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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schneidwerkzeuge mit angefügter Platte. insbesondere betrifft sie ein Schneidwerkzeug mit einem mit einer Grundplatte versehenen Werkzeugträger, einer aus Sinterwerkstoff bestehenden Bearbeitungsplatte, die mit einer Basis versehen ist, die mit der Grundplatte dahingehend zusammenwirken soll, die Positionierung der Platte am Werkzeugträger zu gewährleisten, und Mitteln zur Befestigung der Platte am Werkzeugträger. Bei diesem Werkzeug weisen die Grundplatte und die Basis jeweils eine in Längsrichtung ausgerichtete Konstruktion auf, die mit Rillen ausgebildet ist, welche parallel zueinander und auf komplementäre Weise angeordnet sind, um den gegenseitigen Eingriff der Konstruktionen zu gestatten. Ein Werkzeug nach der Präambel des Anspruchs 1 wird zum Beispiel in der
WO-A-01/00360 offenbart.
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Die Platten aus Sinterwerkstoff, wie zum Beispiel einem Wolframkarbid, widerstehen hohen Temperaturen, ohne dass ihre physikalischen Eigenschaften beeinträchtigt werden. Somit ist es möglich, mit hohen Schneidgeschwindigkeiten und mit hohen Durchläufen zu arbeiten. Diese Werkstoffe sind leider brüchig und relativ teuer. Deshalb ist der Werkzeugträger aus einer anderen Werkstoffart hergestellt, zum Beispiel aus Stahl, der elastischer, leichter zu bearbeiten und kostengünstiger ist.
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Die Platte ist mit ihrer Basis mittels einer oder zwei Schrauben, die in der Grundplatte und im Werkzeugträger ausgebildeten Löcher eingreifen, um sie fest miteinander zu verbinden, an der Grundplatte des Werkzeugträgers befestigt.
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Diese Werkzeuge werden häufig an Industrieproduktionsmaschinen verwendet, deren Wartung innerhalb kürzester Zeiten erfolgen muss. Aus diesem Grunde weisen sie Positioniermittel auf, die es gestatten, durch Ineinandergreifen der Konstruktionen die Genauigkeit der Befestigung der Platte am Werkzeugträger zu gewährleisten. Somit drücken die Schrauben die Rillen der Basis in die Rillen der Grundplatte, um die Platte auszurichten und am Werkzeugträger festzuhalten.
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Um optimale Bearbeitungsbedingungen zu gewährleisten, sind die Schneidflächen und die Basis feingeschliffen. Das Feinschleifen der Schneidflächen ist erforderlich, um die gewünschte Präzision und die gewünschten Oberflächenzustände zu erreichen.
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Das Feinschleifen der Basis gewährleistet ein Anordnen der Platte am Werkzeugträger unter Sicherstellung, dass ihre Rillen über ihre ganze Länge mit denen der Grundplatte in Kontakt stehen, was eine durch Sintern hergestellte Platte nicht gewährleisten kann. Selbst bei Verwendung eines perfekt bearbeiteten Formwerkzeugs kann es dabei vorkommen, dass sich die Platte beim Sintern leicht verformt. Dies ist besonders nachteilig, wenn die Platte durch die Verformung konvex wird und nur der mittlere Teil der Basis mit der Grundplatte in Kontakt steht. In diesem Fall kann die Position der aktiven Zone der Platte nicht gewährleistet werden, wobei die Höhe je nachdem variiert, ob die eine oder die andere der Schrauben als erste festgezogen wird.
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Wenn das Werkzeug nur eine Schraube enthält, besteht somit eine große Gefahr von Schwingungen, wodurch die Schneidgeschwindigkeit stark verringert und die Lebensdauer der Platte verkürzt wird. Dieses Feinschleifen der Basis trägt jedoch erheblich zu den Kosten der Platte bei.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Vereinfachung der Herstellung solcher Werkzeuge zur gestatten. Das erfindungsgemäße Werkzeug wird im Anspruch 1 offenbart. Die Konkavität kann direkt beim Formen erhalten werden, ohne dass eine zusätzliche Bearbeitung durchgeführt werden muss.
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Die Praxis hat gezeigt, dass eine durch eine Durchbiegung in einem Größenbereich von 0,2% der Länge der Konstruktion definierte Konkavität zum Erhalt der erhofften Wirkung ausreicht.
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Um die Befestigung der Platte am Werkzeugträger zu gewährleisten, Befestigung umfassen Letztere jeweils zwei zylindrische Löcher, deren Achsen jeweils senkrecht zur Basis und Grundplatte verlaufen und entsprechend der Rillen ausgerichtet sind. Die Befestigungsmittel werden dann durch zwei Schrauben gebildet, die jeweils in eines der Löcher der Platte und des Werkzeugträgers eingreifen.
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Die Köpfe der Schrauben sind konischer Art, und die Löcher, die in der Platte ausgebildet sind, weisen einen konischen Teil auf, der zum Zusammenwirken mit den Köpfen der Schrauben angeordnet ist, um die Platte in Längsrichtung am Werkzeugträger zu positionieren.
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Vorteilhafterweise sind die Achsen der Löcher um einen Wert voneinander entfernt, der im Wesentlichen gleich der Hälfte der Länge der Konstruktion der Basis ist, und symmetrisch zum Mittelpunkt dieser Konstruktion angeordnet.
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Die Praxis hat gezeigt, dass durch Vorsehen einer Platte, deren Basis eine durch Sintern einstückig ausgebildete Fläche aufweist, ihr Halt am Werkzeugträger aufgrund der größeren Unebenheit und folglich des so erhaltenen größeren Reibungskoeffizienten verbessert ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor; darin zeigen:
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1 in auseinander gezogener Darstellung ein erfindungsgemäßes Werkzeug;
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2 den Werkzeugträger in Volllinie und die Platte gestrichelt, wobei die Kontaktzonen gezeigt werden; und
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3 eine Seitenansicht des Werkzeugträgers und der Platte, die voneinander entfernt sind.
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Das in 1 dargestellte Werkzeug umfasst einen Werkzeugträger 10, eine Platte 12 aus Sinterwerkstoff, zum Beispiel aus Wolframkarbid, und Schrauben 14 mit konischem Kopf 14a, die als Mittel zur Befestigung der Platte 12 am Werkzeugträger 10 dienen.
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Der Werkzeugträger 10 besteht aus einem parallelepipedischen Körper 16, dessen eine Seite 16a eine in einem seiner Ecken ausgebildete Ausnehmung aufweist, die als Aufnahme 18 dient. Zwei Gewindelöcher 20 und 22, die die Schrauben 14 aufnehmen sollen, durchqueren den Körper 16 auf beiden Seiten und münden in der Aufnahme 18. Sie sind um einen Wert l voneinander beabstandet. Eine Längsachse A-A ist in den 1 und 2 dargestellt und schneidet senkrecht die Achsen der Löcher 20 und 22.
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Die Aufnahme 18 weist einen Boden auf, dessen Fläche parallel zur Fläche 16a verläuft und eine Grundplatte 24 definiert. Des Weiteren weist sie senkrecht zur Fläche 16a verlaufende Wände 26 und 28 und eine Kehle 30 auf, die die Wände 26 und 28 trennt.
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Die Grundplatte 24 weist eine längs ausgerichtete Konstruktion auf, die durch parallel zueinander angeordnete Rillen 32 gebildet wird, die ihre ganze Länge einnehmen. Die Rillen 32 sind symmetrisch zu einer senkrecht zur Grundplatte 24 verlaufenden Ebene angeordnet und durchqueren die Achse A-A. Sie weisen einen gleichschenkligen Querschnitt auf, dessen Spitzenwinkel im Wesentlichen rechtwinklig ist, wobei die Kante abgeschnitten ist.
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Die Wand 28 befindet sich in der Verlängerung der Rillen 32 und bildet mit der Achse A-A einen Winkel von ca. 45°. Die Funktionen dieser Wand und der Kehle 30 werden weiter unten genauer dargestellt.
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Der Körper 16 des Werkzeugträgers 10 wird vorzugsweise aus Werkzeugstahl zum Beispiel aus einem Mangansulfid-Blei-Stahl, hergestellt, dann gemäß den dem Fachmann wohlbekannten Verfahren einsatzgehärtet und verkohlt.
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Die Bearbeitungsplatte 12 ist allgemein prismatischer Form. Insbesondere weist sie einen Kern 34 und zwei Schenkel 36 und 38 auf. Der Kern 34 ist parallelepipedisch mit einer Oberseite 40, einer Basis 42, zwei lateralen Seiten 44 und 46 und zwei Vorderseiten 48 und 50. Die Schenkel 36 und 38 sind jeweils fest mit den Vorderseiten 48 und 50 verbunden und verlängern sie.
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Der Kern 34 ist mit zwei Löchern 52 und 54 versehen, die um einen Wert l voneinander beabstandet sind, der dem die beiden Löcher 20 und 22 trennenden entspricht, und deren Achsen senkrecht zur Seite 40 und zur Basis 42 verlaufen. Diese Löcher 52 und 54 weisen einen zylindrischen Teil und einen konischen Teil auf, die mit den Buchstaben a bzw. b bezeichnet werden, wobei der konische Teil b auf der Oberseite 40 offen ist. Um das Lesen der Zeichnungen zu erleichtern, ist eine Achse B-B dargestellt, die parallel zu den Achsen der Löcher 52 und 54 verläuft und in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist.
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Die Schenkel 36 und 38 und insbesondere ihre Enden in Kantenform 36a und 38a bilden die aktiven Teile der Platte 12. Sie sind in der Regel Feinschleifvorgängen ausgesetzt, um ihre Form mit der Genauigkeit zu erhalten, die die durchzuführenden Bearbeitungsvorgänge erfordern.
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Im Allgemeinen sind die beiden Schenkel 36 und 38 identisch, so dass die Platte 12 eine zur Achse B-B symmetrische Konstruktion aufweist. Sie ist so dimensioniert, dass der Schenkel 36, wenn sie in der Aufnahme 18 angeordnet ist, den Werkzeugträger 10 überragt. Ihre Schneidkante 36a kann dann in ein zu bearbeitendes Werkstück eingreifen. Der Schenkel 38 ist hingegen im Inneren der Aufnahme 18 angeordnet, wobei seine Kante 38a ohne Kontakt mit dem Werkzeugträger 10 in der Kehle 30 angeordnet ist. Sie ist somit geschützt.
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Wenn die Schneidkante 36a des Schenkels 36 abgenutzt ist, brauchen nur die Schrauben 14 herausgezogen und die Platte 12 um 180° um die Achse B-B gedreht werden, so dass der Schenkel 38 den Platz des Schenkels 36 einnimmt, dann werden die Schrauben 14 wieder angeordnet, wobei die Schneidkante 38a dann funktionsfähig ist.
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Um die Positionierung der Platte 12 am Werkzeugträger 10 zu gewährleisten, weist die Basis 42 eine längs ausgerichtete Konstruktion auf, die aus Rillen 56 besteht, die parallel zueinander verlaufen und komplementär sind, so dass sie ineinander eingreifen. Die Schrauben 14 können dann in die Löcher 20 und 52 bzw. 22 und 54 eingreifen. Die konischen Köpfe 14a der Schrauben 14 wirken dann mit den konischen Teilen 52b und 54b der Löcher 52 und 54 zusammen, wodurch die Längspositionierung der Platte 12 sichergestellt und eine starre Verbindung zwischen ihr und dem Werkzeugträger 10 gewährleistet wird.
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Wie in 3 zu sehen, erstreckt sich die durch die Rillen 56 gebildete Konstruktion über eine Länge L, die im Wesentlichen gleich 21 ist und die symmetrisch zur Achse B-B verteilt ist. Sie weist eine konkave Form auf, deren Durchbiegung f, die in der Zeichnung übertrieben ist, um sie sichtbar zu machen, in einem Bereich von 0,002 L liegt. Bei einem Werkzeug, bei dem L 20 mm beträgt, beträgt die Durchbiegung somit 0,04 mm, was im Wesentlichen der Ebenheit entspricht, die durch Sintern gewährleistet werden kann. Mit anderen Worten, liegt die Durchbiegung in der Praxis zwischen 0 und 0,08 mm. Somit ist es möglich, ein perfektes Halten der Platte 12 am Werkzeugträger 10 zu gewährleisten.
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2 zeigt, wie die Rillen 32 mit den Rillen 56 in Kontakt stehen, und zwar bei einer Platte, die die größte Konkavität aufweist, die innerhalb der Toleranz zugelassen ist, wobei die Kontaktzonen 58 schraffiert sind. In dieser Figur ist die Platte gestrichelt dargestellt. Es ist zu bemerken, dass sich diese Zonen 58 von den Enden der Rillen 32 bis über die Achsen der Löcher 20 und 22 hinaus erstrecken. Mit anderen Worten, die Schrauben 14 üben ihre Befestigungskraft in einer Zone aus, in der die Platte 12 mit dem Werkzeugträger 10 in Kontakt steht. Eine solche Anordnung ist vorteilhafter als mit einer einzigen, mittleren Schraube, denn sie gestattet, zu große Spannungen in der Platte 12 zu vermeiden, die ihren Bruch bewirken können. Dieses Problem stellt sich nicht, wenn die Platte sehr dick ist.
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Bei einer solchen Konfiguration ist es nicht mehr erforderlich, die Basis 42 der Platte 12 feinzuschleifen. Somit weist diese Basis 42 eine durch Sintern einstückig ausgebildete Fläche auf. Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine solche Fläche einen wesentlich höheren Reibungskoeffizienten aufweist als eine feingeschliffene Fläche. Daraus ergibt sich, dass, obwohl die Platte 12 nicht über die ganze Fläche der Basis 42 mit der Grundplatte 24 in Kontakt ist, die Starrheit des Werkzeugs zumindest gleich, wenn nicht größer ist, als die durch eine Platte erhaltene, deren Basis feingeschliffen ist.
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Die oben angeführte Beschreibung bezieht sich auf Meißel wie jene, die beim Abstechen verwendet werden. Es versteht sich, dass das gleiche Prinzip auch für andere Meißelarten sowie für Fräser verwendet werden könnte.
