DE202005021978U1

DE202005021978U1 - Doppelseitiger Schneideeinsatz und Fräswerkzeug

Info

Publication number: DE202005021978U1
Application number: DE202005021978U
Authority: DE
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2015-01-13
Also published as: NZ548658A; NO20063877L; JP2007520360A; IL160223A; PT1711296E; RU2358844C2; EP1711296A1; PL1711296T3; RU2006128078A; KR20060127932A; KR100949660B1; ZA200606280B; BG109635A; BG66258B1; CA2554594A1; BRPI0507275B1; US7241082B2; AU2005210234B2; US20050169716A1; CA2554594C

Abstract

Doppelseitiger Schneideinsatz (10) zur Verwendung in einem Fräswerkzeug, mit: zwei identischen, gegenüberliegenden Endflächen (12) und einer sich dazwischen erstreckenden Seitenumfangsfläche (14), wobei die Seitenumfangsfläche (14) zwei gegenüberliegende, identische Hauptseitenflächen (18) aufweist; vier beabstandeten Hauptschneidkanten (34), wobei jede Hauptschneidkante (34) am Schnitt zwischen einer Hauptseitenfläche (18) und einer entsprechenden Endfläche (12) ausgebildet ist; und einer Hauptfreifläche (50), benachbart jeder Hauptschneidkante (34), wobei in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes (10) in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen (18) erstreckt, eine Linie (LA, LB, LC), die sich tangential zu jeder Hauptfreifläche (50) und von der zu jeder Hauptfreifläche (50) benachbarten Hauptschneidkante (34) erstreckt, unter einem spitzen Innenwinkel (α, αA, αB, αC) zu einer Mittelebene (M) des Schneideinsatzes (10) hin geneigt ist.

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen doppelseitigen Wendeschneideinsatz bzw. eine doppelseitige Wendeschneidplatte und ein Fräswerkzeug zur Verwendung in Metallzerspanungsprozessen.
Hintergrund der Erfindung
Im Dokument WO 97/17157 ist ein Planfräswerkzeug beschrieben, das einen doppelseitigen Wendeschneideinsatz mit einer Prismoidform mit zwei gegenüberliegenden, allgemein rechteckigen Spanflächen aufweist, die durch Seitenflächen verbunden sind. Der Schneideinsatz hat eine ”negative” Grundgeometrie so dass, um den erforderlichen Freiraum zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück zu erhalten, wenn er in einem Planfräser montiert ist, der Schneideinsatz mit einem negativen axialen Spanwinkel ausgerichtet wird. Negative axiale Spanwinkel können jedoch nachteilig sein, es hat sich beispielsweise gezeigt, dass die Schneidleistung in Anwendungen unzureichend ist, bei denen eine Materialbearbeitung schwierig ist.
Ein doppelseitiger Wendeschneideinsatz für ein Bohrwerkzeug ist im Dokument US 5333972 beschrieben. Der Einsatz weist an jedem Ende einen hervorstehenden, flachen inselförmigen Abschnitt auf. Jede lange Schneidkante ist unter einem Winkel von 3° bezüglich des hervorstehenden, flachen inselförmigen Abschnitts geneigt, wodurch ein ”Axialspanwinkel des Einsatzes” definiert wird. Hinter jeder Schneidkante erstreckt sich eine abfallende Stegfläche, die in eine Fläche mit zunehmendem Auftreffwinkel übergeht, um eine Spanbrechnut zu bilden. Jeder Fläche mit zunehmendem Auftreffwinkel erstreckt sich von ihrer zugeordneten abfallenden Stegfläche zu einem benachbarten inselförmigen Abschnitt entweder an der Oberseite oder an der Unterseite des Schneideinsatzes. Der Schneideinsatz ist links- oder rechtsdrehend. Er wird rechtsdrehend hergestellt und ist linksdrehend, wenn er umgedreht wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Größe des Axialspanwinkels des Einsatzes aus praktischen Gründen begrenzt ist. Jegliche Zunahme des Axialspanwinkels des Einsatzes wird zu einer Zunahme der ”vertikalen” Ausdehnung der Fläche mit zunehmenden Auftreffwinkel führen (vergl. 3 des Dokuments US 5333972 ), was eine negative Auswirkung auf die Spanentwicklung und -ableitung haben kann.
Im Dokument WO 96/35536 ist ein doppelseitiger Wendeschneideinsatz beschrieben, der, wenn er in einem Planfräser montiert ist, einen positiven axialen Spanwinkel hat, auch wenn der erforderliche Freiraum zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück bereitgestellt wird. Dieser Schneideinsatz weist zwei Umfangskanten für einen rechtsdrehenden Planfräser und zwei Umfangskanten für einen linksdrehenden Planfräser auf. In einer Seitenansicht betrachtet (vgl. 9) hat der Schneideinsatz eine allgemein romboidförmige Konfiguration. Die Hauptschneidkanten 10 jeder Endfläche erstrecken sich parallel zueinander (vgl. auch 7 und 8) und zu einem mittig angeordneten hervorstehenden Widerlager- oder Stützelement 12. Der Schneideinsatz wird in einer Einsatztasche gehalten, wobei das Widerlagerelement einer nicht-wirksamen Endfläche und eine benachbarte nicht-wirksame Freifläche an entsprechenden Stützflächen der Einsatztasche anliegen. Das Widerlagerelement der nicht-wirksamen Endfläche und die benachbarte nicht-wirksame Freifläche vereinigen sich an einer spitzwinkligen Montageecke. Um den Axialspanwinkel der wirksamen Schneidkante zu ändern, muss entweder die Einsatztasche gedreht werden, oder es muss ein Schneideinsatz mit einer Montageecke mit einem anderen Montagewinkel verwendet werden. In jedem Fall muss ein anderes Fräswerkzeug verwendet werden. Außerdem sind der Axialspanwinkel und der Freiwinkel voneinander abhängig, so dass jede Änderung des Axialspanwinkels zu einer entsprechenden Änderung des Freiwinkels führt, was nicht immer wünschenswert ist.
Im Dokument US 5853267 ist ein einseitiger Wendeschneideinsatz mit ”umgekehrten Freiflächen” (”reversed relief”) beschrieben, der Seitenflächen mit benachbart zu den Schneidkanten angeordneten oberen Hauptfreiflächen aufweist, die bezüglich der Einsatzbasis unter einem spitzen Innenwinkel geneigt sind, d. h. eine bezüglich positiven Einsätzen umgekehrte Konfiguration hat. Schneideinsätze mit Seitenflächen, die bezüglich der Einsatzbasis unter einem stumpfen Innenwinkel geneigt sind, sind als ”positive” Einsätze bekannt. Schneideinsätze mit Seitenflächen, die sich unter rechten Winkeln zur Einsatzbasis erstrecken, sind als ”negative” oder ”neutrale” Einsätze bekannt. Ein Hauptvorteil negativer Einsätze ist, dass sie doppelseitig konstruiert werden können und daher im Vergleich zu positiven Einsätzen doppelt so viele Wendeschneidkanten aufweisen können. Auf dem Fachgebiet sind außerdem doppelt positive Einsätze bekannt, die im Vergleich zu positiven Einsätzen ebenfalls doppelt so viele Wendeschneidkanten aufweisen. Die Schneidkanten derartiger Einsätze können jedoch schwächer sein als diejenige von negativen Einsätzen, weil die Schneidkeilwinkel doppelt positiver Einsätze kleiner sind als diejenigen negativer Einsätze.
Schneideinsätze des im Dokument US 5853267 beschriebenen Typs, d. h. einseitige Einsätze mit umgekehrten Freiflächen, sind dahingehend vorteilhaft, dass die Schneidkanten dieser Einsätze im Allgemeinen stärker sind als bei negativen oder positiven Einsätzen. Der im Dokument US 5853267 beschriebene Schneideinsatz ist jedoch ein einseitiger Schneideinsatz mit abgefaster Freifläche. Außerdem öffnet sich die Durchgangsöffnung zum Aufnehmen einer Klemmschraube nach außen zur oberen Spanfläche. Dadurch wird eine minimale Breite (Abstand zwischen den Hauptschneidkanten) des Schneideinsatzes festgelegt. Außerdem ist der im Dokument US 5853267 beschriebene Schneideinsatz ”radial” ausgerichtet, wenn er in einem Fräswerkzeug eingesetzt ist. In derartigen Schneideinsätzen definiert der Abstand zwischen den Schneidkanten und der Basis des Schneideinsatzes eine minimale Abmessung des Schneideinsatzes. Während eines Schneidvorgangs sind die Schneidkräfte im Allgemeinen entlang der Nebenabmessung ausgerichtet. Andererseits sind tangentiale Schneideinsätze, die auch als On-Edge- oder Lay-Down-Schneideinsätze bekannt sind, in einem Einsatzhalter derart ausgerichtet, dass während eines Schneidvorgangs bezüglich eines Werkstücks die Schneidkräfte entlang einer Hauptabmessung (dickeren Abmessung) des Schneideinsatzes ausgerichtet sind. Ein Vorteil einer derartigen Anordnung ist, dass der Schneideinsatz größeren Schneidkräften widerstehen kann als wenn er so ausgerichtet ist, dass die Schneidkräfte entlang der Nebenabmessung (dünneren Abmessung) des Schneideinsatzes ausgerichtet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise doppelseitige Schneideinsätze mit umgekehrter Freifläche (”reversed relief”).
Obwohl denkbar ist, doppelseitige Einsätze mit umgekehrter Freifläche durch Schleifen einer zu den Schneidkanten an beiden Enden eines negativen Einsatzes benachbarten Hauptfreifläche zu erhalten, bedeutet Schleifen jedoch einen zusätzlichen Fertigungsschritt, der die Fertigungszeit und -kosten der Schneideinsätze erhöht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten doppelseitigen Schneideinsatz und ein verbessertes Fräswerkzeug bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Inhalt der entsprechenden Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird ein doppelseitiger tangentialer Schneideinsatz mit umgekehrter Freifläche bereitgestellt, der vorzugsweise in seine Endform gepresst oder gegossen wird und eine Durchgangsöffnung zum Aufnehmen einer Klemmschraube aufweist, die sich nicht durch die Spanflächen erstreckt. Weil doppelseitige Einsätze keine der Spanfläche gegenüberliegende Basis aufweisen, wird der Winkel der Hauptfreifläche bezüglich einer Mittelebene des Schneideinsatzes gemessen.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein doppelseitiger Schneideinsatz zur Verwendung in einem Fräswerkzeug bereitgestellt, mit:
zwei identischen, gegenüberliegenden Endflächen und einer sich dazwischen erstreckenden Seitenumfangsfläche, wobei die Seitenumfangsfläche zwei gegenüberliegende, identische Hauptseitenflächen mit einer sich dazwischen erstreckenden Durchgangsöffnung aufweist, die sich nach außen in die Hauptseitenflächen öffnet;
vier voneinander beabstandeten Hauptschneidkanten, wobei jede Schneidkante an einem Schnitt zwischen einer bzw. jeder der Hauptseitenflächen und einer bzw. jeder der entsprechenden Endflächen ausgebildet ist; und
einer Hauptfreifläche, benachbart jeder der Hauptschneidkanten, wobei
in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen erstreckt, eine Linie, die sich tangential zu jeder Hauptfreifläche von der der Hauptfreifläche benachbarten Hauptschneidkante erstreckt, unter einem spitzen Innenwinkel zu einer Mittelebene des Schneideinsatzes geneigt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen erstreckt, der Querschnitt jeder Hauptfreifläche eine gerade Linie.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen erstreckt, der Querschnitt jeder Hauptfreifläche eine konvexe Kurve.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann jede Endfläche benachbart zu jeder Hauptschneidkante eine Spanfläche aufweisen, wobei die Spanfläche sich von den Hauptschneidkanten allgemein im Schneideinsatz nach innen gerichtet zu einer inneren Endfläche erstreckt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen erstreckt, der Querschnitt jeder Spanfläche eine gerade Linie.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen erstreckt, der Querschnitt jeder Spanfläche eine konkave Kurve.
Im Allgemeinen kann die umlaufende Seitenfläche ferner zwei gegenüberliegende, identische Nebenseitenflächen aufweisen, wobei an dem Schnitt jeder Nebenseitenfläche mit einer entsprechenden Endfläche eine Nebenschneidkante gebildet wird.
Ferner können die Hauptseitenflächen allgemein parallelogrammförmig ausgebildet sein.
Gegebenenfalls ist die innere Endfläche jeder Endfläche flach und sind die inneren Endflächen jeder Endfläche parallel zueinander ausgerichtet.
Erfindungsgemäß weist jede Endfläche vier Ecken auf, zwei diagonal gegenüberliegende abgesenkte Ecken und zwei diagonal gegenüberliegende erhöhte Ecken, wobei die abgesenkten Ecken näher an der Mittelebene liegen als die erhöhten Ecken.
Außerdem wird erfindungsgemäß ein Fräswerkzeug bereitgestellt, das vorzugsweise aufweist:
mindestens einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz; und
einen Fräswerkzeugkörper mit mindestens einer Einsatztasche, in der mindestens ein Schneideinsatz aufgenommen ist, wobei die mindestens eine Einsatztasche eine Seitenwand und eine hintere Wand aufweist, die benachbart zueinander angeordnet sind und sich allgemein quer zu einer Basis erstrecken, wobei die Basis ein Gewindeloch zum Aufnehmen einer Klemmschraube zum Sichern des Schneideinsatzes in der Einsatztasche aufweist, wobei die Seitenwand eine Axialpositionierungsfläche aufweist, die an einer vorgegebenen Nebenseitenfläche des mindestens einen Schneideinsatzes anliegt, und wobei die hintere Seitenwand zwei hervorstehende Tangentialpositionierungsflächen aufweist, die auf beiden Seiten eines mittigen vertieften Bereichs der hinteren Wand angeordnet sind und an einer vorgegebenen inneren Endfläche des mindestens einen Schneideinsatzes anliegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend zum besseren Verständnis anhand von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes;
2 eine erste Seitenansicht des Schneideinsatzes von 1;
3 eine Endansicht des in 1 dargestellten Schneideinsatzes;
4 eine zweite Seitenansicht des in 1 dargestellten Schneideinsatzes;
5A eine Teil-Querschnittansicht des in 1 dargestellten Schneideinsatzes entlang der Linie VA-VA in 3;
5B eine Teil-Querschnittansicht des in 1 dargestellten Schneideinsatzes entlang der Linie VB-VB in 3;
5C eine Teil-Querschnittansicht des in 1 dargestellten Schneideinsatzes entlang der Linie VC-VC in 3;
6 eine ähnliche Querschnittansicht wie in den 5A bis 5C, jedoch mit gekrümmten Hauptfreiflächen;
7 eine ähnliche Querschnittansicht wie in den 5A bis 5C, jedoch mit gekrümmten Spanflächen;
8 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs; und
9 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Fräswerkzeugkörpers des erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs, wobei ein Schneideinsatz von einer Einsatztasche entfernt ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Nachstehend wird zunächst auf die 1 bis 7 Bezug genommen, die einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz 10 zeigen. Der Schneideinsatz 10 ist wendbar und vorzugsweise durch Formpressen oder Spritzgießen und Sintern von Karbidpulvern hergestellt. Der Schneideinsatz 10 weist zwei identische, gegenüberliegende Endflächen 12 auf, die, betrachtet in einer Endansicht des Schneideinsatzes 10, eine allgemein rechteckige Form haben. Jede Endfläche 12 hat eine 180°-Rotationssymmetrie um eine sich durch die beiden Endflächen 12 erstreckende erste Achse A1.
Eine umlaufende Seitenfläche 14 erstreckt sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Endflächen 12 und weist zwei gegenüberliegende, identische Nebenseitenflächen 16, zwei gegenüberliegende, identische Hauptseitenflächen 18, die allgemein parallelogrammförmig ausgebildet sind, und Randseitenflächen 20 auf, die zwischen benachbarten Neben- und Hauptseitenflächen 16, 18 angeordnet sind. Die beiden identischen, gegenüberliegenden Hauptseitenflächen 18 haben jeweils eine 180°-Rotationssymmetrie um eine zweite Achse A2, die sich senkrecht zur ersten Achse A1 und durch die gegenüberliegenden Hauptseitenflächen 18 erstreckt. Ähnlicherweise haben die zwei identischen, gegenüberliegenden Nebenseitenflächen 16 jeweils eine 180°-Rotationssymmetrie um eine dritte Achse A3, die sich durch die gegenüberliegenden Nebenseitenflächen 16 erstreckt. Die dritte Achse A3 erstreckt sich senkrecht zur ersten Achse A1 und zur zweiten Achse A2. Eine Nebenebene 21 des Schneideinsatzes 10 ist durch die erste Achse A1 und die zweite Achse A2 definiert, und eine Mittelebene M des Schneideinsatzes 10 ist durch die zweite Achse A2 und die dritte Achse A3 definiert. Der Schneideinsatz 10 weist eine Durchgangsöffnung 22 auf, die sich zwischen den Hauptseitenflächen 18 erstreckt und nach außen in diese öffnet. Die Öffnung weist eine Öffnungsachse B auf, die mit der zweiten Achse A2 übereinstimmt. Die Durchgangsöffnung 22 dient zum Aufnehmen einer Klemmschraube 24 zum Sichern des Schneideinsatzes 10 an einem Fräswerkzeug 26, wie nachstehend unter Bezug auf die 8 und 9 beschrieben wird.
Jede Endfläche 12 hat vier Ecken, zwei diagonal gegenüberliegende erhöhte Ecken 28 und zwei diagonal gegenüberliegende abgesenkte Ecken 30. Die erhöhten Ecken 28 jeder Endfläche 12 liegen in einer Endflächenebene P. Die Mittelebene M erstreckt sich parallel zu und liegt in der Mitte zwischen den Endflächenebenen P. Die abgesenkten Ecken 30 liegen näher an der Mittelebene M als die erhöhten Ecken 28. Jede Randseitenfläche 20 erstreckt sich zwischen einer vorgegebenen erhöhten Ecke 30 einer der beiden gegenüberliegenden Endflächen 12 und einer vorgegebenen abgesenkten Ecke 30 der anderen der beiden gegenüberliegenden Endflächen 12.
Eine umlaufende Kante 32 ist an einem Schnitt zwischen jeder Endfläche 12 und der umlaufenden Seitenfläche 14 ausgebildet. Für jede Endfläche 12 weist die umlaufende Kante 32 zwei Hauptschneidkanten 34, die durch den Schnitt zwischen den Hauptseitenflächen 18 und der Endfläche 12 gebildet werden, zwei Nebenschneidkanten 36, die durch den Schnitt zwischen den Nebenseitenflächen 16 und der Endfläche 12 gebildet werden, und vier Eckenkanten 38, zwei erhöhte Eckenkanten 40 und zwei abgesenkte Eckenkanten 42 auf, die durch den Schnitt zwischen der Randseitenfläche 20 und der Endfläche 12 gebildet werden. Die erhöhten Eckenkanten 40 bilden Eckenschneidkanten. Gegebenenfalls können die abgesenkten Eckenkanten 42 ebenfalls Eckenschneidkanten bilden. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform erstreckt sich jede Hauptschneidkante 34 zwischen einer vorgegebenen erhöhten Eckenkante 40 und einer vorgegebenen abgesenkten Eckenkante 42. Ähnlicherweise erstreckt sich jede Nebenschneidkante 36 zwischen einer vorgegebenen erhöhten Eckenkante 40 und einer vorgegebenen abgesenkten Eckenkante 42. Gegebenenfalls sind die Nebenschneidkanten 36 gerade.
Eine Hauptabmessung D1 des Schneideinsatzes 10 ist zwischen den Endflächenebenen P definiert, und eine Nebenabmessung D2 des Schneideinsatzes 10 ist zwischen den Hauptseitenflächen 18 des Schneideinsatzes 10 definiert (vgl. 2). Der erfindungsgemäße Schneideinsatz 10 ist vorzugsweise ein tangentialer Schneideinsatz 10. D. h., die Hauptabmessung D1 ist vorzugsweise größer als die Nebenabmessung D2.
Spanflächen 44 sind in jeder Endfläche benachbart zu den Haupt- und Nebenschneidkanten 34, 36 und den Eckenschneidkanten 40 (42) ausgebildet. Die Spanflächen 44 erstrecken sich von den Haupt- und Nebenschneidkanten 34, 36 und von den Eckenschneidkanten 40 (42) im Schneideinsatz 10 nach innen gerichtet zu einer inneren Endfläche 46. Gegebenenfalls ist die innere Endfläche 46 jeder Endfläche 12 flach und erstrecken sich die inneren Endflächen 46 jeder Endfläche 12 parallel zueinander. Vorzugsweise haben die inneren Endflächen 46 in einer Endansicht des Schneideinsatzes 10 betrachtet die Form eines verzerrten Parallelogramms (vergl. 3). Während eines Metallzerspanungsvorgangs fließen von einem Werkstück abgehobene Späne von dem Teil der Schneidkante, der mit dem Werkstück in Kontakt steht, entlang der Spanfläche 44 zur inneren Endfläche 46 hin und fließen im Allgemeinen weiter entlang mindestens eines Teils der inneren Endfläche 46. Daher bilden die Spanfläche 44 und die innere Endfläche 46 eine Spanleitfläche 48 des Schneideinsatzes 10. Die Tatsache, dass die Durchgangsöffnung 22 sich zwischen den Hauptseitenflächen 18 und nicht zwischen den Einsatzendflächen erstreckt, wie dies in vielen Typen doppelseitiger Einsätze der Fall ist, ist dahingehend vorteilhaft, dass die Spanleitfläche vollständig unabhängig von der Durchgangsöffnung 22 ist. Daher kann die Nebenabmessung D2 des Schneideinsatzes 10 so konstruiert werden, dass sie wesentlich kleiner ist als dies in nicht-tangentialen Schneideinsätzen realisierbar ist, bei denen die Durchgangsöffnung 22 sich zwischen den Spanleitflächen erstreckt und nach außen in diese öffnet, wodurch das Maß, auf das die Nebenabmessung D2 vermindert werden kann, begrenzt ist. Daher kann der erfindungsgemäße Schneideinsatz 10 vorteilhaft in Fräswerkzeugen mit kleineren Durchmessern verwendet werden als dies bei nicht-tangentialen Schneideinsätzen möglich ist.
Jede Hauptseitenfläche 18 weist benachbart zu jeder Hauptschneidkante 34 eine Hauptfreifläche 50 auf, die sich von der Hauptschneidkante 34 zur Mittelebene M hin erstreckt. In jedem Querschnitt des Schneideinsatzes 10 in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen 18 erstreckt (oder entsprechend in einer Ebene, die sich parallel zur Nebenebene 21 des Schneideinsatzes 10 erstreckt), ist eine Linie L (LA, LB, LC), die sich tangential zur Hauptfreifläche 50 an der Hauptschneidkante 34 erstreckt, bezüglich der Mittelebene M des Schneideinsatzes 10 unter einem spitzen Innenwinkel α (αA, αB, αC) geneigt. Der Innenwinkel α kann konstant sein oder sich entlang der Hauptschneidkante 34 kontinuierlich ändern. Die Änderung des Innenwinkels α kann gemäß einer beliebigen gewünschten Definition erfolgen, z. B. kann er sich entlang der Hauptschneidkante 34 derart ändern, dass eine spiralförmig verdrehte Hauptfreifläche 50 definiert wird. Die Querschnitte der Hauptfreiflächen 50 können geradlinig sein, wie in den 5A bis 5C dargestellt ist, oder sie können konvex gekrümmt sein, wie in 6 dargestellt ist. Die Querschnitte der Spanflächen 44 können geradlinig sein, wie in den 5A bis 5C dargestellt ist, oder sie können konkav gekrümmt sein, wie in 7 dargestellt ist.
In den 5A bis 5C schneidet der Querschnitt des Schneideinsatzes 10 in einer sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen 18 erstreckenden Ebene jede Hauptfreifläche 50 in einer geraden Linie. Infolgedessen stimmen die Linien L (LA, LB, LC), die sich tangential zu den Hauptfreiflächen 50 an den Hauptschneidkanten 34 erstrecken, mit den geraden Linien überein, die durch den Schnitt zwischen der Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen 18 erstreckt, mit den Hauptfreiflächen 50 gebildet werden. Wenn die Hauptfreiflächen 50 konvex gekrümmt sind, wie in 6 dargestellt ist, wird der Innenwinkel α zwischen einer sich tangential zur Hauptfreifläche 50 an der Hauptschneidkante 34 erstreckenden Linie gemessen.
Nachstehend wird auf 8 Bezug genommen, die ein Fräswerkzeug 26 mit einer Drehachse R darstellt, das einen Fräswerkzeugkörper 54 mit mehreren Einsatztaschen 56 aufweist. In jeder Einsatztasche 56 ist ein erfindungsgemäßer Schneideinsatz 10 durch eine Klemmschraube 24 festgeklemmt. Die Einsatztasche 56 weist eine Seitenwand und eine hintere Wand 58, 60 auf, die einander benachbart sind und sich allgemein quer zu einer Basis 62 erstrecken. Die Seitenwand 58 weist eine Axialpositionierungsfläche 64 auf, und die hintere Wand 60 weist zwei hervorstehende Tangentialpositionierungsflächen 66 auf, die an jeder Seite eines mittigen vertieften Bereichs 68 der hinteren Wand 60 angeordnet sind. Die Basis 62 der Einsatztasche 56 weist ein Gewindeloch 70 zum Aufnehmen der Klemmschraube 24 auf, um den Schneideinsatz 10 in der Einsatztasche 56 zu sichern. Wenn der Schneideinsatz 10 in der Einsatztasche 56 gesichert wird, wird eine vorgegebene Hauptseitenfläche 18 an der Basis 62 der Einsatztasche 56 anliegen, werden die zwei Tangentialpositionierungsflächen 66 an einer vorgegebenen inneren Endfläche 46 anliegen und wird die Axialpositionierungsfläche 64 an einer vorgegebenen Nebenseitenfläche 16 des Schneideinsatzes 10 anliegen.
Der Schneideinsatz 10 ist erfindungsgemäß vorzugsweise aus Karbidpulvern hergestellt und wird in seine Endform gepresst oder spritzgegossen und dann gesintert. Die Hauptseitenflächen 18 des Schneideinsatzes 10 können geschliffen werden, um die Positionierungsgenauigkeit des Schneideinsatzes 10 in einer Einsatztasche 56 zu erhöhen. Ähnlicherweise können die Nebenseitenflächen 16 geschliffen werden, um die Positionierungsgenauigkeit des Schneideinsatzes 10 in der Einsatztasche 56 zu erhöhen. Die Hauptfreiflächen 50 werden jedoch nicht notwendigerweise geschliffen.
Obwohl die vorliegende Erfindung in einem gewissen Maß unter Bezug auf spezifische Konfigurationen dargestellt worden ist, ist klar, dass innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung verschiedenartige Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 97/17157 [0002]
US 5333972 [0003, 0003]
WO 96/35536 [0004]
US 5853267 [0005, 0006, 0006, 0006]

Claims

Doppelseitiger Schneideinsatz (10) zur Verwendung in einem Fräswerkzeug, mit: zwei identischen, gegenüberliegenden Endflächen (12) und einer sich dazwischen erstreckenden Seitenumfangsfläche (14), wobei die Seitenumfangsfläche (14) zwei gegenüberliegende, identische Hauptseitenflächen (18) aufweist; vier beabstandeten Hauptschneidkanten (34), wobei jede Hauptschneidkante (34) am Schnitt zwischen einer Hauptseitenfläche (18) und einer entsprechenden Endfläche (12) ausgebildet ist; und einer Hauptfreifläche (50), benachbart jeder Hauptschneidkante (34), wobei in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes (10) in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen (18) erstreckt, eine Linie (LA, LB, LC), die sich tangential zu jeder Hauptfreifläche (50) und von der zu jeder Hauptfreifläche (50) benachbarten Hauptschneidkante (34) erstreckt, unter einem spitzen Innenwinkel (α, αA, αB, αC) zu einer Mittelebene (M) des Schneideinsatzes (10) hin geneigt ist.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 1, wobei in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes (10) in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen (18) erstreckt, der Querschnitt jeder Hauptfreifläche (50) eine gerade Linie ist.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 1, wobei in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes (10) in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen (18) erstreckt, der Querschnitt jeder Hauptfreifläche (50) eine konvexe Kurve ist.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 1, wobei jede Endfläche (12) eine Spanfläche (44) benachbart zu jeder Hauptschneidkante (34) aufweist, wobei die Spanfläche (44) sich von den Hauptschneidkanten (34) allgemein im Schneideinsatz (10) nach innen gerichtet zu einer inneren Endfläche (46) erstreckt.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 4, wobei in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes (10) in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen (18) erstreckt, der Querschnitt jeder Spanfläche (44) eine gerade Linie ist.
Schneideinsatz nach Anspruch 4, wobei in jedem Querschnitt des Schneideinsatzes (10) in einer Ebene, die sich allgemein senkrecht zu den Hauptseitenflächen (18) erstreckt, der Querschnitt jeder Spanfläche (44) eine konkave Kurve ist.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 1, wobei die umlaufende Seitenfläche (16) ferner zwei gegenüberliegende, identische Nebenseitenflächen (16) aufweist, wobei eine Nebenschneidkante (36) am Schnitt zwischen jeder Nebenseitenfläche (16) und einer entsprechenden jeder Endfläche (12) gebildet wird.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 1, wobei die Hauptseitenflächen (18) allgemein parallelogrammförmig ausgebildet sind.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 4, wobei die innere Endfläche (46) jeder Endfläche (12) flach ist und die inneren Endflächen (46) jeder Endfläche (12) parallel zueinander ausgerichtet sind.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 4, wobei jede Endfläche (12) vier Ecken (28, 30) aufweist, zwei diagonal gegenüberliegende abgesenkte Ecken (30) und zwei diagonal gegenüberliegende erhöhte Ecken (28), wobei die abgesenkten Ecken (30) näher an der Mittelebene (M) liegen als die erhöhten Ecken (28).
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 10, wobei jede Endfläche (12) zwei erhöhte Eckenkanten (40) und zwei abgesenkte Eckenkanten (44) aufweist, die durch den Schnitt zwischen Eckenseitenflächen (20) und einer entsprechenden Endfläche (12) gebildet werden, wobei die erhöhten Eckenkanten (40) Eckenschneidkanten sind.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 11, wobei die abgesenkten Eckenkanten (42) Eckenschneidkanten sind.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 11, wobei jede Hauptschneidkante (34) sich zwischen einer vorgegebenen erhöhten Eckenkante (40) und einer vorgegebenen abgesenkten Eckenkante (42) erstreckt.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 11, wobei jede Nebenschneidkante (36) sich zwischen einer vorgegebenen erhöhten Eckenkante (40) und einer vorgegebenen abgesenkten Eckenkante (42) erstreckt.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 14, wobei die Nebenschneidkanten (36) gerade sind.
Schneideinsatz (10) nach Anspruch 1, wobei sich eine Durchgangsöffnung (22) zwischen den Hauptseitenflächen (16) erstreckt und nach außen zu diesen öffnet.
Fräswerkzeug (52) mit: mindestens einem Schneideinsatz (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16; und einem Fräswerkzeugkörper (54) mit mindestens einer Einsatztasche (56), in der mindestens ein Schneideinsatz (10) gehalten wird, wobei die mindestens eine Einsatztasche (56) eine Seitenwand und eine hintere Wand (58, 60) aufweist, die einander benachbart sind und sich allgemein quer zu einer Basis (62) erstrecken, wobei die Basis (62) ein Gewindeloch (70) zum Aufnehmen einer Klemmschraube (24) zum Sichern des Schneideinsatzes (10) in der Einsatztasche (56) aufweist, die Seitenwand (58) eine Axialpositionierungsfläche (64) aufweist, die an einer vorgegebenen Nebenseitenfläche (16) des mindestens einen Schneideinsatzes (10) anliegt, und die hintere Wand (60) zwei hervorstehende Tangentialpositionierungsflächen (66) aufweist, die an jeder Seite eines mittigen vertieften Bereichs (68) der hinteren Wand (60) angeordnet sind und an einer vorgegebenen inneren Endfläche (46) des mindestens einen Schneideinsatzes (10) anliegen.