DE3248202A1

DE3248202A1 - Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE3248202A1
Application number: DE19823248202
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Kitamoto Saitama Arai; Hiroshi Tokyo Shimomura
Original assignee: Mitsubishi Kinzoku Tokyo KK; Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1982-12-27
Publication date: 1983-07-07
Also published as: US4511293A; KR840001457A; DE3248202C2; KR870000576B1

Description

3248202 PATENTANWÄLTE SPOTa?"UI*D"£USCTHMANN

6 w *. «ι i»

MITSUBISHI KINZOKU KABUSHIKI KAISHA München, 27.12.1982 No. 5-2, Ohtemachi 1-chome, P 984/82

Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Pu/rei Schneidwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug für das Bearbeiten der Oberfläche eines Werkstückes aus Metall.

Solche zum Beispiel als Bohrwerkzeuge, als Stirn- und Walzenfräser verwendbare, im allgemeinen als Messerköpfe bezeichnete Schneidwerkzeuge mit lösbar befestigten Wendeschneidplatten als eigentliche Werkzeugschneiden bestehen in aller Regel aus einem rotationssymmetrischen Rundkörper mit an der Außenmantelfläche angeordneten Ausnehmungen, in denen sich die Schneidplättchen befinden, welche als unregelmäßige Vierecke, als regelmäßige Vierecke, als Rechtecke, als Parallelogramme, als Rhombus oder in ähnlicher Form ausgebildet sein können.

Bei allen bekannten Schneidwerkzeugen dieser Art ist in Abhängigkeit ihrer jeweiligen noch zu beschreibenden Ausbildung nachteilig, daß die Forderung der Anordnung aller Nebenschneiden der Schneidplättchen in einer gemeinsamen Ebene rechtwinklig zur Drehachse des Grundkörpers nur sehr schwer bzw. nur sehr unvollkommen erfüllbar ist, so daß die Güte der zum Beispiel mit einem Stirnfräser bearbeiteten Oberfläche eines metallenen Werkstückes unbefriedigend ist. Dieser Mangel hat seine Ursache in der Tatsache, daß die benachbarten Seitenflächen eines jeden Wende-Schneidplättchens, die an den jeweils zugeordneten tragenden Flä-

chen der Ausnehmungen anliegen, von der Nebenschneidkante entfernt liegen, so daß Fertigungstoleranzen der Schneidplättchen bei der Montage zu berücksichtigen und daher Abweichungen der Nebenschneidenkanten von der vorgesehenen Position nicht oder nur sehr schwierig auf ein Minimum zu bringen sind. Weiter erschwerend wirkt sich aus, daß hierbei noch unterschiedliche Längen der Nebenschneidkanten entsprechend den jeweils zur Anwendung gelangenden Wende-Schneidplättchen zu berücksichtigen sind, so daß das Auswechseln von Wende-Schneidpllttchen äußerst schwierig wird, selbst wenn hierzu Lehren für die Montage benutzt werden» ganz abgesehen davon, daß durch die Benutzung einer Lehre die Schneidkanten beschädigt werden können» Auch können einzelne Schneidplättchen nur sehr schwer ausgewechselt werden,, wenn das beispielsweise als Stirnfräser ausgebildete Schneidwerkzeug sich auf der Arbeitsspindel der Fräsmaschine befindet, da auch dort ohne Lehre nicht montiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Schneidwerzeug der hier infrage stehenden Art zu schaffen, das aus einem Grundkörper und darin einsetzbaren Schneidplättchen besteht, die jeweils eine Haupt- (peripheral) und eine Neben- (end) Schneidkante aufweisen, und die leicht mit dem Grundkörper derart zu verbinden sind, daß in der durch die Ausnehmungen vorbestimmten Lage der Schneidplättchen alle Nebenschneidenkanten im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die rechtwinklig zur Drehachse des Grundkörpers liegt, und ferner ein Schneidwerkzeug zu schaffen, mit dessen Grundkörper auch Schneidplättchen mit Haupt- (peripheral) Schneidkanten unterschiedlicher Länge leicht auswechselbar zu verbinden sind«

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schneidkopfes, insbesondere durch die gewählte Anordnung der zweiten tragenden Fläche innerhalb der Aussparungen in unmittelbarer Nähe der zum Einsatz gelangenden Haupt- oder Nebenschneide des Schneidplättchens ist es möglich, ohne großen Aufwand alle Schneidplättchen unabhängig von ihren Fertigungstoleranzen so mit dem Grundkörper zu verbinden, daß alle Nebenschneidkanten gleich gut in ihrer gewünschten Position liegen, d.h. im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zur Drehachse des Grundkörpers liegt. Die Anordnung der zweiten tragenden Fläche in der erfindungsgemäßen Weise ermöglicht ferner eine leichte Montage der Schneidplättchen am Grundkörper, selbst wenn dieser bereits auf der Arbeitsspindel einer Fräsmaschine befestigt ist. Auf die geforderte Anordnung der Schneidplättchen haben weder die Größe des radialen noch eines axialen Spanwinkels einen Einfluß. Schließlich können auf diese Weise sowohl gleich große als auch verschieden große Schneidplättchen mit dem Grundkörper gleich gut verbunden werden entsprechend der jeweils gewünschten Schnittiefe, mit der das Werkstück zu bearbeiten ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch ein Schneidwerkzeug gemäß der Erfindung, mit einem rotationssymmetrischen Grundkörper und auswechselbaren quadratförmigen Schneidplättchen,

Figur 2 eine teilweise dargestellte Frontansicht des Schneidwerkzeuges gemäß Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt durch den nur teilweise dargestellten Grundkörper gemäß Figur 1 mit rechteckigen Schneidplättchen,

Figur 4 eine Frontansicht der quadratischen Schneidplättchen gemäß Figur 1,

Figur 5 eine Aufsicht einer Lehre für das Bestimmen der Position einer Nebenschneidkante eines quadratischen SchneidplHttchens,

Figur 6 eine Frontansicht eines rechtwinkligen. Schneidplättchens,

Figur 7 einen Aufriß einer Lehre für da-s Bestimmen der Position einer Nebenschneidkante eines rechteckigen Schneidplättchens,

Figur 8 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Schneidwerkzeuges gemäß der Erfindung, ebenfalls mit einem rotationssymmetrischen Grundkörper und eingesetzten Schneidplättchen,

Figur 9 einen Schnitt durch ein Schneidwerkzeug gemäß der Erfindung, ebenfalls mit einem rotationssymmetrischen Grundkörper und eingesetzten rechteckförmigen Schneidplättchen,

Figur 10 eine teilweise Draufsicht auf das Schneidwerkzeug gemäß Figur 9,

Figur 11 eine Ansicht auf das Schneidwerkzeug, gesehen in Richtung des Pfeiles P in Figur 9,

Figur 12 eine Ansicht auf das Schneidwerkzeug, gesehen in Richtung des Pfeiles Q in Figur 9,

Figur 13 eine Draufsicht auf ein rechtwinkliges Schneid· plättchen,

Figur 14 eine Seitenansicht des rechtwinkligen Schneidplättchens,

Figur 15 eine Frontansicht des rechtwinkligen Schneidplättchens,

Figuren

bis 19 entsprechende Ansichten des Schneidwerkzeuges

gemäß den Figuren 9 bis 12, jedoch mit viereckigen Schneidplättchen versehen,

Figuren

bis 22 die Ansichten ähnlich der Figuren 13 bis 15

auf das quadratische Schneidplättchen,

Figur 23 einen Aufriß auf eine Lehre für die Bestimmung der Position einer Nebenschneidkante eines quadratischen Schneidplättchens gemäß Figur 16,

Figur 24 einen Aufriß einer Lehre für die Bestimmung

der Lage einer Nebenschneidkante eines rechteckigen Schneidplättchens gemäß Figur 9 und

Figur 25 einen Querschnitt durch ein Schneidwerkzeug

gemäß Figur 9 mit wenigstens einem eingesetzten rechtwinkligen Schneidplättchen.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sei vorab anhand der Figuren 1 bis 8 die Bauweise der bisher bekannten Schneidwerkzeuge mit auswechselbaren Schneidplättchen erläutert.

Im allgemeinen sind Schneidwerkzeuge der hier infrage stehenden Art derart ausgebildet, daß eine Vielzahl von Schneidplättchen von identischer Ausbildung und Größe mit einem Grundkörper verbindbar sind. In den Figuren 1 und 2 ist ein üblicher Stirnfräser gezeigt, der einen Grundkörper 101 mit einem scheibenförmigen Basisteil 102 und eine koaxial dazu von der hinteren Endfläche

sich erstreckende Nabe aufweist« Die Nabe ist derart ausgebildet, daß sie mit einer nicht dargestellten Spindel einer Fräsmaschine fest verbunden werden kann. Das Basisteil 102 des Grundkörpers weist eine Vielzahl von Ausnehmungen 105 auf, die in die Umfangsfläche 106 in gleichem Abstand voneinander der Stirnseite 107 benachbart eingearbeitet sind. Eine Vielzahl von einsteilbaren quadratischen Schneidplättchen 108 sind in den entsprechenden Ausnehmungen 105 angeordnet und mit diesem jeweils durch ein Klammerglied 111 fest verbunden. Mie Figur 1 zeigt, umfaßt jede der Ausnehmungen 105 eine erste tragende Fläche 109, die radial nach innen gegen die Stirnseite 107 zy geneigt ist, sowie eine zweite tragende Fläche 110, die radial nach auswärts gegen die Stirnseite 107 geneigt ist. Die erste und die zweite tragende Fläche 109 und 110 sind im rechten Winkel zueinander angeordnet.

Jedes quadratische Schneidplättchen 108 hat vier Hauptschneidkanten 112, die jeweils durch die vier Seitenflächen 116 und eine Frontfläche 113 definiert sind, sowie vier Nebenschneidkanten 114 an den vier Ecken. Um die Schneidplättchen 108 mit dem Grundkörper 101 zu verbinden, wird jeweils ein Schneidplättchen 108 in eine Ausnehmung 105 eingesetzt in der Weise, daß zwei benachbarte Seitenflächen 116 des Schneidplättchens, und zwar die von der ausgewählten Nebenschneidkante 114 entfernten, mit der ersten und der zweiten tragenden Fläche 109 und 110 zur Anlage gebracht werden. Das so eingebrachte Schneidplättchen wird in seiner Position durch das Klammerglied 111 gehalten, das ebenfalls in die Ausnehmung 105 eingefügt wird« Die ausgewählte Nebenschneidkante 114, die nahe der Stirnfläche 107 liegt, dient als sogenannte Endschneidkante, während die ausgewählte Hauptschneidkante 112, die der ersten tragenden Fläche 109 abgewandt ist, als sogenannte periphere Schneidkante dient= Es ist wichtig, daß die ausgewählten Nebenschneidkanten 114 aller in den Grundkörper 101 eingesetzten Schneidplättchen 108 im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die rechtwinklig zu der Rotationsachse X des

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Grundkörpers 101 sich erstreckt, um so eine zufriedenstellend bearbeitete Oberfläche eines durch den Stirnfräser bearbeiteten metallischen Werkstückes zu erhalten. Oa die zwei benachbarten Seitenflächen 116 des Schneidplättchens 108, die von der ersten und zweiten tragenden Fläche 109 und 110 getragen sind, entfernt von der ausgewählten Nebenschneidkante 114 sind, ist die Position der ausgewählten Nebenschneidkante den durch Herstellungstoleranzen hervorgerufenen Ungenauigkeiten des Schneidplättchens voll unterworfen. Daher kann die Abweichung der Nebenschneidkante eines jeden eingesetzten Schneidplättchens von der vorgewählten Position nicht klein genug gehalten werden.

Der in Figur 3 dargestellte Stirnfräser 100a unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen Stirnfräser 100 lediglich durch die Anordnung von für die Aufnahme von rechteckigen Schneidplättchen 108a jeweils gleicher Größe geeigneten Ausnehmungen 105a. Auch bei dieser bekannten Ausführungsform eines Stirnfräsers unterliegt die jeweils ausgewählte Nebenschneidkante 114a einer Verschiebung gegenüber der richtigen vorbestimmten Position, wenn das Schneidplättchen 108a im Grundkörper 101 verklemmt wird, da dieser ebenfalls gegenüber den tragenden Oberflächen 109a und 110a der Ausnehmung 105a entfernt angeordnet ist, an die sich die benachbarten langen und kurzen Seitenflächen 116a und 116b des Schneidplättchens anlegen.

Die in Verbindung mit den vorstehend beschriebenen Fräswerkzeugen 100 zu benutzenden quadratischen Schneidplättchen 108 werden unter Benutzung einer Lehre oder Vorrichtung 117 hergestellt, die ein Paar von rechtwinklig aufeinanderstehenden tragenden Flächen 118 und 119 aufweist, wie dies insbesondere der Figur 5 zu entnehmen ist. Zwei benachbarte Seitenflächen 116 eines quadratischen Schneidplättchen-Rohlings 108' werden in Kontakt mit einem Paar tragender Flächen 118 und 119 der Vorrichtung 117 gehalten. Unter diesen Voraussetzungen befindet sich die ausgewählte zu bearbeitende Ecke des Rohlings 108' diagonal gegenüber der Ecke, in der

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die tragenden Flächen der Vorrichtung sich schneiden. Die ausgewählte Ecke des Schneidplättchen-Rohlings 108' wird daraufhin bearbeitet, um die Nebenschneidkante 114 zu erzeugen. Ein Stift 122 mit kreisförmigem Querschnitt wird benutzt, um die Position der zu erzeugenden Nebenschneidkante 114 zu bestimmen. Wie Figur 5 zeigt, dient die Außenmantelfläche des Stiftes 122 als Nennkreis 123, an dem die zwei genannten tragenden Flächen 118 und 119 tangential anliegen und damit die Position, in der die beiden benachbarten Seitenflächen 116 des SchneidpUttchen-Rohlirigs 108' gehalten sind. Unabhängig von Variationen der Größenordnung der Maße oc und β des eingesetzten Sch-neidplättchen-Rohlings in bezug auf den Nennkreis 123 wird die Position der Nebenschneidkante 114 in einer solchen Weise bestimmt, daß sie in einem vorbestimmten Abstand A vom Nennkreis 123 liegt. Hieraus ergibt sich, daß die Länge der bearbeiteten Nebenschneidkante 114 von Größenänderungen sowohl des Maßes oc als auch β beeinflußt wird. Die Nebenschneidkante 114 ist daher anfällig hinsichtlich eines relativ großen Variationsbereiches bezüglich ihrer Länge.

Das in Figur 6 dargestellte rechtwinklige Schneidplättchen 108a für den Gebrauch mit einem herkömmlichen Fräswerkzeug 100a gemäß Figur 3 wird in ähnlicher Weise hergestellt, wie es vorstehend für ein quadratisches Schneidplättchen 108 gemäß Figur 5 beschrieben worden ist.

Wie insbesondere Figur 7 zeigt, sind die rechtwinkligen Schneidplättchen-Rohlinge 108a ebenfalls mittels zweier nebeneinanderliegender Seiten, nämlich der langen Seitenfläche 116a und der kurzen Seitenfläche 116b, in Anlage mit einem Paar tragender Flächen 118a und 119a einer Vorrichtung 117a gehalten. Die den tragenden Flächen 118a und 119a gegenüberliegende Ecke des Schneidplättchen-RoIUings 108a¹ ist zu bearbeiten, um die Nebenschneidkante 114a zu erzeugen, wie es oben für das quadratische Schneidplättchen 108 beschrieben ist. Auch hier wird der Stift 122 benutzt, um die Position der Nebenschneidkante 114a bei der Bearbeitung zu be-

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stimmen, auch hier dient die Umfangsflache des Stiftes 122 als Nennkreis 123. Die Position der Nebenschneidkante 114a wird in der Weise bestimmt, daß ein vorbestimmter Abstand C vom Nennkreis 123 eingehalten wird. Der Abstand C ist bestimmt durch einen Abstand B zwischen dem Nennkreis 123 und der kurzen Seitenfläche 116b des Schneidplättchen-Rohlings 108a', die der tragenden Fläche 119a der Vorrichtung 117a abgewandt gegenüberliegt. Auch hieraus ist ersichtlich, daß das Positionieren der Nebenschneidkante 114a durch zwei Meßgrößen beeinflußt wird, nämlich durch Änderungen der Größe ot j des Schneidplättchen-Rohlings 108a¹ relativ zum Nennkreis 123 und Änderungen der langen Seitenfläche 116a des Schneidplättchen-Rohlings 108a¹. Als Ergebnis ist auch hier festzustellen, daß daß die Lage der Nebenschneidkante 114a eines rechteckigen Schneidplättchens 108a ebenfalls anfällig hinsichtlich Lageveränderungen ist.

Schließlich ist in Figur 8 ein weiterer konventioneller Stirnfräser 100b dargestellt, der gegenüber den Ausführungsformen der Stirnfräser 100 und 100a gemäß den Figuren 1 und 3 sich dadurch unterscheidet, daß jede Ausnehmung 105b ohne eine zweite tragende Fläche, wie zum Beispiel die tragenden Flächen 110 und 110a der Schneidwerkzeuge 100 und 100a, ausgebildet ist, so daß die tragende Fläche 109b entsprechend den ersten tragenden Flächen 109 und 109a gemäß Figur 1 und Figur 3 sich bis zur Umfangsflache 106 des Grundkörpers 101 erstreckt. Auf diese Weise können mit diesem Stirnfräser 100b sowohl Schneidplättchen 108a von rechteckiger Form als auch Schneidplättchen 108 von quadratischer Form verwendet werden. Um quadratische Schneidplättchen 108 mit dem Grundkörper 101 zu verbinden, muß die Frontfläche des Grundkörpers mit einem Einstellglied 126 zur Anlage gebracht werden, das eine Positionierfläche 127 aufweist, die rechtwinklig zur Drehachse des Grundkörpers 101 liegt. Das Positionieren der quadratischen Schneidplättchen erfolgt in der Weise, daß eine Seitenfläche 116 der Schneidplättchen 108, nämlich die von der ausgewählten Hauptschneidkante 112 abgewandte, mit der tragenden Fläche 116b einer

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jeden Ausnehmung 105b zur Anlage gebracht wird und die Nebenschneidkante 114 mit der Positionierungsoberfläche 127 des Einstellgliedes 126 ebenfalls zur Anlage gebracht wird. Nunmehr ist das quadratische Schneidplättchen 108 mit dem Grundkörper 101 durch eine nicht dargestellte Klammer zu verbinden. In gleicher Weise erfolgt das Verbinden von rechtwinkligen Schneidplättchen 108a mit dem Grundkörper 101. Auf diese Weise können alle Nebenschneidkanten 114, 114a in eine gemeinsame Ebene gebracht werden» unabhängig von den Dimensionen und Fertigungsfehlern der einzelnen Schneidplättchen.

Eine solche Verfahrensweise ist jedoch unvorteilhaft, da die jeweils ausgewählten Hi Ifsschneidkanten 114, 114a der Beschädigung ausgesetzt sind, da sie bei der Montage direkt in Eingriff mit dem Einstellglied 126 zu bringen sind. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß es ziemlich schwierig ist, eine Vielzahl von Schneidplättchen auf diese Weise mit dem Grundkörper zu verbinden, insbesondere wenn der Grundkörper 101 bereits auf der Spindel einer Fräsmaschine befestigt ist. Für das Einsetzen und Positionieren der Schneidplättchen mit Hilfe des Einstellgliedes 126 bedarf es daher besonderer Übung.

Nunmehr sei anhand der Figuren 9 bis 12 ein erfindungsgemäß ausgebildeter Stirnfräser 10 beschrieben, der ebenfalls einen Grundkörper 11 mit einem scheibenförmigen Basisteil 12, das eine vordere Stirnfläche 13 und eine hintere Stirnfläche 14 sowie eine dazwischenliegende Umfangsflache 15 aufweist. Ferner besitzt der Grundkörper 11 eine rotationssymmetrische Nabe 16, die koaxial zum Basisteil 12 von der hinteren Stirnfläche 14 ausgehend angeordnet ist. Der Grundkörper 11 besitzt eine zentrale Bohrung 17, die ihn vollständig durchsetzt. Die vordere Stirnfläche 13 liegt in einer Ebene, die sich rechtwinklig zu einer Drehachse X des Grundkörpers 11 erstreckt. Die Nabe 16 ist so ausgebildet, daß sie miteiner nicht dargestellten Arbeitsspindel einer ebenfalls nicht dargestellten Fräsmaschine zu verbinden ist. Die von der Nabe 16 abge-

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wandte Kante des Basisteiles 12 ist angefast, um eine konische Fläche 18 zu bilden.

Im Basisteil 12 des Grundkörpers 11 befinden sich eine Vielzahl von im allgemeinen radial nach außen offenen Ausnehmungen 20, die in die Umfangsflache 15 in gleichen Abständen voneinander eingearbeitet sind und der vorderen Stirnfläche 13 benachbart liegen. Die Ausnehmungen 20 dienen der Aufnahme von Schneidplättchen 35 von rechteckiger Form sowie von Klammergliedern 45, wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben.

Jede Ausnehmung 20 weist einen etwa kanalförmigen Querschnitt auf, der von einem Paar einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Seitenwänden 21 und 22 und einer beide Seitenwände an ihren inneren Endbereichen verbindende Bodenfläche 23 gebildet ist. Die ersten und zweiten Seitenwände befinden sich jeweils in Ebenen längs der Drehachse X des Grundkörpers 11, während die Bodenfläche 23 einer jeden Ausnehmung radial nach außen geneigt ist, und zwar vom inneren Ende beginnend in einer von der Stirnseite 13 abgewandten Richtung. Der Teil der Bodenfläche 23, der der ersten Seitenwand 21 benachbart ist, dient als erste tragende Fläche 23a. Vorzugsweise ist an die Bodenfläche ein Rücken angeformt, der sich parallel zur ersten Seitenwand 21 dieser unmittelbar benachbart erstreckt und eine ebene Oberfläche aufweist, welche als die erste tragende Fläche 23a dient.

Jede Ausnehmung 20 weist ferner eine vordere Endwand 25 auf, welche von der Bodenfläche 23 weg radial nach außen zur Stirnfläche 13 geneigt sich erstreckt, so daß ihre Fläche die Bodenfläche am inneren Ende schneidet, mit anderen Worten bildet die Endwand 25 einen Vorsprung 28. Die genannte Endwand ist der ersten Seitenwand 21 abgesetzt benachbart zwecks Bildung einer zweiten tragenden Fläche 26. Die erste und die zweite tragende Fläche 23a und 26 sind rechtwinklig zueinander angeordnet.

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Ein nicht dargestelltes Gewindeloch ist in die Bodenfläche 23 eingebracht und steht zu dieser senkrecht.

Benachbart zur jeweils ersten Seitenwand 21 einer jeden Ausnehmung 20 ist eine Vertiefung 30 in die Umfangsflache 15 eingearbeitet, die einen etwa konkav gebogenen Querschnitt aufweist und sich entlang der Ausnehmung erstreckt. Jede Vertiefung ist ferner benachbart zur ersten Seitenwand 21 weggeschnitten zwecks Bildung eines Teiles 31, das sich längs der Seitenwandung erstreckt, wobei auch dieser Teil 31 einen konkav gebogenen Querschnitt aufweist. Infolge dieses Teiles 31 ist die zweite Seitenwand 22 größer als die erste Seitenwand 21 in ihrer Weite oder Dimension, bezogen auf eine Richtung rechtwinklig der Bodenfläche 23. Die Vertiefung 30 ist ferner benachbart der Ausnehmung 20 in Richtung zur Stirnseite 13 ein weiteres Stück weggeschnitten zwecks Bildung eines zweiten Teiles 32, das zur Stirnseite 13 geöffnet ist. Durch das zweite Teil 32 wird jede Ausnehmung 20 benachbart zur vorderen Endwand 35 geöffnet. Durch die Anordnung der Vertiefung 30 mit ihren Teilen 31 und 32 können die während einer Fräsoperation entstehenden Späne, erzeugt durch die Haupt- oder Nebenschneidkanten 40a eines in der Ausnehmung befindlichen rechtwinkligen Schneidplättchens 35, sauber ausgetragen werden, und zwar durch die durch das Teil 32 nahe der Nebenschneidkante 40a gebildete öffnung.

Eines der zur Anwendung gelangenden Schneidplättchen 35 von rechtwinkliger Form ist in den Figuren 13 und 14 dargestellt und bildet ein sogenanntes Wende-Schneidplättchen aus Metall, wie Schnellstahl oder ähnlichem. Jedes Schneidplättchen 35 ist durch ein Paar parallelliegender Vorder- und Rückseiten 35 und 37, einem Paar paralIeI liegender langer Seiten 38 und einem Paar parallelliegender kurzer Seiten 39 definiert. Vier Ecken des rechtwinkligen Schneidplättchens 35 sind angefast, um vier Eckenflächen 40 zu bilden. Zwei diagonal gegenüberliegende Eckenflächen 40 sind von der Vorderseite 36 zu der Rückseite 37 gleichsinnig geneigt. Zwei Eckenkanten 40a, definiert durch die Ecken-

fläche 40 und die benachbarte Vorderseite 36, dienen als Nebenschneidkanten und bilden sogenannte Endschneidkanten, sobald das Schneidplättchen 35 mit dem Grundkörper 11 verbunden ist. Zwei Kanten 38a, welche durch die beiden Längsseiten 38 und die Frontseite 36 definiert sind, dienen als zwei Hauptschneidkanten, welche sogenannte periphere Schneidkanten bilden, sobald das Schneidplättchen 35 mit dem Grundkörper 11 verbunden ist. In ähnlicher Weise sind die beiden anderen diagonal gegenüberliegenden Eckenflächen 40 von der Rückseite 37 zur Frontseite 36 gleichsinnig geneigt. Zwei Eckenkanten 40a, gebildet durch die zugehörigen Eckenflächen 40 und die Rückseite 37 dienen als Nebenschneidkante 40a des Schneidplättchens. Die von den Längsseiten 38 und der Rückseite 37 gebildeten Kanten dienen als die zwei Hauptschneidkanten 38a.

Der in den Figuren 9 bis 12 dargestellte Stirnfräser besitzt eine Vielzahl von rechteckigen Schneidplättchen 35. Um diese mit dem Grundkörper 11 zu verbinden, wird erst jedes Schneidplättchen in die zugehörige Ausnehmung 20 eingelegt in der Weise, daß eine lange Seitenfläche 38 an der ersten tragenden Fläche 23a der Grundfläche 23 und eine kurze Seitenfläche 39 an der zweiten tragenden Fläche 26 der Endwand 25 anliegt. In dieser Lage ist die Frontfläche 36 des Schneidplättchens 35 in Anlage mit der ersten Seitenfläche 21, wobei diese Frontfläche 36 als Spanfläche wirkt. Daraufhin ist das Klammerglied 45, im allgemeinen von rechtwinkeliger Form, in die Ausnehmung 20 einzusetzen, wobei die gegenüberliegende Seite, die Klemmfläche 45c, in Anlage mit der Rückseite 37 des Schneidplättchens 35 und der zweiten Seitenfläche 22 der Ausnehmung 20 kommt. Jedes Klammerglied 45 weist etwa keilförmigen Querschnitt auf, dessen gegenüberliegende Klemmflächen gegenüber der Fläche 45a von dieser weg konvergieren. Jedes Klammerglied 45 besitzt eine Gewindebohrung 45b, die dieses von der Oberfläche 45a bis zu der der Bodenfläche 23 der Aussparung 20 zugewandten Fläche durchsetzt. Schließlich wird eine Klemmschraube durch das Gewindeloch 45b des Klammergliedes eingeschraubt, die

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dieses durchsetzt und in das Gewindeloch in der Bodenfläche der Ausnehmung eingreift, um so das eingesetzte Schneidplättchen 35 gegen jede Bewegung zu sichern. In dieser Lage ist die Hauptoder periphere Schneidkante 38a von der Bodenfläche"23'abgewandt und die zugeordnete Neben- oder Endschneidkante 40a ist in der vorbestimmten Position angeordnet, wie dies in Figur 9 dargestellt ist. Hierbei ist die ausgewählte Nebenschneidkante der Stirnseite des Grundkörpers 11 unmittelbar benachbart. Dies gilt für alle Schneidplättchen des Grundkörpers 11.

Wie die Figuren 16 bis 19 zeigen, können mit einem Grundkörper 11 auch eine Vielzahl von quadratischen Schneidplättchen 50 verbunden werden. Auch die quadratischen Schneidplättchen 50 werden aus einer Metallplatte gefertigt und sind durch ein Paar paralleler Vorder- und Rückseiten 51 und 52 und vier Seitenflächen 53 definiert, wie dies am besten aus den Figuren 20 bis 22 ersichtlich ist. Vier Ecken eines solchen quadratischen Schneidplättchens 50 sind angefast, um vier Eckenflächen 54 zu bilden. Die vier Eckenflächen 54 sind von der Vorderseite 51 zur Rückseite 52 geneigt und weisen gegen das Zentrum des quadratischen Schneidplättchens 50. Vier Eckenkanten 54a, weiche durch die vier Eckenflächen 54 und die Vorderseite 51 definiert sind, dienen

als Neben- oder Endschneidkanten. Vier weitere Kanten 53a, definiert bei den vier Seitenflächen 53 und der Vorderfläche 51, dienen als Haupt- oder periphere Schneidkanten.

Wie die Figuren 16 bis 19 zeigen, sind die quadratischen Schneidplättchen 50 in gleicher Weise mit dem Grundkörper verbunden, wie dies für die rechtwinkligen Schneidplättchen beschrieben worden ist. Vorzugsweise ist jeweils eine Nute 45d in die Klemmfläche 45c eines jeden Klammergliedes 45 eingebracht, welche in Anlage mit der Rückseite 52 des quadratischen Schneidplättchens 50 gehalten ist, um eine Schmelzhaftung von während des Arbeitsvorganges erzeugten Schneidspänen am Schneidplättchen 50 zu vermeiden.

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Wie insbesondere Figur 23 zeigt, werden die quadratischen Schneidplättchen 50 für den Gebrauch in einem Stirnfräser 10 unter Benutzung einer Lehre 60 gefertigt, die ein Paar erster und zweiter tragender Flächen 61 und 62 aufweist, die zueinander rechtwinklig angeordnet sind. Zwei benachbarte Seitenflächen 53 des quadratischen Schneidplättchen-Rohlings 50a werden in Anlage mit der ersten und der zweiten tragenden Fläche 61 und 62 gehalten. Die Ecke 54b des quadratischen Schneidplättchen-Rohlings 50a, wo er durch die Seitenfläche 53 in Anlage mit der zweiten tragenden Fläche 62 gehalten ist, und die Seitenfläche 53, die von der ersten tragenden Fläche 61 abgewandt ist und erstere durchsetzt, ist in der richtigen ausgewählten Lage für die Bearbeitung. Bei dieser Bearbeitung der Ecke 54b wird die Schneidkante 54a gebildet. Ein Stift 64 mit kreisförmigem Querschnitt wird benutzt, um die Lage der herzustellenden Nebenschneidkant 54a zu bestimmen. Wie Figur 23 zeigt, dient die Umfangsflache des Stiftes 64 als Nennkreis 65, an dem die beiden tragenden Flächen 61 und 62 der Lehre 60 und daher auch die beiden benachbarten Seitenflächen 53 des Schneidplättchen-Rohlings 50a tangential gehalten sind. Die Lage der Nebenschneidkante 54a ist derart bestimmt, daß sie einen vorbestimmten Abstand D vom Nennkreis 65 aufweist. Daher sind, wie ohne weiteres aus Figur 23 zu ersehen ist, lediglich Variationen der Maßgenauigkeit S . des quadratischen Schneidplättchen-Rohlings relativ zum Nennkreis 65 ursächlich für Variationen in der Länge der resultierenden Nebenschneidkante 54a, während Variationen der Maßgenauigkeit Y- auf die Länge der Nebenschneidkante 54a keinen Einfluß haben. Hieraus resultiert, daß die Nebenschneidkante 54a lediglich kleinen Variationen ihrer Länge unterliegt. Mit Hilfe dieser Methode sind die Herstellungstoleranzen von quadratischen Schneidplättchen-Rohlingen 50a kleinzuhalten, ohne unzulässige Änderungen in der Länge der Nebenschneidkante 54a. Wie die Erfahrung gezeigt hat, können mit Hilfe dieser Methode die Toleranzen der Seitenflächen 53 des Schneidkantenrohlings 50a, bestimmt durch den Nennkreis 65, in der Größenordnung von - 0,13 mm gehalten werden, während bisher die Toleranz-

grenzen bei - 0,05 mm lagen, so daß die quadratischen Schneidplättchen 50 nunmehr wesentlich billiger herzustellen sind.

Wie vorzugsweise Figur 24 zeigt, werden die rechtwinkligen Schneidplättchen 35 für den Gebrauch im Stirnfräser 10 in ähnlicher Weise hergestellt, wie es vorstehend für die quadratischen Schneidplättchen 50 unter Bezugnahme auf die Figur 23 beschrieben worden ist. Im vorliegenden Falle werden die benachbarten langen und kurzen Seitenflächen 38 und 39 des Schneidplättchen-Rohlings 35a in Anlage mit der ersten und zweiten tragenden Fläche 61a und 62 a einer Vorrichtung 60a gehalten. In dieser Lage ist die Ecke 40b des Schneidplättchen-Rohlings 35a, wo die kurze Seitenfläche 39 in Anlage mit der zweiten tragenden Fläche 62a gehalten ist und die von der ersten tragenden Fläche 61a abgewandte lange Seitenfläche 38 die erstere durchsetzt, in der Bearbeitungsposition. Die ausgewählte Ecke 40b des rechteckigen Schneidplättchen-Rohlings 35a kann nunmehr bearbeitet werden, um die Neben- oder Endschneidkante 40a zu bilden. Die Lage der herzustellenden Nebenschneidkante 40a ist in der Weise bestimmt, daß diese Lage durch einen vorbestimmten Abstand E vom Nennkreis 65 des Stiftes 64 gewählt wird. Auf diese Weise sind lediglich Variationen der Maßgenauigkeit in der Länge der kürzeren Seitenfläche 39 des Rohlings 35 ursächlich zu einer Variation in der Länge der resultierenden Nebenschneidkante 40a, während eine Variation der Maßgenauigkeit in der Länge F der längeren Seitenfläche 38 auf die Länge der Nebenschneidkante 40a keinen Einfluß hat. Hieraus resultiert, daß die Nebenschneidkante 40a lediglich relativ kleinen Variationen ihrer Länge unterliegt. Mit Hilfe dieser Methode sind Herstellungstoleranzen des Werkstück-Rohlings 35 weniger kritisch in ihrem Einfluß auf die Länge der resultierenden Nebenschneidkante 40a, Wie die Erfahrung gezeigt hat, kann die Toleranz der langen Seitenfläche 38 des rechtwinkligen Schneidplättchen-Rohlings 35a bei etwa - 0,2 mm oder mehr liegen, während bisher Toleranzen von - 0,05 mm einzuhalten waren. Hieraus ergibt sich, daß die Schneidplättchen 35 nunmehr mit geringeren Kosten als bisher gefertigt werden können.

Da die quadratischen Schneidplättchen 50 und die rechtwinkligen Schneidplättchen 35 für die Anordnung am Grundkörper 11 des Stirnfräsers 10 ausgebildet sind, ist jede Seitenfläche 53 der quadratischen Schneidplättchen 50 und jede kurze Seitenfläche 39 der rechtwinkligen Schneidplättchen 35 gleich lang in bezug aufeinander ausgebildet.

Der Stirnfräser 10 zeigt in Figur 25 eine Vielzahl von quadratischen Schneidplättchen 50 und wenigstens ein rechtwinkliges Schneidplättchen 35. Mit dieser Anordnung kann der Stirnfräser sehr wirkungsvoll ein metallenes Werkstück bearbeiten, das eine buckelige Oberfläche aufweist, so wie sie beispielsweise gegossene oder geschmiedete Werkstücke haben. Insbesondere, falls ein solches metallenes Werkstück einen Buckel oder einen Vorsprung von relativ kleiner Größe aufweist, wird diese sowohl vom oberen Teil der Haupt- oder peripheren Schneidkante 53a eines jeden quadratischen Schneidplättchens bzw. einem Teil der Hauptschneide 38a des rechteckigen Schneidplättchens 35 weggeschnitten, wobei zu beachten ist, daß der obere Teil der Hauptschneidkante der quadratischen Schneidplättchen 50 gegenüber der Stirnseite 13 des Grundkörpers 11 entfernt angeordnet ist. Falls das metallene Werkstück Vorsprünge von größeren Ausmaßen besitzt, werden diese im wesentlichen vom oberen Bereich der Hauptschneidkante 38a des rechtwinkligen Schneidplättchens 35 weggeschnitten, dessen oberer Teil ebenfalls von der Stirnseite 13 des Grundkörpers 11 entfernt angeordnet ist. Die Hauptschneidkante 38a des rechtwinkligen Schneidplättchens 35 ist also länger als jene der quadratischen Schneidplättchen 50 und daher ist auch die Schnittiefe größer bzw. der Betrag des vom metallenen Werkstück abgetragenen Metalls. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Fräsen eines Werkstückes mit Vorsprüngen oder Buckeln großer Ausdehnung sehr wirkungsvoll durchgeführt werden kann.

Wie vorstehend beschrieben, kann das Fräswerkzeug 10 nicht nur mit einer Vielzahl von Schneidplättchen gleicher Größe, sondern auch mit einer Vielzahl von Schneidplättchen unterschiedlicher

Größe versehen werden, die in bezug auf ihre peripheren Schneidkanten eine unterschiedliche Länge aufweisen, welche in Abhängigkeit der Schnittiefe gewählt wird.

Da die zweite tragende Fläche 26 für die Aufnahme der Seitenfläche des Schneidplättchen nahe der ausgewählten Neben- oder Endschneidkante angeordnet ist, sind alle ausgewählten Schneidkanten aller in den Grundkörper eingesetzten Schneidplättchen in ihrer vorbestimmten Position angeordnet, und zwar unabhängig von Fertigungstoleranzen der Schneidplättchen, wobei diese Position im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene rechtwinklig zur Drehachse des Grundkörpers liegt. Wie bereits vorstehend beschrieben, können dabei alle Schneidplättchen einfach mit dem Stirnfräser 10 verbunden werden, selbst wenn dieser bereits auf der Arbeitsspindel der Fräsmaschine befestigt ist.

Die in den Grundkörper 11 eingesetzten Schneidplättchen können jeden beliebigen radialen Spanwinkel aufweisen, beispielsweise einen positiven Spanwinkel, einen Spanwinkel gleich Null oder einen negativen Spanwinkel und können darüber hinaus auch jeden beliebigen axialen Spanwinkel, wie einen positiven Spanwinkel, einen Spanwinkel gleich Null oder einen negativen Spanwinkel aufweisen.

Obwohl die Erfindung anhand eines Stirnfräsers beschrieben worden ist, bedeutet dies keine Beschränkung der Erfindung auf solche Fräser. Beispielsweise kann anstelle der beschriebenen integralen Ausbildung der vorderen Endwand oder Projektion 28 mit der die zweite tragende Fläche 26 bildenden Fläche 25 mit dem Grundkörper 11 diese Vorderwand auch als ein separates Element ausgebildet sein, das mit dem Grundkörper beispielsweise über einen Stift fest zu verbinden ist. Die zweite tragende Fläche 26 ist während des Einsatzes solcher Fräser einer relativ geringen Belastung ausgesetzt. Der Hauptzweck der zweiten tragenden Fläche 26 ist die Positionierung der in den Grundkörper 11 einzusetzenden Schneidplättchen. Wird diese Wand als separates Element ausgebildet, so

kann der Grundkörper 11 sehr einfach in der geforderten Form hergestellt werden. Schließlich können die Hilfsschneidkanten 40a und 54a, die im beschriebenen Ausführungsbeispiel als gerade Schneidkanten ausgebildet sind, auch konvex gebogen ausgebildet werden.

Claims

MITSUBISHI KINZOKU KABUSHIKI KAISHA München, 27.12.1982 No. 5-2, Ohtemachi 1-chome, P 984/82

Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Pu/rei

PATENTANSPRÜCHE

Schneidwerkzeug für das Bearbeiten der Oberfläche eines Werkstückes aus Metall, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Ein Körper (11) von im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einer diesen durchsetzenden Rotationsachse X weist eine vordere und eine hintere Stirnfläche (13, 14) und eine zwischen diesen liegende Umfangsflache (15) auf, wobei in die Umfangsfläche im wesentlichen radial nach außen offene, im Abstand voneinander liegende und der vorderen Stirnfläche (13) benachbarte Ausnehmungen ■ (20) eingebracht sind, die jeweils eine erste tragende Fläche (23a), die radial nach außen geneigt von der Stirnfläche (13) abgewandt in die Umfangsflache (15) sich erstrecken, und eine zweite tragende Fläche (26) aufweisen, welche ebenfalls nach außen, jedoch gegen die Stirnfläche (13) geneigt und am Ende der ersten tragenden Fläche (23a.) in einem vorbestimmten Winkel relativ zu dieser angeordnet sind;

b) eine Vielzahl von in den Ausnehmungen (20) eingesetzten Schneidplättchen (35, 50), von denen jedes die Form eines unregelmäßigen Vierecks mit vier Seitenflächen (38, 39), Vorder- und Rückselten (36, 37) und vier Ecken aufweist, von denen zwei anliegende Flächen (38, 39) in Kontakt mit der zugeordneten ersten und zweiten

tragenden Fläche (23a, 26) gehalten sind, wobei jedes Schneidplättchen eine Endschneidkante (40a) an der Ecke aufweist, die an der Schnittstelle zwischen der einen in Anlage mit der zweiten tragenden Fläche (26) liegenden Seitenfläche und der von der ersten tragenden Fläche (23a) abgewandten Seitenfläche liegt, sowie eine periphere Schneidkante (38a) aufweist, die von der Seitenfläche gebildet ist, welche von der ersten tragenden Fläche (23a) wegweist; und

c) eine Vielzahl von in den Ausnehmungen (20) angeordneten Klammergliedern (45), durch die die Schneidplättchen (35, 50) lösbar in den Ausnehmungen gehalten sind.
2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede Ausnehmung (20) im wesentlichen einen kanalförmigen Querschnitt aufweist, welcher durch ein Paar erster und zweiter, umfangsmäßig sich gegenüberliegenden Seitenwänden (21, 22) und eine die erste und zweite Seitenwand an ihrem inneren Ende verbindende Bodenfläche (23) gebildet ist, wobei die Bodenfläche als erste tragende Fläche (23) dient und die Frontseite (36) der Schneidplättchen (35) in Anlage mit der ersten Seitenwand zu halten ist, und daß die Ausnehmungen (20) eine vordere Endwand (25) aufweisen, die benachbart zur Bodenfläche und radial nach außen zur vorderen Stirnfläche (13) des Grundkörpers (11) geneigt ist, und daß die zweite tragende Fläche (26) an der Endwand gebildet ist.
3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen (20) eine viereckige Form aufweisen.
4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge» kennzeichnet , daß die mit dam Grundkörper (11) zu verbindenden Schneidplättchen (35) eine rtcht« eckige Form mit zwei längeren Seitenflächen (33) und zwei kürzeren Seitenflächen (39) aufweisen, wobei benachbarte lange und kurze Seitenflächen in Anlage mit der ersten und zweiten tragenden Fläche (23a, 26) der Ausnthmungan (20) gehalten sind.
5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eines d©r Schneidplättchen (35) eine längere äußere Schneidkant© (38a) als die anderen Schneidplättchen (50) aufweist; vgl. Figur 25.
6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2-, dadurch g e kennzeichnet, daß die Klammerglieder (45) einen im allgemeinen keilförmigen Querschnitt mit konvergierenden, einander gegenüberliegenden Seitenflächen aufweisen, welche mit der Rückseite (37) der Schneidplättchen (35, 50) und der zweiten Seitenwand (22) der Ausnehmungen (20) in Anlage gehalten sind, wobei jedem fUammerglied eine dieses durchsetzende, in der Bodenfliche (23) ver» schraubbare Klemmschraube (46) zugeordnet ist, durch die ein jedes Schneidplättchen in der Ausnehmung (20) gegen Bewegung gesichert aber lösbar gehalten ist.