DE29711554U1 - Schneideinsatz mit einer abgerundeten Ecke - Google Patents

Description

VO5SIUS & PARTNER

PATENTANWÄLTE _

StEBERTSTR. 4 Q 2. JUIl 1937

81675 MÜNCHEN
Iscar Ltd., Tefen, IL
U. Z.: B 2143 GM

Schneideinsatz mit einer abgerundeten Ecke

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz zur Verwendung mit einem Fräser, insbesondere einem Stirnfräser. Der Schneideinsatz ist von der Art mit einer Haupt- und einer Nebenschneidkante, so daß während eines Schneidvorgangs die Hauptschneidkante quer zu einer Werkstückstirnfläche orientiert ist und zum ümfangsschneiden des Werkstücks arbeitet und die Nebenschneidkante im wesentlichen parallel zur Werkstückstirnfläche orientiert ist und als Schleifer zum Feinbearbeiten der Stirnfläche dient.

Bei Stirnfräsvorgängen, insbesondere von Motorblöcken, die aus Gußeisen hergestellt sind und deren Stirnflächenbreite kleiner als der Durchmesser eines Stirnfräsers ist, liegt ein sogenanntes "Vergeudungs"- oder "Abplatz"-Problem vor, das damit zusammenhängt, daß ein ungeschnittener Abschnitt des Werkstücks an der Werkstückkante, dessen Größe sich bei Annäherung eines wirkenden Schneideinsatzes an die Werkstückkante kontinuierlich verringert, abgeschert wird, wenn seine Größe so gering wird, daß er auf ihn wirkenden Schneidkräften nicht mehr widerstehen kann. Dadurch wird die Qualität der bearbeiteten Oberfläche an der Werkstückkante wesentlich beeinträchtigt.

Zur Verringerung dieses Effekts ist ein Schneideinsatz mit einer Haupt- und Nebenschneidkante bereitgestellt, die sich über einen Eckenabschnitt mit einem relativ großen Radius vereinigen. Gemäß Fig. la und Ib wird bei einem relativ großen Radius des wirkenden Eckenabschnitts A ein Anstellwinkel B, in dem die Einsat &zgr; schneidkante C gegenüber der Werkstückstirnfläche'W geneigt ist, kontinuierlich bei Annäherung der Schneidkante an die Werkstückkante D verringert. Dadurch sind auf den ungeschnittenen Abschnitt E des Werkstücks wirkende Schneidkräfte verringert, und die "Abplatz"-Gefahr ist reduziert.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen neuen Schneideinsatz bereitzustellen, mit dem der "Abplatz"-Effekt weiter verringert werden kann, ohne die Nutzungsdauer des Einsatzes zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Die kontinuierliche Änderung der Schneidrückenneigung des Exnsatzkantenabschnitts von einer negativen auf eine positive unterscheidet sich von der üblichen Schneidrückengestaltung in Schneideinsätzen der festgelegten Art, bei denen der Schneidrücken, bekannt als K-Schneidrücken, zumeist invariant und in eine solche Richtung geneigt ist, daß der wirksame Keilwinkel längs der Einsatzschneidkanten erhöht wird, um sie zu verstärken. Dagegen ist in der Erfindung die Schneidrückengestaltung so, daß wenn sich während eines Schneidvorgangs die Einsatzecke einer Werkstückkante nähert und die Größe und somit die Festigkeit eines ungeschnittenen Abschnitts des Werkstücks kontinuierlich sinkt, eine kontinuierliche Richtungsänderung von Schneidkräften vorgesehen ist, die auf den Schneidrücken des Eckenabschnitts und daher auf den nicht geschnittenen Abschnitt des Werkstücks wirken, wodurch die "Abplatz"-Gefahr wesentlich verringert wird. Andererseits wird aufgrund der Tatsache, daß der Schneidrücken eine positive Neigung nur an einem Teil des Eckenabschnitts hat, während am Rest davon der Schneidrücken negativ ist, gewährleistet, daß der Eckenabschnitt ausreichend fest bleibt.

Dadurch gewährleistet beim Schneideinsatz der Erfindung die Tatsache, daß der Eckenabschnitt einen großen Krümmungsradius hat, nicht nur die allmähliche Verringerung des Anstellwinkels bei Annäherung der Schneidecke an die Werkstückkante, sondern ermöglicht auch auf der Spanfläche des Eckenabschnitts die Bildung eines gewunden geformten Schneidrükkens, wodurch sich der "Abplatz"-Effekt wesentlich verringern läßt.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen einem Mittelpunkt des Eckenabschnitts und der Nebenschneidkante kleiner als der Radius des Eckenabschnitts.

Vorzugsweise ist die Hauptschneidkante tangential zum Eckenabschnitt orientiert und vereinigt sich gleichmäßig mit diesem und ist mit einem negativen Schneidrücken versehen, wobei sich der Schneidrücken des Eckenabschnitts gleichmäßig mit dem Schneidrücken der Hauptschneidkante vereinigt. Die Nebenschneidkante kann auch mit einem Schneidrücken versehen sein. Ist dieser Schneidrücken positiv, vereinigt er sich gleichmäßig mit dem positiven Schneidrücken des angrenzenden Abschnitts des Sckenabschnitts.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Darstellung ihrer praktischen Realisierung wird nunmehr auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:

Fig. la und Ib schematisch einen Eckenabschnitt eines Schneideinsatzes der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, in unterschiedlichen Momenten seiner Annäherung an die Kante eines Werkstücks während eines Schneidvorgangs;

Fig. 2a eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz;

Fig. 2b eine Querschnittansicht an der Linie II-II des Schneideinsatzes von Fig. 2a;

Fig. 2c eine Perspektivansicht des Einsatzes von Fig. 2a;

Fig. 2d eine Seitenansicht des Einsatzes von Fig. 2a;

Fig. 3 eine Fläche III des Schneideinsatzes von Fig. 2a in der Darstellung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4, 5, 6, 7, 8 und 9 Querschnittansichten an den Radiallinien, die einen Mittelpunkt 0 mit Punkten P4, P5, P6, P7, P8 und P9 des Eckenabschnitts von Fig. 3 verbinden;

Fig. 10 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes, wenn der Eckenabschnitt wie in Fig. 4 und 5 angrenzend an eine Kante eines geschnittenen Werkstücks angeordnet ist, z. B. gemäß Fig. la; und

Fig. 11 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes, wenn der Eckenabschnitt wie in Fig. 8 und 9 angrenzend an eine Kante eines geschnittenen Werkstücks angeordnet ist, z. B. gemäß Fig. Ib.

Fig. la und Ib veranschaulichen einen Eckenabschnitt A eines Schneideinsatzes der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, während des Stirnfräsens eines Werkstücks W. In Fig. Ib ist gezeigt, wie infolge eines großen Radius des Eckenabschnitts A des Einsatzes ein Neigungsanstellwinkel B einer Schneidkante C des Eckenabschnitts A zur Werkstückstirnfläche gegenüber dem von Fig. la verringert wird, wenn sich die Schneidkante C der Werkstückkante D nähert, wodurch der "Abplatz"-Effekt an der Kante D reduziert wird.

Fig. 2a, 2b, 2c und 2d zeigen einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz 1. Darstellungsgemäß ist der Schneideinsatz 1 doppelseitig und hat eine allgemein dreieckige Form mit drei identischen schaltbaren Seitenkanten 2, 3 und 4 auf jeder Seite von ihm, wobei jede Seitenkante am Schnitt einer Oberseite 5 oder {nicht bezeichneten) Unterseite mit einer von angrenzenden Seitenflächen 7 gebildet ist. Da alle Seitenkanten des Einsatzes identisch sind, wird nur eine Seitenkante, z. B. die Seitenkante 2, näher beschrieben.

Die Seitenkante 2 befindet sich zwischen angrenzenden Haupteinsatzecken 8 und weist eine im wesentlichen mittig angeordnete Hauptschneidkante 10 auf, die sich auf jeder Seite von ihr mit einer Nebenschneidkante 11 vereinigt, wobei ein Winkel zwischen der Hauptschneidkante und einer Verlängerung der Nebenschneidkante etwa 45° beträgt.

Gemäß Fig. 2c und 2d ist jede Hauptschneidkante 10 allgemein konkav und weist eine Mittelkomponenten-Schneidkante 14 und zwei Seitenkomponenten-Schneidkanten 16 auf, die geradlinig sind und zur Einsatzunterseite sowie zur Mittelkomponenten-Schneidkante 14 abfallen. Da die Seitenkomponenten-Schneidkanten geradlinig sind, kann ein konstanter, relativ großer axialer Spanwinkel des Einsatzes bei Anordnung in einem Werkzeug vorgesehen sein.

Gemäß Fig. 2,a und deutlicher gemäß Fig. 3 vereinigt sich jede Nebenschneidkante 11 mit der Hauptschneidkante über einen Schneideckenabschnitt 12. Der Eckenabschnitt 12 ist gekrümmt und hat einen Radius R, der vorzugsweise größer als 0,5 mm ist. Die Hauptschneidkante 10 ist tangential gegenüber

dem Eckenabschnitt 12. Vorzugsweise ist die Nebenschneidkante 11 nicht tangential zum Eckenabschnitt 12, und die Entfernung zwischen einem Mittelpunkt 0 des Eckenabschnitts 12 und der Nebenschneidkante 11 ist kleiner als der Radius R des Eckenabschnitts 12. Dadurch ist gewährleistet, daß während eines Schneidvorgangs ein Span, der durch die Hauptschneidkante und durch den Eckenabschnitt geschnitten wird, an einer Fläche des letzteren endet, die an einen Punkt 13 seiner Vereinigung mit der Nebenschneidkante 11 angrenzt.

Gemäß Fig. 3 hat die Oberseite 5 des Schneideinsatzes 1 einen Schneidrücken 15 mit einem Schneidrückenabschnitt 20, der längs der Hauptschneidkante 10 gebildet ist, einem Schneidrückenabschnitt 21, der längs der Nebenschneidkante 11 gebildet ist, und einem Schneidrückenabsehnitt 22, der längs dem Eckenabschnitt 12 gebildet ist.

Gemäß Fig. 4 bis 9, die Querschnittansichten des Eckenabschnitts 12 an den Radiallinien zeigen, die durch einen Mittelpunkt O der Schneidecke und durch Punkte P4, P5, P6, P7, P8 und P9 von ihr verlaufen, ändert sich ein Neigungswinkel &ggr; des Schneidrückens 15 kontinuierlich von einem negativen Wert an den Punkten P4, P5 und P6 des Eckenabschnitts 12 an der Hauptschneidkante 10 (&ggr;&idiagr;, &ggr;2, &ggr;3) auf einen positiven Wert &ggr;4, &ggr;5 an den Punkten P8 und P9 des Eckenabschnitts 12 an der Nebenschneidkante 11. Fig. 7 zeigt eine neutrale Orientierung des Schneidrückenabschnitts 22 an einer Übergangsfläche, die sich vorzugsweise näher an der Nebenschneidkante 11 als an der Hauptschneidkante 10 befindet. Zur Verstärkung der Hauptschneidkante 10 ist ihr Schneidrückenabsehnitt 20 vorzugsweise negativ und vereinigt sich gleichmäßig mit dem Schneidrückenabsehnitt 22 des Eckenabschnitts. Der Schneidrückenabsehnitt 21 der Nebenschneidkante 11 kann jede erforderliche Neigung u. a. in Abhängigkeit davon haben, wie der Einsatz in einem,Werkzeug anzuordnen ist. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Schneidrückenabsehnitt 21 der Nebenschneidkante 11 positiv und vereinigt sich gleichmäßig mit dem Schneidrückenabsehnitt 22 des Eckenabschnitts 12.

Gemäß Fig. 3 hat der Schneidrücken 15 eine Breite, die sich von einem Mindestwert an der Hauptschneidkante 10 auf einen Höchstwert an der Nebenschneidkante 11 ändert. Vorzugsweise liegt der Bereich der Schneidrückenbreite von 0,05 bis 0,35 mm.

Gemäß Fig. 2b sowie 4 bis 9 ist die Oberseite 5 des Schneideinsatzes 1 mit einer Spanbildungsrille 25 ausgebildet, die nach unten vom Schneidrücken 15 abfällt und am gesamten Umfang des Einsatzes entlang verläuft. Gemäß Fig. 2b hat die Spanbildungsrille 25 ihre Höchsttiefe längs den Hauptschneidkanten und Mindesttiefe an den Einsatzhauptecken.

Fig. 10 und 11 veranschaulichen eine teilweise Seitenansicht des Schneideinsatzes 1 in zwei unterschiedlichen Momenten des Schneidens, wenn sich der Eckenabschnitt 12 wie in Fig. la und Ib der Kante D des geschnittenen Werkstücks W nähert. Somit zeigt Fig. 10 den Moment, in dem die Fläche des Eckenabschnitts, an der der Schneidrückenabschnitt 22 negativ ist, an der Werkstückkante D angeordnet ist, und Fig. 11 zeigt den Moment, in dem die Fläche des Eckenabschnitts, an der der Schneidrückenabschnitt 22 positiv ist, an der Werkstückkante D angeordnet ist. Aufgrund der Änderung der Schneidrückenneigung von der negativen auf die positive ändern darstellungsgemäß die Schneidkraft F und insbesondere ihre Komponente Fl, die auf den Schneidrücken 22 und folglich auf den ungeschnittenen Abschnitt E des Werkstücks W wirkt, ihre Richtung, wodurch vorgesehen ist, daß der Punkt 13 des Eckenabschnitts die Kante D des Werkstücks erreichen kann, bevor der ungeschnittene Abschnitt E von ihr abgetrennt wird.

Der erfindungsgemäße Schneideinsatz und andere Merkmale von ihm gemäß der vorstehenden Beschreibung können eine Gestaltung haben, die sich von der in den Zeichnungen dargestellten unterscheidet. Somit braucht z. B. der Schneideinsatz nicht unbedingt dreieckig und doppelseitig zu sein.

Claims (5)

U. Z.: B 2143 GM Schutzansprüche

1. Schneideinsatz (1) zur Verwendung in einem Fräser zum Stirnfräsen, wobei der Einsatz eine Ober- und Unterseite und Seitenflächen sowie mindestens ein Paar aus einer Haupt- und Nebenschneidkante (10, 11) hat, die durch den Schnitt zwischen der Oberseite (5) und einer angrenzenden Seitenfläche (7) gebildet sind;

wobei sich die Schneidkanten (10, 11) über einen Schneideckenabschnitt (22) mit einem relativ großen Radius vereinigen, wobei der Eckenabschnitt mit einem Schneidrücken (15) versehen ist, der auf der Oberseite (5) des Einsatzes (1) gebildet ist;

wobei der Schneidrücken (15) zu der Einsatzunterseite in einem Neigungswinkel geneigt ist, der sich kontinuierlich von einem negativen Wert an einer Fläche des Eckenabschnitts (12), die an die Hauptschneidkante (10) angrenzt, auf einen positiven Wert an einer Fläche des Eckenabschnitts (12), die an die Nebenschneidkante (11) angrenzt, ändert.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die Entfernung zwischen einem Mittelpunkt des Eckenabschnitts und der Nebenschneidkante kleiner als der Radius des Eckenabschnitts ist.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Übergangsfläche des Schneidrückens zwischen seinem negativ und positiv geneigten Abschnitt näher an der Nebenschneidkante als an der Hauptschneidkante liegt.

4. Schneideinsatz nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Hauptschneidkante tangential zu dem Eckenabschnitt orientiert ist und sich gleichmäßig mit diesem vereinigt und mit einem

negativen Schneidrücken versehen ist, wobei sich der Schneidrücken des Eckenabschnitts gleichmäßig mit dem Schneidrücken der Hauptschneidkante vereinigt.

5. Schneideinsatz nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Nebenschneidkante mit einem positiven Schneidrücken versehen ist, der sich gleichmäßig mit dem positiven Schneidrücken des angrenzenden Abschnitts des Eckenabschnitts vereinigt.