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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen wendbaren Tangentialschneideinsatz und
ein Fräswerkzeug
zur Verwendung bei Metallschneidvorgängen im allgemeinen und zum
Fräsen
einer rechtwinkligen Stufe in einem Werkstück im besonderen.
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Hintergrund der Erfindung
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Tangentialschneideinsätze, auch
als On-edge- oder Laydown-Schneideinsätze bekannt, sind in einem
Einsatzhalter so ausgerichtet, daß die Schneidkräfte während eines
Schneidvorgangs auf einem Werkstück
entlang einer größeren (dickeren) Abmessung
des Schneideinsatzes gerichtet sind. Ein Vorteil einer solchen Anordnung
ist, daß der Schneideinsatz
größeren Schneidkräften standhalten
kann, als wenn er so ausgerichtet ist, daß die Schneidkräfte entlang
einer kleineren (dünneren)
Abmessung des Schneideinsatzes gerichtet sind.
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In
EP 0 769 341 ist ein Stirnfräswerkzeug
offenbart, das einen doppelseitigen wendbaren Tangentialschneideinsatz
in Prismoidform mit zwei gegenüberliegenden,
im allgemeinen rechteckigen Spanflächen verwendet, die durch Seitenflächen verbunden
sind. Der Schneideinsatz hat eine "negative" Grundgeometrie, und um den notwendigen
Zwischenraum zwischen dem Schneideinsatz und dem Werkstück bereitzustellen,
ist der Schneideinsatz daher mit einem negativen Axialspanwinkel
ausgerichtet, wenn er in einem Stirnfräser angeordnet ist. Negative
Axialspanwinkel sind jedoch von Nachteil, zum Beispiel wurde festgestellt,
daß sie
in Schneidanwendungen mit schwer bearbeitbaren Materialien unzulänglich sind.
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Ein
doppelseitiger wendbarer Tangentialschneideinsatz für einen
Bohrwerkzeugkopf ist in
US 5
333 972 offenbart. Der Einsatz ist an jedem Ende mit einer
vorstehenden ebenen Insel versehen. Jede lange Schneidkante ist
in einem Winkel von 3° relativ zu
der vorstehenden ebenen Insel geneigt und definiert dabei einen "Einsatzaxialspanwinkel". Hinter jeder Schneidkante
ist eine abfallende Fasenfläche, die
in eine ansteigende Eintrittswinkelfläche übergeht, um eine Spanbrechernut
zu bilden. Jede ansteigende Eintrittswinkelfläche erstreckt sich von ihrer zugeordneten
abfallenden Fasenfläche
zu einer benachbarten Insel entweder an der Oberseite oder am Boden
des Schneideinsatzes. Man wird anerkennen, daß die Größe des Einsatzaxialspanwinkels
aus praktischen Gründen
begrenzt ist. Jede Zunahme des Einsatzaxialspanwinkels führt zu einer
Zunahme in der "vertikalen" Ausdehnung der ansteigenden Eintrittswinkelfläche (siehe
3 von
US 5 333 972 ), was eine
ungünstige
Wirkung auf Spanentwicklung und -abtransport hat.
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In
WO 96/35536 ist ein doppelseitiger
wendbarer Tangentialschneideinsatz offenbart, der einen positiven
Axialspanwinkel hat, wenn er in einem Stirnfräser angeordnet ist, selbst
wenn der notwendige Zwischenraum zwischen dem Schneideinsatz und dem
Werkstück
vorhanden ist. Dieser Schneideinsatz stellt zwei Umfangsschneidkanten
für einen rechtsschneidenden
Stirnfräser
und zwei Umfangsschneidkanten für
einen linksschneidenden Stirnfräser
dar. In einer Seitenansicht (siehe
9) ist der Schneideinsatz
im allgemeinen rhombisch. Die Hauptschneidkanten
10 jeder
Stirnfläche
sind parallel (siehe auch
7 und
8)
zueinander und zu einem mittig angeordneten vorstehenden Anschlagteil
12.
Der Schneideinsatz wird in einer Einsatzaufnahmevertiefung gehalten,
wobei das Anschlagteil einer nichtbetriebsfähigen Stirnfläche und
einer benachbarten nichtbetriebsfähigen Freifläche an jeweiligen
Stützflächen der
Einsatzaufnahmevertiefung anliegen. Das Anschlagteil der nichtbetriebsfähigen Stirnfläche und
der benachbarten nichtbetriebsfähigen
Freifläche
gehen an einer spitzwinkligen Befestigungsecke ineinander über. Um
den Axialspanwinkel der betriebsfähigen Schneidkante zu ändern, muß entweder
die Einsatzaufnahmevertiefung gedreht oder ein Schneideinsatz mit
einer Befestigungsecke mit einem anderen Befestigungswinkel verwendet werden.
In beiden Fällen
muß ein
anderes Fräswerkzeug
verwendet werden. Außerdem
sind der Axialspan- und Frei winkel voneinander abhängig und
jede Änderung
des Axialspanwinkels führt
zu einer entsprechenden Änderung
des Freiwinkels, die nicht immer erwünscht ist.
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WO2004/028149 A1 ,
das den nächsten Stand
der Technik darstellt, wurde nach dem Anmeldedatum veröffentlicht
und bildet daher nur einen Teil des Standes der Technik nach Artikel
54(3) EPÜ.
Dieses Dokument offenbart einen doppelseitigen wendbaren Tangentialschneideinsatz
und ein Fräswerkzeug,
das die oben genannten Probleme im wesentlichen löst.
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WO2004/028149 A1 offenbart
(wobei die Bezugszeichen in Klammern für dieses Dokument gelten):
einen
Tangentialschneideinsatz (
10) mit:
zwei gegenüberliegenden
Stirnflächen
(
12) mit einer im allgemeinen rechteckigen Form in einer
Endansicht des Schneideinsatzes (
10) mit einer zwischen diesen
verlaufenden Medianebene (M),
einer Umfangsseitenfläche (
14),
die sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Stirnflächen (
12)
erstreckt, und
einer Umfangskante (
40), die an der Überschneidung jeder
Stirnfläche
(
12) mit der Umfangsseitenfläche (
14) ausgebildet
ist, wobei mindestens zwei Teilstücke (
54,
56,
58)
jeder Umfangskante (
40) Schneidkanten (
50) bilden,
wobei
die Umfangsseitenfläche
(
14,
214) zwei gegenüberliegende Hauptseitenflächen (
18,
218)
aufweist,
wobei jede Stirnfläche (
12) vier Ecken
(
24,
26), zwei diagonal gegenüberliegende erhöhte Ecken
(
24) und zwei diagonal gegenüberliegende abgesenkte Ecken (
26)
aufweist, wobei die abgesenkten Ecken (
26) näher an der
Medianebene (M) des Schneideinsatzes (
10) sind als die
erhöhten
Ecken (
24), wobei jede Stirnfläche (
12) mit einer
Anschlagfläche
(
30) versehen ist.
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Der
in
WO2004/028149
A1 offenbarte Schneideinsatz ist jedoch einfachschneidend,
d. h. er ist entweder rechts- oder linksschneidend. In einigen Situationen
ist es günstig,
einen Schneideinsatz mit den Merkmalen des in
WO2004/028149 A1 offenbarten
Schneideinsatzes zu haben, der aber sowohl bei rechtsschneidenden
als auch bei linksschneidenden Fräsvorgängen verwendet werden kann.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen doppelseitigen wendbaren Tangentialschneideinsatz bereitzustellen,
der die oben genannten Probleme im wesentlichen löst.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein
Tangentialschneideinsatz mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereitgestellt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die Umfangsseitenfläche des Schneideinsatzes zwei
gegenüberliegende
Nebenseitenflächen
auf, die im allgemeinen quer zu den Hauptseitenflächen und
zu den Stirnflächen
sind, wobei jede Nebenseitenfläche
in einer Nebenseitenansicht des Schneideinsatzes eine allgemeine
Form eines Rechtecks mit zwei abgestumpften Ecken hat.
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Ferner
ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung der Schneideinsatz in bezug auf die Medianebene M
spiegelsymmetrisch.
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Vorzugsweise
liegt in Hauptseitenansichten des Schneideinsatzes die Anschlagfläche auf
einer konkaven Fläche.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die Anschlagfläche
drei ebene Abschnitte, zwei ebene Außenabschnitte mit einem ebenen
Innenabschnitt zwischen diesen, auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist ferner jede Schneidkante eine Hauptschneidkante,
eine Nebenschneidkante und eine Eckschneidkante zwischen diesen
auf. Haupt-, Neben- und Eckkanten sind an der Überschneidung der Hauptseitenflächen, Nebenseitenflächen bzw. langen
Eckseitenflächen
mit jeder Stirnfläche
ausgebildet. Jede Eckschneidkante ist einer gegebenen erhöhten Ecke
zugeordnet; jede Hauptschneidkante erstreckt sich im wesentlichen
entlang der gesamten Länge
einer zugeordneten Hauptkante, und jede Nebenschneidkante erstreckt
sich mindestens entlang einer Hälfte
der Länge
einer zugeordneten Nebenkante.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind in einer Endansicht des Schneideinsatzes zwei Medianlinien
definiert, eine für
jeden ebenen Außenabschnitt,
wobei sich die Medianlinien nicht überschneiden und nicht auf
einer gemeinsamen geraden Linie liegen.
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Vorzugsweise
sind die beiden Medianlinien parallel.
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Vorzugsweise
sind ferner die beiden Medianlinien parallel zu den Hauptseitenflächen des Schneideinsatzes.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist in jedem Schnitt des Schneideinsatzes in einer
Ebene senkrecht zur Medianebene M des Schneideinsatzes die Anschlagfläche einer
bestimmten Stirnfläche
näher an
der Medianebene M als ein vorderes Teilstück einer der Hauptschneidkanten
der bestimmten Stirnfläche.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird auch ein Fräswerkzeug
mit mindestens einem erfindungsgemäßen Schneideinsatz und einem
Schneidwerkzeugkörper
mit mindestens einer Einsatzaufnahmevertiefung bereitgestellt, in
der der mindestens eine Schneideinsatz gehalten wird; wobei die
mindestens eine Einsatzaufnahmevertiefung eine Seiten- und eine
Rückwand,
die benachbart sind, im allgemeinen quer zu einer Basis aufweist, wobei
die Rückwand
im allgemeinen konvex ist, die Seitenwand mit einer axialen Positionierungsfläche versehen
ist, die an einer gegebenen Nebenseitenfläche des mindestens einen Schneideinsatzes
an einem gegebenen axialen Anschlagbereich anliegt; die Rückwand mit
zwei Positionierungsflächen
versehen ist, die sich auf jeder Seite eines mittleren Bereichs der
Rückwand
befinden; wobei eine erste der beiden Positionierungsflächen an
einer der beiden tangentialen Anschlagflächen anliegt, die sich auf
der Anschlagfläche
befinden, eine zweite der beiden Positionierungsflächen an
der anderen der beiden tangentialen Anschlagflächen anliegt, die sich auf
der Anschlagfläche
befinden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung befindet sich der gegebene axiale Anschlagbereich auf
einem vorderen Bereich einer kurzen radialen Außenseitenfläche einer gegebenen Nebenseitenfläche, wobei
der vordere Bereich distal zur Rückwand
der Einsatzaufnahmevertiefung ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Zum
besseren Verständnis
wird die Erfindung nunmehr nur anhand von Beispielen mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei diese folgendes zeigen:
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1A ist
eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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1B ist
eine zusätzliche
perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes in 1;
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2 ist
eine Hauptseitenansicht des in 1A und 1B dargestellten
Schneideinsatzes;
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3 ist
eine Schnittansicht des in 1A und 1B dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie III-III in 2;
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4 ist
eine Endansicht des in 1A und 1B dargestellten
Schneideinsatzes;
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5 ist
eine Nebenseitenansicht des in 1A und 1B dargestellten
Schneideinsatzes;
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6 ist
eine Schnittansicht des in 1A und 1B dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie VI-VI in 4;
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7 ist
eine Schnittansicht des in 1A und 1B dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie VII-VII in 4;
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8 ist
eine Schnittansicht des in 1A und 1B dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie VIII-VIII in 4;
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9 ist
eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Schneidwerkzeugkörpers des
in 9 dargestellten Fräswerkzeugs und zeigt eine Einsatzaufnahmevertiefung
im Detail;
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11 ist
eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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12 ist
eine Hauptseitenansicht des in 11 dargestellten
Schneideinsatzes;
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13 ist
eine Schnittansicht des in 11 dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie XIII-XIII in 12;
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14 ist
eine Endansicht des in 11 dargestellten Schneideinsatzes;
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15 ist
eine Nebenseitenansicht des in 11 dargestellten
Schneideinsatzes;
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16 ist
eine Schnittansicht des in 11 dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie XVI-XVI in 14;
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17 ist
eine Schnittansicht des in 11 dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie XVII-XVII in 14;
und
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18 ist
eine Schnittansicht des in 11 dargestellten
Schneideinsatzes, bezogen auf die Linie XVIII-XVIII in 14.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Wir betrachten
zunächst 1 bis 5, die einen
wendbaren Tangentialschneideinsatz 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigen. Der Schneideinsatz 10 wird normalerweise
durch Formpressen und Sintern von Carbidpulvern hergestellt. Andere
Herstellungsverfahren, wie etwa Spritzgießen, können jedoch angewendet werden.
Der Schneideinsatz 10 ist in einer Endansicht im allgemeinen
rechteckig und hat zwei identische gegenüberliegende Stirnflächen 12.
Jede Stirnfläche 12 hat
eine 180°-Drehsymmetrie
um eine Symmetrieachse E, die durch die beiden Stirnflächen 12 führt. Der
Schneideinsatz 10 ist in bezug auf eine Medianebene M des
Schneideinsatzes 10 spiegelsymmetrisch. Die Medianebene
M ist senkrecht zur Symmetrieachse E und führt zwischen den Stirnflächen 12 hindurch.
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Eine
Umfangsseitenfläche 14 erstreckt
sich zwischen den beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 12 und
weist zwei gegenüberliegende
identische Nebenseitenflächen 16,
zwei gegenüberliegende
identische Hauptseitenflächen 18,
zwei diagonal gegenüberliegende
lange Eckseitenflächen 22a und zwei
diagonal gegenüberliegende
kurze Eckseitenflächen 22b auf.
Eine Haupt- und
eine Nebenachse J, B des Schneideinsatzes 10 sind so defi niert,
daß sie senkrecht
zueinander und senkrecht zur Symmetrieachse E sind. Die Symmetrieachse
E und die Nebenachse B definieren eine Nebenebene P1 des Schneideinsatzes 10.
Ebenso definieren die Symmetrieachse E und die Hauptachse J eine
Hauptebene P2 des Schneideinsatzes. Die Hauptebene P2 ist parallel
zu den beiden Hauptseitenflächen 18 des Schneideinsatzes 10 und
ist in der Mitte zwischen diesen angeordnet. Benachbarte Neben-
und Hauptseitenflächen 16, 18 gehen
an einer gemeinsamen Eckseitenfläche 22a, 22b ineinander über. Der Schneideinsatz 10 hat
eine erste größere Abmessung
D1, gemessen zwischen den Stirnflächen 12, die größer ist
als eine kleinere Abmessung D2, gemessen zwischen den Hauptseitenflächen 18.
Eine zweite größere Abmessung
D3, gemessen zwischen den Nebenseitenflächen 16, ist ebenfalls
größer als die
kleinere Abmessung D2.
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Jede
Stirnfläche 12 hat
vier Ecken, zwei diagonal gegenüberliegende
erhöhte
Ecken 24 und zwei diagonal gegenüberliegende abgesenkte Ecken 26, wobei
die abgesenkten Ecken 26 näher an der Medianebene M sind
als die erhöhten
Ecken 24. Jede der langen Eckseitenflächen 22a erstreckt
sich zwischen einer gegebenen erhöhten Ecke 24 einer
der beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 12 und
einer gegenüberliegenden
erhöhten
Ecke 24 der anderen der beiden gegenüberliegenden Stirnflächen 12.
Ebenso erstreckt sich jede der kurzen Eckseitenflächen 22b zwischen
einer gegebenen abgesenkten Ecke 26 einer der beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 12 und
einer gegenüberliegenden
abgesenkten Ecke 26 der anderen der beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 12.
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Jede
Stirnfläche 12 ist
mit einem vorstehenden Anschlagteil 28 mit einer vorstehenden
Anschlagfläche 30 versehen,
wobei in einer Hauptseitenansicht des Schneideinsatzes (d. h. einer
Seitenansicht jeder der beiden identischen gegenüberliegenden Hauptseitenflächen 18)
das vorstehende Anschlagteil 28 im allgemeinen konkav ist.
Die vorstehende Anschlagfläche 30 weist
drei im allgemeinen ebene Abschnitte, zwei ebene Außenabschnitte 32 mit
einem ebenen Innenabschnitt 34 zwischen diesen, auf. Daher
liegt in einer Hauptseitenansicht des Schneideinsatzes 10 jede
vorstehende Anschlagfläche 30 auf
einer konkaven Fläche
S, die im allgemeinen V-förmig
ist.
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Eine
Umfangskante 40 ist an der Überschneidung jeder Stirnfläche 12 mit
der Umfangsseitenfläche 14 ausgebildet.
Die Umfangskante 40 weist auf: zwei Hauptkanten 42,
die durch die Überschneidung
der Hauptseitenflächen 18 mit
der Stirnfläche 12 ausgebildet
sind; zwei Nebenkanten 44, die durch die Überschneidung
der Nebenseitenflächen 16 mit der
Stirnfläche 12 ausgebildet
sind; und vier Eckkanten 46, die durch die Überschneidung
jeder der langen oder kurzen Eckseitenflächen 22a, 22b mit
der Stirnfläche 12 ausgebildet
sind. Wie in 2 zu sehen ist, hat in einer
Hauptseitenansicht des Schneideinsatzes 10 die Hauptseitenfläche 18 eine allgemein
gleichschenklige Trapezform, die durch ein gegenüberliegendes Paar von Hauptkanten 42 und gegenüberliegende
parallele lange und kurze Eckseitenflächen 22a, 22b begrenzt
ist.
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Mindestens
zwei Teilstücke
jeder Umfangskante 40 des Schneideinsatzes 10 bilden
Schneidkanten 50. Jede Schneidkante 50 weist auf:
eine Hauptschneidkante 52, die sich im wesentlichen entlang
der gesamten Länge
ihrer zugeordneten Hauptkante 42 erstreckt; eine Nebenschneidkante 54,
die sich mindestens entlang einer Hälfte der Länge ihrer zugeordneten Nebenkante 44 erstreckt;
und eine Eckschneidkante 56, die einer erhöhten Ecke 24 zugeordnet
ist und an der die Haupt- und Nebenschneidkante 52, 54 ineinander übergehen.
Nahe jeder Schneidkante 50 in den Stirnflächen 12 ist
eine Spanfläche 60 entlang
der Späne
fließen,
die während
eines Fräsbetriebsablaufs
von einem Werkstück abgehoben
werden. Zwischen der Spanfläche 60 und
dem vorstehenden Anschlagteil 28 ist eine Spanformungsnut 62.
Der Abschnitt des vorstehenden Anschlagteils 28 benachbart
der Spanformungsnut 62 stellt eine Spanführung 64 dar.
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Mit
Bezug auf 5 ist ersichtlich, daß jede Nebenseitenfläche 16 die
allgemeine Form eines Rechtecks mit zwei abgestumpften Ecken hat
und durch eine Verbindung 72, die durch die Überschneidung
der Nebenseitenfläche 16 mit
der Hauptebene P2 des Schneideinsatzes 10 gebildet wird,
in zwei Nebenseitenteilflächen 70a, 70b,
eine lange Nebenseitenteilfläche 70a und
eine kurze Nebenseitenteilfläche 70b,
geteilt ist. Die lange Nebenseitenteilfläche 70a ist im allgemeinen
rechteckig, während
die kurze Nebenseitenteilfläche 70b als
der langen Nebenseitenteilfläche 70a ähnlich angesehen
werden kann, allerdings mit den beiden abgestumpften Ecken. In einer
Endansicht des Schneideinsatzes 10 erstreckt sich jede
Nebenseitenteilfläche 70a, 70b in einem
Winkel α in
bezug auf eine Ebene P3, die durch die Verbindung 72 führt und
senkrecht zur Hauptebene P2 ist, von der Verbindung 72 weg
(siehe 4). Gemäß einer
spezifischen Anwendung ist der Winkel α annähernd 1,5°. Eine Durchgangsbohrung 74 mit
einer Bohrungsachse, die mit der Nebenachse B des Schneideinsatzes 10 übereinstimmt,
erstreckt sich zwischen den Hauptseitenflächen 18.
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Wie
aus dem nachfolgenden mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Fräswerkzeug
hervorgeht, bildet ein Teilstück
der Hauptschneidkante 52 nahe der erhöhten Ecke 24 ein vorderes
Teilstück 66 der Hauptschneidkante 52,
während
ein Teilstück
der Hauptschneidkante 52 nahe der abgesenkten Ecke 26 ein
hinteres Teilstück 68 der
Hauptschneidkante 52 bildet. Wie in 2 in einer
Hauptseitenansicht des Schneideinsatzes 10 zu sehen ist,
steht das vorstehende Anschlagteil 28, im Bereich des vorderen Teilstücks 66 der
Hauptschneidkante 52 und bis zu dem ebenen Innenabschnitt 34 der
vorstehenden Anschlagfläche 30 und
ein wenig darüber
hinaus, nicht viel über
die Hauptschneidkante 52 vor. Folglich werden die während eines
Fräsvorgangs
in diesem Bereich ausgebildeten Späne vom vorstehenden Anschlagteil 28 nahezu
nicht beeinflußt
und entwickeln sich daher gut. Im Bereich des hinteren Teilstücks 68 der
Hauptschneidkante 52 steht jedoch die Spanführung 64 relativ
zur Hauptschneidkante 52 viel weiter vor als im Bereich
des vorderen Teilstücks 66,
was die Entwicklung der Späne
beeinflussen kann.
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Um
den Einfluß der
vorstehenden Spanführung 64 im
Bereich des hinteren Teilstücks 68 zu
reduzieren, ist die Spanführung 64 so
ausgelegt, daß sie
im Bereich des hinteren Teilstücks 68 weiter
von der Hauptschneidkante 52 weg ist, als sie es im Bereich
des vorderen Teilstücks 66 ist.
Folglich hat, wie in 4 in einer Endansicht des Schneideinsatzes 10 zu
sehen ist, die Form des vorstehenden Anschlagteils 28 und folglich
der vorstehenden Anschlagfläche 30 eine
allgemein langgestreckte "S"-Form. Jeder ebene
Außenabschnitt 32 der
vorstehenden Anschlagfläche 30 ist
durch zwei parallele lange Kanten 36 begrenzt, die sich
zwischen zwei kurzen Kanten 38 erstrecken. Daher erstreckt
sich jeder ebene Außenabschnitt 32 der
vorstehenden Anschlagfläche 30 von
einer jeweiligen kurzen Kante 38 zum ebenen Innenabschnitt 34.
Jeder der beiden ebenen Außenabschnitte 32 hat
eine Medianlinie L1, L2, die parallel zur Hauptebene P2, aber zu
ihr versetzt ist. Eine Medianlinie L1 ist zu einer Seite der Hauptebene
P2 versetzt, und die andere Medianlinie L2 ist zur anderen Seite
der Hauptebene P2 versetzt, wobei der ebene Innenabschnitt 34 quer
zur Hauptebene P2 ist. Deutlich erkennbar sind dann in einer Endansicht
des Schneideinsatzes 10, wie in 4 zu sehen
ist, die Medianlinien L1, L2 der beiden ebenen Außenabschnitte 32 parallel,
nicht benachbart und voneinander beabstandet. Das heißt, die
Medianlinien L1, L2 der beiden ebenen Außenabschnitte 32 sind
parallel, überschneiden
sich nicht und liegen nicht auf einer gemeinsamen geraden Linie.
Wegen dieser Struktur bleibt die Entfernung zwischen der Spanführung 64 und
der benachbarten Hauptschneidkante 52 entlang jedes ebenen
Außenabschnitts 32 konstant.
Dies ist in Bereichen vorteilhaft, wo die Spanführung 64 hoch über die
benachbarte Hauptschneidkante 52 vorsteht, wie auf der
rechten Seite in 6 und der linken Seite in 8 gezeigt.
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Obwohl
die Form der Hauptschneidkante 52 allgemein gerade dargestellt
ist, kann sie jede gewünschte
Form haben, solange sie sich von der erhöhten Ecke 24 zur abgesenkten
Ecke 26 allgemein nach unten neigt, wie in 2 gezeigt.
Mit Bezug auf 5 ist zu sehen, daß in einer
Nebenseitenansicht des Schneideinsatzes 10 (d. h. einer
Seitenansicht der Nebenseitenflächen 16)
die Nebenkante 44 deutlich in zwei Teilstücke geteilt
ist, ein erstes Teilstück 48a,
das der langen Seitenfläche 70a zugeordnet
ist und sich von der erhöhten
Ecke 24 bis etwa zur Hauptebene P2 erstreckt, und ein zweites
Teilstück 48b,
das der kurzen Seitenfläche 70b zugeordnet
ist und sich von der Hauptebene P2 zur abgesenkten Ecke 26 erstreckt.
Das erste Teilstück 48a ist
annähernd
gerade und ist im we sentlichen senkrecht zur Hauptseitenfläche 18 in
einer Hauptseitenansicht (siehe 5) und ist
in dem Winkel α in
bezug auf die Ebene P3 in einer Endansicht (siehe 4)
ausgerichtet. Das zweite Teilstück 48b erstreckt
sich annähernd
von der Hauptebene P2 mit Neigung in Richtung der abgesenkten Ecke 26 in
einer Nebenseitenansicht (siehe 5) und ist
in dem Winkel α in
bezug auf eine Ebene P3 in einer Endansicht (siehe 4)
ausgerichtet. Es ist das erste Teilstück 48a der Nebenkante 44,
das die Nebenschneidkante 54 bildet. Gemäß einer
spezifischen Anwendung ist der Winkel α annähernd 1,5°.
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Wir
betrachten nunmehr 9, die ein Fräswerkzeug 80 mit
einer Drehachse R zeigt, das einen Schneidwerkzeugkörper 82 aufweist,
der mit einer Vielzahl von Einsatzaufnahmevertiefungen 84 versehen
ist. Das bestimmte dargestellte Fräswerkzeug ist ein Schlitzfräser, der
einen der Vorteile des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes 10 veranschaulicht.
Obwohl ein solches Fräswerkzeug
sowohl rechtsschneidende als auch linksschneidende Schneideinsätze erfordert,
wird ein einzelner Schneideinsatz verwendet, da der Schneideinsatz 10 sowohl
rechts- als auch linksschneidend ist. Jeder Schneideinsatz 10 ist
im Schneidwerkzeugkörper 82 mit
einem Axialspanwinkel im allgemeinen im Bereich von 5° bis 20° eingesetzt
und ist mittels einer Klemmschraube (nicht dargestellt) an der Einsatzaufnahmevertiefung 84 befestigt.
Jeder Schneideinsatz ist so eingesetzt, daß ein Zwischenraum zwischen
einem Werkstück
(nicht dargestellt) und der Nebenseitenfläche 16 des Schneideinsatzes
benachbart einer Axialfläche 86 des
Fräswerkzeugs
besteht.
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Die
Struktur der Einsatzaufnahmevertiefung 84 ist in 10 im
Detail dargestellt. Die Einsatzaufnahmevertiefung 84 weist
eine Axial- und eine Rückwand 88, 90,
die benachbart sind, im allgemeinen quer zu einer Basis 92 auf.
Die Rückwand 90 ist
im allgemeinen konvex und die Axialwand 88 ist mit einer
axialen Positionierungsfläche 94 zum
Anlegen der kurzen Seitenfläche 70b einer
gegebenen Nebenseitenfläche 16 des
Schneideinsatzes 10 an einen axialen Anschlagbereich 96 versehen.
Die Rückwand 90 ist
mit zwei tangentialen Positionierungsflächen, einer oberen tangentialen
Positionierungsfläche 98 benachbart
der Axialwand 88 der Einsatzaufnahmevertiefung 84 und
einer unteren tangentialen Positionierungsfläche 100 benachbart
der Axialfläche 86 des
Fräswerkzeugs,
versehen. Die beiden tangentialen Positionierungsflächen 98, 100 stehen von
der Rückwand 90 nach
außen
vor und sind auf jeder Seite eines mittleren Bereichs 102 der
Rückwand 90 angeordnet,
der relativ zu den tangentialen Positionierungsflächen 98, 100 entsprechend
ausgespart ist. Die obere tangentiale Positionierungsfläche 98 liegt
an einer der beiden tangentialen Anschlagflächen 104 an, die auf
einer der beiden Außenflächen 32 einer
gegebenen Anschlagfläche 30 angeordnet ist.
Ebenso liegt die untere tangentiale Positionierungsfläche 100 an
der anderen der beiden tangentialen Anschlagflächen 104 an, die auf
der anderen der beiden Außenflächen 32 der
gegebenen Anschlagfläche 30 angeordnet
ist.
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Der
axiale Anschlagbereich 96 ist auf einer kurzen Seitenfläche 70b angeordnet,
die die radial äußere Nebenseitenteilfläche der
Nebenseitenfläche 16 ist.
Jede kurze Seitenfläche 70b ist
mit zwei axialen Anschlagbereichen 96 benachbart den abgesenkten
Ecken 26 (siehe 5), einem für rechtsschneidende Vorgänge und
dem anderen für
linksschneidende Vorgänge,
versehen. Die Basis 92 der Einsatzaufnahmevertiefung 84 ist
mit einer Gewindebohrung 110 zum Aufnehmen der Klemmschraube versehen.
Wenn der Schneideinsatz 10 in der Einsatzaufnahmevertiefung 84 befestigt
ist, liegt eine radial innere Hauptseitenfläche 20 an der Basis 92 der Einsatzaufnahmevertiefung 84 an.
Die Hauptseitenflächen 18 und
die Nebenseitenteilflächen 70a, 70b sind
vorzugsweise geschliffen, um eine gute Positionierung des Schneideinsatzes 10 in
der Einsatzaufnahmevertiefung 84 sicherzustellen.
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Während bei
dem Schneideinsatz 10 nach dieser Beschreibung das vorstehende
Anschlagteil 28 eine langgestreckte oder ausgedehnte "S-Form" hat, sind ausdrücklich andere
Variationen der Form des vorstehenden Anschlagteils 28 und
der Anschlagfläche 30 erfindungsgemäß zulässig, vorausgesetzt,
daß in
einer Hauptseitenansicht, wie in 2, die Anschlagfläche 30 konkav
ist und die Rückwand 90 der
Einsatzaufnahmevertiefung 84 dafür ausgelegt ist, mit zwei vorstehenden
tangentialen Po sitionierungsflächen 98, 100 entsprechend
konvex zu sein, um an der konkaven Anschlagfläche 30 anzuliegen.
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11 bis 18 zeigen
einen wendbaren Tangentialschneideinsatz 210 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung mit Achsen (B, E und J) und Ebenen (P1, P2, P3 und
M), die auf die gleiche Weise definiert sind wie in bezug auf den
Schneideinsatz 10 der ersten Ausführungsform der Erfindung. Da
der Schneideinsatz 210 gemäß der zweiten Ausführungsform
viele Merkmale hat, die denen des Schneideinsatzes 10 gemäß der ersten
Ausführungsform ähnlich sind,
sind die ähnlichen
Merkmale nachstehend einfach mit Bezugszeichen bezeichnet, die gegenüber denen
des Schneideinsatzes 10 gemäß der ersten Ausführungsform
um 200 verschoben sind.
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Eine
Umfangsseitenfläche 214 erstreckt
sich zwischen den beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 212 des
Schneideinsatzes 210 und weist zwei gegenüberliegende
identische Nebenseitenflächen 216,
zwei gegenüberliegende
identische Hauptseitenflächen 218,
zwei diagonal gegenüberliegende lange
Eckseitenflächen 222a und
zwei diagonal gegenüberliegende
kurze Eckseitenflächen 222b auf. Benachbarte
Neben- und Hauptseitenflächen 216, 218 gehen
an einer gemeinsamen Eckseitenfläche 222a, 222b ineinander über. Jede
Stirnfläche 212 hat vier
Ecken, zwei diagonal gegenüberliegende
erhöhte
Ecken 224 und zwei diagonal gegenüberliegende abgesenkte Ecken 226,
wobei die abgesenkten Ecken 226 näher an der Medianebene M sind
als die erhöhten
Ecken 224. Jede der langen Eckseitenflächen 222a erstreckt
sich zwischen einer gegebenen erhöhten Ecke 224 einer
der beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 212 und
einer gegenüberliegenden
erhöhten
Ecke 224 der anderen der beiden gegenüberliegenden Stirnflächen 212.
Ebenso erstreckt sich jede der kurzen Eckseitenflächen 222b zwischen
einer gegebenen abgesenkten Ecke 226 einer der beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 212 und
einer gegenüberliegenden
abgesenkten Ecke 226 der anderen der beiden gegenüberliegenden
Stirnflächen 212.
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Eine
Umfangskante 240 ist an der Überschneidung jeder Stirnfläche 212 und
der Umfangsseitenfläche 214 ausgebildet.
Die Umfangskante 240 weist auf: zwei Hauptkanten 242,
die durch die Überschneidung
der Hauptseitenflächen 218 mit
der Stirnfläche 212 ausgebildet
sind; zwei Nebenkanten 244, die durch die Überschneidung
der Nebenseitenflächen 216 mit
der Stirnfläche 212 ausgebildet
sind; und vier Eckkanten 246, die durch die Überschneidung
jeder der langen oder kurzen Eckseitenflächen 222a, 222b mit
der Stirnfläche 212 ausgebildet
sind. Wie in 12 zu sehen ist, hat in einer
Hauptseitenansicht des Schneideinsatzes 210 die Hauptseitenfläche 218 eine
allgemein gleichschenklige Trapezform, die durch ein gegenüberliegendes
Paar von Hauptkanten 242 und gegenüberliegende parallele lange
und kurze Eckseitenflächen 222a, 222b begrenzt
ist.
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Mindestens
zwei Teilstücke
jeder Umfangskante 240 des Schneideinsatzes 210 bilden
Schneidkanten 250. Jede Schneidkante 250 weist
auf: eine Hauptschneidkante 252, die sich im wesentlichen entlang
der gesamten Länge
ihrer zugeordneten Hauptkante 242 erstreckt; eine Nebenschneidkante 254,
die sich mindestens entlang einer Hälfte der Länge ihrer zugeordneten Nebenkante 244 erstreckt; und
eine Eckschneidkante 256, die einer erhöhten Ecke 224 zugeordnet
ist und an der die Haupt- und Nebenschneidkante 252, 254 ineinander übergehen.
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14 zeigt
eine Endansicht der zweiten Ausführungsform
des Schneideinsatzes, in der eine bestimmte Stirnfläche 212 zu
sehen ist, die zwei parallele Hauptschneidkanten 252 aufweist.
Zwischen den beiden Hauptschneidkanten 252 ist ein Anschlagteil 228 mit
einer Anschlagfläche 230 angeordnet.
Die Anschlagfläche 230 weist
drei im allgemeinen ebene Abschnitte, zwei ebene Außenabschnitte 232 mit
einem ebenen Innenabschnitt 234 zwischen diesen, auf. Jeder
ebene Außenabschnitt 232 der
Anschlagfläche 230 ist
auf einer Seite durch eine parallele lange Kante 236 begrenzt,
die im wesentlichen parallel zu einem vorderen Teilstück 266 der
Hauptschneidkante 252 und zu ihm benachbart ist. Das vordere
Teilstück 266 erstreckt
sich entlang der Hauptschneidkante 252 von der Eckschneidkante 256 weg,
mindestens bis über
die Nebenebene P1 hinaus, wobei die verbleibende Länge der
Schneidkante 252 ein hinteres Teilstück 268 bildet. Eine
Spanführung 264 steht
in einer Hauptseitenansicht (12) über das
hintere Teilstück 268 der
Hauptschneidkante 252 vor. Die Spanführung 264 und ihr zugeordneter ebener
Außenabschnitt 232 der
Anschlagfläche 230 treffen
sich an einer diagonalen Kante 237, die den ebenen Außenabschnitt 232 auf einer
der parallelen langen Kante 236 gegenüberliegenden Seite begrenzt,
wobei die diagonale Kante 237 benachbart dem hinteren Teilstück 268 der Hauptschneidkante 252 ist.
Jeder ebene Außenabschnitt 232 der
Anschlagfläche 230 ist
zusätzlich durch
den ebenen Innenabschnitt 234 der Anschlagfläche 230 und
durch eine kurze Kante 238 begrenzt, die parallel zu einer
Nebenschneidkante 254 des Schneideinsatzes 210 ist.
Jede Anschlagfläche 230 liegt
auf einer konkaven Fläche
S, die im allgemeinen V-förmig
ist, wodurch jede Störung
der Spanentwicklung während
eines Fräsvorgangs
minimiert wird. Außerdem
steht im Gegensatz zum Schneideinsatz 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
in Hauptseitenansichten des Schneideinsatzes 210 gemäß der zweiten
Ausführungsform
die Anschlagfläche 230 nicht über das
vordere Teilstück 266 der
Hauptschneidkante 252 (siehe 12) vor,
was Störungen der
Spanentwicklung weiter reduziert.
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Mit
Bezug auf 16, 17 und 18 ist ersichtlich,
daß in
jedem Schnitt des Schneideinsatzes in einer Ebene parallel zur Nebenebene
P1 des Schneideinsatzes 210 die Anschlagfläche 230 einer bestimmten
Stirnfläche 212 näher an der
Medianebene M ist als ein vorderes Teilstück 266 einer der Hauptschneidkanten 252 der
bestimmten Stirnfläche 212.
Zum Beispiel ist in dem in 16 dargestellten Schnitt
das vordere Teilstück 266 der
Hauptschneidkante 252 links in der Figur in einer Entfernung
H1 von der Medianebene M angeordnet, während die jeweilige Anschlagfläche 230 in
einer Entfernung h1 angeordnet ist, wobei H1 größer als h1 ist. Ebenso ist in
dem in 17 dargestellten Schnitt das
vordere Teilstück 266 der
Hauptschneidkante 252 in einer Entfernung H2 von der Medianebene
M angeordnet, während
die Anschlagfläche 230 in
einer Entfernung h2 angeordnet ist, wobei H2 größer als h2 ist. Ebenso ist
in dem in 17 dargestellten Schnitt, bezogen auf
die Lage der Nebenebene P1, das vordere Teilstück 266 der Hauptschneidkante 252 in
einer Entfernung H3 von der Medianebene M angeordnet, während die
Anschlagfläche 230 in
einer Entfernung h3 angeordnet ist, wobei H3 größer als h3 ist. Das heißt, das
Anschlag teil 228 im Bereich des vorderen Teilstücks 266 der
Hauptschneidkante 252 und bis zur Nebenebene P1 und ein
wenig darüber
hinaus (wie in 12 zu sehen ist) steht nicht über die
Hauptschneidkante 252 vor. Folglich werden Späne, die von
einem Werkstück
im Bereich des vorderen Teilstücks 266 der
Hauptschneidkante 252 abgehoben werden, während eines
Fräsvorgangs
gut geformt. Im Bereich des hinteren Teilstücks 268 der Hauptschneidkante 252 steht
die Spanführung 264 jedoch über die
Hauptschneidkante 252 vor (wie in 12 und
auf der rechten Seite von 16 und 17 zu sehen
ist), was die Spanentwicklung stören
kann.
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Um
den Einfluß der
Spanführung 264 im
Bereich des hinteren Teilstücks 268 zu
verringern, ist das Anschlagteil 228 so ausgelegt, daß es im
Bereich des hinteren Teilstücks 268 weiter
von der Hauptschneidkante 252 entfernt ist als es im Bereich
des vorderen Teilstücks 266 ist.
Folglich bildet in einer Endansicht des Schneideinsatzes 210 eine
Längsachse
C des Anschlagteils 228 einen spitzen Winkel β mit der
Hauptebene P2.
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Der
Schneideinsatz 210 gemäß der zweiten Ausführungsform
sitzt genauso im Schneidwerkzeugkörper 82 wie der Schneideinsatz 10 gemäß der ersten
Ausführungsform,
wobei zwei nach außen vorstehende
tangentiale Positionierungsflächen 98, 100 der
Rückwand 90 der
Einsatzaufnahmevertiefung 84 an zwei tangentialen Anschlagflächen 304 anliegen,
die auf den Außenflächen 232 der
Anschlagfläche 230 angeordnet
sind, und ein axialer Anschlagbereich 296, der auf einer
kurzen radialen Außenseitenfläche 270b der
Nebenseitenfläche 216 angeordnet
ist, an der axialen Positionierungsfläche 94 in der Einsatzaufnahmevertiefung 84 des Schneidwerkzeugkörpers 82 anliegt.
Die Anschlagflächen 304 und
der axiale Anschlagbereich 296 des Schneideinsatzes 210 sind
in 14 bzw. 15 zu sehen.
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Obwohl
die Erfindung mit einem bestimmten Grad an Detailliertheit beschrieben
worden ist, ist es verständlich,
daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich
sind, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er nachstehend
in den Ansprüchen
definiert ist.