschneidkante 61c und eine Teilnasenschneidkante 61d (Radius R5), die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 82a abgeschnitten wird. Eine scharfe Kante 88 wird gebildet, da die Teilnasenschneidkante 61d von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 82a abgeschnitten wird. Eine typische Wendeschneidkante an der unteren Spanfläche 70 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 72a mit einem großen Radius, eine Vollnasenschneidkante 72b, eine Hauptschneidkante 72c und eine geschnittene Teilnasenschneidkante 72d. Der Radius der konvexen Nebenschneidkante 72A, der Vollnasenschneidkante 72b und der geschnittenen Teilnasenschneidkante 72d verläuft jeweils entlang der Linien des entsprechenden Radius der konvexen Nebenschneidkante 62A, der Vollnasenschneidkante 62b bzw. der geschnittenen Teilnasenschneidkante 62d.
Ferner umfasst die Umfangsseitenfläche des Schneideinsatzes 55, die von der oberen Spanfläche 60 zur unteren Spanfläche 70 verläuft, ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) konvexer Nebenseitenflächen (nur 82a sichtbar); ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) zylindrischer (oder bogenförmiger) Seitenflächen (nur 82b sichtbar); ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) ebener Hauptseitenflächen (nur 82c sichtbar); und ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) geschnittener zylindrischer Seitenflächen 81d und 82d. Der Schneideinsatz 55 hat ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), getrennter, peripherer Stützflächen 86 und 87 an einer oberen Spanfläche 60, wobei die Flächen 86 und 87 in der gleichen Ebene liegen und senkrecht zu einer Hauptseitenfläche 82c sind. Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 55 hat auch zwei identische (oder im Wesentlichen identische) axiale Stützflächen (nur 85 sichtbar), wobei die konvexe Nebenseitenfläche 82a in der Mitte von der Fläche 85 abgeschnitten wird.
4 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht einer anderen konkreten Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 105 gemäß der Offenbarung der vorliegenden Erfindung. 4A ist eine vergrößerte Ansicht der Struktur in dem Kreis, der in 4 als D gekennzeichnet ist.
Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 105 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 106 hat eine obere Spanfläche 110 und eine identische (oder im Wesentlichen identische) untere Spanfläche 120. Die Spanungsfläche 110 hat eine periphere Schneidkante, umfassend hauptsächlich ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer) gegenüberliegender Hauptschneidkanten, die jeweils einen im Wesentlichen geraden Schneidkantenabschnitt 111c (oder 112c) und einen konvexen Schneidkantenabschnitt 111d (Radius R11) (oder 112d (Radius R12)) umfassen; ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten 111b (Radius R13) und 112b (Radius R14) mit einem Radius im Bereich von ungefähr 0,4 mm bis ungefähr 8,0 mm; und ein Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten 111a (Radius R15) und 112a (Radius R16). Für jede der konvexen Nebenschneidkanten (lila, 112a) ist der Radius R15 und R16 mindestens etwa viermal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 111b und 112b. Mit anderen Worten, R15 ist mindestens etwa viermal so groß wie R13, und R16 ist mindestens etwa viermal so groß wie R14.
Eine repräsentative Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 110 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante lila mit großem Radius; eine einzelne Vollradius-Schneidkante 111b; eine Hauptschneidkante, umfassend einen im Wesentlichen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 111c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 111d, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 132a abgeschnitten wird. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 111d tangiert den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 111c an einem Ende und wird von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 132a am anderen Ende abgeschnitten. Die Funktion der konvexen Hauptschneidkante 111d ist das Beseitigen der Abdrücke, die wahrscheinlich auf der Werkstückoberfläche aufgrund der Ablenkung eines Schneidwerkzeugsystems während des Bearbeitungsvorgangs erzeugt werden.
Eine scharfe Kante 138 (ähnlich der scharfen Kante 139) wird dadurch gebildet, dass die konvexe Schneidkante 111d durch die angrenzende konvexe Nebenseitenfläche 132a abgeschnitten wird. Eine typische Wendeschneidkante an der unteren Spanfläche 120 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 122a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 122b, eine Hauptschneidkante, umfassend einen im Wesentlichen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 122c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 122d. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 122d und die entsprechende konvexe Hauptseitenfläche 132d werden von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten (unsichtbar bis auf die gegenüberliegende Fläche von 132a).
In der Praxis können bei der Schneideinsatzherstellung, wie bei einem Carbidpressingverfahren, die so genannten scharfen Kanten 138 und 139 mit einem kleinen und festgelegten Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet werden.
Ferner umfasst die Umfangsseitenfläche des Schneideinsatzes 105, die von der oberen Spanfläche 110 zur unteren Spanfläche 120 verläuft, ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) konvexer Nebenseitenflächen (nur 132a sichtbar); ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) zylindrischer Flächen (nur 132b sichtbar); ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) ebener Hauptseitenflächen (nur 132c sichtbar); und ein Paar gegenüberliegender identischer (oder im Wesentlichen identischer) geschnittener konvexer Flächen (nur 132d sichtbar). Der Schneideinsatz 105 hat ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer), getrennter, peripherer Stützflächen 136 und 137 an einer oberen Spanfläche 110, wobei die Flächen 136 und 137 in der gleichen Ebene liegen und senkrecht zu einer Hauptseitenfläche 132c sind. Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 105 hat auch zwei identische (oder im Wesentlichen identische) axiale Stützflächen (nur 135 sichtbar), wobei die konvexe Nebenseitenfläche 132a von der Fläche 135 abgeschnitten wird. Die axiale Stützfläche 135, die peripheren Stützflächen 136 und 137 und die Hauptseitenfläche 132c sind senkrecht zueinander.
5A bis 5C veranschaulichen eine zusätzliche konkrete Ausführungsform eines trapezförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 155 dar, wobei jede Wendeschneidkante der in 1 dargestellten ähnlich ist, wobei jedoch zwei Hauptseitenflächen an den zwei Enden, die jeweils an die Hauptschneidkanten angrenzen, beschnitten sind. 5A ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht. 5B ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche. 5C ist eine Schnittansicht, vorgenommen entlang der Schnittlinie H-H in 5B.
Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 155 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 156 und einer Mittellinie 159 des Lochs 156 hat eine obere Spanfläche 160 und eine identische (oder im Wesentlichen identische) untere Spanfläche 170. Ähnlich zu der in 1 umfasst jede Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 160 eine konvexe Nebenschneidkante 162a mit einem großen Radius, sodass sie eine Kurve aufweist, eine einzelne Vollnasenschneidkante 162b und eine Hauptschneidkante 162c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche (nicht dargestellt) abgeschnitten wird. Ähnlich umfasst jede Wendeschneidkante an der unteren Spanfläche 170 eine konvexe Nebenschneidkante 172a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 172b und eine Hauptschneidkante 172c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche (nicht dargestellt) abgeschnitten wird.
Ein weiteres Merkmal, das dem doppelseitigen Tangentialschneideinsatz 155 hinzugefügt wird, ist, dass jede Hauptseitenfläche an den beiden an die Hauptschneidkanten (162c und 172c) angrenzenden Enden beschnitten wird. Wie in 5A gezeigt, wird die Hauptseitenfläche 182c beschnitten, wodurch am der Hauptschneidkante 162c nahen Ende eine erste sekundäre Hauptseitenfläche 182c' und am der Hauptschneidkante 172c nahen Ende eine zweite sekundäre Hauptseitenfläche 182c" gebildet wird. Diese Freiflächen dienen dem Schutz der Integrität der Schneidkanten. Bezugnehmend auf 5C kann der Beschneidewinkel „Alpha“ einen negativen Wert von der Hauptseitenfläche 182c aufweisen, wenn der Winkel „Theta“ zwischen der beschnittenen Fläche 182c' und der Mittellinie des Loches 159 kleiner als 90 Grad ist. Oder der Beschneidewinkel „Alpha“ kann einen positiven Wert von der Hauptseitenfläche 182c aufweisen, wenn der Winkel „Theta“ zwischen der beschnittenen Fläche 182c' und der Mittellinie des Loches 159 größer als 90 Grad ist. Die beschnittene Fläche 182c" ist mit der beschnitten Fläche 182c' identisch (oder im Wesentlichen identisch).
6 und 7A bis 7C veranschaulichen eine konkrete Ausführungsform eines parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 205. 6 ist eine dreidimensionale perspektivische Ansicht. 7A ist eine Projektionsansicht der Hauptseitenfläche, die parallelogrammförmig ist. 7B ist eine Projektionsansicht der Oberseite der Spanfläche. 7C ist eine Projektionsansicht der Nebenseitenfläche von rechts, zusammen mit einer skalierten Detailansicht K.
Der in 6 dargestellte, doppelseitige Tangentialschneideinsatz 205 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 206 hat eine obere Spanfläche 210 und eine identische (oder im Wesentlichen identische) untere Spanfläche 220 (teilweise sichtbar). Die Spanfläche 210 hat eine periphere Seitenform, die im Wesentlichen ein Paar identischer (oder im Wesentlichen identischer) gegenüberliegender, im Wesentlichen gerader Hauptschneidkanten 211c und 212c, ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten 211b (Radius R17) und 212b (Radius R18) mit einen Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm und ein Paar gegenüberliegender, konvexer Nebenschneidkanten 211a (Radius R19) und 212a (Radius R20) umfasst. Für jede der konvexen Nebenschneidkanten (221a, 212a) ist der Radius R19 und R20 mindestens etwa viermal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 211b und 212b. Mit anderen Worten, R19 ist mindestens etwa viermal so groß wie R17, und R20 ist mindestens etwa viermal so groß wie R18. Eine der zwei identischen Wendeschneidkanten umfasst an der oberen Spanfläche 210 eine konvexe Nebenschneidkante 211a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 211b, eine Hauptschneidkante 211c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 232a abgeschnitten wird. Eine Vollnasenschneidkante ist als die Nasenschneidkante definiert, die beide angrenzenden Schneidkanten tangiert.
Eine scharfe Kante 282 und ein Schnittpunkt P1 an der Spitze der scharfen Kante 282 werden dadurch gebildet, dass die Hauptschneidkante 211c durch die angrenzende konvexe Nebenseitenfläche 232a abgeschnitten wird. Ähnlich umfasst eine andere Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 210 eine konvexe Nebenschneidkante 212a mit einem großen Radius (R20), eine einzelne Vollnasenschneidkante 212b, eine Hauptschneidkante 212c, die von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 252a abgeschnitten wird (7C). Es werden auch eine scharfe Kante 281 und ein Schnittpunkt P1 an der Spitze der scharfen Kante 281 (oder am Ende der Hauptschneidkante 212c) dadurch gebildet, dass die Hauptschneidkante 211c von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 252a abgeschnitten wird.
Bezugnehmend auf eine mittlere Ebene, die zwischen der oberen Spanfläche 210 und der unteren Spanfläche 220 angeordnet ist und durch die Mittellinie (CL in 6) verläuft, ist die Nasenschneidkante 212b weiter von der mittleren Ebene entfernt als der Schnittpunkt P1. Die Nasenschneidkante 211b ist ebenfalls weiter von der mittleren Ebene entfernt als der Schnittpunkt P1.
In der Praxis können bei der Schneideinsatzherstellung, wie bei einem Carbidpressingverfahren, die so genannten scharfen Kanten 281 und 282 im Wesentlichen mit einem kleinen Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (gewöhnlich im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet werden.
Eine ähnliche Analyse oder Beschreibung kann für die beiden Wendeschneidkanten (222a, 222b und 222c; und 223a, 223b und 223c) und die entsprechenden scharfen Kanten 283 und 284 an der unteren Spanfläche 220 des Schneideinsatzes 205 durchgeführt werden, nicht zuletzt deshalb, weil die untere Spanfläche 220 mit der oberen Spanfläche 210 identisch ist. Die Hauptschneidkante 212c an der oberen Spanfläche 210 verläuft im Wesentlichen parallel zur Schneidkante 223c an der unteren Spanfläche 220, daher wird der Schneideinsatz als parallelogrammförmiger, doppelseitiger Tangentialschneideinsatz bezeichnet.
Ferner umfasst die Umfangsseitenfläche des Schneideinsatzes 205, die sich von den Schneidkanten auf der oberen Spanfläche 210 zur unteren Spanfläche 220 erstreckt, ein Paar identischer gegenüberliegender ebener Hauptseitenflächen 232c (6 und 7A) und 252c (7B), die als Auflageflächen dienen; ein Paar gegenüberliegender identischer konischer Seitenflächen 232b (6 und 7A) und 252b (7C); und ein Paar gegenüberliegender identischer konvexer Nebenseitenflächen 232a und 252a; während die Umfangsseitenfläche des Schneideinsatzes 205, die sich von den Schneidkanten auf der unteren Spanfläche 220 zur oberen Spanfläche 210 erstreckt, ein Paar identischer ebener Hauptseitenflächen 232c und 252c; ein Paar gegenüberliegender identischer konischer Seitenflächen 242b und 262b; und ein Paar gegenüberliegender identischer konvexer Nebenflächen 242a und 262a umfasst. Folglich erstrecken sich die ebenen Hauptseitenflächen 232c und 252c ganz von der oberen Spanfläche 210 zur unteren Spanfläche 220, aber jede konische Seite 232b, 252b und jede konvexe Nebenseitenfläche 232a, 252a an der oberen Spanfläche 210 erstreckt sich nicht zur unteren Spanfläche 220, und entsprechend erstreckt sich jede konische Seitenfläche 242b, 262b und jede konvexe Nebenseitenfläche 242a, 262a an der unteren Spanfläche 220 nicht zur oberen Spanfläche 210.
Der Schneideinsatz 205 weist ein Paar identischer, jedoch getrennter, peripherer Stützflächen 236 und 237 an der oberen Spanfläche 210 auf, wobei die Flächen 236 und 237 in der gleichen Ebene liegen und um 180 Grad rotationssymmetrisch um eine Mittellinie (CL in 6) mit Verlauf durch die Mitte des Schneideinsatzes 205 und rechtwinklig zu den Flächen 236 und 237 sind. Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 205 hat ebenfalls zwei axiale Stützflächen 235 und 245, wobei die konvexen Nebenseitenflächen 232a und 242a und die zylinderförmigen Seiten 232b, 242b durch die flache Stützfläche 235 abgeschnitten sind und die konvexen Nebenseitenflächen 252a, 262a und die konischen Seitenflächen 252b, 262b durch die flache Stützfläche 245 abgeschnitten sind.
Der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 205 kann ähnliche geometrische Merkmale aufweisen wie die in 3, 3A, 4, 5A, 5B und 5C beschriebenen doppelseitigen Tangentialschneideinsätze. Zum Beispiel können in 3 solche Merkmale von einem Schneideinsatz abgeleitet werden, bei dem jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit großem Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante und eine kleinere, fixierte Teilnasenschneidkante umfasst, die von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird. Als weiteres Beispiel können in 4 solche Merkmale von einem Tangentialschneideinsatz abgeleitet werden, bei dem jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante mit großem Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante, eine Hauptschneidkante umfasst, die einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt und einen konvexen Schneidkantenabschnitt umfasst, der von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird. Als noch ein weiteres Beispiel können in 5A, 5B und 5C solche Merkmale von einem doppelseitigen Tangentialschneideinsatz mit zwei Hauptseitenflächen abgeleitet werden, die an den beiden Enden, die an die Hauptschneidkanten angrenzen, abgeschnitten sind.
8A und 8B zeigen ein tangentiales Schneidwerkzeugsystem 300, umfassend einen Werkzeughalter 310; eine Vielzahl von einen Einsatz aufnehmenden Plattensitzen 311-316; und eine Vielzahl trapezförmiger doppelseitiger Tangentialschneideinsätze 301-306 gemäß der vorliegenden Erfindung. Alle Plattensitze 311-316 und alle Tangentialschneideinsätze 301-306 sind symmetrisch um die Schneidachse 309 des Werkzeughalters 310 angeordnet. Der Schneideinsatz wird mit einem Befestigungselement (nicht dargestellt), wie beispielsweise einem Befestigungselement mit einem Gewinde, wie einer Schraube, durch ein Gewindeloch 321 an der Aufnahmefläche 331 in einem Plattensitz 311 befestigt. Die Drehrichtung des Werkzeughalters 310 wird in 8A durch den Pfeil „R“ gekennzeichnet. Die aktive Schneidkante jedes doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes ist die radiale, äußere Schneidkante und wird in 8A als ACE gekennzeichnet.
In einem einen Einsatz aufnehmenden Plattensitz 311, der in 8B dargestellt ist, stehen die Auflagefläche 331; die axiale Plattensitzwand 341 und die periphere Plattensitzwand 351 senkrecht zueinander. Gleichermaßen sind in einem einen Einsatz aufnehmenden Plattensitz 316, der in 8B dargestellt ist, die Auflagefläche 336; die axiale Plattensitzwand 346 und die periphere Plattensitzwand 356 senkrecht zueinander.
Eine Hauptseitenfläche eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes, wie die Hauptseitenfläche 32c des Schneideinsatzes 5 in 1 oder die Hauptseitenfläche 82c des Schneideinsatzes 55 in 3 oder die Hauptseitenfläche 132c des Schneideinsatzes 105 in 4 oder die Hauptseitenfläche 182c des Schneideinsatzes 155 in 5A-5C, wird an der Aufnahmefläche 331 im Plattensitz 311 (oder der Aufnahmefläche 336 im Plattensitz 316) in 8A (oder 8B) angelegt.
Eine axiale Stützfläche eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes, wie die axiale Stützfläche 35 des Schneideinsatzes 5 in 1 oder die axiale Stützfläche 85 des Schneideinsatzes 55 in 3 oder die axiale Stützfläche 135 des Schneideinsatzes 105 in 4, wird an die axiale Plattensitzwand 341 im in 8 dargestellten Plattensitz 311 (oder die axiale Plattensitzwand 346 im Plattensitz 316) angelegt.
Eine periphere Stützfläche eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes, wie die peripheren Stützflächen 36 und 37 des Schneideinsatzes 5 in 1 oder die peripheren Stützflächen 86 und 87 des Schneideinsatzes 55 in 3 oder die peripheren Stützflächen 136 und 137 des Schneideinsatzes 105 in 4, wird an die periphere Plattensitzwand 351 im in 8 dargestellten Plattensitz 311 (oder die periphere Plattensitzwand 356 im Plattensitz 316) angelegt.
Es ist auch eine Ausrichtungsmarkierung (oder ein Einsatzausrichtungsindikator) 401 an der Hauptseitenfläche 301a des Schneideinsatzes 301 (oder eine Ausrichtungsmarkierung 406 an der Hauptseitenfläche 306a des Schneideinsatzes 306) vorhanden, welche mit einer entsprechenden Markierung (oder einem Halterausrichtungsindikator) 411 oder einer entsprechenden Markierung (oder einem Halterausrichtungsindikator) 416 am Werkzeughalter 310 ausgerichtet ist. Dadurch wird verhindert, dass ein Bediener versehentlich einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz 301-306 in einem Plattensitz 311-316 positioniert, was zu Schäden am Schneidwerkzeugsystem führen würde.
9 stellt eine konkrete Ausführungsform eines parallelogrammförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 500 in einer dreidimensionalen perspektivischen Ansicht dar. Der doppelseitige Schneideinsatz 500 mit einem Befestigungsdurchgangsloch 506 hat eine obere Spanfläche 510 und eine identische untere Spanfläche 520 (teilweise sichtbar). Eine repräsentative Wendeschneidkante an der oberen Spanfläche 510 umfasst eine konvexe Nebenschneidkante 511a mit großem Radius; eine einzelne Vollnasenschneidkante 511b; eine Hauptschneidkante, umfassend einen im Wesentlichen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 511c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 511d. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 511d tangiert den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 511c an einem Ende und wird von der angrenzenden, konvexen Nebenseitenfläche 532a am anderen Ende abgeschnitten. Die Funktion der konvexen Hauptschneidkante 511d ist das Beseitigen der Abdrücke, die wahrscheinlich auf der Werkstückoberfläche aufgrund der Ablenkung eines Schneidwerkzeugsystems während des Bearbeitungsvorgangs erzeugt werden. Zum Beispiel, wie an jeder Wendeschneidkante in 9 erkennbar, befindet sich die einzelne Vollnasenschneidkante 511b in erhöhter Position, während sich der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 511d in abgesenkter Position in Bezug zu der Durchgangsbohrung 506 befindet. Der konvexe Hauptschneidkantenabschnitt 511d hat einen im Wesentlichen großen Radius (im Vergleich zu einem Nebenschneidkantennasenradius eines herkömmlichen Tangentialschneideinsatzes), was in einem praktischen Beispiel in 9 gezeigt ist, wobei R21 = 3 mm.
Die identischen Vollnasenschneidkanten 511b (Radius R22) und 512b (Radius R23) haben gewöhnlich einen Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm, und die konvexen Nebenschneidkanten 511a (Radius R24) und 512a (Radius R25) haben einen Radius, der mindestens vier (4) Mal so groß wie der Bereich der entsprechenden Vollnasenschneidkanten 511b und 512b ist. Mit anderen Worten ist R24 mindestens etwa viermal so groß wie R22, und R25 ist mindestens etwa viermal so groß wie R23. Eine Vollnasenschneidkante ist als die Nasenschneidkante definiert, die beide angrenzenden Schneidkanten tangiert. Folglich tangiert die Vollnasenschneidkante 511b sowohl den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 511c als auch die konvexe Nebenschneidkante 511a mit einem großen Radius, und entsprechend tangiert die Vollnasenschneidkante 512b sowohl den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c als auch die konvexe Nebenschneidkante 512a mit einem großen Radius.
Der in 9 dargestellte, doppelseitige Tangentialschneideinsatz 500 wird allgemein als ein parallelogrammförmiger, doppelseitiger Tangentialschneideinsatz bezeichnet, da der gerade Hauptschneidkantenabschnitt 512c an der Oberseite 510 parallel zum entsprechenden, geraden Hauptschneidkantenabschnitt 522c an der Unterseite 520 ist.
Wie in der Detailansicht Detail L (9A) gezeigt, ist zwischen der zylinderförmigen (oder konischen) Nasenseitenfläche 532b und der scharfen Kante 562 eine Überbrückungsfläche 552 gestaltet, die durch den Schnitt der konvexen Nebenseitenfläche 542a mit der konvexen Hauptseitenfläche 542d, die sich von dem konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 522d erstreckt, gebildet wird. Genauso wie für den konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 511d, wie oben beschrieben, ist die Funktion der konvexen Hauptschneidkante 522d das Beseitigen der Abdrücke, die wahrscheinlich auf der Werkstückoberfläche aufgrund der Ablenkung eines Schneidwerkzeugsystems während des Bearbeitungsvorgangs erzeugt werden.
Die konvexe Hauptseitenfläche 542d wird ebenfalls von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 542a abgeschnitten. Eine scharfe Kante 562 wird gebildet, da die konvexe Hauptseitenfläche 542d von der angrenzenden konvexen Nebenseitenfläche 542a abgeschnitten wird. In der Praxis kann bei der Schneideinsatzherstellung, wie bei der Herstellung eines gepressten Carbidprodukts, die scharfe Kante 562 mit einem kleinen Radius (in der Regel etwa 0,25 mm oder kleiner), der viel kleiner ist als ein regulärer Nasenradius (im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 8 mm), abgerundet werden.
Des Weiteren veranschaulicht 9B als eine typische Ausführungsform, dass der Abschnitt der Naseneckenschneidkante 512b (des Schneideinsatzes 500), der an seinem Ende an den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c angrenzt, von einer Seite einer Hauptseitenfläche 532c betrachtet, einen Winkel A1 (siehe Detailansicht M) in Bezug zu einer Ebene U bildet, die durch die Mitte des Loches 506 und senkrecht zur Hauptseitenfläche 532c verläuft, wobei der Winkel A1 größer als Null Grad ist, wie in der Detailansicht M dargestellt. Es sollte beachtet werden, dass die Referenzlinie, die benutzt wird, um den Winkel A1 zu definieren, (teilweise) parallel zur Ebene U verläuft. Oder anders ausgedrückt, die Naseneckenschneidkante 512b ist im Wesentlichen an dem geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c ausgerichtet, von einer Seite (der angrenzenden) einer Hauptseitenfläche 532c betrachtet.
9C veranschaulicht ebenfalls als eine typische Ausführungsform, dass der Abschnitt der Naseneckenschneidkante 512b, der an seinem Ende an den geraden Hauptschneidkantenabschnitt 512c angrenzt, von einer Seite einer Nebenseitenfläche 532a (oder 542a) aus betrachtet, einen Winkel A2 (siehe Detailansicht N) in Bezug zu einer Ebene U bildet, wobei der Winkel A2 größer als Null Grad ist, wie in der Detailansicht N dargestellt. Es sollte beachtet werden, dass die Referenzlinie, die verwendet wird, um den Winkel A2 zu definieren, (teilweise) parallel zur Ebene U verläuft. Oder anders ausgedrückt, die Naseneckenschneidkante 512b ist im Wesentlichen an einem angrenzenden Abschnitt der Nebenschneidkante 512a ausgerichtet oder dazu tangential, von einer Seite (der angrenzenden) einer Nebenseitenfläche 532a (oder 542a) aus betrachtet.
Bezugnehmend auf 10 können die Umfangsprofile, von den Spanflächen ausgewählter doppelseitiger Tangentialschneideinsätze aus betrachtet, wie zum Beispiel von der oberen Spanfläche 10 in 1B, von der oberen Spanfläche 60 in 3, von der oberen Spanfläche 110 in 4 und von der oberen Spanfläche 510 in 9, mathematisch als eine geteilte Zylinderform (zweidimensional) eines zylinderförmigen Festkörpers (dreidimensional) beschrieben werden. 10 veranschaulicht einen Tangentialschneideinsatz 700 (nur der Umfang dargestellt) mit einem generell fassförmigen Profil, von der Spanfläche betrachtet, gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine vollständige Schneidkante des Schneideinsatzes 700 umfasst eine Nebenschneidkante 701a, eine große Nasenecke 701b, eine Hauptschneidkante 701c (die auch einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt umfassen kann, wie in Verbindung mit der Ausführungsform von 4 und der Ausführungsform von 9 dargestellt und beschrieben) und eine scharfe Spitze 701d (d. h. Fehlen einer Nasenecke). Der Schneideinsatz 700 kann gewendet werden, indem er um 180 Grad um den Mittelpunkt C2 gedreht wird, um eine weitere vollständige Schneidkante zu erhalten, die eine Nebenschneidkante 702a, eine große Nasenecke 702b, eine Hauptschneidkante 701c und eine scharfe Spitze 702d (d. h. Fehlen einer Nasenecke) umfasst. Die gestrichelten geraden Linien 751 und 753 bilden zusammen mit den gestrichelten zylinderförmigen (konvexen) Kurven 752 und 754 eine zylinderartige Form.
Die 11A, 11B und 11C veranschaulichen den Aufbau des Schneideinsatzes in den verschiedenen Phasen eines Schritt-für-Schritt-Gestaltungsvorgangs (oder -prozesses oder -verfahrens) für die Erstellung eines Volumenmodells einer erfinderischen, fassförmigen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes gemäß dieser Erfindungsoffenbarung. 11A ist eine Seitenansicht einer Spanfläche (genauso wie die Spanfläche 510 in 9), die eine Hälfte 810 (wie in 11A betrachtet) eines ganzen, doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 800 (siehe 11C) repräsentiert. In einem ersten Verfahrensschritt entsteht an der rechten Hälfte 810 eine Begrenzung, die eine konvexe Nebenschneidkante 801a mit großen Radius, eine Vollnasenradiusecken-Schneidkante 801b und einen Teil des ersten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 801c, eine vertikale Mittellinie 805 (bei der Hälfte), einen Teil des zweiten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 802c und einen angrenzenden Hauptschneidkantenabschnitt 802d einschließt. Die rechte Hälfte 810 ist generell fassförmig konstruiert, wie durch einen Vergleich mit einem standardmäßigen Fassabschnitt (zweidimensional) veranschaulicht, der aus der oberen geraden Linie 911, der linken Kurve 913, der unteren geraden Linie 912 und der recht Kurve 914 besteht, die durch die unterbrochenen Linien dargestellt sind. Ein Hauptunterschied zwischen der rechte Hälfte 810 des Schneideinsatzes 800 und dem standardmäßigen Fassprofil in unterbrochenen Linien besteht in der gerundeten Nasenecke 801b, die in Zerspanungsvorgängen in der Praxis notwendig ist.
11B ist eine Seitenansicht einer Spanfläche, die entsteht, wenn die rechte Hälfte 810 um 180 Grad um den Mittelpunkt H1 rotiert wird, um die linke Hälfte 820 (wie in 11B betrachtet) eines ganzen Tangentialschneideinsatzes 800 (siehe 11C) zu schaffen. In dem zweiten Verfahrensschritt entsteht an der linken Hälfte 820 eine Begrenzung, die eine konvexe Nebenschneidkante 802a mit großem Radius, eine Vollnasenradiusecken-Schneidkante 802b und einen Teil des zweiten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 802c, eine vertikale Mittellinie 805 (bei der Hälfte), einen Teil des ersten geraden Hauptschneidkantenabschnitts 801c und einen angrenzenden Hauptschneidkantenabschnitt 801d einschließt. Mit anderen Worten, die linke Hälfte 820 ist mit der rechten Hälfte 810 um den Mittelpunkt H1 punktsymmetrisch. Entlang der in der Beschreibung genannten Linien in Verbindung mit 11A, 11B wird ein standardmäßiger Fassabschnitt (zweidimensional) dargestellt, der aus der oberen geraden Linie 911, der linken Kurve 913, der unteren geraden Linie 912 und der rechten Kurve 914 besteht (die durch unterbrochene Linien dargestellt sind).
Bezugnehmend auf 11C, 11C ist eine Seitenansicht von einer Spanfläche aus, die den letzten Schritt des Verfahrens darstellt, in welchem die rechte Hälfte 810 mit der linken Hälfte 820 zusammengebracht wird, um den ganzen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz 800 zu erzeugen, welcher ein generell fassförmiges Profil aufweist, wenn normal von einer Spanfläche betrachtet. Genauer gesagt, zeigt 11C, dass das Zusammenbringen, das die erste ganze Schneidkante eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 800 bildet, eine Nebenschneidkante 801a mit einem großen Radius, eine einzelne Vollnasenradiusecken-Schneidkante 801b, einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 801c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 801d, der von einer konvexen Nebenseitenfläche 852 abgeschnitten wird und somit entsprechend einen scharfen Schnittpunkt T1 erzeugt, umfasst. Gleichermaßen zeigt 11C das Bilden der zweiten vollständigen Schneidkante eines doppelseitigen Tangentialschneideinsatzes 800, umfassend eine konvexe Nebenschneidkante 802a mit großem Radius, eine einzelne Vollnasenradiusecken-Schneidkante 801b, einen geraden Hauptschneidkantenabschnitt 801c und einen konvexen Hauptschneidkantenabschnitt 801d, der von einer konvexen Nebenseitenfläche 851 abgeschnitten wird und somit entsprechend einen scharfen Schnittpunkt T2 erzeugt. Entlang der in der Beschreibung genannten Linien in Verbindung mit 11A und 11B wird in 11C ein standardmäßiger Fassabschnitt (zweidimensional) dargestellt, der aus der oberen geraden Linie 911, der linken Kurve 913, der unteren geraden Linie 912 und der rechten Kurve 914 besteht (die durch unterbrochene Linien dargestellt sind).
Folglich legen wir fest, dass ein erfindungsgemäßer doppelseitiger Tangentialschneideinsatz, von einer Spanfläche betrachtet, ein generell fassförmiges Profil (oder eine fassförmige Gestalt) aufweist. Wir legen ebenfalls fest, dass die rechte Hälfte und die linke Hälfte, von einer Spanfläche aus gesehen, um 180 Grad rotationssymmetrisch um den Mittelpunkt des betreffenden Schneideinsatzes sind. Die generell fassförmige Gestalt, von einer Spanfläche aus betrachtet, wird sowohl auf einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz mit einer parallelogrammförmigen Gestalt, von einer Hauptseitenfläche betrachtet, als auch auf einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz mit einer trapezförmigen Gestalt, von einer Hauptseitenfläche betrachtet, angewandt.
Der Vorteil einer generell fassförmigen Gestalt, von einer Spanfläche aus betrachtet, liegt darin, dass sich die fassförmige Nebenschneidkante (oder die konvexe Nebenschneidkante mit großem Radius) leicht an diverse unerwünschte Konditionen bei der Bearbeitung anpasst, wie beispielsweise Ablenkungen des Werkzeughalters während der Bearbeitung und Toleranzabweichungen bei der Produktherstellung, wobei trotzdem effektiv eine hohe Oberflächengüte an der Werkstückoberfläche erzielt wird.
Bestimmte nicht einschränkende Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhalten einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz mit einer Umfangsform, von der Spanfläche aus betrachtet (oder als Endfläche bezeichnet), umfassend ein Paar identischer gegenüberliegender Hauptschneidkanten, ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten mit einem Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 8,0 mm und ein Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten mit einem Radius, der mindestens etwa vier (4) Mal so groß wie der Bereich der Vollnasenschneidkanten ist (definiert als Nasenschneidkantentangente zu beiden benachbarten Schneidkanten), wobei die Hauptschneidkante von einer benachbarten konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird; und wobei die Hauptschneidkante in Form einer im Wesentlichen geraden Schneidkante vorliegen kann, die von einer benachbarten konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird; oder in kombinierter Form eines Abschnitts einer im Wesentlichen geraden Schneidkante und eines Abschnitts einer konvexen Schneidkante, die von einer benachbarten konvexen Nebenseitenfläche abgeschnitten wird; oder in Form eines Abschnitts einer im Wesentlichen geraden Schneidkante und eines Abschnitts einer Teilnasenkante mit einem kleinen und festen Radius, abgeschnitten von einer benachbarten konvexen Nebenseitenfläche.
Gemäß mindestens einer Ausführungsvariante veranschaulicht 12 einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz 1000 mit zwei Wendeschneidkanten, die auf identischen oberen und unteren Spanflächen 1001 und 1002 gleichermaßen angeordnet sind, einer vorderen Hauptseitenfläche 1008 und (wie in 14 in Bezug genommen) einer identischen hinteren Hauptseitenfläche 1009, zwei identischen Nebenseitenflächen 1031 und 1032, einem zentralen Schraubenloch 1006 durch die Hauptseitenflächen 1008 und 1009 und einem Paar koplanarer Oberflächen 1007, die als periphere Stütze für den Sitz des Schneideinsatzes in einem einen Einsatz aufnehmenden Plattensitz dienen.
Wie ebenfalls dargestellt, umfasst eine erste obere Schneidkante (insgesamt) eine konvexe Nebenschneidkante 1012a mit großem Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 1012b und eine Hauptschneidkante 1012c, die an einer benachbarten verdrehten konvexen Nebenseitenfläche 1031A (die selbst ein Abschnitt der Nebenseitenfläche 1031 ist) endet. Gleichermaßen umfasst eine identische zweite obere Schneidkante (insgesamt) eine konvexe Nebenschneidkante 1011a mit großem Radius, eine einzelne Vollnasenschneidkante 1011b und eine Hauptschneidkante 1011c, die an einer benachbarten verdrehten konvexen Nebenseitenfläche 1032 endet. Ferner kann jede konvexe Nebenschneidkante 1011a/1012a mehrere Segmente mit jeweils unterschiedlichem Radius aufweisen; in dem dargestellten Arbeitsbeispiel hat jede der konvexen Nebenschneidkanten 1011a und 1012a zwei Segmente.
Eine konische konvexe Oberfläche 1068 kann von der Vollnasenschneidkante 1012b an der oberen Spanfläche 1001 bis zu einem oberen Endpunkt einer kleinen, im Wesentlichen geraden Kante 1034 ausgebildet sein. Die Kante 1034 beginnt ihrerseits ein kurzes Stück von der unteren Spanfläche 1002 entfernt und endet am scharfen Eckpunkt P1502. Gleichermaßen kann eine konische konvexe Oberfläche 1067 auch von der Vollnasenschneidkante 1022b an der unteren Spanfläche 1002 bis zu einem unteren oberen Endpunkt einer anderen kleinen, im Wesentlichen geraden Kante 1033 ausgebildet sein; analog zu der Kante 1034 beginnt die Kante 1033 ein kurzes Stück von der unteren Spanfläche 1001 entfernt und endet am scharfen Eckpunkt P1501.
Scharfe Spitzen wie P1051/P1052 sowie scharfe (im Wesentlichen gerade) Kanten wie 1033/1034 können Vorteile gegenüber kleinen Vollnasenschneidkanten bieten, die sich sonst dort befinden könnten. So ist zum Beispiel eine maximale Schnittlänge vergrößert, während eine konstante Schnittlänge für verschiedene Radien von Vollnasenschneidkanten (wie durch 1011b/1012b dargestellt) vorgesehen ist. Diese Vorteile können besonders bei Wendenutfräsen nützlich sein.
13 ist eine halbe Projektionsansicht der oberen Spanfläche 1001, wobei die Vollnasenschneidkante 1011b und die konvexe Nebenschneidkante 1011a auf der oberen Spanfläche 1001 im Mittelpunkt stehen. Ebenfalls als gestrichelte Linien dargestellt sind die Vollnasenkante 1022b und die konvexe Nebenschneidkante 1022a der unteren Spanfläche 1002. Diese Elemente tragen zur Bildung der verdrehten konvexen Nebenseitenfläche 1031 bei. Wie hier allgemein betrachtet und referenziert, kann eine „verdrehte konvexe“ Form, Fläche oder Oberfläche so verstanden werden, dass sie eine Oberfläche einschließt oder beinhaltet, die von einem Schneideinsatz nach außen vorsteht (d. h. in eine Richtung, die im Allgemeinen von einem Mittelpunkt oder einer Mittelachse des Einsatzes entfernt ist) und eine Eigenschaft von nach außen vorstehenden, variierenden Abständen umfasst, sodass sie „verdreht“ erscheint, weg von einer imaginären Ebene, die an einer Seite des Einsatzes definiert ist. Weitere Details können dem vorliegenden anschaulichen Arbeitsbeispiel entnommen werden.
Wie gezeigt, definieren die obere konvexe Nebenschneidkante 1011a und die untere konvexe Nebenschneidkante 1022a dazwischen einen Spanwinkel A_span, der kleiner als ¹⁸⁰ ° ist. D. h. die obere konvexe Nebenschneidkante 1011a und die untere konvexe Nebenschneidkante 1022a sind zueinander verdreht. Somit erfährt die äußere Oberfläche der Nebenseitenfläche 1031 im weiteren Verlauf einer „vertikalen“ oder „Z-Achsen“-Richtung der Nebenseitenfläche 1031 zwischen der konvexen Nebenschneidkante 1011a und der unteren konvexen Nebenschneidkante 1022a (d. h. in einer Richtung, die in die oder aus der Zeichnung wahrnehmbar ist) einen Übergang in ihrer Ausrichtung in Bezug zur dargestellten Y-Achse, von der dargestellten Ausrichtung der Kante 1011a zu der der Kante 1022a und ist damit in Bezug zur „vertikalen“ oder „Z-Achsen“-Richtung „verdreht“.
In dieser Hinsicht definiert die obere konvexe Nebenschneidkante 1011a einen positiven Verdrehwinkel A twist um eine Linie 1200 (die in der Ansicht von 13 horizontal erscheint), während die untere konvexe Nebenschneidkante 1022a einen negativen Verdrehwinkel -A_twist um die Linie 1200 bildet. Die Linie 1200 stellt ihrerseits einen äußersten Überstand (oder Scheitelpunkt) in Bezug zur dargestellten Y-Achse über der gegebenen „vertikalen“ Ausdehnung der Nebenseitenfläche 1031 dar und erstreckt sich vom äußersten Punkt (Scheitelpunkt) entlang der Schneidkanten 1011b/1011a und dem äußersten Punkt (Scheitelpunkt) entlang der Schneidkanten 1022b/1022a (beides in Bezug zur Y-Achse). Im Wesentlichen stellt die Linie 1200 einen geraden „Grat“ dar, der von einer konvexen bogenförmigen Oberfläche nach außen vorsteht. Grundsätzlich sind verschiedenste Werte für A span und A_twist denkbar; als veranschaulichendes und nicht einschränkendes Beispiel ist A_span = 163,5 ° und A_twist = 8,2 °.
Wie allgemein bekannt, kann der Schneideinsatz, wenn die bogenförmige Oberfläche eines Schneideinsatzes an einer Plattensitzwand in einem den Einsatz empfangenden Plattensitz anliegt, dazu neigen, sich während eines Bearbeitungsprozesses zu drehen oder sich von seiner ursprünglichen Passposition in der Kontaktfläche weg zu bewegen. Je weniger Kontakt in der Kontaktfläche zwischen der bogenförmigen Fläche und der Plattensitzwand besteht, desto größer ist die Tendenz, sich zu drehen oder zu bewegen. Gemäß mindestens einer Ausführungsform, wie hier allgemein betrachtet, ist jedoch zu erkennen, dass bei einem doppelseitigen Tangentialschneideinsatz der Kontakt mit einer nicht-horizontalen oder nicht-vertikalen Linie in einer Passfläche die vorgenannte Tendenz verringern kann, sich zu drehen oder zu bewegen.
Eine verdrehte konvexe Nebenseitenfläche 1031, wie hier allgemein betrachtet, ist in 14 dargestellt. In der Darstellung umfasst die verdrehte konvexe Nebenseitenfläche 1031 einen Abschnitt 1031A und einen Abschnitt 1031B. In dem vorliegenden veranschaulichenden Arbeitsbeispiel sind der Abschnitt 1031A und der Abschnitt 1031B um 180° rotationssymmetrisch um einen Mittelpunkt der Linie 1200. Wenn also der doppelseitige Tangentialschneideinsatz 1000 in einem entsprechenden Plattensitz sitzt, liegt die verdrehte konvexe Nebenseitenfläche 1031 über die Kontaktlinie 1200 am Plattensitz an. Gleichzeitig stellt die gestrichelte Linie 1300 eine Kontaktlinie für einen herkömmlichen Schneideinsatz in einem Plattensitz dar. Im Vergleich zur „herkömmlichen“ Kontaktlinie 1300 ist die Linie 1200 länger und diagonal auf der konvexen Nebenseitenfläche 1031 ausgebildet (aus einer frontalen Perspektive wie der in 14 betrachtet), sodass der Schneideinsatz 1000 weniger dazu neigt, sich in einem entsprechenden Plattensitz auf einem Werkzeughalter zu drehen oder zu bewegen, und sich in einer sichereren Passposition befindet, während er darin platziert ist.
14 veranschaulicht auch geometrische Merkmale aus einer Projektionsansicht der verdrehten konvexen Nebenseitenfläche 1031, einschließlich einer konischen konvexen Oberfläche 1069, die aus einer Vollnasenschneidkante 1011b an der oberen Spanfläche 1001 bis zu einem oberen Endpunkt einer kleinen, im Wesentlichen geraden Kante 1035 gebildet ist. Die Kante 1035 beginnt ein kurzes Stück von der unteren Spanfläche 1002 entfernt und endet am scharfen Eckpunkt P1503. Die zuvor beschriebene konische konvexe Oberfläche 1067 ist hier ebenfalls dargestellt. So versteht sich, dass jede von vier ähnlich konfigurierten konvexen Flächen (von denen 1067, 1068 und 1069 in den Figuren sichtbar und hier beschrieben sind) von einer Vollnasenschneidkante (z. B. 1011b) an einer der Spanflächen (z. B. 1001) zu einer der gegenüberliegenden Spanflächen (z. B. 1002) geführt wird und an einer im Wesentlichen geraden Kante (z. B. 1035) endet, die sich weiter zu einer scharfen Spitze (z. B. P1053) erstreckt.
Bestimmte nicht einschränkende Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen einen doppelseitigen Tangentialschneideinsatz mit einer im Allgemeinen zylinderartigen Umfangsform, von einer oberen oder unteren Spanfläche aus betrachtet, umfassend ein Paar identischer gegenüberliegender Hauptschneidkanten, ein Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten mit einem Radius im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 6,0 mm und ein Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten. Bei solchen nicht einschränkenden Ausführungsformen ist die Hauptschneidkante durch eine benachbarte verdrehte konvexe Nebenseitenfläche abgeschnitten, ist der Radius der konvexen Nebenschneidkante mindestens dreimal so groß wie der Nasenschneidradius und bilden die obere konvexe Nebenschneidkante und die untere konvexe Nebenschneidkante eine verdrehte konvexe Nebenseitenfläche, was eine diagonale Gerade ergibt, wodurch eine gesicherte Passposition für den Schneideinsatz in einem Plattensitz ermöglicht wird.
Zusätzlich ist in solchen nicht einschränkenden Ausführungsformen eine konisch konvexe Oberfläche von einer Vollnasenschneidkante an einer oberen Spanfläche nach unten bis zu einer im Wesentlichen geraden Kante ausgebildet, die sich weiter zu einer scharfen Spitze erstreckt, oder ist gleichermaßen eine konisch konvexe Oberfläche von einer Vollnasenschneidkante an einer unteren Spanfläche nach oben bis zu einer im Wesentlichen geraden Kante ausgebildet, die sich weiter zu einer scharfen Spitze erstreckt.
Ferner umfasst in bestimmten nicht einschränkenden Ausführungsformen jede Wendeschneidkante eine konvexe Nebenschneidkante, eine einzelne Vollnasenschneidkante und eine im Wesentlichen gerade Hauptschneidkante, die durch eine benachbarte verdrehte konvexe Nebenseitenfläche abgeschnitten ist.
Jedes der hier genannten Patente und Dokumente wird hiermit durch Bezugnahme hierin in ihrer Gesamtheit aufgenommen, jedoch nur in dem Umfang, in dem das eingeschlossene Material nicht mit vorhandenen Definitionen, Aussagen, oder anderem in dieser Offenbarung dargelegtem Offenbarungsmaterial im Widerspruch steht. Die Offenbarung ersetzt in der hier aufgeführten Form an sich und im erforderlichen Ausmaß jegliches entgegenstehende Material, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Jegliches Material, oder Teile davon, von dem gesagt wird, dass es hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, das jedoch hierin aufgeführten bestehenden Definitionen, Aussagen oder anderem Offenbarungsmaterial entgegensteht, wird nur in dem Ausmaß aufgenommen, in dem sich kein Widerspruch aus dem aufgenommenen Material und dem bestehenden Offenbarungsmaterial ergibt.
Unter Berücksichtigung der Beschreibung oder einer hierin offenbarten praktischen Umsetzung der Erfindung sind für den Fachmann andere Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele sind lediglich zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung gedacht. Der eigentliche Schutzumfang und der Geist der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen angegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15/475731 [0001]
US 6872034 B [0004]
US 7063489 B [0004]
US 7094007 B [0004]
US 7104735 B [0004]

Claims

Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz, umfassend: ein Paar gegenüberliegender Spanflächen; ein Paar gegenüberliegender Hauptseitenflächen; ein Paar gegenüberliegender Nebenseitenflächen, die jeweils eine verdrehte konvexe Form aufweisen; und wobei jede der Spanflächen definiert ist zwischen: einem Paar gegenüberliegender Hauptschneidkanten; einem Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten mit einem Vollnasenschneidradius; und einem Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten mit jeweils einem Nebenschneidkantenradius, wobei der Nebenschneidkantenradius mindestens dreimal so groß ist wie der Vollnasenschneidradius; wobei jede der Nebenseitenflächen definiert ist zwischen einer der konvexen Nebenschneidkanten an einer der Spanflächen und einer der konvexen Nebenschneidkanten an der anderen der Spanflächen; wobei an jeder der Nebenseitenflächen eine Gratlinie einen Scheitelpunkt der konvexen Nebenkante an der einen der Spanflächen und einen Scheitelpunkt der konvexen Nebenschneide an der anderen der Spanflächen verbindet.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei: jede der gegenüberliegenden Vollnasenschneidkanten einen Vollnasenschneidradius hat; und jede der gegenüberliegenden konvexen Nebenschneidkanten einen Nebenschneidkantenradius hat, wobei der Nebenschneidkantenradius mindestens dreimal so groß ist wie der Vollnasenschneidradius.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei: die Spanflächen im Wesentlichen identisch sind; die Hauptseitenflächen im Wesentlichen identisch sind; die Nebenseitenflächen im Wesentlichen identisch sind; und die Hauptschneidkanten im Wesentlichen identisch sind.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei an jeder der Nebenseitenflächen die Gratlinie einen äußersten Vorsprung der Nebenseitenfläche entlang einer gegebenen Ausdehnung der Nebenseitenfläche umfasst.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei in Bezug zu einer ebenen Endansicht von jeder der Nebenseitenflächen die Gratlinie eine gerade diagonale Linie umfasst, die den Scheitelpunkt der konvexen Nebenkante an der einen der Spanflächen und den Scheitelpunkt der konvexen Nebenschneidkante an der anderen der Spanflächen verbindet.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei jede der Hauptschneidkanten eine im Wesentlichen gerade Hauptschneidkante umfasst, die an einer benachbarten Nebenseitenfläche endet und am Endpunkt einen scharfen Eckpunkt definiert.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, umfassend: vier Wendeschneidkanten; wobei jede der vier Wendeschneidkanten umfasst: eine der konvexen Nebenschneidkanten; eine der einzelnen Vollnasenschneidkanten, die an die eine der konvexen Nebenschneidkanten angrenzt; und eine der Hauptschneidkanten, die an die eine der einzelnen Vollnasenschneidkanten angrenzt.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, ferner umfassend: vier konische konvexe Oberflächen; wobei sich jede konische konvexe Oberfläche von einer der Vollnasenschneidkanten an einer der Spanflächen zu der anderen der Spanflächen erstreckt; jede konische konvexe Oberfläche an einem Punkt endet.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 8, wobei: der Punkt einen Endpunkt einer im Wesentlichen geraden Kante umfasst; wobei sich jede im Wesentlichen gerade Kante von dem Endpunkt zu einem scharfen Eckpunkt erstreckt.
Doppelseitiger Tangentialschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei: jede der Spanflächen ferner ein Paar im Wesentlichen identischer peripherer Stützflächen einschließt; wobei die peripheren Stützflächen im Allgemeinen koplanar zueinander und im Allgemeinen senkrecht in Bezug zu einer oder mehreren der Hauptseitenflächen sind.
Tangential-Schneidwerkzeugsystem, umfassend: einen Schneidwerkzeughalter mit einer Vielzahl von einen Einsatz aufnehmenden Plattensitzen, wobei jeder Plattensitz eine Auflagefläche, eine axiale Plattensitzwand und eine periphere Plattensitzwand umfasst; eine Vielzahl doppelseitiger Tangentialschneideinsätze, die in dem einen Einsatz aufnehmenden Plattensitzen befestigt sind, wobei jeder doppelseitige Tangentialschneideinsatz umfasst: ein Paar gegenüberliegender Spanflächen; ein Paar gegenüberliegender Hauptseitenflächen; ein Paar gegenüberliegender Nebenseitenflächen, die jeweils eine verdrehte konvexe Form aufweisen; und wobei jede der Spanflächen definiert ist zwischen: einem Paar gegenüberliegender Hauptschneidkanten; einem Paar gegenüberliegender Vollnasenschneidkanten mit jeweils einem Vollnasenschneidkantenradius; und einem Paar gegenüberliegender konvexer Nebenschneidkanten mit jeweils einem Nebenschneidkantenradius, wobei der Nebenschneidkantenradius mindestens dreimal so groß ist wie der Vollnasenschneidradius; wobei jede der Nebenseitenflächen definiert ist zwischen einer der konvexen Nebenschneidkanten an einer der Spanflächen und einer der konvexen Nebenschneidkanten an der anderen der Spanflächen; wobei an jeder der Nebenseitenflächen eine Gratlinie einen Scheitelpunkt der konvexen Nebenkante an der einen der Spanflächen und einen Scheitelpunkt der konvexen Nebenschneide an der anderen der Spanflächen verbindet.
System nach Anspruch 11, wobei die Auflagefläche, der axiale Plattensitz und der periphere Plattensitz senkrecht zueinander sind.
System nach Anspruch 11, wobei: jede der gegenüberliegenden Vollnasenschneidkanten einen Vollnasenschneidradius hat; und jede der gegenüberliegenden konvexen Nebenschneidkanten einen Nebenschneidkantenradius hat, wobei der Nebenschneidkantenradius mindestens dreimal so groß ist wie der Vollnasenschneidradius.
System nach Anspruch 1, wobei an jeder der Nebenseitenflächen die Gratlinie einen äußersten Vorsprung der Nebenseitenfläche entlang einer gegebenen Ausdehnung der Nebenseitenfläche umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei in Bezug zu einer ebenen Endansicht von jeder der Nebenseitenflächen die Gratlinie eine gerade diagonale Linie umfasst, die den Scheitelpunkt der konvexen Nebenkante an der einen der Spanflächen und den Scheitelpunkt der konvexen Nebenschneidkante an der anderen der Spanflächen verbindet.
System nach Anspruch 1, wobei jede der Hauptschneidkanten eine im Wesentlichen gerade Hauptschneidkante umfasst, die an einer benachbarten Nebenseitenfläche endet und am Endpunkt einen scharfen Eckpunkt definiert.
System nach Anspruch 1, wobei jeder der doppelseitigen Tangentialschneideinsätze umfasst: vier konische konvexe Oberflächen; wobei sich jede konische konvexe Oberfläche von einer der Vollnasenschneidkanten an einer der Spanflächen zu der anderen der Spanflächen erstreckt; wobei jede konische konvexe Oberfläche an einem Punkt endet.
System nach Anspruch 17, wobei: der Punkt einen Endpunkt an einer im Wesentlichen geraden Kante umfasst; wobei sich jede im Wesentlichen gerade Kante von dem Endpunkt zu einem scharfen Eckpunkt erstreckt.
System nach Anspruch 1, wobei: jede der Spanflächen ferner ein Paar im Wesentlichen identischer peripherer Stützflächen einschließt; wobei die peripheren Stützflächen im Allgemeinen koplanar zueinander und im Allgemeinen senkrecht in Bezug zu einer oder mehreren der Hauptseitenflächen sind.