DE3880617T2

DE3880617T2 - Schneideinsatz.

Info

Publication number: DE3880617T2
Application number: DE8888117486T
Authority: DE
Inventors: Daniel R Stashko
Original assignee: GTE Valeron Corp
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1993-08-05
Anticipated expiration: 2008-10-21
Also published as: US4755086A; JPH01135401A; CA1312194C; EP0313044A3; EP0313044A2; DE3880617D1; EP0313044B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wegwerf-Schneideinsatz, insbesondere einen Schneideinsatz, welcher geeignet ist, um abnehmbar auf einem Werkzeughalter befestigt zu werden und zum Schneiden eines Werkstückes. Schneideinsätze der vorliegenden Erfindung sind im allgemeinen aus einem Sinterhartmetall hergestellt, wie einem Wolframcarbid, und werden mittels Preßverfahren geformt und anschließend werden die gepreßten Erzeugnisse gesintert.

Beschreibung des Standes der Technik

Mit dem erfindungsgemäßen Einsatz wird ein verschiebbarer Einsatz zur Verfügung gestellt, welcher eine positiv geneigte Schnittkante zu einem Arbeitsstück besitzt. Bisher erforderte die Verwendung solcher Einsätze Schneidkräfte bis zu einem solchen Maß, daß sie unerwünschtes Werkstückrattern und -vibrationen erzeugten. Es gab Begrenzungen der Breite und Tiefe der durch die bekannten Einsätze durchgeführten Schnitte. Die Begrenzung der axialen Schnittlänge der existierenden Werkzeuge war unerwünscht. Längere erwünschtere Werkzeuge tendieren dazu, höhere Größenordnungen von Rattern aufzuweisen, welche eventuell in starkem Abscherren und Brüchen des Einsatzes resultieren. Obwohl eine solche Zerstörung des Werkzeuges verringert werden kann, erfordert dieses ein wesentliches Kürzen der axialen Länge des Werkzeuges und das Zurverfügungstellen einer vergrößerten Kraft, um eine Werkzeugsteife zu erzielen.
DE-A-21 62 682 zeigt einen Schneideinsatz, umfassend einen polygonalen Körper mit im wesentlichen paralleler oberer und unterer Oberfläche einschließlich einer unteren Oberfläche mit einer Vielzahl von unteren Flächenkanten, einer Vielzahl von Umfangsseitenflächen, von denen sich je nach außen und nach oben relativ zu dieser unteren Oberfläche von einer dieser unteren Flächenkanten zu einer aus einer Vielzahl von ersten Stirnflächen an einer eine Vielzahl an ersten Verbindungslinien erstreckt, wobei jede dieser Umfangsseitenflächen sich zu einer benachbarten Seitenfläche zu einer einer Vielzahl von Kanten erstreckt, wobei jede dieser Kanten von einer entsprechenden Kantenfläche gebildet wird, welche sich nach oben und nach außen relativ zu dieser unteren Fläche von einer dieser unteren Oberflächenkanten erstreckt, und wobei jede dieser Umfangsseitenflächen und jede dieser Eckenflächen sich unter einer ersten Neigung erstrecken, welche relativ zu einer zu der Ebene der unteren Oberfläche senkrechten Ebene gemessen wird.
Es ist wünschenswert, einen verschiebbaren Einsatz zur Verfügung zu stellen, dessen Verwendung das Werkzeugrattern und die Vibrationen erheblich reduziert. Es ist des weiteren wünschenswert, solch einen Einsatz zur Verfügung zu stellen, welcher es ermöglicht, weitere und tiefere Schnitte während der spanabhebenden Bearbeitung zu ermöglichen. Es ist des weiteren wünschenswert, einen Einsatz zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht, die axiale Schnittlänge eines Werkzeuges zu erhöhen. Es ist auch wünschenswert, einen Einsatz zur Verfügung zu stellen, welcher es ermöglicht, einfache, ratterfreie Schnitte unter Verwendung von weniger Kraft zu vollziehen. Es ist wünschenswert, einen Einsatz zur Verfügung zu stellen, welcher eine glatte Schneidwirkung fördert, während das Rattern, Vibrieren, Kraft und Leistung redziert werden.
Die Erfindung erzielt diese und andere Ergebnisse durch das Zurverfügungstellen eines Schneideinsatzes, umfassend einen polygonalen Körper mit im wesentlichen paralleler oberer und unterer Oberfläche einschließlich einer vertieften oberen Fläche und einer unteren Fläche mit einer Vielzahl von unteren Flächenkanten. Eine Vielzahl von Seitenumfangsflächen ist vorgesehen, von denen sich jede nach außen und nach oben relativ zu der unteren Oberfläche von einer der unteren Flächenkanten zu einer auf einer Vielzahl von ersten Stirnflächen von einer auf einer Vielzahl von ersten Verbindungslinien erstreckt. Jede dieser ersten Strinflächen erstreckt sich in eine Ebene, welche senkrecht zu der Ebene der unteren Oberfläche angeordnet ist. Jede der Umfangsseitenflächen erstreckt sich auf eine benachbarte Seitenfläche zu zu einer eine Vielzahl von Ecken, wobei jede dieser Ecken durch die jeweilige Eckfläche gebildet wird, welche sich nach oben und nach außen relativ zu der unteren Oberfläche erstreckt von einer entsprechenden der unteren Flächenkanten zu einer Vielzahl einer zweiten Stirnfläche hin an einer aus einer Vielzahl von zweiten Verbindungslinien. Jede der Umfangsseitenflächen und jede der Eckflächen erstreckt sich unter einem ersten Winkel, welcher relativ zu einer Ebene gemessen wird, wobei die Ebene senkrecht zu der Ebene der unteren Fläche angeordnet ist. Jede zweite Stirnfläche erstreckt sich nach innen und nach oben relativ zu der unteren Oberfläche, Unter einem zweiten Winkel, welcher relativ zu einer zu der unteren Oberfläche parallelen Ebene gemessen wird, und erstreckt sich zu einer Vielzahl von dritten Stirnflächen an einer auf einer Vielzahl von dritten Verbindungslinien. Jede der dritten Stirnflächen ist parallel zu der unteren Oberfläche. Eine Vielzahl von ersten inneren Oberflächen ist vorgesehen, von denen sich jede nach oben und außen von einer oberen Fläche aus erstreckt, um eine der ersten Stirnflächen an einer Vielzahl von vierten Verbindungslinien zu treffen. Eine Vielzahl von zweiten inneren Flächen ist vorgesehen, von denen sich jede nach oben und außen von der oberen Fläche aus erstreckt, um eine der dritten Stirnflächen an einer aus einer Vielzahl von fünf Verbindungslinien zu treffen. Jede der ersten und zweiten inneren Flächen erstrecken sich nach oben und außen unter einem dritten Winkel, welcher relativ zu einer Ebene gemessen wird, die parallel zu der unteren Oberfläche angeordnet ist und jede der ersten und zweiten inneren Oberflächen trifft, die obere Oberfläche an einer aus einer Vielzahl von gebogenen Verbindungslinien. Ein Ende jeder der fünften Verbindungslinien erstreckt sich unter einem vierten Winkel, welcher relativ zu einer benachbarten vierten Verbindungslinie gemessen wird und ein entgegengesetztes Ende jede der fünften Verbindungslinien erstreckt sich unter einem fünften Winkel, welcher relativ zu einer benachbarten vierten Verbindungslinie gemessen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig.1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig.2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linien 2-2 aus Fig. 1;
Fig.3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linien 3-3 aus Fig. 1 und
Fig.4 zeigt eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform ist insbesondere zur Erzielung der Gegenstände dieser Erfindung geeignet. Figuren 1 bis 4 veranschaulichen einen Schneideinsatz 2, umfassend einen polygonalen Körper mit im wesentlichen paralleler unterer und oberer Oberfläche einschließlich einer vertieften oberen Fläche 4 und einer unteren Fläche 6 mit einer Vielzahl von unteren Flächenkanten 8. Obwohl der in den Figuren dargestellte Einsatz 2 eine dreieckige Form hat, wird darauf hingewiesen, daß der Einsatz die Form jedes Polygonals annehmen kann, wie ein Viereck, Diamant oder Rechteck. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, umfaßt der Einsatz eine Vielzahl von Umfangsseitenflächen 10, von denen sich jede nach außen und oben relativ zu der unteren Fläche 6 von eine der unteren Flächenkanten aus zu einer aus einer Vielzahl von ersten Stirnflächen 12 an einer aus einer Vielzahl von ersten Verbindungslinien 14 hin. Jede der ersten Stirnflächen 12 erstreckt sich in einer Ebene senkrecht zu der Ebene der unteren Oberfläche. Jede der Umfangsseitenflächen 10 erstreckt sich auf eine benachbarten Seitenfläche 10 zu, zu einer aus einer Vielzahl von Ecken, wobei jede Ecke durch eine jeweilige Eckenfläche 16 gebildet wird. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, erstreckt sich jede Eckenfläche 16 nach oben und außen relativ zu der unteren Fläche 6 von einer jeweiligen der unteren Flächenkanten 8 aus zu einer auf einer Vielzahl von zweiten Stirnflächen 18 an einer aus einer Vielzahl von zweiten Verbindungslinien 20 hin. Wie teilweise in Figuren 2 und 3 veranschaulicht, erstreckt sich jede der Umfangsseitenflächen 10 und jede der Eckenflächen 16 unter einem jeweils ersten Winkel 22, 22', welcher relativ zu einer Ebene 24, 24' gemessen ist, wobei die Ebene senkrecht zu einer Ebene 26, 26' der unteren Oberfläche 6 angeordnet ist. Obwohl es nicht notwendig ist, betragen die Winkel 22, 22' in der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 11º.
Wie im Querschnitt in Fig. 2 veranschaulicht, erstreckt sich jede zweite Stirnfläche 18 nach innen und oben relativ zu der unteren Oberfläche 6, unter einem zweiten Winkel 28, welcher relativ zu der unteren Oberfläche 6 parallelen Fläche 30 gemessen wird, zu einer aus einer Vielzahl von dritten Stirnflächen 32 an einer aus einer Vielzahl von dritten Verbindungslinien 34. Obwohl es nicht notwendig ist, beträgt in der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 der Winkel 28 15º. Jede der dritten Stirnflächen 32 ist parallel zu der unteren Oberfläche 6. Eine Vielzahl von ersten inneren Oberflächen 36 ist vorgesehen. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, erstreckt sich jede Oberfläche 36 nach oben und außen von der oberen Fläche 4, um eine der ersten Stirnflächen 2 an einer aus einer Vielzahl von vierten Verbindungslinien 38 zu treffen. Vierte Verbindungslinien 38 bilden die Schneidkanten im Schnittpunkt jeder der ersten Stirnflächen 12 mit einer jeweiligen ersten inneren Fläche 36. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, werden eine Vielzahl von zweiten inneren Flächen 40 vorgesehen. Jede Oberfläche 40 erstreckt sich nach oben und nach außen von der oberen Fläche 4, um eine der dritten Stirnflächen 32 an einer eine Vielzahl von fünften Verbindungslinien 42 zu treffen. Wie im Querschnitt in den Figuren 2 und 3 dargestellt, erstrecken sich jede der ersten inneren Flächen 36 und der zweiten inneren Flächen 40 jeweils nach oben und außen unter einem dritten Winkel 44, 44', welcher relativ zu einer Ebene 46, 46' gemessen wird, die parallel zu der unteren Fläche 6 verläuft. In solch einer Anordnung macht die Neigung jeder ersten inneren Oberfläche 36 einen positiven Spanwinkel an jeder vierten Verbindungslinie 38 zugänglich, die vierten Verbindungslinien 38 bilden die Schneidkanten des Werkzeuges. Obwohl es nicht notwendig ist, beträgt der Winkel 44, 44' in der in den Figuren 1 bis 4 veranschaulichten Ausführungsform 15º. In der bevorzugten Ausführungsform sind alle Oberflächen des Einsatzes 2 planar, und jede der ersten inneren Oberflächen 36 und zweiten inneren Oberflächen 40 treffen die obere Fläche an einer auf einer Vielzahl von gekrümmten Verbindungslinien 48.
Wenn der Einsatz 2 in der Aufsicht, wie in der Fig. 4 dargestellt, betrachtet wird, erstreckt sich ein Ende jedes der fünften Verbindungslinien 42 unter einem vierten Winkel 50, welcher relativ zu einer benachbarten vierten Verbindungslinie 38 gemessen wird, und ein gegenüberliegendes Ende jeder der fünften Verbindungslinien 42 erstreckt sich unter einem fünften Winkel 52, welcher relativ zu einer benachbarten vierten Verbindungslinie 38 gemessen wird. Obwohl es nicht notwendig ist, beträgt der Winkel 50 in der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform 120º und der Winkel 52 beträgt 90º.
Der Einsatz 2 umfaßt eine zentrale Öffnung 54, welcher sich durch den Einsatz erstreckt und die Positionierung des Einsatzes 2 in einem Werkzeughalter vereinfacht. Die Öffnung 54 schafft eine Einrichtung, so daß ein passendes Bauteil in die Öffnung 54 eingeführt werden kann, um den Einsatz in dem Werkzeughalter zu befestigen. Es ist auch möglich, eine Mittelschraube und eine Unterleg-Mutterkombination zu verwenden, um den Einsatz an seinem Platz zu halten zusätzlich zu anderen bekannten Befestigungseinrichtungen. Wird der Einsatz 2 der vorliegenden Erfindung in einem negativ geneigten Halter angeordnet, d.h. einem Halter des Typs, in welchem der Einsatz auf eine bekannte Art und Weise nach oben und unten geneigt ist, stellt der erfindungsgemäße Einsatz einen positiven rückwärtigen Spanwinkel zu dem Werkstück entlang der jeweiligen Schneidkanten 38 zur Verfügung.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind nur einige Möglichkeiten die Erfindung zu verwenden und wurden nur zur Illustration angeführt und nicht zur Begrenzung. Fachleuten werden viele andere mögliche Ausführungsformen deutlich, welche vorgenommen werden können, ohne sich von dem Geist der Ansprüche zu lösen.

Claims

1. Schneideinsatz, umfassend einen polygonalen Körper mit im wesentlichen paralleler oberer (4) und unterer (6) Oberfläche einschließlich einer vertieften oberen Fläche (4) und einer unteren Oberfläche (6) mit einer Vielzahl von unteren Flächenkanten (8), einer Vielzahl von Umfangsseitenflächen (10), von denen sich jede nach außen und oben relativ zu dieser unteren Oberfläche (6) erstreckt, ausgehend von einer dieser unteren Oberflächenkanten (8) hin zu einer aus einer Vielzahl von ersten Stirnflächen (12) an einer aus einer Vielzahl von ersten Verbindungslinien (14), jede dieser ersten Stirnflächen (12) erstrecken sich in einer zu der Ebene dieser unteren Oberfläche (6) senkrechten Ebene, jede dieser Umfangsseitenflächen (10) erstrecken sich in Richtung einer benachbarten Seitenfläche auf einer aus einer Vielzahl von Kanten hin, wobei jede Ecke durch eine jeweilige Eckfläche (16) gebildet wird, welche sich nach oben und nach außen relativ zu der unteren Oberfläche (6) erstreckt, ausgehend von einer jeweiligen unteren Oberflächenkante (8) hin zu einer aus einer Vielzahl von zweiten Stirnfläche (18) an einer von einer Vielzahl von zweiten Verbindungslinien (20), jede dieser Umfangsseitenflächen (10) und jede dieser Eckflächen (16) erstrecken sich unter einem ersten Winkel (22, 22'), welcher relativ zu einer Ebene gemessen wird, die senkrecht zu einer Ebene (24, 24') dieser unteren Oberfläche (6) angeordnet ist, jede zweite Stirnfläche (80) erstreckt sich nach innen und nach außen relativ zu dieser unteren Oberfläche (6), unter einem zweiten Winkel (28), welcher relativ zu einer Ebene (30) gemessen wird, welche parallel zu der unteren Oberfläche (6) angeordnet ist, auf eine Vielzahl von dritten Stirnflächen (32) an einer aus einer Vielzahl von dritten Verbindungslinien (34) zu, wobei jede dieser dritten Stirnflächen (32) parallel zu der unteren Oberfläche (6) angeordnet ist, und wobei eine Vielzahl von ersten inneren Oberflächen (36) sich jeweils nach oben und nach außen von dieser oberen Fläche (4) aus erstrecken, um eine dieser ersten Stirnflächen (12) an einer aus einer Vielzahl von vierten Verbindungslinien (38) zu treffen, eine Vielzahl von zweiten inneren Oberflächen (40) erstrecken sich jeweils nach außen und nach oben von dieser oberen Fläche (4), um eine dieser dritten Stirnflächen (32) an einer aus einer Vielzahl von fünften Verbindungslinien (42) zu treffen, jede dieser ersten (36) und zweiten (40) inneren Oberflächen erstrecken sich nach oben und nach außen unter einem dritten Winkel (44, 44'), welcher relativ zu einer Ebene (46, 46') gemessen wird, die parallel zu dieser unteren Oberfläche (6) verläuft und jede dieser ersten und zweiten inneren Oberflächen treffen diese obere Fläche an einer aus einer Vielzahl von gekrümmten Verbindungslinien (48), ein Ende jeder dieser fünften Verbindungslinien (42) erstreckt sich unter einem vierten Winkel (50), welcher relativ zu einer benachbarten vierten Verbindungslinie gemessen wird und ein entgegengesetztes Ende jedes dieser fünften Verbindungslinien (42) erstreckt sich unter einem fünften Winkel (42), welcher relativ zu einer benachbarten vierten Verbindungslinie (38) gemessen wird.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der erste Winkel (22, 22') 11º beträgt.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 2, wobei dieser zweite Winkel (28) 15º beträgt.

4. Schneideinsatz nach Anspruch 3, wobei dieser dritte Winkel (44, 44') 15º beträgt.

5. Schneideinsatz nach Anspruch 4, wobei dieser vierte Winkel (50) 120º beträgt.

6. Schneideinsatz nach Anspruch 5, wobei dieser fünfte Winkel (42) 90º beträgt.

7. Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei jede dieser Oberflächen planar ist.

8. Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der Einsatz Wolframcarbid umfaßt.

9. Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der Einsatz eine dreieckige Form aufweist.