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Diese
Erfindung betrifft einen doppelt negativen Schneideinsatz, der für Werkzeuge
zur spanabhebenden Bearbeitung bestimmt ist, des Typs, der einen
Körper
mit einer flachen polygonalen Grundform umfaßt, welcher gegenüberliegende
obere und untere Seiten mit identischer Form hat, welche von einer imaginär neutralen
Ebene durch den Körper
gedreht sind und zwischen denen sich quer verlaufende Flankenoberflächen erstrecken,
in deren Nachbarschaft materialentfernende Hauptschneidkanten ausgebildet
sind, die sich getrennt von dem Bereich einer Ecke erstrecken und
mit einer kleineren Schneidkante zusammenwirken, die in Nachbarschaft
zu einer Parallelfläche
geformt ist, wobei diese kleinere Schneidkante den Zweck einer ebenen
maschinellen Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks hat, welches
nach Materialentfernung zurückbleibt.
Solch ein Schneideinsatz ist beispielsweise aus der US-A-4,475,851
bekannt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Doppelt
negative und doppelt positive Schneideinsätze haben Vorteile sowie Nachteile.
Die doppelt negativen Schneideinsätze vom herkömmlichen
Typ sind vorteilhaft, da Schneidkanten in Nachbarschaft zu zwei
gegenüberliegenden
Seiten des Schneideinsatzkörpers
gebildet werden können.
Auf diese Weise kann der Schneideinsatz mit einer allgemein doppelten
Anzahl von Schneidkanten im Vergleich zu doppelt positiven Schneideinsätzen des entsprechenden
Typs gebildet werden. Dies bedeutet, daß eine große Zahl von Schneidkanten verwendet
werden kann, bevor der einzelne Schneideinsatz entsorgt werden muß. Dies
ist etwas, was seinerseits die Erwerbskosten des Verwenders reduziert.
Ein Nachteil der doppelt negativen Schneideinsätze ist jedoch der, daß sie eine
mittelmäßige Schneidleistung
haben. Dies ist etwas, was insgesamt eine beeinträchtigte
Arbeitsökonomie
bedeutet. Doppelt positive Schneideinsätze haben andererseits gute Schneidleistung
und ermöglichen
schnelles und wirksames Bearbeiten, doch können solche Schneideinsätze mit
Schneidkanten nur entlang ihrer oberen Seite ausgebildet werden.
Dies ist etwas, was die Zahl machbarer Schneidkanten begrenzt.
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Früher wurden
Schneideinsätze
entwickelt, welche die herkömmlichen
Vorteile der doppelt negativen bzw. doppelt positiven Schneideinsätze ohne die
Defekte der oben erwähnten
Nachteile miteinander vereinigen. Genauer gesagt, dank des Schneideinsatzes,
der mit einer doppelt negativen Grundform ausgestattet ist, werden
die Ober- und Bodenseiten der Schneideinsätze mit Gegensenkungen in Nachbarschaft
zu den Schneidkanten ausgebildet, um während des Arbeitens eine positive Schneidgeometrie
zu erbringen. Bisher bekannte Kombinationseinsätze dieses Typs hatten je doch eine
quadratische oder sechseckige Form. Als ein Beispiel eines solchen
Kombinationsschneideinsatzes sollte ein Schneideinsatz erwähnt werden,
der unter der Handelsmarke TRIGON im Handel erhältlich ist und von der Greenleaf
Corporation, Greenlieaf Drive, Saergertown, PA 16433, USA auf den
Markt gebracht wird.
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Ein
erschwerender Nachteil von quadratischen sowie auch sechseckigen
Schneideinsätzen ist
jedoch, daß der
Eckenwinkel 90° ist
und bei den sechseckigen Schneideinsätzen des gerade besprochenen
TRIGON, der Eckwinkel noch kleiner ist. Dies bedeutet, daß die aktive
Ecke erheblich scharf wird, wobei der Eckbereich des Schneideinsatzes
Gefahr läuft,
weggebrochen zu werden, wenn er während des Betriebs starken
Kräften
ausgesetzt wird.
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Ziele und Merkmale
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die oben erwähnten Unbequemlichkeiten bisher
bekannter Kombinationsschneideinsätze zu vermeiden und einen
verbesserten Schneideinsatz zu liefern. Daher ist es ein primäres Ziel,
einen Schneideinsatz zu bekommen, der mit einer großen Anzahl
von Schneidkanten in Nachbarschaft zu aktiven Ecken von starkem
und robustem Charakter ausgebildet sein kann. Der Schneideinsatz
sollte trotzdem in der Lage sein, in einer konstanten und zuverlässigen Weise
in einem entsprechenden Einsatzsitz fixiert zu werden. Obwohl der
Schneideinsatz nach der Erfindung in der Lage sein sollte, für eine große Vielzahl
von Werkzeugen für
spanabhebende Bearbeitung, wie Drehwerkzeuge, genutzt zu werden,
ist selbiger primär
für Fräswerkzeuge,
insbesondere Stirnfräser
und Seitenschneider, bestimmt, ungeachtet der Tatsache, ob diese
für die
Befestigung der Schneideinsätze
Kassetten verwenden oder nicht. In einem speziellen Aspekt hat die
Erfindung zur Aufgabe, einen Schneideinsatz zu liefern, der für Fräswerkzeuge
des Typs, der entweder rechtsschneidend oder linksschneidend ist,
optimiert ist, wobei der Zweck darin besteht, etwa die größte machbare
Anzahl brauchbarer starker Schneidkanten für jede dieser beiden Arbeitsfälle zu ergeben.
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Nach
einem anderen Aspekt hat die Erfindung zum Ziel, einen Schneideinsatz
zu liefern, der neutral für
das Ausmaß ist,
in welchem der eine Schneideinsatz in der Lage sein sollte, für Rechtsschneidarbeiten
oder Linksschneidarbeiten verwendet zu werden. All dies hat den
Zweck, den Bedarf einer getrennten Lagerhaltung und Verteilung von
zwei verschiedenen Schneideinsatztypen zu vermeiden. Ein anderes
Ziel der Erfindung besteht darin, einen Schneideinsatz zu erzeugen,
der in einer einfachen Weise hergestellt sein kann, vor allem in
Bezug auf die Fähigkeit,
nach dem Formen aus einer Form entnehmbar zu sein. Ein anderes Ziel
ist es, einen Schneideinsatz zu erzeugen, der mit einer Öffnung versehen
sein kann, die zur Fixierung einer Schraube dienen soll. Diese Öffnung hat
einen Durchmesser, der in Bezug auf die Abmessung des Schneideinsatzes
groß ist,
wobei letztlich die Absicht darin besteht, die Herstellung kleiner
Schneideinsätze
mit Hilfe einfacher herkömmlicher
Befestigungsschrauben durch einfache Einrichtungen einfach zusammengeführt werden.
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Gemäß der Erfindung
erreicht man wenigstens die primäre
Aufgabe mit den in Anspruch 1 definierten Mitteln. Bevorzugte Ausführungsformen
des Schneideinsatzes nach der Erfindung sind weiter in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Weitere Behandlung
von Stand der Technik
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In
den US-Patentschriften 3,497,933, 4,954,021 und 4,966,500 sind unterschiedliche
Ausführungsformen
von Schneideinsätzen
mit einer allgemein achteckigen Grundform gezeigt, d.h. Schneideinsätze, die
auf einem Weg oder dem anderen Weg acht Kanten besitzen. Keiner
dieser bekannten Schneideinsätze
hat jedoch Stützvorsprünge des Typs,
der die vorliegende Erfindung kennzeichnet und keiner hat die einzigartige
Geometrie, die man in den nachfolgenden Ansprüchen sieht.
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Kurze Beschreibung
der beigefügten
Zeichnungen
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines schematisch gezeigten Schneideinsatzes
nach der Erfindung, in einer Kassette befestigt, die in einem Fräser in der
Form eines (nicht gezeigten) Stirnfräsers enthalten sein soll,
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2 eine
Draufsicht auf die Fräskassette zusammen
mit dem Schneideinsatz gemäß 1,
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3 eine
Endansicht der gleichen Kassette und des gleichen Schneideinsatzes,
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4 eine
Seitenansicht der Kassette und des Schneideinsatzes,
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5,6 sind
schematische Erläuterungen
eines lebenswichtigen Unterschieds zwischen einem quadratischen
Schneideinsatz einerseits und einem oktogonalen Schneideinsatz nach
der Erfindung andererseits,
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7 eine
sehr vergrößerte perspektivische Darstellung,
die eine erste Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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8 eine
Seitenansicht des Schneideinsatzes gemäß 7,
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9 eine
Draufsicht auf den gleichen Schneideinsatz,
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10 eine
teilweise weiter vergrößerte Draufsicht
auf einen Eckbereich des Schneideinsatzes gemäß den 7 bis 8,
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11 eine
perspektivische Darstellung entsprechend 7, wobei
sie eine alternative Ausführungsform
eines Schneideinsatzes zeigt, der nur für Rechtsschneiden optimiert
ist,
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12 eine
teilweise vergrößerte Draufsicht,
die nur einen Eckenbereich des Schneideinsatzes nach 11 zeigt,
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13 eine
perspektivische Darstellung, die einen Schneideinsatz zeigt, der
für Links-
und Rechtsarbeiten geeignet ist,
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14 eine
teilweise vergrößerte Draufsicht,
die nur einen Eckenbereich des Schneideinsatzes nach 13 zeigt,
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15 eine
Draufsicht auf eine weitere alternative Ausführungsform des Schneideinsatzes
nach der Erfindung und
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16 eine
Draufsicht gemäß 9,
die zu Vergleichszwecken einen Schneideinsatz gemäß 9 zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung
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Bevor
der Schneideinsatz nach der Erfindung im einzelnen beschrieben wird,
wird Bezug genommen auf die 1 bis 4,
die schematisch das Zusammenwirken zwischen einem Schneideinsatz
und einer Kassette erläutern.
In diesen Zeichnungsfiguren ist der Schneideinsatz allgemein mit 1 bezeichnet,
während
die Kassette mit 2 bezeichnet ist. In der Kassette ist
ein Sitz 3 ausgebildet, in welchem der Schneideinsatz mit
Hilfe einer Schraube (nicht gezeigt) fixiert ist, die in einer Öffnung (Schneideinsätze ohne Öffnungen
können
in anderer Weise fixiert werden) festgeschraubt werden kann. Die
Kassette 2 ist ihrerseits in einer peripheren Vertiefung
in einem Fräswerkzeug
befestigt, d.h. in einem Kopf eines Stirnfräsers (nicht gezeigt). Wie in den 1 und 2 zu
sehen ist, ist nur eine der insgesamt acht Ecken des Schneideinsatzes
während
des Betriebs aktiv, d.h. die mit 10 bezeichnete Ecke, welche
zur Seite in Bezug auf die Kassette vorragt. In 3 ist
gezeigt, wie der flache Schneideinsatz 1, geneigt in Bezug
auf eine Bezugsebene, die in den 1 bis 4 erläutert ist,
mit Hilfe von zwei voneinander beabstandeten dünnen Dübeln 6 angeordnet
ist, die sich parallel zu der Mittelachse erstrecken, um welche
der Fräser
und dadurch der Schneideinsatz rotiert. Der Neigungswinkel, der
in 3 erläutert
ist, ist als „axialer
Spanwinkel" bezeichnet,
welcher negativ ist, um den Spielraum zu garantieren. In der Praxis
sind diese Einstellwinkel mäßig und
können
im Bereich von 5 bis 15° liegen.
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Bezug
wird nunmehr genommen auf die 7 bis 10,
die in Einzelheiten eine erste sogenannte neutrale Ausführungsform
eines Schneideinsatzes 1 gemäß der Erfindung erläutern. Der Schneideinsatz
besteht aus einem kompakten Körper
aus einem harten und nicht abschleifenden Material, zum Beispiel
geformtem und gesintertem Hartmetall, Keramik oder dergleichen.
Dieser Schneidkörper
hat eine flache, achteckige Grundform und eine obere Seite 7 und
eine Bodenseite 8. Die Konzepte mit der Oberseite bzw.
der Bodenseite sind in Relation nur zu der fraglichen Position des Schneideinsatzes
in der Kassette. Somit haben diese gegenüberliegenden Seiten des Schneideinsatzes eine
identische Form, und daher kann der Schneideinsatz in willkürlicher
Weise mit der Seite aufwärts
in die Kassette gedreht werden. Zwischen diesen Ober- und Bodenseiten
erstrecken sich die Flankenoberflächen, die allgemein mit 9 bezeichnet sind.
In 8 ist ersichtlich, daß die Oberseite und Bodenseite 7, 8 von
einer imaginären
neutralen Ebene P weggedreht sind, die sich mittig durch den Schneidkörper erstreckt.
Eine mittige geometrische Achse C erstreckt sich senkrecht zu dieser
neutralen Ebene P.
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Als
eine Folge seiner achteckigen Grundform enthält der Schneidkörper 1 insgesamt
acht Ecken, von denen vier als 10, 10', 10", 10''' bezeichnet
sind, während
die vier anderen Ecken als 11, 11', 11", 11''' bezeichnet
werden. Von diesen Ecken kann jede der vier zuerst erwähnten Ecken
während
einer Arbeitsoperation aktiv wirken, während die anderen vier Ecken
immer einen inaktiven Charakter behalten. Jede einzelne Ecke ist
dank der zwei naheliegenden Flankenoberflächen 9 entwickelt,
die sich in einem stumpfen Winkel gegeneinander erstrecken. An jeder
aktiven Ecke ist der stumpfe Winkel als α bezeichnet, während der
entsprechende stumpfe Winkel an einer inaktiven Ecke als β bezeichnet
wird (siehe 9).
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In
Nachbarschaft zu jeder einzelnen Flankenoberfläche 9 werden zwei
Hauptschneidkanten, allgemein mit 12 bezeichnet, zwischen
den einzelnen Flankenoberflächen
und jeweils einer der oberen Bodenseiten des Schneideinsatzes ausgebildet.
Jede der zwei Flankenoberflächen 9,
die an einer aktiven Ecke aufeinandertreffen, transformieren in
parallele Gebiete 13, zwischen welchen es eine Übergangsoberfläche 14 gibt.
In dem gezeigten Beispiel ist diese Übergangsfläche 14 eben, zwischen Übergangsoberfläche und
dem einzelnen Parallelbereich ist ein enger, radialer Übergang 15 (die Übergangsoberfläche kann
auch in ihrer Gesamtheit als glatt abgerundet sein). An axial einander
gegenüberliegenden
Enden haben die parallelen Bereiche 13 vergleichsweise
kurze Kanten in der Form kleinerer Schneidkanten 16, 16', 16", 16'''.
Diese kleineren Schneidkanten haben den Zweck, auf herkömmliche
Weise die maschinelle Bearbeitung der Oberfläche an einem Werkstück durchzuführen, das
nach Materialentfernung vorhanden ist. Angenommen, die Hauptschneidkante 12" führt die
Materialentfernung aus. Dann wird die kleinere Schneidkante 16 die
Stirnmaschine die Oberfläche
auf dem Werkstück
hinter sich lassen, um diese Oberfläche glatt zu machen. Diese
kleineren Schneidkanten können
auch als „Schleifkanten" bezeichnet werden.
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Wo
zwei Flankenoberflächen 9 in
Nachbarschaft zu einer inaktiven Ecke 11 aufeinandertreffen, kann
der Übergangsabschnitt über eine
markierte Bruchlinie 17 stattfinden. An den inaktiven Ecken können die
Flankenoberflächen
jedoch auch einander an einer gewölbten und glatt abgerundeten
Oberfläche
schneiden.
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Die
obere und die Bodenseite 7, 8 des Schneideinsatzes
haben ein und dieselbe Form. Charakteristisch für diese Form ist das Vorliegen
von vier Stützvorsprüngen 18,
die nahe jeder der vier inaktiven Ecken 11 – 11''' angeordnet
sind. Der Schneideinsatz ist symmetrisch insoweit, als alle inaktiven
Ecken (wie die aktiven Ecken) gleich beabstandet sind. Dies stellt
sicher, daß auch
die Stützvorsprünge 18 gleich
beabstandet sind. Bei der Ausführungsform
gemäß 9 ist
der einzelne Stützvorsprung
richtig vor jeder inaktiven Ecke 11 plaziert (die Mittelebene
durch die Ecke schneidet die dazwischen liegende Ebene der stützenden
Vorsprünge). Jeder
einzelne Stützvorsprung
hat eine ebene Widerlagerfläche 19,
die in einer gemeinsamen Ebene für alle
Widerlagerflächen
der Stützvorsprünge ist
und parallel zu der neutralen Ebene P liegt. In dem Bereich zwischen
dem Paar von naheliegenden Stützvorsprüngen erstreckt
sich eine Fase 20, die an einer aktiven Ecke 10 endet,
und erstrecken sich die Kanten in Nachbarschaft hierzu. Charakteristisch
für diese
Fasen ist, daß sie
eine konkav gekrümmte
Form haben, um dem Schneideinsatz die positive Schneidgeometrie
während
des Arbeitens zu verleihen. Bei der erläuterten, bevorzugten Ausführungsform
erstreckt sich jede Fase 20 kontinuierlich in der Hauptrichtung,
d.h. mit einer glatten Oberfläche
von dem Bereich einer jeden aktiven Ecke bis zu zwei naheliegenden
Stützvorsprüngen. Es
ist jedoch auch machbar, die Abmessung oder den Bereich der gekrümmten Fase
zu reduzieren, sofern die Fase eine begrenzte Breite in dem Bereich,
der den Schneidkanten am nächsten
liegt, hat, wobei man dann in eine erhöhte, beispielsweise ebene Fläche umwandelt. Diese
ebene erhöhte
Fläche
kann vorteilhaft ohne Unterbrechung in die naheliegende, ebene Widerlagerfläche 19 der
Stützvorsprünge umgewandelt
werden.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung hat der einzelne Stützvorsprung 19 die Seitenflächen 21,
die schräg
nach oben und nach innen zu der Widerlagerfläche 19 geneigt sind.
Außerdem
ist der Stützvorsprung
so geformt, daß er
in der Richtung zu der Mitte des Schneideinsatzes kleiner wird.
Dies bedeutet, daß sich
auch die Widerlagerfläche 19 nach
innen verkleinert.
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Wie
am besten aus 8 ersichtlich ist, ist die Ebene,
in welcher die Widerlagerflächen 19 der Stützvorsprünge gemeinsam
positioniert sind, in einem größeren Abstand
von der neutralen Ebene P als die Bereiche der Schneidkanten 12, 16,
die am weitesten von dieser Ebene entfernt angeordnet sind, positioniert.
Mit anderen Worten, die Vorsprünge
ragen etwas länger
von der neutralen Ebene aus hervor, als die Schneidkanten. Dies
ist etwas, was nach sich zieht, daß die Stützvorsprünge gegen einen ebenen Knopf
in dem Zubehöreinsatzsitz
angebracht sein können,
wie beispielsweise der Sitz 3 in einer Kassette gemäß den 1 bis 4.
Es ist jedoch auch machbar, die Widerlagerflächen der Stützvorsprünge auf einem niedrigeren Level
als die Schneidkanten zu positionieren, was erfordert, daß der Boden
der Einsatzsitze mit peripheren nutähnlichen Vertiefungen ausgebildet
ist, in welchen die Schneidkanten untergebracht werden können, ohne daß man in
Berührung
mit der Stützoberfläche kommt.
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Wie
weiterhin aus 8 ersichtlich ist, ist die einzelne
Hauptschneidkante 12 zusammen mit der benachbarten Nebenschneidkante 16 in
Bezug auf die neutrale Ebene P geneigt. Genauer gesagt, sind diese
Kanten von einem höchsten
Punkt in dem Bereich der Eckenübergangsfläche 14 zu
einem unteren Punkt näher
an jeder inaktiven Ecke 11 geneigt. Es ist auch vorteilhaft,
wenn der Neigungswinkel im Bereich von 5 bis 15° liegt.
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Bei
den bevorzugten Ausführungsformen, die
in den Zeichnungen gezeigt sind, wird der Schneideinsatz mit einer
mittigen Öffnung 22 ausgebildet.
Auf jeder gegenüberliegenden
Seite des Schneideinsatzes wird die gleiche Öffnung durch einen ringförmigen Buckel 23 beschränkt, welcher über einen
Abstand von der umgebenden Fase 20 vorragt und eine ebene
Widerlagerfläche 24,
die paral lel zu der neutralen Ebene verläuft. In den beispielhalber beschriebenen
Ausführungsformen
ist diese Widerlagerfläche 24 auf
einem niedrigeren Level als die Widerlagerfläche 19 der tragenden
Vorsprünge.
Nichtsdestoweniger kann die Widerlagerfläche 24 verwendet werden,
um entweder direkt den Boden eines Einsatzsitzes zu unterstützen, der
im Hinblick auf die Form der Stützvorsprünge und
der Ringwulst zusammen mit dem Levelunterschied dazwischen gebildet wurde,
oder gegen eine Ausgleichsplatte, die in ähnlicher Weise ausgebildet
ist und eine getrennte Einheit zwischen der Bodenseite des Schneideinsatzes und
dem Boden des Einsatzsitzes bildet. Es ist jedoch auch machbar,
die ringförmige
Widerlagerfläche 24 der
Wulst bündig
mit den Widerlagerflächen 19 der
tragenden Vorsprünge
zu positionieren, d.h. in einer Ebene, die für alle Widerlagerflächen der
Stützvorsprünge und
die Ringwulst gemeinsam ist.
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Aufgrund
einer allgemeinen Theorie der Geometrie ist es bekannt, daß die Summe
der Eckenwinkel in einem Achteck 1080° erreicht. Allgemein ist auch
die Regel anwendbar, daß der
Eckenwinkel bei einer bestimmten Ecke zunimmt, wenn die Eckenwinkel
bei einer nahen Ecke abnehmen. Bei der Ausführungsform, die in 9 erläutert ist,
beträgt
der Eckenwinkel α an
jeder aktiven arbeitenden Ecke 10 110°, woraus folgt, daß der Eckenwinkel
an den inaktiven Ecken 11 160° beträgt. Diese Winkel stehen in Relation
zu den Flankenoberflächen 9 des Schneideinsatzes.
Jedoch gibt es an jeder aktiven Ecke auch die zwei parallelen Fasen 13.
Diese parallelen Fasen ragen ihrerseits in einem bestimmten kleinen
Winkel in Richtung zu den betreffenden Flankenoberflächen 9,
während
ein Freiwinkel λ (siehe 10)
gebildet wird. In der Praxis kann der Freiwinkel λ in dem Bereich
von 0,5 bis 5° liegen.
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Innerhalb
des Erfindungsgedankens ist es möglich,
die oben erwähnten
Eckenwinkel α bzw. β in ziemlich
weiten Grenzen zu variieren. Gemäß der Erfindung
sind Winkel innerhalb des Bereichs von 110 bis 160°, zweckmäßig von
120 bis 150° bevorzugt. Bei
einer ausführbaren
Ausführungsform
kann der Schneideinsatz regelmäßig sein,
sofern die Eckenwinkel gleich groß sind und 135° betragen.
Von diesem Winkelwert kann der Eckenwinkel der aktiven Ecken aufwärts sowie
abwärts
variieren. Dabei nimmt der sogenannte Überhang eines jeden einzelnen
aktiven Eckenabschnitts mit abnehmendem Eckenwinkel in diesem Bereich
zu und vice versa. Um die Größe des Überhangs
zu erklären,
wurde ein Vergleich in den 5 und 6 zwischen
einem herkömmlichen
quadratischen Schneideinsatz und einem achteckigen Schneideinsatz
nach der Erfindung unternommen. Wenn der quadratische Schneideinsatz
nach 5 mit Stützvorsprüngen nach
der Erfindung versehen würde,
wäre der Überhang „a" ziemlich groß, da jeder
Eckenabschnitt außerhalb
der zusammenarbeitenden Stützvorsprünge vergleichsweise
spitz wäre
insofern, als der Eckenwinkel nur 90° beträgt. In 6 ist ein
regelmäßiger achteckiger
Schneideinsatz nach der Erfindung gezeigt. Der Eckenwinkel an den
aktiven Ecken beträgt 110°. Da dieser
Winkel wesentlich stumpfer als 90° ist,
wird der Überhang „b" für einen
bestimmten Einstellwinkel erheblich kleiner als in dem quadratischen Schneideinsatz
gemäß 5.
So ist ein wesentlicher Vorteil der achteckigen Basisform des Schneideinsatzes
nach der Erfindung derjenige, daß der Überhang des Eckenbereichs von
nahege legenen Stützvorsprüngen mittelmäßig wird,
vorausgesetzt, daß die
Eckenwinkel in dem oben erwähnten
Winkelbereich von 110 bis 160° liegen.
Daher sollten Schneideinsätze,
die unter starker Beanspruchung zu verwenden sind, mit großen Eckenwinkeln
an den aktiven Ecken ausgebildet werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß alle
Flankenoberflächen 9 eben
sind und sich senkrecht zu der neutralen Ebene erstrecken. Schneideinsätze für leichtere
Arbeit können
mit einem leichten markierten Einschnitt gebildet werden.
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Die Funktion
des Schneideinsatzes nach der Erfindung
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Wenn
der einzelne Schneideinsatz ein Werkstück bearbeiten soll, wird eine
geeignete aktive Ecke an jeder der einander gegenüberliegenden
oberen und Bodenseite des Schneideinsatzes gewählt, und dann wird der Schneideinsatz
in einer Kassette an einen Fräser
in einer Weise fixiert, die in den 1 bis 4 erläutert ist.
Wenn der Schneideinsatz fixiert wird, wird er in Position gebracht,
die in Relation zu dem Fräser
und der Rotationsachse desselben automatisch mit Hilfe der Form
der Kassette und des Einsatzsitzes bestimmt wird. Genauer gesagt
wird der Schneideinsatz in einem bestimmten axialen Spanwinkel sowie
in einem bestimmten radialen Spanwinkel angeordnet. Der letztere
Winkel muß als
eine Folge des Schneideinsatzes mit einer doppelt negativen Basisform
negativ sein. Sonst würde
die Flankenoberfläche
in Nachbarschaft zu der Hauptschneidkante sich nicht vom Werkstück lösen. Unterstellt
man, daß die
Seite 7 aufwärts
gedreht wird und daß die Ecke 10 für die Durchführung der
Arbeit ausgewählt wird,
so wird die Hauptschneidkante 12" zusammen mit der Nebenschneidkante 16" die Materialentfernung
bewirken, während
die zweite Nebenschneidkante 16 an der gleichen Ecke als
eine Abstreifkante dient, die der bearbeiteten Fläche Glattheit
verleiht. Der Schneideinsatz wird an sich mit einem negativen radialen
Spanwinkel fixiert, doch da die Fase 20 im Inneren der
Kanten 12", 16" eine konkav
gekrümmte Form
hat, werden diese Kanten in der Praxis mit einer positiven Schneidgeometrie
arbeiten, sofern die Kanten das Material eher „aushöhlen" als dasselbe nur zu lockern.
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Zusätzlich zu
dem fundamentalen Vorteil, daß die
aktiven Ecken stark werden, hat der Schneideinsatz nach der Erfindung
auch den Vorteil, daß hohe
Schneidleistung dank der positiven Schneidgeometrie während des
Arbeitens erzielt wird und gleichzeitig der Schneideinsatz die Vorteile des
doppelt-negativen Schneideinsatzes in Bezug auf die Möglichkeit,
viele Schneidkanten an ein und demselben Schneideinsatz herzustellen,
besitzt. So enthält,
wie in der vorausgehenden Beschreibung ersichtlich, der achteckige
Schneideinsatz nach der Erfindung gemäß den 7 bis 10 insgesamt sechzehn
Hauptschneidkanten (zugehörige
Nebenschneidkanten blieben ungezählt),
genauer acht Hauptschneidkanten auf einer der Seiten und acht Hauptschneidkanten
auf der anderen Seite. Nur acht dieser sechzehn Hauptschneidkanten
können
an sich für
ein und dieselbe Fräsertype
verwendet werden, d.h. entweder linksschneidend oder rechtsschneidend,
doch wird, da der Schneideinsatz insoweit neutral ist, als er vollständig symmetrisch
ist, der Vorteil erzielt, daß ein
und derselbe Schneideinsatz gegebenenfalls für beide Arbeitstypen verwendet wird.
Mit anderen Worten, zwei unterschiedliche Typen von rechtsschneidenden
und linksschneidenden Schneideinsätzen brauchen nicht auf Vorrat
gehalten zu werden. Ein besonderer Vorteil des Schneideinsatzes
nach der Erfindung besteht darin, daß dieser mit einer mittigen Öffnung ausgebildet
werden kann, deren Durchmesser groß im Vergleich mit der Abmessung
des Schneideinsatzes ohne dieses Merkmal ist, weswegen die Ecken
des Schneideinsatzes schwach und ohne Unterstützung des Schneideinsatzes
an dem Boden des Einsatzsitzes werden, so daß dieser unzuverlässig wird.
Mit anderen Worten, der Schneideinsatz kann gegebenenfalls mit minimalen
Abmessungen und statt dessen mit Hilfe einfacher Fixierschrauben
fixiert werden.
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Nunmehr
wird Bezug genommen auf die 11 und 12,
die einen Schneideinsatz erläutern,
der nur für
rechtsschneidendes Fräsen
bestimmt ist. In diesem Fall sind die beiden parallelen Fasen 13a, 13b in
Nachbarschaft zu einer Übergangsfläche 14 an
einer aktiven Ecke nicht von gleichmäßiger Dünnheit, sondern verjüngen sich
keilartig. So weist die parallele Fase 13a in die Richtung abwärts und
wandelt an ihrer oberen Kante sie in eine Nebenschneidkante 16a in
Nachbarschaft zu der oberen Seite 7 des Schneideinsatzes
um. Die zweite parallele Fase 13b hat deren Spitze aufwärts gewendet
und wandelt sie in eine Nebenschneidkante 16b in Nachbarschaft
zu der Bodenseite 8 des Schneideinsatzes um. Dadurch gibt
es nur eine aktive Hauptschneidkante 12a in Nachbarschaft
zu einer gemeinsam arbeitenden Nebenschneidkante 16. Es sollte
beachtet werden, daß die
Hauptschneidkante 12a sich kontinuierlich von dem nahegelegenen Stützvorsprung
bis zur Übergangsfläche 14 erstreckt. Mit
anderen Worten, jede Nebenschneidkante in Erstreckung der Hauptschneidkante 12a fehlt.
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In
den 13 und 14 ist
eine analoge Ausführungsform
dargestellt, die für
linksschneidendes Arbeiten gedacht ist. Dabei erstrecken sich die keilförmigen parallelen
Fasen 13a und 13b in umgekehrter Weise, d.h. mit
der Spitze der Oberfläche 13a aufwärts weisend
und mit der Spitze der Oberfläche 13b abwärts weisend.
Dadurch wird eine aktive schneidende Hauptschneidkante 12a nahe
der parallelen Fase 13a und eine abstreifende Nebenschneidkante 16a auf
der anderen Seite der Ecke gebildet. Die gleiche Nebenschneidkante 16a wird
in eine Kante 12b umgewandelt, die keine Hauptschneidkante bildet.
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In 15 ist
eine alternative Ausführungsform
gezeigt, gemäß der ein
einzelner Stützvorsprung 18 seitlich
in Bezug auf jede in der Nähe
liegende inaktive Ecke 11 verschoben ist. Genauer gesagt
ist der Vorsprung in allen wesentlichen Merkmalen in seiner Gesamtheit
neben der Mittelebene angeordnet, die gegenüberliegende inaktive Ecken
diametral schneidet. In dem Beispiel wird der Schneideinsatz für rechtsschneidendes
Fräsen
(vergleiche 11 und 12) optimiert.
Durch die Tatsache, daß der
Stützvorsprung 18 seitlich
in Bezug auf die Ecke 11 verschoben ist, erhält die Hauptschneidkante 12b eine
große
Länge L.
In der Praxis kann die Schneidkantenlänge L etwa 50% größer als die
Schneidkantenlänge
L, (siehe 16) der oben beschriebenen Schneideinsätze sein,
die ihren Stützvorsprung
mittig in Bezug auf jede verbundene inaktive Ecke plaziert haben.
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Es
soll darauf hingewiesen werden, daß alle Kanten in der Praxis
in herkömmlicher
Weise verstärkt
sein sollten.