DE2260097A1

DE2260097A1 - Schneidwerkzeug zur spanabhebenden bearbeitung

Info

Publication number: DE2260097A1
Application number: DE2260097A
Authority: DE
Inventors: Erhard Anschuetz; Walter Goetz
Original assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Current assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1972-12-08
Publication date: 1974-06-27
Also published as: BE808353A; IT1001049B; FR2209628A1; US3871092A; FR2209628B3; NL7316767A; JPS4988192A; CH571915A5

Description

OR. RER. NAT. DIPL. CHEM.

HANS UHLMANN

PATENTANWALT

VIERSEN RHLD

GLADBACHER STRASSE 18' FERNRUF 1 50 61

Anmelder:Feldmühle Anlagen- und Produktionsgesellschaft mit beschränkter Haftung
4 Düsseldorf-Oberkassel, Fritz-Vomfelde-Platz

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Anlage zur Eingabe vom 6.12.1972 . ' ^ά * ^W ' ^Q

Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere einen aus Schaft, Spannelement, Aufnahme und Schneidplatte bestehenden Klemmhalter. '

Zur spanabhebeneden Bearbeitung werden in immer größerem Umfang Klemmhalter eingesetzt. Diese Klemmhalter ermöglichen die Verwendung von relativ preisgünstigen Schneidplatten aus hochverschleißfesten Stoffen, wie Hartmetall oder gesinterter Oxidkeramik, wobei die Platten, nachdem sie stumpf geworden sind, weggeworfen werden. Insbesondere bei hohen Zerspanungsgeschwindigkeiten ist die Oxidkeramik in ihren Standzeiten dem Hartmetall überlegen. Unter dem Begriff Oxidkeramik sind im Sinne dieser Anmeldung Hartstoffe zu verstehen, die zum überwiegenden Teil, d.h. zu mehr als 50 % aus hochschmelzenden anorganischen Oxiden bestehen. Dazu gehören insbesondere Sinterkörper, die bis auf Verunreinigungen lediglich aus hochschmelzenden Oxiden bestehen. Hierfür kommen insbesondere Aluminiumoxid und Zirkonoxid in Betracht. Den hochschmelzenden anorganischen Oxiden können aber auch weitere Bestandteile wie Metallcarbide, beispielsweise Titancarbid, beigemengt sein. Für diese Oxidkeramik, insbesondere-für die ausschließlich aus anorganischen Oxiden bestehende Oxidkeramik ergibt sich jedoch nachfolgendes, bisher ungelöstes Problem: Die Befestigung dieser Schneidplatten macht insbesondere bei den Schneidplatten aus Oxidkeramik Schwierigkeiten, da dieser Werkstoff äusserst spröde ist und nicht, wie das bei

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Hartmetallplatten üblich ist, durch Bohrungen geschwächt werden kann. Die von Hartmetallplatten bekannte Zentrierung ist dadurch nicht auf Oxidkeramik-Schneidplatten übertragbar, so daß hier ein anderer Weg beschritten werden muß.

In verschiedenen Fällen wird die Bearbeitung in diesea hohen Temperaturbereichen durch den Einsatz von Oxidkeramikplatten überhaupt erst^öglicht. Andererseits ist es wegen der heute angestrebten hohen Schnittgeschwindigkeiten und den dabei auftretenden hohen Temperaturen erforderlich, daß die Oxidkeramikschneidplatten ebenfalls zentriert werden können und daß ein fester Sitz der Platte gewährleistet ist.

Besonders kritisch ist die Befestigung und Zentrierung einer runden Schneidplatte wenn sie seitliche Drücke aufnehmen soll, d.h. wenn die Platte mit ungefähr ihrem halben vorderen Umfang schneidet, bzw. mit dem Werkstück in Eingriff steht. Das ist dann der Fall, wenn Nuten eingestochen werden oder im gleichen Arbeitsgang zwei sich in geringer Entfernung gegenüberliegende Stirnflächen geplant werden müssen.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, einen Klemmhalter und eine Schneidplattenform zu schaffen, die ein Zentrieren und Spannen einer Schneidplatte aus Oxidkeramik ermöglichen, ohne daß diese Schneidplatte dadurch geschwächt oder bei der Bearbeitung von Stirnflächen verschoben wird.

Erfindungsgemäß gelöst wird dies durch ein Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere durch einen aus Schaft, Spannelement, Aufnahme und Schneidplatte bestehenden Klemmhalter mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß die Oberseite der Schneidplatte als ebene Kreisfläche und die Unterseite als zentrierendes Profil ausgeführt ist, das in eine komplementär gestaltete Aufnahme des Schaftes eingreift. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Profil der Unterseite der Schneidplatte als dreikantige Prisma ausgeführt.

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Statt der bisher üblichen Schwächung der Schneidplatten weist also die erfindungsgemäße Schneidplatte zur Zentrierung eine , Verstärkung auf, die in besonders bevorzugter Ausgestaltung als Prisma ausgebildet ist. Dieses Prisma greift in eine Aufnahme ein, die entweder in den Schaft des Klemmhalters eingearbeitet ist oder als separates Teil - Stützplatte - gefertigt und dann durch Schrauben mit dem Schaft verbunden wurde. Die Ausführung des Klemmhalters mit einer separaten Stützplatte also einem lösbaren Teil ist gegenüber der in den Schaft eingearbeiteten Aufnahme vorteilhafter, weil nicht nur die Bearbeitung dieser Stützplatte während der Herstellung einfacher ist, sondern außerdem die Möglichkeit gegeben ist, diese Stützplatte entsprechend den gewählten Profilen der Schneidplatte zu fertigen und wahlweise auf den gleichen Schaft des Klemmhalters zu montieren. Durch die Austauschbarkeit ist auch eine Weiterverwendung des Schaftes möglich, wenn die Stütztplatte verschlissen ist, da sie gegen eine neue ausgetauscht werden kann.

Durch Anziehen des Spannelementes drückt dieses auf die Schneidplatte und justiert damit durch dieses Anziehen die Schneidplatte in einer Richtung. Wird die Schneidplatte dabei so eingelegt, daß sie während des Pestspannvorganges nicht nur mit der prismatischen Unterseite auf der komplementär gestalteten Stützplatte aufliegt, sondern gleichzeitig mit ihrem Umfang den Schaft berührt und an diesem anliegt, so ist eine vollständige Zentrierung erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Stützplatte eine Führung zur Aufnahme des Dreikantprismas auf, die sich parallel zur Längsachse des Schaftes erstreckt. Beim Auftreten seitlicher Kräfte, wie sie be.im Planen von Stirnflächen entstehen, wird dadurch mit Sicherheit ein Verschieben der Schneidplatte verhindert, da diese Kräfte von der Stützplatte aufgenommen und in den Schaft abgeführt werden. Es kann dadurch zu keinerlei Verschieben der Schneidplatte kommen. Sie bleibt weiterhin in der einmal durch das

Aufspannen erreichten Zentrierung. .

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Das Anlegen der Schneidplatte an den Schaft ist aber von der Sorgfalt dessen abhängig, der den Klemmhalter neu einrichtet. Bei unachtsamer Arbeit können also hier Justierfehler auftreten, weshalb gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgeataltung der Erfindung das Profil der Schneidplattenunterseite als Kegel oder Pyramide ausgestaltet ist. Die Stützplatte enthält in diesem Pail eine den Kegelmaßen entsprechende konische Bohrung bzw. bei Einsatz einer Pyramide eine dieser entsprechen de Formung. Auch bei ungenauem Einlegen einer so ausgebildeten Schneidplatte wird durch das Anziehen des Spannelementes die Schneidplatte ausgerichtet und automatisch in allen Ebenen zentriert, so daß diese Arbeit auch von ungeübten und ungelernten Leuten ausgeführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil, der sich beim Einsatz einer Schneidplatte ergibt, die als Unterseite das Profil eines Kegels oder einer Pyramide, eventuell eines Kegel- oder Pyramidenstumpfes aufweist, ist darin zu sehen, daß bei dieser Ausgestaltung der Schaft im Bereich des Stahlhalters wesentlich schmaler ausgeführt werden kann, wodurch dann nicht nur das beidseitige Schneiden mit diesem Klemmhalter, sondern auch ein gewisses Hinterschneiden ermöglicht wird. Es ist also möglich, beim Planen sowohl durch Zustellen des Klemmhalters zum Zentrum des zu bearbeitenden Gegenstandes hin als auch vom Zentrum zur Peripherie Werkstoff zu zerspanen. Dadurch werden selbstverständlich Nebenzeiten eingespart, desweiteren aber auch die Schneidplatte besser als bisher ausgenutzt, ohne daß sie gewendet werden muß.

Ganz wesentlicher Bestandteil bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug und für seine Punktionstüchtigkeit ist die Schneidplattenform. Eine bevorzugte Schneidplatte zur Verwendung in einem Schneidwerkzeug nach der Erfindung weist deshalb als Oberfläche eine ebene Kreisfläche und als Unterfläche ein zentrierendes Profil auf, wobei gemäß einer

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bevorzugten Ausgestaltung der Übergang von der ebenen Kreisfläche zu dem Profil als Kegelstumpf mit einem Kegelwinkel zwischen 6° und 20° ausgebildet ist. Dadurch, daß die runde Schneidplatte ein zentrierendes Profil an ihrer Unterseite aufweist, ergibt sich insbesondere beim Planen von Drehstücken ein absoluter sicherer Sitz, so daß bei der Automatenarbeit kein neues Justieren erforderlich ist, wie dies bei Schneidplatten auftreten kann, die ohne zentrierendes Profil ausgeführt sind. Wird gemäß der Erfindung bei der Schneidplatte im Anschluß an die Kreisfläche ein Kegelstumpf vorgesehen, d.h. die eigentliche Schneidplatte von einem Kegelstumpf gebildet, -der sich nach unten in Richtung des Schaftes des Schneidwerkzeuges verjüngt, wobei sich an' diese Verjüngung das zentrierende Profil der Schneidplatte anschließt, so ergibt sich eine Schneidplatte, die allseitig - bezogen auf die Kreisfläche - Freiwinkel aufweist. Mit einer so ausgestalteten Schneidplatte ist es möglich, ohne Umspannen bzw. Auswechseln des Schneidwerkzeuges sowohl rechts als auch links liegende Stirnflächen zu planen. Analog des Kegelwinkels ergibt sich dabei der Freiwinkel, der vorzugsweise zwischen 3° und 10° liegt.

Wie bereits ausgeführt, werden wegen der ausgezeichneten Wärmestandfestigkeit als Materialien für die Herstellung der Schneidplatten hochschmelzende anorganische Oxide, wie insbesondere Zirkonoxid und Aluminiumoxid eingesetzt, wobei diese Oxide auch in Mischungen vorliegen können, gegebenenfalls auch Anteile von Titancarbid und/oder Metallen aufweisen. Mit steigendem Oxidanteil nimmt die Druckfestigkeit und die Wärmestandfestigkeit der Schneidplatte dabei zu. Allerdings sinkt in diesem Zusammenhang die Wechselbiegefestigkeit.

Durch die erfindungsgemäße Schneidplattenform und deren Befestigung ist es jedoch möglich, trotzdem ein solches Material einzusetzen, so daß eine bevorzugte Schneidplatte der bestimmten geometrischen Ausgestaltung aus mehr als 95 % Aluminiumoxid besteht.

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-O-

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Figuren 1-4 näher beschrieben.

Fig. 1 zeJie£ ein Schneidwerkzeug nach der Erfindung in der Seitenansicht,

Fig. 2 in der Vorderansicht,

Fig. 3 eine Schneidplatte mit Prisma in der Vorderansicht,

Fig. 4 die gleiche Schneidplatte in der Draufsicht.

Mit dem Schaft 1 ist die Stutzplatte 2 über den Spannstift verbunden. Sie weist eine Negativform des Prismas auf, wobei die Begrenzungskanten sich parallel zur Mittellinie des Schaftes 1 erstrecken. In dieser Stützplatte 2 ruht die Schneidplatte 8, die mittels der Spannpratze 4 über den Spannbolzen 7 festgespannt und damit justiert wird. Die Spannpratze 4 ist seitlich mit Wangen 6 versehen, die in eine Nut 5 eingreifen und so ein Verdrehen der Spannpratze verhindern.

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Claims

DR. RER. NAT. DIPL. CHEM.

HANS UHLMANN

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V.ER3E N RHUOimelder: Feldmühle Anlagen- und Prnduktionsgesellschaft DiiACHO! STRASSE u= _mj_t beschräakter Haftung ^r '■'""*'^au' 4 Düsseldorf -Ober *as- sei, Fritz-Vomfelde-Platz

Anlage zur Eingabe vom 6.12.1972 2260097

Patentansprüche

/ 1.!Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere —aus Schaft, Spannelement, Aufnahme und Schneidplatte bestehender Klemmhalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Schneidplatte (8) als ebene Kreisfläche und die Unterseite als zentrierendes Profil ausgeführt ist, das in eine komplementär gestaltete Aufnahme des Schaftes (l) eingreift.
2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Unterseite der Schneidplatte (8) ein dreikantiges Prisma ist.
3· Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß· das Profil der Unterseite der Schneidplatte (8) ein Kegel oder eine Pyramide ist.
4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die.Aufnahme eine Führung zur Auflage des Dreikantrpismas aufweist, die sich parallel zur Längsachse des Schaftes (1) erstreckt.
5. Schneidplatte zur Verwendung in einem Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Oberseite als ebene Kreisfläche und ihre Unterseite als zentrierendes Profil ausgeführt ist.
6. Schneidplatte nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der ebenen Kreisfläche und dem zentrierenden Profil ein Kegelstumpf mit einem Kgelwinkel zwischen 6° und 20° befindet.

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7. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem gesinterten Hartstoff mit überwiegendem Anteil an hoohschmelzenden anorganischen Oxiden besteht.
8. Schneidplatte nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der gesinterte Hartstoff mehr als 95 % Aluminiumoxid enthält.

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