DE19523129C2 - Schneideinsatz - Google Patents
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- Milling Processes (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneideinsatz mit im
allgemeinen polygonaler Form und einem Schneidende, das eine
vordere Stirnfläche, Seitenflächen, eine obere Fläche und eine
untere Fläche enthält, wobei die Schnittfläche zwischen der
oberen Fläche, der Stirnfläche und den Seitenflächen eine
Schneidkante bildet, mit einer Schneidlippenfase, die von der
Schneidkante gradlinig nach unten und nach innen geneigt ist,
mit einem Spannutbereich, und einem nach oben geneigten Span
brecherabschnitt, der zu einer Ebene führt.
Ein solcher Schneideinsatz ist aus der EP 0 332 085 A2 bekannt.
Ein solcher Schneideinsatz dient zum Schneiden von Metallen und
wird in einer Halterung einer entsprechenden Bearbeitungsma
schine festgeklemmt. Der Schneideinsatz kann als Wegwerf-
Schneideinsatz ausgebildet sein, der weggeworfen wird, wenn der
Einsatz stumpf geworden oder gesplittert ist. Solche Wegwerf-
Einsätze sind gewöhnlich umdrehbar, so daß ein Einsatz mit we
nigstens zwei Schneidenden für die wahlweise Anordnung eines
Schneidendes an der Schneidposition versehen ist.
Der vorbekannte Schneideinsatz ist relativ aufwendig in seiner
Herstellung und aufgrund der Schneidgeometrie ist sein Einsatz
gebiet relativ begrenzt.
Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
den bekannten Schneideinsatz dahingehend zu verbessern, daß er
eine vielseitig verwendbare Schneidgeometrie besitzt und mit
verringerten Kosten hergestellt werden kann, wobei der Schnei
deinsatz bei Dreh- und Formungsanwendungen, bei denen eine
Spanlenkung erforderlich ist, vielseitig verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa
tentanspruches 1 gelöst in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs.
Durch die konische Form der Schneidlippenfase und deren Erwei
terung von der Stirnfläche nach innen, ergibt sich eine Span
lenkung in Richtung zum Spannutbereich, der entsprechend in
Richtung Schneidkante in die Schneidlippenfase vorsteht. Wei
terhin wird die Spanlenkung durch eine spezielle Form des Span
brecherabschnittes mit seinen beiden in Richtung Schneidkante
und symmetrisch zu einer Achse X-X angeordneten Vorsprüngen
verbessert. Insgesamt wird daher die Spanlenkung bei niedrigen
Vorschubraten optimiert und die Oberflächenendbearbeitung längs
der Wände einer Nut verbessert.
Die spezielle Form der Schneidlippenfase ermöglicht außerdem,
daß der Schneideinsatz zum Hinterend-Plandrehen des Bodens der
Nut verwendet werden kann. Weiterhin ergibt sich durch die
besondere Ausgestaltung von Schneidlippenfase, Spannutbereich
und Spanbrecherabschnitt, daß der Schneideinsatz eine vielsei
tig verwendbare Schneidgeometrie besitzt und im Vergleich zum
vorbekannten Schneideinsatz mit verringerten Kosten aufgrund
des einfachen Aufbaus hergestellt werden kann.
Die Geometrie des Schneideinsatzes mit positivem Spanwinkel an
der Schneidlippenfase ermöglicht eine Verringerung des Schneid
druckes und eine Erhöhung der Lebensdauer des Einsatzes. Durch
die Geometrie ergibt sich ein breiter Anwendungsbereich zum
Einstechen von Aluminium und kohlenstoffarmen Materialien und
der Schneideinsatz ist bei Dreh- und Formungsanwendungen, bei
denen eine Spanlenkung erforderlich ist, vielseitig einsetzbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Un
teransprüche offenbart.
Ein aus der EP 0 568 515 A1 bekannter Schneideinsatz weist eine
Hauptschneidkante und Spanbrecherflächen auf. Diese sind symme
trisch zu einer Längsachse des Schneideinsatzes angeordnet.
Zwischen den Spanbrecherflächen und angrenzend an die Haupt
schneidkante ist eine Fläche angeordnet, die eine Kombination
aus Schneidfase und Spannutbereich ist. Die Schneidfase er
streckt sich von der Hauptschneidkante nach unten und einwärts
und geht in einen nach oben gekrümmten Spannutbereich über
gangslos über. Die Spanbrecherflächen sind nach oben geneigt
und grenzen an die dazwischenliegende, konkav gekrümmte Fläche
an.
Weiterhin offenbart EP 0 257 002 A2 einen Schneideinsatz, bei dem
eine Schneidkante entlang einer Schnittlinie einer Stirnseite
und einer konkav gekrümmten Brechseite gebildet ist. Eine Ver
tiefung ist eine Kombination aus Schneidfase und Spannutfläche.
Entsprechende aufwärts geneigte Spanbrechbereiche sind seitlich
zu der Vertiefung angeordnet. Die Bereiche sind symmetrisch zu
einer Achse des Schneideinsatzes ausgebildet.
Im folgenden wir ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Er
findung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ende des Ein
satzes von Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linien 3-3 in
Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linien 4-4 in
Fig. 2;
Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linien 5-5 in
Fig. 2; und
Fig. 6 eine Rückansicht des Schneideinsatzes von Fig. 1.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 allge
mein einen Schneideinsatz für die Verwendung mit Schneid
werkzeugen zum Abschneiden, Einstechen und Drehen von
Aluminium und kohlenstoffarmen Materialien bei niedrigen
bis mittleren Schneidgeschwindigkeiten und bei niedrigen
bis mittleren Vorschubraten.
In Fig. 1 ist ein Einsatz 10 mit im allgemeinen polygona
ler Form gezeigt, der so beschaffen ist, daß er in einer
Halterung festklemmbar aufgenommen werden kann, wie dies
im Stand der Technik wohlbekannt ist. Der Einsatz 10
weist einen Körperbereich 12 auf, der an gegenüberliegenden
Enden jeweils ein Schneidende 14 aufweist. Jedes
Schneidende enthält eine vordere Stirnfläche 16, Seiten
flächen 18, eine obere Fläche 20 und eine untere Fläche
22. Die Schnittlinie der oberen Fläche 20, der Stirnflä
che 16 und der Seitenflächen 18 bildet eine Schneidkante
24. Wie in den Fig. 1 bis 6 gezeigt, enthält der Einsatz
10 eine Schneidlippenfase 26 von konischer Form um eine in
Längsrichtung zwischen den Seitenflächen 18 sich
erstreckende Achse X-X. Die Schneidlippenfase 26 verläuft
geradlinig von der Schneidkante 24
einwärts und nach unten geneigt. An die Schneidlippenfase
26 grenzt ein Spannutbereich 28 an, der sich von der
Schneidlippenfase 26 nach innen erstreckt. Der Spannutbe
reich 28 ist tiefer als die
Schneidkante 24 angeordnet. Der zwischen der Schneidlippenfase 26
und dem Spannutbereich 28 gebildete Winkel A ist stumpf
und liegt im Bereich von 164° und 174°.
Diese Geometrie schafft einen positiven Spanwin
kel für die Schneidlippenfase 26, wobei die gute Festig
keit der Schneidkante 24 aufrechterhalten wird.
Die Schneidlippenfase 26 erweitert sich von der Stirnfläche 16 nach
innen.
Der Winkel der Schneidlippenfase 26 verringert die Kräf
teverteilung längs der Stirnfläche 16 und der Seitenflä
chen 18 des Einsatzes 10 während Einstech- und Formungs
operationen und beginnt mit dem Spanbrechen, indem der Span
zur Mitte des Einsatzes 10 und
weg von den Wänden des Werkstücks gerichtet und gebogen
wird. Die Form der Schneidlippenfase 26 trägt zu
dieser Richtungsgebung
bei, optimiert die Spanlenkungseigenschaften bei
niedrigen Vorschubraten und verbessert die Oberflächen-
Endbearbeitung längs der Wände einer Nut. Die
Form der Schneidlippenfase 26 ermöglicht außerdem, daß
der Einsatz 10 zum Plandrehen des Bodens der Nut
verwendet werden kann.
Außerdem erlaubt die geringere Höhe des Spannutbereichs
28 relativ zur Schneidkante 24, die im Be
reich zwischen 0,1295 und 0,1549 mm liegt, daß das bear
beitete Werkstückmaterial mit dem unteren Abschnitt der
Schneidlippenfase 26 in Kontakt gelangt, was die Spanlen
kung bei niedrigen Vorschubraten während flacher Ein
stechoperationen unterstützt.
Wie weiterhin in den Fig. 1 bis 6 gezeigt, enthält der
Einsatz 10 einen schräg nach oben weisenden Spanbrecher
abschnitt 30, der an den Spannutbereich 28 und an die
Schneidlippenfase 26 angrenzt. Der schräg nach oben wei
sende Spanbrecherabschnitt 30 führt zu einer Ebene 32,
die höher als die Schneidkante 24 und der
Spannutbereich 28 angeordnet ist, wobei die Höhendifferenz im
Bereich von 0,2261/0,2515 bzw. 0,3556/0,4064 mm liegt.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist der Spanbrecherab
schnitt 30 symmetrisch zur Achse X-X konfiguriert. Der
Spanbrecherabschnitt 30 enthält beiderseits von und ohne
Unterbrechung mit einem nach hinten ausgesparten und
durch die Achse X-X halbierten Bereich 36 je einen nach
vorn sich erstreckenden, fingerähnlichen Vorsprung 34.
Vorzugsweise ist der ausgesparte Bereich 36 im wesentli
chen kreisbogen- und C-förmig. Der Spannutbereich 28
besitzt eine konvex gekrümmte Vorderkante 38, die zur
Stirnfläche 16 vorsteht und zur Achse X-X zwi
schen den nach vorn sich erstreckenden fingerähnlichen
Vorsprüngen 34 symmetrisch ist.
Die ebene Konfiguration des Spannutbereichs 28 erhöht die
Beanspruchung/Verformung des Spans
vor seinem Kontakt mit dem schräg nach oben weisen
den Spanbrecherabschnitt 30, der geradlinig geneigt ist
und mit dem Spannutbereich einen stumpfen Winkel B bil
det, der im Bereich von 130° bis 150°
liegt. Die konvex gekrümmte Vorderkante 38 erhöht die
Ablenkungswirkung, wenn der Span
sich von der Schneidlippenfase 26 zum Spannutbereich
28 bewegt, und bewirkt den Schutz des Spanbrecherab
schnitts 30 vor Kraterbildung und Abplatzen, wenn sich der Span
über den Spanbrecherabschnitt bewegt.
Die Abstufung des Spanbrecherabschnitts 30 relativ zum
Spannutbereich 28 schafft ein maximales Spanbrechervermö
gen während Fräsoperationen sowohl bei niedrigen/höheren
Vorschubraten als auch bei niedrigen/höheren Nuttiefen.
Beim Fräsen mit niedrigen Vorschubraten und geringen
Nuttiefen schafft der abnehmende Winkel B einen maximalen
Schutz gegen eine Kraterbildung im Spanbrecherabschnitt
30, was den Verlust der Spanlenkungseigenschaft zur Folge
haben kann, bevor der Einsatz seinen normalen Verschleiß
zustand erreicht hat.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, schafft die Form des
Spanbrecherabschnitts 30 bei Fräsarbeiten eine maximale
Biegung des Spans. Der Span gelangt zunächst mit den
fingerähnlichen Vorsprüngen 34 in Kontakt und biegt sich
dann nach innen und weg von den Wänden der gerade gebil
deten Nut und in den ausgesparten Bereich 36 hinein.
Diese Biegewirkung erhöht
die Beanspruchung/Verformung im Material, so daß es ge
brochen oder gekräuselt werden kann. Die verhältnismä
ßig große Breite der fingerähnlichen Vorsprünge 34 zu
sammen mit dem verhältnismäßig großen Radius des ausge
sparten Bereichs 36 schafft einen Schutz gegen eine
Spanansammlung im Spanbrecherabschnitt 30. Wie in den
Fig. 1, 2 und 5 gezeigt, erhebt sich der Spanbrecherab
schnitt 30 von der Schneidlippenfase 26 längs der Seiten
des Einsatzes 10, wodurch die Spanlenkung während Dreh
vorgängen erhöht wird.
Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt ist, enthält der Einsatz-
Köperbereich 12 eine obere Fläche 44 und eine untere
Fläche 46, die zwischen den Schneidenden 14 jeweils eine
in Längsrichtung sich erstreckende Aussparung 48 in Form
eines umgedrehten V besitzen, die der Anordnung des Ein
satzes dienen. Die Aussparungen 48 in Form eines umge
drehten V sind voneinander abgewandt und erhöhen die
Leistungseigenschaft des Einsatzes 10 durch Maximierung
seiner Haltekraft bei minimalem Klemmdruck während Fräs-
und Formgebungsoperationen.
Claims (16)
1. Schneideinsatz (10) mit im allgemeinen polygonaler Form und
einem Schneidende (14), das eine vordere Stirnfläche (16),
Seitenflächen (18), eine obere Fläche (20, 44) und eine untere
Fläche (22, 46) enthält, wobei die Schnittfläche zwischen der
oberen Fläche (20), der Stirnfläche (16) und den Seitenflächen
(18) eine Schneidkante (24) bildet, mit einer Schneidlippenfase
(26), die von der Schneidkante (24) geradlinig nach unten und
nach innen geneigt ist, mit einem Spannutbereich (28), und einem
nach oben geneigten Spanbrecherabschnitt (30), der zu einer
Ebene (32) führt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidlippenfase (26) von im allgemeinen konischer Form
ist, die sich von der Stirnfläche (16) nach innen erweitert und
in die der Spannutbereich (28) vorsteht, wobei der
Spanbrecherabschnitt (30) an den Spannutbereich (28) und an die
Schneidlippenfase (26) angrenzt und zu der Ebene (32) führt, die
höher als Schneidkante (24) und Spannutbereich (28) angeordnet
ist, wobei weiterhin der Spanbrecherabschnitt (30) im
allgemeinen symmetrisch zu einer die obere Fläche (20)
halbierenden Achse (X-X) ausgebildet ist und zwei sich vorwärts
erstreckende Vorsprünge (34) beiderseits und durchgehend zu
einem nach hinten ausgesparten, durch die Achse (X-X) im
wesentlichen halbierten Bereich (36) aufweist.
2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
der Spanbrecherabschnitt (30)
geradlinig geneigt ist und mit dem Spannutbereich (28)
einen stumpfen Winkel bildet.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
der stumpfe Winkel im Bereich von 130° bis 150°
liegt.
4. Schneideinsatz nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Schneidlippenfase (26) gerad
linig geneigt ist und mit dem Spannutbereich (28) einen
stumpfen Winkel bildet.
5. Schneideinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß
der stumpfe Winkel im Bereich von 164° bis 174°
liegt.
6. Schneideinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Höhendifferenz zwischen der Schneidkante (24)
und dem Spannutbereich (28) im Bereich von
0,1295 bis 0,1549 mm liegt.
7. Schneideinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Höhendifferenz zwischen der Schneidkante (24)
und der Ebene (32) im Bereich von 0,2261
bis 0,2515 mm liegt.
8. Schneideinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Höhendifferenz zwischen der Ebene (32) und
dem Spannutbereich (28) im Bereich von
0,3556 bis 0,4064 mm liegt.
9. Schneideinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß
der Spannutbereich (28) eine konvex gekrümmte
Vorderkante (38) besitzt, die zu der an die Schneidlip
penfase (26) angrenzenden Stirnfläche (16) vorsteht.
10. Schneideinsatz nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß
sich die konvex gekrümmte Vorderkante (38) zwi
schen den nach vorn sich erstreckenden, fingerähnlichen
Vorsprüngen (34) erstreckt.
11. Schneideinsatz nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die gekrümmte Vorderkante (38)
symmetrisch zur Achse (X-X) konfiguriert ist.
12. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1-11, durch gekenn
zeichnet, daß
die Höhendifferenz zwischen der Schneidkante (24)
und dem Spannutbereich (28) im Bereich von
0,1295 bis 0,1549 mm liegt.
13. Schneideinsatz nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Höhendifferenz zwischen der Schneidkante (24)
und der Ebene (32) im Bereich von 0,2261
bis 0,2515 mm liegt.
14. Schneideinsatz nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Höhendifferenz zwischen der Ebene (32) und
dem Spannutbereich (28) im Bereich von
0,3556 bis 0,4064 mm liegt.
15. Schneideinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der polygonförmige Schneideinsatz zwei Schneidenden (14) an
gegenüberliegenden Seiten aufweist.
16. Schneideinsatz nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß Aussparungen (48) zwischen den beiden Schneidenden (14) in
der Oberfläche (44) und der Bodenfläche (46) des polygonförmigen
Schneideinsatzes (10) zu dessen Befestigung ausgebildet sind.
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