DE2504575A1

DE2504575A1 - Schneideinsatz und schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE2504575A1
Application number: DE19752504575
Authority: DE
Inventors: Kurt Heinrich Albert Eri Faber; Axel Sven Olof Roos; Sven Axel Olof Wirfelt
Original assignee: Sandco Ltd
Current assignee: Santrade Ltd
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1975-02-04
Publication date: 1975-08-21
Also published as: NL7501479A; US3981058A; ES434494A1; AR208306A1; IT1031302B; ZA75349B; SE7401679L; CA1005976A; JPS5342157B2; ATA69675A; IN144478B; DD117380A5; JPS50110183A; BE824876A; SU659074A3; FR2260408B1; DE2504575B2; CH593747A5; AT331612B; IL46570A

Description

DIPL.-ING. KLAUS 3EKN *»■«*>·■

DIPL.-PHYS. ROBERT MUNZHUBER .

PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 22 Wl D EN M AYERSTRA ΞΞΕ β '

TEL. (089) 22 25 30 - 29 51 92 M-. E βΐ>I¹UaI" 1 9 73

A V5 75 Pi

Firma SANDCO LIMITED, Box 466, Station A, Ottawa, Canada K1N8S3

Schneideinsatz und Schneidwerkzeug

Die Erfindung "betrifft einen Schneideinsatz und ein Schneidwerkzeug für spanabhebende Bearbeitung. Der Schneideinsatz ist insbesondere geeignet für ein Schneidwerkzeug mit einem mechanischen Einsatz-Auswechselgerät. Der Schneideinsatz hat eine Hauptschneidkante zum Zusammenwirken mit einer angrenzenden Nebenschneidkante und ferner eine gekrümmte Schneidspitze zwischen den besagten Schneidkanten. Der Einsatz weist eine Mehrzahl von Seitenflächen auf, die sich parallel zu der Hauptschneidkante erstrecken, von denen zwei in einem Winkel zueinander liegen und Bodenstützflächen bilden.

Bei der Gestaltung von Schneideinsäteen und entsprechenden Einsatz-Aufnahmesitzen ist es wegen der Raumverhältnisse immer sehr schwierig, Klemmelemente von solchen Abmessungen anzuordnen, daß ausreichende Klemmkräfte auf den Einsatz ausgeübt werden können. Es ist von äußerster Wichtigkeit, dem Einsatz und seinem

Bankhaus Merck, Finck & Co, München. Nr. 25464 i Bankhaus H. Aufhäuser. München, Nr. 261 300 Postscheck: München 2O9O4-800

Telegrammadresse: Patentsenior

509834/0605

entsprechenden Sitz eine solche Gestalt zu gehen, daß der Einsatz sicher gegen seine Stützfläche durch die Schneidkräfte, di,e "beim Gebrauch des Werkzeugs ansteigen, angedrückt wird ohne.dit Notwendigkeit von groß dimensionierten Kiemmitteln.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Schneideinsatz und ein Schneidwerkzeug, insbesondere für Kopierarbeiten, zu schaffen, besonders im Hinblick auf die Schnittkräfte während der Schneidarbeit, der so gestaltet ist, daß er in seinen entsprechenden Sitz gedruckt und dort hauptsächlich durch die Schnittkräfte, die beim Gebrauch des Einsatzes ansteigen, festgehalten werden kann. Zu diesem Zweck ist der Einsatz mit im Winkel zueinander liegenden Seitenflächen versehen, die in einer entsprechend V-förmig gestalteten Tasche des Schneidwerkzeugs abgestützt werden, wobei das Paar von Seitenflächen sich parallel zu der Hauptschneidkante des Einsatzes erstreckt. In Folge einer solchen Ausbildung des Einsatzes und anderer zweckmäßiger Formgebung desselben ist es möglich, ein völlig mechanisches Auswechseln eines solchen Einsatzes in seinem Halter zu ermöglichen. Um auch zu erreichen, daß der Einsatz sicher in seinem Sitz festgelegt ist, selbst wenn keine Schnittkräfte auf ihn-einwirken, und auch in Fällen, in denen der Einsatz einen sehr kleinen Schneidspitzenradius hat oder wenn die Schneidspitze beschädigt ist, ist eine Schrägfläche an der oberen Seite des Schneideinsatzes für Klemmzwecke angeordnet.

- 3 509834/0 80 5

250457S

Die Erfindung ist anschließend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, aus denen zusätzliche charakteristische Merkmale hervorgehen.

Auf den Zeichnungen stellen dar:

i"ig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Schneideinsatzes der Erfindung;

Pig. 2 eine Stirnansicht des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;

ig. 3 eine Stirnansicht eines Werkzeughalters, der mit ein^em Indexiermechanismus versehen ist, um ein mechanisches Indexieren des in Eg. 1 und 2 dargestellten Einsatzes zu ermöglichen^

Pig. 4- eine Seitenansicht des in Pig. 3 dargestellten Schneidwerkzeugs; und

Pig. 5 eine Seitenansicht des in Pig. 4- dargestellten Schneidwerkzeugs, jedoch bei einer anderen Stellung des Indexiermechanismus.

In Pig. 1 und 2 ist ein Schneideinsatz allgemein mit 10 bezeichnet und im wesentlichen als Polyeder gestaltet, der eine Hauptschneidkante 12 und eine Febenschneidkante 13 hat. Der Einsatz 10 hat einen gekrümmten Schneidspitzenteil 11 zwischen den Schneidkanten 12 und 13· Der Einsatz 10 hat um seinen Umfang herum mehrere Eantenflachen, die sich parallel zu der Hauptschneidkante 12 erstrecken, die Schnittlinien derselben sind geradlinig und zueinander parallel. Eine der Kantenflächen

609834/0805

ist mit 14 "bezeichnet und bildet eine Freifläche der Hauptschneidkante 12. Zwei andere Kantenflächen 15 und 16 stellen Bodenflächen dar, wenn der Einsatz in dem Sitz des Werkzeughalters eingeklemmt ist. Die Kantenfläche 15 hat den größten Oberflächenbereich von allen Kantenflächen und ist für die Aufnahme der größeren Schneidkräfte bestimmt, während die Kantenfläche 16 als eine Boden-Festlegfläche bezeichnet werden kann. Eine Kantenfläche 17, die an die Kantenfläche 15 angrenzt, ist parallel zu der Freifläche 14-.

Der Winkel zwischen den Flächen 15 und 16 beträgt 90 bis 130°. Bd der auf den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform liegt der betreffende Winkel in einem bevorzugten engeren Bereich von 100 bis 120 . Ferner haben bei dem in Fig. in Stirnansicht dargestellten Einsatz die Flächen 15 und 16 eine solche gegenseitige Winkelbeziehung, daß eine Senkrechte zu der Schnittlinie zwischen ihnen durch die Freifläche 14 der Hauptschneidkante 12 verläuft. Ferner hat der WinlseL zwischen der Freifläche 14 und der Kantenfläche 15 eine Größe in dem Bereich von 55 bis 85°· Durch diese Art der Einsatzgestaltung wird erreicht, daß die Schnittkraftkomponente, wenn das Spanabheben in der Ebene von Fig. 3 erfolgt, nicht imstande ist, ein Verrücken des Einsatzes von seinem Sitz in dem Werkzeughalter zu verursachen, selbst wenn die Reibungsbeziehung zwischen dem Einsatz und den Stützflächen des Sitzes voll beansprucht ist.

— 5 —
509834/0605

Der Schneideinsatz 10 ist in Längsrichtung durch zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen 18 und 19 begrenzt. Die eine Stirnfläche 18 "bildet die Freifläche der Nebenschneidkante 13, während die andere Stirnfläche 19 dazu dient, den Druck einer Seitenbegrenzung in dem Weite eughalter aufzunehmen. Die Stirnfläche 18 und die Freifläche 14 sind in einem solchen Winkelverhältnis zueinander, daß die Hauptschneidkante 12 und die Nebenschneidkante 13 sich zu der Schneidspitze hin in einem Winkel zwischen ihnen erstrecken, der unter 60° liegt. Vorzugsweise erstrecken sich die gegenüberliegenden Stirnflächen 18 und 19 in Ebenen, die sich längs einer Schnittlinie schneiden, die parallel zu der Ebene liegt, die sich durch die Hauptschneidkante 12 und deren Freifläche 14 erstreckt.

Die der Kantenfläche 15 gegenüberliegende Fläche 20 verläuft in Längsrichtung parallel zu den Flächen 15 und 16 und bildet die Oberseite des Einsatzes, auf der ein formgesinterter Spanbrecher21 angeordnet ist, der sich längs der Hauptschneidkante 12 und der Nebenschneidkante 13 erstreckt. Feiner ist die Oberseite 20 des Einsatzes mit einer von der Hauptschneidkante 12 weg abwärts geneigten ebenen Fläche 22 versehen, die sich parallel zu der Hauptschneidkante 12 erstreckt. Die Fläche 22 schneidet sich

5098-34/0605

mit den angrenzenden Flächen 17 und 20 (siehe Fig. 2) in Winkeln von mehr als 90°. Der Übergang zwischen der öfteren Fläche 20 und der geneigten Fläche 22 ist durch eine Schrägfläche 23 gebildet, die in der Längsrichtung des Einsatzes geneigt angeordnet ist, zum Angreifen eines geeigneten Klemmelements. Bei dieser Anordnung der Schrägfläche 23 ergibt sich eine dreieckige Form. Vorzugsweise ist die Fläche 23 auf da? Oberseite des Einsatzes im Mittenbereich angeordnet und schneidet sich mit der geneigten Fläche 22 in einem Wi_n^eI _von io bis 30°. Bei einer solchen Gestaltung des Einsatzes und einer solchen Klemmanordnung, d.h. mit einer Schrägfläche 23 zum Angreifen eines Klemmelements 29 (Fig. 3) an der oberen Fläche des Einsatzes ist irgendeine Tendenz für den Einsatz ausgeschaltet, von seinem Sitz getrennt zu werden, selbst wenn er während einer Kopierarbeit Belastungen unterworfen ist, die normalerweise den Einsatz aus seinem Sitz herausziehen würden. Ferner ermöglicht die vorstehend beschriebene Einsatzgestaltung ein mechanisches Einsatzauswechseln, wobei die ebenen Flächen 20 und 22 als Gleitflächen für das Klemmelement 29 wirken, "das gegen die Schrägfläche 23 drückt, wenn der Einsatz in Schneidstellung ist.

Fig. 3 bis 5 zeigen eine Form eines Werkzeughalters 24, der an einem seiner Enden einen Sitz zur Aufnahme eines Schneideinsatzes 10 gemäß der Erfindung hat. Der Sitz enthält zwei Stützflächen 25 und 26 für die Anlage der entsprechend ausgebi1-deten Kantenflächen 15 und 16 des Einsatzes. Die Flächen 25 und

— 7 —

50 9834/0605

26 schneiden sich in einem Winkel im Bereich von 90 "bis 130°, vorzugsweise von 100 "bis 120°. Ferner weist der Sitz eine seitliche Stütze 27 auf zur Anlage gegen die Stirnfläche 19 des Einsatzes, die in Fig. 5 erkennbar ist. Diese seitliche Stütze 27 kann als ein Stützpunkt oder eine Stützfläche ausgebildet sein, die als Vorsprung an der Stirnfläche des Gliedes 28 geformt ist, das axial in dem Werkzeughalter verschiebbar ist und einen Teil des Einsatz-Auswechselgeräts "bildet* Die Kantenfläche 17 des Einsatzes, die. parallel zu der Freifläche 14-ist, ist nicht zum Anstoßen gegen eine Seitenstütze "bestimmt. Der Einsatz 10 ist niedergehalten durch eine Klemmplatte 29, die gegen die Schrägfläche 23 gedrückt wird. Die Klemmplatte kann an einem "beweglichen Arm 30 "befestigt oder mit diesem einstückig sein, der mit dem Glied 28 heim Auswechseln und Festklemmen des Einsatzes zusammenwirkt. Das Glied 28 ist in Längsrichtung des Einsatzes beweglich und dient als feste Seitenstütze für den Einsatz in der in Fig. 5 dargestellten Lage.

Die Stützflächen 25 und 26 des Auf nähme sit ζ es sind derart ausgebildet, daß "bei festgeklemmtem Einsatz die Hauptschneidkante 12 und die Nebenschneidkante 13 gegenüber dem Halter völlig freiliegen, und ein erforderlicher Freiwinkel an beiden Schneidkanten 12 und 13 vorhanden ist. Der Winkel der Neigung der besagten Stützflächen ist vorzugsweise so gewählt, daß sich ein Freiwinkel von annähernd 6° an beiden Schneidkanten ergibt, obgleich die

-8 -

509834/0605

Erfindung in dieser Beziehung nicht "beschränkt ist.

In Fig. 4 und 5 ist das automatische Einsatz-Auswechselgerät des Schneidwerkzeugs im einzelnen dargestellt. In Fig. 4 ist das bewegliche Glied 28, das als Platte ausgebildet ist, in einer Lage dargestellt, in der sein Vorsprung 27 hinter einen Schneideinsatz 10 gesetzt däb, der aus einem Magazin 31 ausgeschoben ist, in dessen oberem Ende eine Feder angeordnet ist, um die Einsätze nach außen zu drücken, d.h. abwärts, wie in Fig. M- und 5 ersichtlich. Das Magazin 31 ist in geeigneter Weise an dem Halter durch Befestigungsmittel 32 befestigt.

Das Glied 28 wird axial in der Richtung C mittels einer Stange MM- und eines an ihr angeordneten Zapfens 35 verschoben, der in einen Schlitz 37 eines Elements 3M- eingreift, das an dem Glied 28 bei 33 angelenkt ist. Das Element 3M- ruht auf einer Fläche 36 auf und gleitet längs dieser Fläche ohne Schwenkbewegung, obwohl der Zapfen 35 gegen eine Seitenwandung des Schlitzes 37 drückt. Das Glied 28 setzt daher seine Vorwärtsbewegung fort, bis eine Ecke 38 an dem Glied 3M- eine Ecke 39 einer Stützfläche M-O des Halters überschritten hat. Unmittelbar danach kommt eine Anschlagfläche MA des Gliedes 28 in Berührung mit einem festen Zapfen M-2. Infolge der Einwirkung des Zapfens 35 gegen die Nut 37 wird das Glied 3M- geschwenkt, bis eine Stützfläche 43 an ihm zur Anlage mit der entsprechenden Stützfläche 40 des Halters kommt,

- 9 3 4/0605

Die Stützfläche 43 ist zylinderförmig ausgebildet mit einer Mittelachse, die in gewissem Abstand über dem Mittelpunkt des Drehzapfens 33 liegt, um dadurch eine Keilwirkung zwischen den Flächen 40 und 43 herbeizuführen, um das Glied 28 in seiner vordersten Lage sicher zu verriegeln, während das Glied 34 selbstsperrend ist gegen Kräfte, die auf das Glied 28 über seinen Vorsprung 27 einwirken. Wegen dieser Anordnung ist jedes Spiel zwischen den verschiedenen beweglichen Teilen beseitigt, und der Einsatz 10 erhält eine sichere Abstützung gegenüber Schnittkraften, die auf ihn einwirken, was von großer Bedeutung ist für die· erzielbare Abmessungsgenauigkeit der Werkstücke bei Schneidarbeiten des Einsatzes.

Wenn das Glied 34 geschwenkt -worden ist und ein Verriegeln in der oben beschrieben?η Weise erreicht worden ist, ist die Vorwärtsbewegung des Zapfens 35 beendet. Der Zapfen 35 ist an der Stange 44 derart angeordnet, daß eine unter Federbelastung erfolgende Leerbewegung ermöglicht ist, so daß, wenn die Stange ihre Vorwärtsbewegung fortsetzt, der Zapfen 35 an eine Seitenwandung des Schlitzes unter der vergrößerten Federwirkung angedrückt wird, während eine Kurvenfläche 45 an der Stange 44 in Kontakt mit einer drehbaren Rolle 46 ist, die an dem bewegliehen Arm 30 gelagert ist, der um einen Zapfen 47 schwenkbar und durch eine Feder 48 belastet ist. Die Rolle 46 bewegt sich daher längs der Fläche 45 aufwärts,und das ergibt eine Abwärtsbewegung der Klemmplatte 29 des Armes 30, so daß ein Klemmen des Einsatzes

- 10 509834/0605'

- ίο -

gegen die Bodenflächen 25 und 26 und die Seitenstütze 27 in dem Sitz erfolgt.

Während des Vorwärtsvorschubes wird der Einsatz 10 in einer in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmung in dem Halter geführt, die so ausgebildet ist, daß der Einsatz darin schräg angeordnet ist während des Vorschubes. Diese Schräge entspricht der Bodenstützfläche 26 in dem Sitz des Halters 24. Während der Vorschubbewegung des Einsatzes ist der bewegliche Arm 30 schwach von der Feder 48 belastet, und die Klemmplatte 29 wirkt auf den Einsatz 10 nur mit einem kleinen Druck ein, um das Ausstoßen des alten Einsatzes durch den neuen Einsatz zu erleichtern, wenn letzterer gegenüber ihm vorgeschoben wird. Wenn die Stange 44 zurückbewegt wird, bewegt sich die Rolle 46 wieder abwärts unter Anlage an der Kurvenfläche 45 und verringert dadurch die Druckeinwirkung auf den Einsatz 10 in seinem Sitz. Der Zapfen 35 wirkt dabei gegen die gegenüberliegende Wandung des Schlitzes und dreht dabei das Glied 34 derart, daß dessen Fläche 43 die Ecke 39 verläßt und außer Eingriff mit der Fläche 40 gebracht wird. Das Glied 28 als auch das an ihm befestigte Glied 34 können dann ungehindert in der Richtung A verschoben werden.

- 11 -

509834/0605

Claims

- ·ιι - PATEHTAISPBÜCHE

1. y Schneideinsatz für spanabhebende Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Hauptsehneidkante (12) und eine Nebenschneidkante (13) mit einer bo-genförmigen Schneidspitze (11) dazwischen aufweist, daß der Einsatz um se'inen Umfang herum mehrere Kantenflächen hat, die sich parallel zu der Hauptsehneidkante erstrecken, von denen zwei (15» 16) im Winkel zueinander liegen und Bodenstützflächen bilden, daß diese Flächen einen Winkel von 90° bis 130°, vorzugsweise 100° bis 120° einschließen, daß der Einsatz zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen (18, 19) aufweist, von denen eine die Stirnfläche der Nebenschneidkante und die andere eine stirnseitige Anlagefläche bildet, und die obere Fläche (20), die gegenüber den im Winkel zueinander liegenden Kantenflächen (15» 16) liegt, mit einer Schrägfläche (23) zum Angreifen eines Klemmelements versehen ist.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (23) im Mittelteil der oberen Fläche (20) angeordnet ist und an eine abwärts geneigte ebene Fläche (22) angrenzt, und daß beide Flächen (20, 22) sich parallel zu der Hauptschneidkante erstrecken.

- 12 -

809834/0605

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (23) eine dreieckige Form hat und derart geneigt angeordnet ist, daß sie sich mit der geneigten Fläche (22) in einem Winkel von 10° bis 30° schneidet.

4-. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Stirnflächen (18, 19) sich in Ebenen erstrecken, die spitzwinklig zueinander liegen.

5· Schneideinsatz nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Stirnflächen (18, 19) sich in Ebenen erstrecken, die sich längs einer Schnittlinie schneiden, die parallel zu der Ebene liegt, die sich durch die Freifläche (14) der Hauptschneidkante (12) erstreckt.

6. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschneidkante (12) und die Nebenschneidkante (13) sich zu der Schneidspitze hin in einem Winkel zwischen ihnen erstrecken, der unter 60 liegt.

7. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenflächen (15? 16) in Stirnansicht des Einsatzes gesehen so angeordnet sind, daß eine Senkrechte zu der Schnittlinie zwischen diesen Flächen durch die Freifläche (14) der Hauptschneidkante hindurchgeht, und die Flächen (15? 16) spitzwinklig zueinander liegen in einem Winkel von 55° bis 85°·

- 13 509834/0605

8. Schneidwerkzeug für spanabhebende Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Halterschaft aufweist, der einen Einsatzsitz an einem seiner Enden enthält, welcher Bodenstützflächen und eine Seitenstütze aufweist, die an einem axial an dem Halter verschiebbaren Mittel angeordnet sind, an dem sich , entsprechend gestaltete Kantenflächen und eine Stirn-Anschlagfläche eines Schneideinsatzes (10) anliegen, die entsprechend Anspruch 1 angeordnet sind, daß eine bewegliche Klemmplatte (29) zum Festklemmen des Einsatzes in seinem Sitz angeordnet ist, wobei der Einsatzsitz als V-förmige Tasche ausgebildet ist, die zwei Bodenstützflächen (25, 26) aufweist, welche einen Winkel von 90° bis 130°, vorzugsweise von 100° bis 120 miteinander einschließen, daß ein beweglicher Arm (30) mit der Klemmplatte verbunden ist, die über dem Einsatz angeordnet ist zum Angreifen an der Schrägfläche (23) desselben, um den Einsatz gegen die ,. Bodenfläche (25, 26) zu drücken nach Betätigung des Armes (30) durch das axial verschiebbare Mittel in dem Halter.

9· Schneidwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante, welche die Hauptschneidkante (12) bildet, als auch die Kante, welche die Nebenschneidkante (13) bildet, in ihrer ganzen Länge freiliegen gegenüber dem Halter (24), so daß ■ ein Freiwinkel an beiden Kanten Vorhanden ist.

509834/0805