DE2166991B2 - Schneideinsatz und zugehoeriger halter - Google Patents
Schneideinsatz und zugehoeriger halterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft zunächst einen zur Spannung in einer Ausnehmung eines Halters bestimmter Schneideinsatz
in Form etwa eines Prismas, dessen Mantelflächen die Spanfläche, die Freifläche, die Hauptschnittdruck-Abstützfläche
und die Rückdruck-Abstützfläche für die in Schneidstellung befindliche Hauptschneide
bilden, mit zwei sich etwa in Prismenachsrichtung erstreckenden Ausnehmungen im Bereich zwischen
Spanfläche und Rückdruck-Abstützfläche zum Angriff eines die der Hauptschnittdruck-Abstützfläche zugewandten
Seitenflächen der Ausnehmungen flächig beaufschlagenden Befestigungselements, wobei die zur
beaufschlagenden Seitenflächen der Ausnehmungen nach Art der Flächen eines Satteldachs in einem Winkel
zueinander stehen (DT-GM 69 34 889).
Bei einem Schneideinsatz der eingangs genannten Art nehmen die beiden Ausnehmungen die gesamte Breite s
des Schneideinsatzes ein und gehen ineinander über derart, daß die beiden Ausnehmungen einen sich über
die gesamte Breite des Schneideinsatzes erstreckenden Absatz zwischen Spanfläche und Rückdruck-Abstützfläche
bilden. Dies bedeutet zunächst eine Schwächung der Formstabilität des Schneideinsatzes. Darüber hinaus
verläuft die Stoßkante zwischen den beiden der Hauptschnittdruck-Abstützfläche zugewandten Seitenflächen
der Ausnehmungen etwa parallel zur Hauptschnittdruck-Abstützfläche.
Dies bedeutet, daß bei ziehendem Schnitt der Schneideinsatz lediglich kraftschlüssig
durch das Befestigungselement gehalten werden kann.
Es ist weiterhin ein dem eingangs genannten Schneideinsatz ähnlicher Schneideinsatz bekannt, dessen
Rückdruck-Abstützfläche eine sich über die gesamte Schneideinsatzlänge erstreckende, an beiden Enden
offene, nutartige Ausnehmung zum flächenförmig anliegenden Eingriff eines sich ebenfalls über die
gesamte Schneideinsatzlänge erstreckenden, pratzenartigen Befestigungsmittel·, auf. Die Begrenzungsflächen
der nutartigen Ausnehmung verlaufen dabei parallel zur Hauptschneide. Bei diesem Schneideinsatz reicht der
Boden der nutartigen Ausnehmung ebenfalls bis in den Mittelbereich zwischen Spanfläche und Hauptschnittdruck-Abstützfläche.
Dies und die Eigenschaft, daß sich die Ausnehmung ebenfalls über die gesamte Länge des
Schneideinsatzes erstreckt, bedeutet wiederum eine beachtliche Schwächung der Eigenfestigkeit des
Schneideinsatzes (DT-AS 12 93 525).
Bei einem weiterhin bekannten Schneideinsatz, bei welchem eine nutartige Ausnehmung zum Eingriff eines
Befestigungsmittels ebenfalls in die Rückdruck-Abstützfläche eingebracht ist, ist diese nutartige Ausnehmung
an ihrem einen, einer Abstützfläche der Halterausnehmung zugewandten Ende offen. Dies stört bei einem
Schneideinsatz für normale Beanspruchung nicht wesentlich, könnte jedoch bei hoher Beanspruchung,
z.B. einer Schwerzerspanung, problematisch werden (CH-PS4 88 513).
Weiterhin ist es bekannt, aus der Hauptschnittdruck-Abstützfläche eines Schneideinsatzes nach unten eine
sich über die gesamte Schneideinsatzlänge erstreckende Rippe vorstehen zu lassen, deren eine Flanke von einem
Befestigungsmittel beaufschlagt wird, durch das der Schneideinsatz in eine Halterausnehmung hineingezogen
wird. Diese vorstehende Rippe bedeutet zunächst einen erhöhten Werkstoffaufwand, was bei den hohen
Werkstoffkosten für Hartmetall nachteilig ins Gewicht fällt. Darüber hinaus wird der Angriff eines Befestigungsmittels
im Bereich der Hauptschnittdruck-Abstützfläche allgemein als nachteilig empfunden. Um die
Rippe aus dem unterhalb der Hauptschneide liegenden, besonders stark beanspruchten Teil der Hauptschnittdruck-Abstützfläche
des Schneideinsatzes herauszunehmen, weist darüber hinaus der Schneideinsatz eine
besonders große Tiefe etwa rechtwinklig zur Hauptschneide auf derart, daß hierdurch ebenfalls ein erhöhter
Werkstoffaufwand erforderlich wird (US-PS 23 95 570).
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schneideinsatz der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß er — eingespannt in einen Halter — trotz geringen Werkstoffvolumens besonders
hohen Beanspruchungen standhält und insbesondere in einem Einstechwerkzeug ohne seitliche Anlage am
Halter verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Besonders günstig macht
sich die durch die Erfindung bewirkte, äußerlich geschlossene Form des Schneideinsatzes bemerkbar,
wodurch eine erhöhte Schwingungsfreiheit gewährleistet wird. Die nutartigen Ausnehmungen zum Angriff
des Befestigungsmittels greifen in dem spannungsmäßig am wenigstens beanspruchten Bereich des Schneideinsatzes
an und können ohne Einbuße an Spannungssicherheit klein dimensioniert sein. Außerdem liegt eine
sehr gute Halterung des Schneideinsatzes innerhalb der Halterausnehmung auch gegenüber ziehendem Schnitt
vor.
Der Schneideinsatz nach der Erfindung besieht aus einem harten Schneidwerkstoff, z.B. Hartmetall, Titancarbid
oder Oxydkeramik. Die erfindungsgemäße Gestaltung sorgt dabei für eine optimale Ausnutzung
des Schneidwerkstoffes durch die Ermöglichung eines mehrfachen Nachschleifens bis fast zum Durchbruch der
Nuten an der bzw. den Freiflächen der Schneide bzw. der Schneiden. Damit wird ein kleinstmögliches
Restvolumen des Schneidwerkstoffes nach dem endgültigen Verschleiß der Schneiden gewährleistet.
Durch das Kennzeichen des Patentanspruches 2 wird bewirkt, daß durch die Neigung der Mittellängsebene
einer Ausnehmung diese nicht zu sehr über den am geringsten beanspruchten Bereich eines Schneideinsatzes
sich hinaus erstreckt.
Weitere Erfindungsmerkmale sowie insbesondere die Ausgestaltung des Halters zur Spannung des Schneideinsatzes
nach der Erfindung betreffende Merkmale werden anhand von Ausführungsbeispielen in den
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes,
F i g. 2 und 3 Schnitte durch Schneideinsätze im Bereich der Ausnehmungen, aus denen deren Querschnittsform
ersichtlich ist,
F i g. 4 eine Draufsicht auf die Spanablauf-Oberfläche eines Halters gemäß der Erfindung mit einem
gespannten Schneideinsatz gemäß F i g. 1,
F i g. 5 die perspektivische Darstellung eines Schnittes durch eine modifizierte Ausführungsform eines
Halters analog der Linie V-V in F i g. 4,
F i g. 6 eine Schnittdarstellung durch eine modifizierte Form der Schneideinsatzbefestigung,
F i g. 7 eine perspektivische Draufsicht auf den Spanbrecher gemäß Pfeil VII in F i g. 6.
Der Schneideinsatz weist im wesentlichen die Form eines Prismas auf, dessen Mantelfläche 1 die Spanfläche,
dessen Mantelfläche 2 die Freifläche der Hauptschneide, dessen Mantelfläche 3 die Hauptschnittdruck-Abstützfläche
und dessen Mantelfläche 4 die Rückdruck-Abstützfläche sind. Zwischen Spanfläche 1 und Rückdruck-Abstützfläche
4 ist eine weitere, in einem jeweils stumpfen Winkel 5 bzw. 6 in die benachbarten
Mantelflächen 1, 4 einmündende Mantelfläche 7 angeordnet. Die weitere Mantelfläche 7 ist mit
Ausnehmungen 27, 28 zum Angriff von in einem Halter 10 verankerbaren Befestigungsmitteln versehen.
Die Ausnehmungen 27, 28 sind etwa lotrecht zur Oberfläche der weiteren Mantelfläche 7 ausgerichtet.
Die Ausnehmungen 27, 28 sind im wesentlichen in Prismenlängsrichtung verlaufende Nuten. Der Nutgrund
11 ist halbzylindrisch ausgebildet, so wie dies
beispielsweise bei Nuten für Scheibenfedern bekannt ist. Die Seitenflächen 12,13 einer jeden Nut können parallel
zueinander verlaufen (F i g. 2). In gleicher Weise ist es jedoch möglich, daß die Seitenflächen 14,15 einen sich
zum Nutgrund 16 hin schließenden spitzen Winkel 17 miteinander bilden (F i g. 3).
Die den Winkel 23 zwischen Freifläche 2 der Hauptschneide 22 und der Hauptschnittdruck-Abstützfläche
3 halbierende Ebene ist mit 2i bezeichnet. Der Winkel 24 zwischen der Ebene 21 und der Hauptschnittdruck-Abstützfläche
3 beträgt also die Hälfte des Winkels 23.
Bei dem Schneideinsatz verlaufen die Längsachsen 25, 26 der Ausnehmungen 27, 28 windschief zur
jeweiligen Prismenlängsachse (nicht gezeigt), die parallel zur jeweiligen Hauptschneide 22 liegt. Dabei ist
der Winkel zwischen Nutlängsachse 25 bzw. 26 der Ausnehmungen 27, 28 und der Prismenlängsachse
kleiner als 45°. Die Längsachsen 25,26 der Nuten 27,28
stehen in einem stumpfen Winkel 31 zueinander.
Der Winkel 23 zwischen Freifläche der Hauptschneide 2 und Hauptschnittdruck-Abstützfläche 3 ist
insbesondere ein rechter Winkel. Beim Schneideinsatz gemäß F i g. 5 kann die Hauptschnittdruck-Abstützfläche
3 lotrecht zur Prismenlängsachse gemessen breiter als die Freifläche 2 der Hauptschneide 22 sein.
Die in die Ausnehmungen 27, 28 eingreifenden Befestigungselemente sind von am Halter 10 im
wesentlichen in ihrer Längsrichtung verspannbaren Spannbolzen 35 seitlich abstehende Vorsprünge 36. Die
Vorsprünge stehen etwa lotrecht zur Spannbolzenlängsachse 37, 42 seitlich von den Spannbolzen 35 ab.
Die Vorsprünge 36 sind durch paßfederähnliche Scheiben gebildet (F i g. 5 und 6). Je nach der Lage der
jeweiligen Ausnehmungen 8, 9 bzw. 18, 19 am Schneideinsatz verläuft die Längsmittelebene einer
Scheibe etwa lotrecht oder geneigt zur jeweiligen Spannbolzenlängsachse 37, 42. Die Vorsprünge 36
ragen mit losem Formschluß in die Ausnehmungen 27, 28 hinein. Die Vorsprünge können auch anstelle der aus
F i g. 6 ersichtlichen planparallelen Ausbildung zu ihrem freien Ende hin leicht keilförmig zusammenlaufen, wie
dies durch die Nutform gemäß F i g. 3 vorgegeben ist.
Der Spannbolzen 35 ist im Bereich seines Umfanges mit einer bezüglich des Kerbenverlaufes etwa lotrecht
zur Spannbolzenlängsachse 37 ausgerichteten Kerbung 38 versehen, während die in Spannrichtung hintere
Kerbfläche 39 von einer in den Halter 10 eingeschraubten
Spannschraube 40 beaufschlagt ist. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist der Spannbolzcn 41
von einem zur Spannbolzenachse 42 etwa koaxial eingeschraubten Schraubbolzen 43 durchsetzt, dessen
halterseitiges Ende 44 mit einem Gewinde 45 gegenüber dem Halter 10 befestigt ist. Das Gewinde 45 weist eine
gegenüber dem schraubbolzenseitigen Gewinde 46 abweichende Steigung auf. Auf diese Weise hat der
Schraubbolzen 43 die Wirkung einer Zugankerschraube oder Differentialschraube.
Bei den Ausführungsformen der Befestigungen gemäß Fig.5 und 6 für die Schneideinsätze sind die
Spannbolzen 35, 41 und die Spannschraube 40 bzw. Schraubbolzen 43 in einem am Halter 10 in Zustellrichtung
48 nachstellbar befestigten Spannblock 49 gelagert. Die Auflagefläche 50 des Spannblockes 49 und die ihr
gegenüberliegende Auflagefläche 51 des Halters 10 sind
ίο mit einer Riffelung mit etwa lotrecht zur Zustellrichtung
48 verlaufenden Riefen in Sägeverzahnung versehen. Die beiderseitigen Riffelungen von Halter 10 und
Spannblock 49 greifen nach Art einer Verzahnung ineinander. Der Spannblock 49 wird durch die von unten
is in den Halter 10 eingeschraubte Schraube 53 (gestrichelt
dargestellt) gehalten. Die Schraube durchdringt ein innerhalb des Halters 10 angeordnetes, in Zustellrichtung
48 ausgerichtetes Langloch (nicht gezeigt). Das den Schraubbolzen 43 mit seinem halterseitigen Ende
aufnehmende Muttergewinde ist innerhalb einer konischen, in den Spannblock eingesetzten Mutter 54
vorgesehen. Die Mutter 54 ist durch einen in den Spannblock 49 eingesteckten Stift 55 gegen Verdrehung
gesichert.
Der Schneideinsatz liegt mit seiner Rückdruck-Abstützfläche
4 am Spannblock 49 an. Mit seiner Hauptschnittdruck-Abstützfläche 3 liegt der Schneideinsatz
auf einer am Halter 10 mittels mindestens einer Schraube 57 befestigten Auflageplatte 58 auf. Die
Auflageplatte 58 ist etwa halb so hoch wie der Spannblock 49. Zwischen der Auflageplatte 58 und dem
Spannblock 49 ist ein Abstand 59 vorhanden.
Fig.5 stellt ein Einstechdrehwerkzeug dar. Der
Schneideinsatz liegt mit seiner einen Seitenfläche 60 an einer entsprechenden Anlagefläche des Halters 10 an, so
daß er gegenüber sämtlichen drei auf ihn im Betrieb einwirkenden Schnittdruckkomponenten abgestütz ist.
In den Kopf des Spannbolzens 35 ist ein Spanbrecher 63 einsetzbar. Der Kopf des Spannbolzens ist mit einer
konischen Bohrung 64 zur Aufnahme eines mit dem Spanbrecher verbundenen konischen Zapfens 65 versehen.
Die Achse der konischen Bohrung 64 fällt mit der Längsachse 37 des Spannbolzens 35 zusammen.
Der Spanbrecher 63 weist einen pilzartigen Kopf 66 auf. Der Kopf 66 des Spanbrechers ist mit einem
bugartigen Grat 67 versehen, dessen Längsrichtung etwa der Spanablaufrichtung 68 entspricht. Der Grat 67
steigt in Spanablaufrichtung 68 nach oben an. Der Spanbrecher bzw. Spanformer ist vorzugsweise aus
Hartmetall einer zähen Qualität gefertigt. Um eine Vorstellung über mögliche Größenordnungen zu geben,
seien folgende Maße eines praktischen Ausführungsbeispiclcs
genannt: Der Querschnitt des Halters beträgt 80 χ 90 mm. Der Schneideinsatz weist eine Länge vor
85 mm und eine Qucrschnittsflächc von etwa 25 χ 35 mm auf.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (21)
1. Zur Spannung in einer Ausnehmimg eines Halters bestimmter Schneideinsatz in Form etwa
eines Prismas, dessen Mantelflächen die Spanfläche, die Freifläche, die Hauptschnittdruck-Abstützfläche
und die Rückdruek-Abslützfläche für die in Schneidstellung befindliche Hauptschneide biiden, mit zwei
sich etwa in Prismenachsrichtung erstreckenden Ausnehmungen im Bereich zwischen Spanfläche und
Rückdruck-Abstützfläche zum Angriff eines die der Hauptschnittdruck-Abstützfläche zugewandten Seitenflächen
der Ausnehmungen flächig beaufschlagenden Befestigungselements, wobei die zu beaufschlagenden
Seitenflächen der Ausnehmungen nach Art der Flächen eines Satteldaches in einem Winkel
zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (27, 28) sich über nur einen Teil der Prismenlänge erstreckend und zum
Eingriff von fingerartig ausgestalteten Befestigungselementen seitlich jeweils geschlossen und nutartig
ausgebildet sind und daß die Mittellängsebenen der Ausnehmungen (27, 28) etwa mittig die den Winkel
(23) zwischen Freifläche (2) der Hauptschneide (22) und der Hauptschnittdruck-Abstützfläche (3) halbierende
Ebene (21) unter einem spitzen Winkel schneiden und in Richtung auf die Scheitelkante
zwischen Freifläche (2) und Hauptschnittdruck-Abstützfläche (3) geneigt sind.
2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den
Mittellängsebenen der Ausnehmungen (8,9) und der den Winkel zwischen Freifläche (2) und Hauptschnittdruck-Abstützfläche
(3) halbierenden Ebene (21) kleiner ist als45°.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (12, 13) der
Ausnehmungen (27, 28) parallel zu deren Mittellängsebene verlaufen.
4. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (14,15) einer
Ausnehmung (27, 28) einen sich zum Nutgrund (11)
schließenden spitzen Winkel (17) untereinander und zu ihrer Mittellängsebene bilden.
5. Halter zum Spannen eines Schneideinsatzes nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das in eine Ausnehmung (27, 28) eingreifende fingerartige Befestigungselement in an sich bekannter
Weise ein etwa lotrecht zur Spannbolzenlängsachse (37, 42) seitlich von einem am Halter (10) im
wesentlichen in seiner Längsrichtung verspannbaren Spannbolzen (35,41) abstehender Vorsprung (36) ist.
6. Halter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (36) durch eine paßfederähnliche
Scheibe gebildet ist.
7. Halter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (36) mit losem
Formschluß in die Ausnehmungen (27, 28) hineinra gen.
8. Halter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (41) von einem etwa
koaxial eingeschraubten Schraubbolzen (43) durchsetzt ist, dessen halterseitiges Ende (44) mit einem
Gewinde im Halter (10) gelagert ist, welches eine gegenüber dem schraubbolzenseitigen Gewinde
abweichende Steigung aufweist.
9. Halter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzen (43) eine Zuganker
schraube ist.
10. Halter nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Spannbolzen (35, 41) und
Spannschraube (40) bzw. Schraubbolzen (43) in einem am Halter (10) in Zustellrichtung (48)
nachstellbar befestigten Spannblock (49) gelagert sind.
11. Halter nach Anspruch 10.. dadurch gekennzeichnet,
daß die Auflagefläche (51) des Spannblokkes (49) und die ihr gegenüberliegende Fläche des
Halters (10) mit einer Riffelung mit etwa lotrecht zur Zustellrichtung verlaufenden Riefen in Form einer
Sägeverzahnung mit gegen den Schnittdruck gerichteten Vertikalflanken versehen sind.
12. Halter nach Anspruch 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das den Schraubbolzen (45) aufnehmende Muttergewinde durch eine konische,
in den Spannbolck (49) eingesetzte Mutter (54) gebildet ist.
13. Halter nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz mit seiner
Rückdruck-Abstützfläche (4) am Spannblock (49) anliegt.
14. Halter nach Anspruch 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz mit seiner
Hauptschnittdruck-Abstützfläche (3) auf einer am Hnlte: (10) befestigten Auflageplatte (58) aufliegt.
15. Halter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageplatte (58) etwa halb so
hoch ist wie der Spannblock (49).
16. Halter nach Anspruch 10 bis 15, gekennzeichnet durch einen Abstand (59) zwischen Spannblock
(49) und Auflageplatte (58).
17. Halter nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kopf des Spannbolzens
(35) ein Spanbrecher (63) einsetzbar ist.
18. Halter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des Spannbolzens (35) mit
einer konischen Bohrung (64) zur Aufnahme eines mit dem Spanbrecher (63) verbundenen konischen
Zapfens (65) versehen ist.
19. Halter nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanbrecher (63) einen
pilzartigen Kopf (66) aufweist.
20. Halter nach Anspruch Ί bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kopf (66) des Spanbrechers (63) mit einem bugartigen Grat (67) versehen ist,
dessen Längsrichtung etwa der Spanablaufrichtung (68) entspricht.
21. Halter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Grat (67) in Spanablaufrichtung
(68) ansteigt.
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DE19712166991 DE2166991C3 (de) | 1971-04-10 | 1971-04-10 | Schneideinsatz und zugehöriger Halter |
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DE2166991C3 DE2166991C3 (de) | 1981-06-04 |
Family
ID=5830283
Family Applications (1)
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CH488513A (de) * | 1969-01-13 | 1970-04-15 | Hertel Karl | Spanabhebendes Werkzeug |
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- 1971-04-10 DE DE19712166991 patent/DE2166991C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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