DE2334547A1

DE2334547A1 - Schneideinsatz und schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE2334547A1
Application number: DE19732334547
Authority: DE
Inventors: Kurt Heinrich Albert Eri Faber
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1974-01-24
Also published as: NL7309560A; DK139378B; IT990838B; FI56132B; SE355511B; AU464895B2; DE2334547C3; DK139378C; NL155465B; AT320377B; CH573786A5; ES416727A1; IN139089B; CA981005A; FR2191965B1; JPS5238635B2; NO135231B; DE2334547B2; AR195042A1; SU579873A3

Description

DIPL-ING KLAUS BEHN

DlPL PHYS. ROBERT MÜNZHUBER 2334547

PATENTANWÄLTE

β MÜNCHEN 22 WIDENMAYERSTRASSE 6 TEL^- (0811) 22 25 30 29 5192

A 204/205 73 Pi/ib ⁶· ^Juli

Firma SANDVIK AB, Fack, S-811 01 Sandviken 1, Schweden

Schneideinsatz und Schneidwerkzeug

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz und ein Schneidwerkzeug für spanabhebende Bearbeitung, das einen Schneidkörper aufweist, der wenigstens mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines solchen Einsatzes versehen ist, der in der Form einer prismatischen Stange mit parallelen Seitenflächen und Grundflächen an beiden Enden ist, wobei der Querschnitt von der Form eines Parallelogramms ist, und die Seitenflächen derselben derart liegen, daß sie die sich längs erstreckenden Hauptschneidkanten bestimmen, und ein Paar von primären Schrägflächen an der Basis derselben angeordnet ist.

Es ist allgemein üblich, einen Schneideinsatz an einer Seite mittels eines Zapfens festzulegen, der sich in ein Loch erstreckt, das zentral durch den Einsatz geht, oder mit-

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tels Klemmelemente, die gegen die Spanfläche und die gegenüberliegende Fläche des Einsatzes wirken, oder einer Kombination von beiden dieser Kiemmethoden. Bis jetzt hat die Entwicklung von dem Gebrauch des letzteren zu dem Gebrauch des ersteren Zapfenhalters geführt. Diese Entwicklung ist veranlaßt worden infolge der Tatsache, daß Klemmelemente, die gegen die Spanfläche des Einsatzes wirken, das Späne-entfernen behindert haben. Der gemeinsame Nachteil dieser beiden Methoden ist jedoch, daß die zu adaptierenden Einsätze relativ große Mengen von Schneidmaterial erfordern bezogen auf die Schneidenlänge.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, die oben erwähnten Nachteile teilweise oder ganz auszuschalten und gleichzeitig das Indexieren von Einsätzen an Schneidwerkzeugen zu erleichtern. Die Erfindung macht Gebrauch von den Vorteilen, die mit Einsätzen mit zentralen Löchern zusammenhängen, nämlich die freie und keine Späne zurückhaltende Oberseite des Einsatzes, wohingegen sie den Vorteil der Verminderung der Menge von Schneidmaterial mit sich bringt in einem bemerkenswerten Ausmaß, bezogen auf die Schneidenlänge. Das ist jetzt möglich wegen der Tatsache, daß der Einsatz von solcher Gestalt ist, daß der Gebrauch von Klemmelementen, die gegen die Spanfläche des Einsatzes wirken, jetzt unnötig ist, und deswegen, daß die Erstreckung der Spanfläche, gesehen von der Schneidkante, jetzt in einem beträchtlichen Grad verrin-. gert werden kann. 309884/0596

Zu diesem Zweck ist nach einem Merkmal der Erfindung ein Schneideinsatz der oben erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz an einer Basisfläche und in einem Abstand von der Schneideeke an jeder primären Schrägfläche mit einer Ausnehmung für die Aufnahme eines Klemmelementes versehen ist, und daß das besagte Paar von primären Schrägflächen voneinander durch ein zweites Paar von Sehrägflächen getrennt ist, von denen jede sich mit einer zugeordneten Seitenfläche in einem Winkel von weniger als 90° schneidet, wobei die letzte Kante eine rückwärtige Schneidkante bildet.

AusfÜhrungsformen der Erfindung werden jetzt beispielsweise unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Auf ihnen stellen dar:*

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform des Schneideinsatzes nach der Erfindung;

Fig. 2 eine andere Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;

Fig. 5 eine Teil-Seitenansicht eines Fräsers, der mit 'dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Schneideinsatz versehen ist;

Fig. 4 einen axialen Teilschnitt des in Fig. J5 dargestellten Fräsers;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Einsatz-Aufnahmeplatte, welche die Richtungen der Klemmkräfte zeigt, die auf einen in ihr angeordneten Einsatz einwirken;

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Fig. 6 eine Ansicht, die die gleichen Klemmkräfte aus einer gegenüber Fig. 5 um 90° versetzten Richtung zeigt.

Nach den Zeichnungen, und speziell nach Fig. 1 und 2 derselben, die ein AusfUhrungsbeispiel eines Schneideinsatzes nach der Erfindung veranschaulichen, besteht der Einsatz aus einer prismatischen Stange, die allgemein mit 12 bezeichnet ist und einen Querschnitt von Parallelogrammform hat. Die in den Figuren dargestellte bevorzugte Ausführungsform ist von senkrechter parallelepipedischer Gestalt und weist gegenüberliegende Seitenflächen auf, die Spanflächen begrenzen, von denen nur eine, 13, in Fig. 1 und 2 sichtbar ist, und gegenüberliegende parallele Seitenflächen 14 und 15, die parallele Längsschneiden mit ersteren bilden und Freiflächen bestimmen. Diese Ausführungsform ist ein sogenannter negativer Schneideinsatz, das heißt ein Einsatz von quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, bei dem alle die Kanten zwischen den sich längs erstreckenden Seitenflächen Hauptschneidkanten bilden.

Der Einsatz nach Fig. 1 und 2 ist an jeder Basisfläche von einem Paar von ersten Schrägflächen 16 und 17 versehen, von denen jede sich mit einer Spanfläche und einer angrenzenden Freifläche in Winkeln von mehr als 90° und mit der gegenüberliegenden Spanfläche an einer Schneidkante im Winkel von weniger als 90° schneidet. In Fig. 1 und 2 kreuzt eine Ebene,

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die sich durch die Schrägfläche 16 erstreckt, daher mit den Flächen 13 und 14 im Winkel von mehr als 90°, während sie sich mit der gegenüberliegenden, nicht sichtbaren Spanfläche bei der Schneide 18 in Winkeln von weniger als 90° kreuzt, und ebenso kreuzt sich eine sich durch die Schrägflächen 17 erstreckende Fläche mit der Spanfläche 13 an der Kante 19 in einem Winkel von weniger als 90°. Die zuletzt genannten Kanten 18 und 19 treffen sich mit den zugeordneten Hauptschneidkanten bei Schneidspitzen 22 und 23. Die Kanten 18 und 19 bilden sekundäre oder Endbearbeitungs-Schneidkanten, die dazu bestimmt sind, mit den zugeordneten Haupt Schneidkanten, 20 und 21 zusammenzuwirken. Der negative Schneideinsatz nach Fig. 1 und 2 weist daher vier Hauptschneiden und vier Endbearbeitungsschneiden auf, die ersteren zugeordnet sind.

Der Einsatz ist an jeder Basis-fläche in einem Abstand von den Schneidspitzen 22 und 23 mit Aussparungen 24 und 25 versehen, von denen jede gestaltet ist für die Aufnahme eines Klemmelementes, um den Einsatz in dem Einsatz-Aufnahmesitz in einem Schneidkörper sicher festzulegen. Bei der dargestellten bevorzugten AusfUhrungsform sind die Ausnehmungen in den diagonal gegenüberliegenden unwirksamen Ecken jeder Basisfläche angeordnet und haben die Form von V-förmigen Ausnehmungen, die durch zwei dreieckige Flächen begrenzt sind. Es ist jedoch klar, daß die Ausnehmungen auch eine andere geeignete Form haben

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können, z.B. sphärisch sein können.

An Jeder Basisfläche des Einsatzes ist jedes Paar von primären Schrägflächen getrennt durch ein Paar von sekundären Schrägflächen, von denen Jede sich mit einer zugeordneten Spanfläche an der Schneide in einem Winkel \on weniger als 90° kreuzt. Bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel sind die Schrägflächen 16 und 17 daher durch zwei Schrägflächen 26 und 27 getrennt, von denen sich Jede mit einer zugeordneten Spanfläche an der Kante 28 bzw. 29 in einem Winkel von weniger als 90°.kreuzt. Die Kanten 28 und 29 sind dafür bestimmt, als sogenannte rückwärtige Schneidkanten (back cutting edges) zu wirken. Wegen solch einer Anordung aller dieser Teile des Einsatzes, die in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden können, wird sich ein Preiwinkel ergeben, was zur Folge hat, daß ein rotierenden Schneidkörper, der mit solchen Einsätzen ausgerüstet ist, unter allen Umständen freischneidend sein wird. Jede der besagten sekundären Schrägflächen sollte sich vorzugsweise mit der angrenzenden primären Schrägfläche an der Schneidkante in einen Winkel von mehr als 120° treffen. In Fig. 2 trifft sich die Schrägfläche 26 mit der Schrägfläche 17 an

ο der Kante 30 in einen Winkel von mehr als 120 .

Bei einer anderen AusfUhrungsform eines Einsatzes nach der Erfindung, einem sogenannten positiven Schneidein-

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satz, der einen rhombischen oder rhomboidischen Querschnitt hat* bestimmen nur zwei diagonal gegenüberliegende Längskanten die Hauptschneidkanten. Die eine Basisfläche oder der Endteil des Einsatzes weist daher ebenfalls zwei Peinbearbeitungsschneiden auf, die mit den Hauptschneiden vereinigt sind. Es wird bemerkt, daß bei einem positiven Schneideinsatz alle die Schrägflächen, die an beiden Stangenenden angeordnet sind, nicht notwendigerweise exakt die gleiche Neigung aufweisen müssen, wie es bei einem negativen Schneideinsatz der Fall ist. Es ist jedoch wesentlich, daß diese primären Schrägflächen, die ein Paar an jedem Stangenende bilden, wechselseitig dieselbe Neigung haben, und daß die Neigung der primären Schrägflächen an dem entgegengesetzten Stangenende bestimmt ist, um abwechselnd aufzutreffen auf eine Supportfläche, die nach einwärts gegen die den Einsatz aufnehmende Stelle geneigt ist wenigstens im wesentlichen in demselben Maße wie die besagte Stützfläche. Beim Klemmen eines solchen positiven Schneideinsatzes gegen seinen Sitz ist es möglich, zu einem größeren positiven Spanwinkel zu gelangen als er mit einem negativen Schneideinsatz erreichbar ist.

Das Schneidwerkzeug nach Fig. 3 und 4, nämlich ein Fräser, ist so ausgebildet, daß es mit Schneidwerkzeugen, wie sie vorstehend beschrieben sind, bestückt ist. Ein Schneidkörper 10 eines Fräsers hat um seinen Umfang herum verteilte Ausnehmungen, in denen Einlegeplatten 11 angeordnet sind, von denen

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jede einen Einsatz-Aufnahmesitz zur Aufnahme eines Schneideinsatzes des oben erwähnten Typs aufweist. Die Platten 11 können mit ebenen Stützflächen 31, 32, 33 versehen sein, die in Fig. 3 und k dargestellt sind, so daß sie gegen komplementäre Stützflächen des Schneidkörpers anstoßen. Jede Platte ist in dem Schneidkörper 10 mittels einer Schraube 34 befestigt, die in einem Loch aufgenommen ist, das zentral durch die Platte hindurchgeht. Die Einsatzaufnahmeauanehmungen, die in den Platten angeordnet sind, wefeen eine Bodenfläche 35 und seitliche Stützflächen J>6 und 37 auf, die komplementär in der Form zu denen des Einsatzes fiind und sich zu dem nichtabgestützten Ende des Einsatzes hin erstrecken.

Das Kiemmittel zum sichern Festlegen jedes Einsatzes in seinem Sitz weist eine Zugstange 38 auf, die durch eine' Feder 39 betätigt wird. Das eine Ende der Stange ist als Haken 40 oder dergleichen ausgebildet, um in die Ausnehmung 24 des Endteiles des prismatischen Einsatzes 12 einzugreifen. Die Zugstange 38 ist dadurch in der Lage, den Einsatz aufwärts in seinen Sitz zu drücken, so daß eine Schrägfläche des Einsatzes an eine entsprechende Stützfläche 37 anstößt, die nach einwärts in den Sitz hinein in einem Winkel von weniger als 90° geneigt ist gegenüber der Bodenstützfläche 35. Infolge dieser Anordnung entsteht durch die Fläche 37 eine Kellwirkung, durch die der Einsatz sicher in seinen Sitz gedrückt wird. Fig.

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5 ist eine Seitenansicht, die veranschaulicht, daß bei dem Klemmprinzip zwei Klemmkräfte vorhanden sind, die auf den Einsatz in zwei im wesentlichen entgegengesetzten Richtungen einwirken. Fig. 6 veranschaulicht die gleichen Klemmkräfte, gesehen in einer gegenüber der Darstellung in Fig. 5 um 90° versetzten Richtung. In Fig. 4 bildet die Kante 21 die Hauptschneidkante, während die Kante 19 die sekundäre oder Feinbearbeitungsschneidkante bildet.

Die federbeaufschlagte Zugstange JB ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie sich im wesentlichen parallel zu der Drehachse des Fräskörpers bewegt, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Zugstange 38 sollte so in dem Schneidkörper angeordnet sein, daß sie leicht von außen zugänglich ist zum Lösen und Festklemmen des Einsatzes. Hierzu sollte die Stange 38 zweckmäßig an der Rückseite 4l des Schneidkörpers unbedeckt sein, so daß durch Drücken auf den Endteil 42 der Stange der Einsatz aus seinen Sitz In der Platte 11 gelöst werden kann.

Es wird bemerkt, daß die Fläche oder Teilfläche der Ausnehmung 24 zwei Flächen 24a und 24b aufweist, die für das Zusammenwirken mit dem Haken 40 oder dergleichen bestimmt sind und sich mit der zugeordneten Freifläche an einer Schnei-

etwa
de in einem Winkel von/90 und vorzugsweise weniger als 90

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schneiden sollten. Das ist eine notwendige Bedingung für ein sicheres Festlegen des Einsatzes gegen die Wirkung der Schneidkräfte, die auf die Einsätze während der Schneidarbeit einwirken. Die Ausnehmungsfläche 24a schneidet sich daher mit der Seitenfläche 14 an der Schneide in einen Winkel von weniger als 90° nach Fig. 1 und 2.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

f 1.Λ Schneideinsatz, der in einem Aufnahmesitz eines Schneidkörpers an einer Bodenfläche abgestützt werden kann, während er sich gegen seitliche Stützflächen anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einer prismatischen Stange (12) von Schneidmaterial besteht, die einander gegenüberliegende parallele Seitenflächen (14,15) und Basisflächen an beiden ihrer Enden aufweist, daß der Querschnitt der Stange parallelogrammförmig ist und die Seitenflächen sich schneiden, um längs verlaufende Hauptschneidkanten zu bilden, daß wenigstens eine der Basisflächen ein Paar von ersten Schrägflächen (16,17) hat, die sich in Ebenen erstrecken, von denen sich jede mit Ebenen· durch zwei der Seitenflächen in Winkeln von mehr als 90° schneidet und mit der anderen Seitenfläche in einem Winkel von weniger als 90°, daß die letztere Verbindungsstelle eine Kante bildet, die sich mit einer zugeordneten Hauptschneidkante in einer Schneidspitze trifft, während sie eine Feinbearbeitungsschneidkante bildet zum Zusammenwirken mit der Hauptschneidkante, daß jede der Schrägflächen mit einer Ausnehmung versehen ist in Abstand von der Schneidspitze, um ein Klemmelement (38,4o) aufzunehmen, daß ein Paar von Schrägflächen (16,17) voneinander durch ein zweites Paar von Schrägflächen (26,27)

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getrennt ist, von denen jede sich mit einer zugeordneten Seitenfläche an einer Kante in einem Winkel von weniger als 90° schneidet, wobei die letztere Kante eine rückwärtige Schneidkante bildet.
2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz von rechtwinkliger parallelepipedischer Form von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt ist, daß die Seitenflächen sich schneiden, um vier Hauptschneidkanteri zu bilden, und jede Basisfläche an dem Stangenende ein Paar · von ersten Schrägflächen hat, von denen jede sich mit einer Seitenfläche schneidet, um eine Feinbeärbeitungsschneidkante zur Zusammenarbeit mit einer zugeordneten Hauptschneidkante zu bilden, wobei das Paar von Schrägflächen durch ein Paar von sekundären Schrägflächen getrennt ist, von denen jede sich mit einer Seitenfläche schneidet, um eine rückwärtige Schneidkante zu bilden.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zweiten Schrägflächen sich mit einer benachbarten ersten Schrägfläche an einer Kant e im Winkel von mehr als 120° schneidet.
4. Schneideinsatz nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (24) für die Aufnahme von Klemmele-

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raenten (j58,4o) ausgebildet sind, die in diagonal gegenüberliegende unaktive Ecken an der Basisfläche angeordnet sind.
5. Schneideinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen V-förmig ausgebildet sind, und jede zwei dreieckförmige Flächai aufweist.
6. Schneideinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Ausnehmungen für das Zusammenwirken mit einem Klemmelement (38) bestimmt ist, das sich mit einer zugeordneten Seitenfläche an einer Kante in einem Winkel von etwa 90 schneidet.
7. Schneideinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Ausnehmung für das Eingreifen eines Klemmelementes (38,4o) bestimmt ist, das sich mit einer zugeordneten Seitenfläche an der Kante in einem Winkel von weniger als Q0° schneidet.
8. Schneidwerkzeug mit einem Schneidkörper, der wenigstens eine Tasche hat, die einen Einsatzsitz bildet, und ir.it einem Einsatz in Form einer prismatischen Stange nach Anspruch 1, die sich in dem Sitz gegen komplementäre Stützflächen anlehnt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz eine Bodenstützfläche '35^¹

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BAD ORiG¹INAL

und von dieser ausgehende Seitenstützflächen aufweist, daß in dem Schneidkörper eine Pedereinrichtung angeordnet ist, die eine durch eine Feder (39) belastete Zugstange (38) aufweist, die an ihrem einen Ende mit einem Haken (40) oder dergleichen versehen ist zum Eingriff in die Ausnehmung (24), die an dem einen Stangenende ausgebildet ist, um den Einsatz (12) in die Sitztasche mit einer diagonal gegenüberliegenden Schrägfläche an dem entgegengesetzten Stangenende zu drücken unter Anlage an einer entsprechend geneigten Stützfläche (3^V) in dem Sitz, um dadurch ein Festklemmen des Einsatzes (12) unter der Wirkung von zwei in im wesentlichen entgegengesetzten Richtungen drückenden Klemmkräften zu ermöglichen.
9. Sohneidwerkzeug nach Anspruch B, dadurch gekennzeich-

es

net, daß/einen Schneidkörper mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist, die Einsatz-Aufnahmesitze bilden, welche in Abstand voneinander um den Umfang des Schrridkörpers herum angeordnet sind, wobei jede Ausnehmung eine Bodenstützfläche und von dieser ausgehende aufgerichtete Seitenstützflächen hat, eine Mehrzahl von Schneideinsätzen nach Anspruch 1, die in den Ausnehmungen in Kontakt mit den komplementären Stützflächen positioniert sind, daß in dem Schneidkörper eine federbelastete Zugstange ^f3?,) angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zu der Rotationsachse des Schneidkörpers bewegt v/erden kann, so daß eine Feuerwirkung der Stange den an ihr angeordneten Haken

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BAD ORIGINAL

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'4O) mit der Ausnehmung (2k) in Eingriff bringt, die an der Basis des Einsatzes (12 angeordnet ist, und dadurch der Einsatz mit einer Schrägfläche an dem entgegengesetzten "Ende gegen eine .entsprechend einwärts geneigte Stützfläche (37) in dem Sitz drückt, und daß die geneigte Stützfläche in einem Winkel von weniger als 90° gegenüber der Bodenstützfläche des den Einsatz aufnehmenden Sitzes geneigt ist.

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