DE60015087T2

DE60015087T2 - Schneidwerkzeug für trennungs- und gleichartige operationen

Info

Publication number: DE60015087T2
Application number: DE60015087T
Authority: DE
Inventors: Pär Tägtström; Per Hansson; Claes Andersson; Börje AHNLEN
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: EP1156901A1; EP1156901B1; CN1151904C; DE60015087D1; ATE280008T1; JP2002536191A; US6702529B1; SE513633C2; SE9900356D0; SE9900356L; WO2000045981A1; CN1336857A; JP4327367B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Teilen oder für ähnliche Drehoperationen des Typs, welcher einen Halter in der Form einer ziemlich dünnen Scheibe oder eines scheibenförmigen Teils aus einem ersten Material, wie Stahl, und einen Schneideinsatz aus einem zweiten härteren Material, wie Hartmetall, einschließt, wobei wenigstens der vordere Bereich des Halterblattes mit einer nach außen offenen Vertiefung versehen ist. Die Vertiefung ist hauptsächlich durch eine untere Bodenfläche, eine innere oder hintere Wand und eine obere, mit einem elastisch flexiblen Arm aus einem Stück bestehende Wand begrenzt, die dazu bestimmt ist, den Einsatz in seiner Vertiefung zu verklammern, wodurch der Einsatz sowohl obere als auch untere V-förmige Nuten oder Rippen besitzt, die mit entsprechenden V-förmigen Rippen oder Vertiefungen in Verbindung mit dieser Vertiefung zusammenwirken sollen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus WO-A-97/10911 bekannt ist.
Hintergrund der Erfindung
Während wiederholten Teilens und Nutschneidens ist es von besonderer Bedeutung, daß das Werkzeug einen Schacht besitzt, der axiale Unterstützung definiert, worauf das hintere Ende des Einsatzes sich abstützen kann. Eine andere Forderung besteht darin, daß die Höhe der Oberfläche nicht zu groß ist, so daß sie ein Beschädigen der Oberflächenberührung mit einer Zone nahe der aktiven Ecke des Schneideinsatzes im Falle einer Verwendung von doppelendigen Einsätzen verursachen würde. Einer der Nachteile mit den derzeit üblicherweise verwendeten Blatthaltern ist der, daß sie keine geeignete axiale Unterstützung für mehr als eine Einsatztype ergeben. Immer wenn die betätigende Person Einsätze gegen eine andere Type mit einer anderen Schneidbereichtype mit einem anderen Neigungswinkel an der Freifläche unter der Schneidkante austauschen muß, muß er auch den Schneidwerkzeughalter austauschen. Somit besteht ein Bedarf nach einer neuen Type von Schneidwerkzeughalter, der geeignet ist, um mehrere verschiedene Typen von Einsätzen aufzunehmen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Type von Schneidwerkzeughalter, bei der die den Einsatz aufnehmende Vertiefung des Halters eine rückwärtige axiale Unterstützung mit einer solchen Bildung, daß der Einsatz mit stark variierenden Neigungswinkeln der Freifläche unter der Schneidkante darin aufgenommen werden kann. Die speziellen Merkmale für die Erfindung werden im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung definiert. Diese wird nun kurz wiedergegeben.
In der Zeichnung ist:
1 eine perspektivische Teilansicht eines Schneidwerkzeugs nach der Erfindung mit einem an seiner Stelle in einem blattförmigen Halter befestigten Einsatz,
2 eine Seitenansicht des Werkzeugs von 1,
3 eine Seitenansicht des blattförmigen Halters von 1 bis 2 ohne Einsatz,
4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Bodens und der Innenwände der den Einsatz aufnehmenden Vertiefung und
5 eine vergrößerte Darstellung, die den Einsatz nach der Befestigung in dem Werkzeug zeigt.
Das Trennwerkzeug nach 1 umfaßt einen Halter vom Blattyp, in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet, und einen Schneideinsatz 2. Der Einsatz 2 kann in bestimmten Fällen von einer separaten Paßscheibe (nicht gezeigt) unterstützt werden. Der Halter 1 besitzt die Form einer ziemlich dünnen Scheibe oder eines blattförmigen Abschnitts aus Stahl oder ähnlichem Material. In der Praxis ist dieser Blatthalter oftmals rechteckig, länglich und hat wenigstens auf einem seiner entgegengesetzten Enden einen oberen Verklammerungsarm 3 einstückig mit dem Halter, während er eine nach außen offene Vertiefung 4 (s. 3) besitzt, die hauptsächlich durch eine Bodenwand 5, eine innere oder rückwärtige Wand 6 und eine obere Wand 7 begrenzt ist, und dies ist der Teil des elastischen bewegbaren Klammerarmes 3 des Blatthalters, der vorgesehen ist, um den Einsatz in seiner Vertiefung festzulegen. Bei der als Beispiel in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform hat der Blatthalter 1 einen Schlitz 8, dessen Ende glatt abgerundet ist. Der Zweck dieses Schlitzes besteht darin, eine bestimmte Menge an Elastizität bei dem Klammerarm 3 zu bekommen und einen gewissen Raum für die Schneidkante und den Einsatzabschnitt unter der Schneidkante vorzusehen, so daß eine Beschädigung der Oberflächenberührung nicht auftritt. Der Arm 3 könnte statt dessen aufgrund seiner Elastizität in einer an sich bekannten Weise abwärts zur Bodenwand der Vertiefung hin auf einer getrennten Klammerschraube (nicht gezeigt) geschwenkt werden.
Der Einsatz 2, wie er in den 1 und 2 gezeigt ist, besteht aus einem Hartmetallkörper, dessen Vorderende eine Hauptschneidkante 9 hat, in deren nächster Nähe eine Spanbrecherfläche 10 auf der oberen Oberfläche des Körpers vorgesehen ist. In dem Bereich hinter dem Spanbrecherabschnitt 10 gibt es einen erhabenen Bereich des Einsatzkörpers, der mit einer Vertiefung 11 von V-förmigem Querschnitt und geteilt in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt 11' und 11" versehen ist, wobei zwischen diesen sich eine mittige Nut mit konkav abgerundeter Form (nicht gezeigt) befindet. Die Unterseite dieses Einsatzkörpers 2 ist auch mit einer Nut 12 mit V-förmigem Querschnitt versehen. In der Praxis könnten beide Nuten auf der oberen und auf der unteren Seite eine identische V-förmige Ausbildung haben.
Obwohl die Schneidkante 9 in dem Beispiel, wie gezeigt, sich senkrecht zu der Längserstreckung des Einsatzes befindet, könnten die Form und Lage der Kante weitgehend variiert werden. Der Einsatz kann mit kreisrunden oder teilweise gerundeten Kanten vorgesehen werden, und wenn die Kante gerade ist, könnte sie in Bezug auf die Längserstreckung des Einsatzes geneigt sein.
Gemäß der Erfindung wird der Einsatz 2 so angeordnet, daß er an der hinteren aufragenden Wand 6 unterstützt wird, die aus einem Stück mit dem Blatthalter in der Vertiefung besteht. Diese Stützwand 6 erstreckt sich über eine konvex gekrümmte Oberfläche in einen gekrümmten Endabschnitt, der durch Nutenfräsen in den hinteren Schlitz 8 mündend gefräst wurde. Die detaillierte Ausführungsform ist vorzugsweise derart, daß der hintere Abschnitt der Bodenwand 5 sich in eine gefräste Nut 5a mit glatt gerundetem Umfang und sich dann in die Stützwand 6 etwa an dem Biegungspunkt 13 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist gewährleistet, daß sowohl die hinteren, unteren und oberen Kantenabschnitte des Einsatzes von dem Blatthalter freigelegt werden. Die aufragende Stützwand 6 kann eben sein, vorzugsweise mit einer Höhe geringer als ihre Breite, wodurch diese Stützwand 6 nur eine relativ begrenzte Höhenerstreckung haben muß, wie in 4 gezeigt ist. Statt dessen könnte jedoch die rückwärtige Einsatzoberfläche, die für eine Berührung mit der Trägerwand 6 bestimmt ist, mit einer V-förmigen Vertiefung versehen sein, und die Trägerwand 6 könnte eine Steckverlängerung haben, so daß diese Verlängerung und die V-förmige Nut als eine Verbindung mit einem Einsteckteil und einem Aufnahmeteil ausgestattet wäre.
Wie am besten aus 5 ersichtlich, ist die detaillierte Ausführungsform derart, daß die axiale Stützwand 6 sich aufwärts und in eine konvex geformte Übergangsfläche 14 von relativ großem Radius R₁ erstreckt, welche sich in eine konvexe Teilfläche 15 mit wesentlich kleinerem Radius R₂ erstreckt. Diese Teilfläche 15 geht dann in die Nut 8 über, die durch eine Fläche 8a mit einem Radius R₃ begrenzt ist, wobei R₃ in dieser gezeigten Ausführungsform größer als beide oben erwähnten Radien R₁ und R₂ ist. In bestimmten Fällen jedoch könnte R₁ größer als R₂ sein. Der Radius R₃ könnte gleich wie oder vorzugsweise größer als Radius R₄ der Nut 5a sein. Dank dieser Ausführungsform ist es möglich, in dem gleichen Blatthalter den in 1 bis 3 gezeigten Einsatz 2, dessen hintere Endfläche eine untere Endoberfläche 2a auf dem Einsatz umfaßt, der sich senkrecht zu der Bodenwand 5 und einer oberen Freifläche 2b erstreckt. Diese zuletzt erwähnte Freifläche 2b wird hierbei von der rückwärtigen Stützwand 6 freigelegt. In dem gleichen Halter kann auch ein Einsatz mit der Form der gestrichelten Linie A, wie in 5 gezeigt, aufgenommen werden. Wie aus 5 ersichtlich, hat dieser Einsatz eine Form, die sowohl in seinem unteren Abschnitt als auch in seinem oberen Abschnitt abweicht. So hat der untere Flächenabschnitt A des gestrichelten Bereichs A einen spitzen Freiwinkel, der 45° beträgt, während der obere Oberflächenbereich A₂ mit einem wesentlich kleineren Freiwinkel β versehen ist. Anstelle dieser geometrischen Unterschiede kann dieser Einsatz in dem gleichen Blatthalter wie der Einsatz, der in 1 und 2 gezeigt ist, aufgenommen werden. Der Grund besteht darin, daß die untere scharf geneigte Freifläche A₂ eine geeignete Unterstützung des oberen Abschnitts der konvex geformten Oberfläche 16 haben kann. Die Größe von R₁ sollte im Bereich von 0,2 – 100 mm, vorzugsweise von 0,5 – 5 mm liegen, während R₂ im Bereich von 0-10 mm, vorzugsweise 0,2 – 2 mm betragen sollte. Die Größe von R₃ sollte 0,2 – 10 mm, vorzugsweise 0,2 – 5 mm sein, während die Größe von R₄ 0,5 – 5 mm, vorzugsweise 1 – 5 mm betragen sollte.
Die Anzahl von Blatthaltern kann hierbei für einen Kunden wesentlich reduziert werden, der eine Anzahl unterschiedlich geformter Einsätze je nach der Nutbildungstype und der Werkstückmaterialtype braucht, um verwendet werden zu können, wie in der heutigen Situation in der Maschinenindustrie üblich ist.
Verschiedene Ausführungsformen des obigen Beispiels können natürlich innerhalb des Erfindungsgedankens benutzt werden. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, daß die Stützwand 6 sich senkrecht von der Bodenwand 5 aus erstreckt. Auch ist verständlich, daß die Übergangsfläche 14 aus einer Reihe von Oberflächensegmenten mit variierender Größe der Radien aufgebaut sein kann.

Claims

Werkzeug für das Trennen oder ähnliche Drehoperationen, das aufweist: einen Halter, der als relativ dünne Scheibe oder scheibenförmiger Abschnitt (1) aus einem ersten Material, wie z.B. Stahl, geformt ist, und einen Schneideinsatz (2) eines zweiten, härteren Materials, wie z.B. Hartmetall, wobei der scheibenförmige Halter (1) an zumindest einem freien Ende mit einer nach außen offenen Ausnehmung (4) und einem hinteren Schlitz (8) ausgestattet ist, wobei die Ausnehmung (4) von einer Bodenwand (5), einer inneren oder Rückwand (6) und einer oberen Wand (7), die Teil eines elastisch bewegbaren Klemmarms (3) ist, der integral mit dem Halter angeordnet ist, um den Einsatz in der Ausnehmung zu befestigen, begrenzt wird, wobei der Einsatz sowohl eine obere als auch eine untere Nut (11, 12) oder alternativ Rippen mit im wesentlichen V-förmigem Querschnitt hat, die derart angeordnet sind, daß sie mit entsprechend im Querschnitt V-förmigen Rippen oder anderen Rippen neben der Ausnehmung zusammenwirken, wobei die hintere Tragwand in Form einer Tragfläche (6) ist, die sich in Bezug auf die untere Wand (5) nach unten erstreckt und sich in ihrem oberen Teil in eine konvex geformte Fläche (14) mit relativ großem Radius (R₁) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die konvex geformte Fläche (14) sich in eine Teilfläche (15) erstreckt mit im wesentlichen kleinerem Radius (R₂), die sich an einem Biegepunkt (16) in eine konkav gekrümmte Fläche (8a) erstreckt, die das Ende des hinteren Schlitzes (8) festlegt.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Einsatz (2) tragende Bodenwand neben der hinteren Tragwand (6) sich in eine zurückgesetzte, durch Fräsen erzeugte Nut (5a) von eben gerundeter Kontur erstreckt.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R₃) der gefrästen Nut (8a) ungefähr gleich oder größer als der Radius (R₄) der gefrästen Nut (5a) ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Endfläche des Einsatzes (2), die dafür vorgesehen ist, sich an der sich nach oben erstreckenden Tragwand (6) abzustützen, mit einer V-förmigen Ausnehmung ausgestattet ist und daß die Tragwand (6) mit einer entsprechenden V-förmigen Erweiterung ausgestattet ist, so daß der Einsatz (2) und die Tragwand (6) zusammen eine hintere Steck-Aufnahme-Verbindung bereitstellen.