DE69008988T2

DE69008988T2 - Wegwerf-Schneideeinsatz.

Info

Publication number: DE69008988T2
Application number: DE69008988T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Takashashi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-10-11
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2010-10-10
Also published as: EP0422586A3; KR910007610A; JPH0359106U; DE69008988D1; JPH074090Y2; EP0422586B1; ES2053049T3; KR930001106B1; US5096338A; EP0422586A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Wegwerfschneideeinsatz nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei einer steigenden Tendenz zur unbemannten Bearbeitung nimmt die Wichtigkeit der Spanentsorgung zu. Weil die Schnittiefe beim Schlichten klein ist, neigen die Späne nämlich dazu, lang zu sein. Solche Späne können es einer Robotergreifeinheit erschweren, Werkzeuge und Werkstücke anzubringen und abzunehmen, oder sie können eine Fördereinrichtung verstopfen, was den unbemannten Betrieb behindert.
Es ist aber nicht einfach, solche Schwierigkeiten zu beheben, weil beim Schlichten die Anforderungen an die Rauhtiefe und die Maßhaltigkeit sehr hoch sind.
Wenn dem Spänebrechen Vorrang gegeben wird, ist zum Beispiel ein Verfahren bekannt, das Späne zwangsläufig schneidet und bricht, wenn die spanbrechende Wand so nahe wie möglich an der Spitze der Schneidenecke vorgesehen ist. In einem solchen Fall würde aber der spanabhebend bearbeitete Werkstoff ein sogenanntes "Rupfen" und Rattern entwickeln, das die Rauhtiefe herabsetzt. Außerdem wird wegen des vergrößerten Schnittwiderstands die Maßhaltigkeit, ebenso wie die Haltbarkeit des Werkzeugs, stark beeinflußt.
Wie aus der vorstehenden Erörterung deutlich wird, ist es beim unbemannten Schlichtbetrieb notwendig, die beiden vorstehend beschriebenen Probleme gleichzeitig zu lösen. Diese Forderung kann aber nicht durch einen beliebigen der herkömmlichen Spanbrecher erfüllt werden, die beim Schlichten einer Bohröffnung mit kleinem Durchmesser verwendet werden, z.B. die, die in den Fig. 9a und 9b dargestellt sind und die in den Fig. 10a bis 10c gezeigten, die die Grundlage für den Oberbegriff von Anspruch 1 sind, und diejenigen, die eine durch die Verwendung einer Druckplatte geformte Vertiefung haben, die sich direkt um den Einsatz herum erstreckt.
Wenn es nicht möglich ist, Späne zu brechen, besteht die beste Art und Weise sie zu entsorgen darin, die Späne in so kleine Stücke wie möglich spiralförmig zu drehen und sie in eine solche Richtung stetig abzuführen, damit sie sich nicht verheddern.
In dieser Hinsicht sind die in den Fig. 9 und 11 dargestellten herkömmlichen Typen nicht wünschenswert, weil sie Späne nicht zwangsläufig in eine vorbestimmte Richtung abführen können, und somit kann die Richtung, in die die Späne nach dem Räumen des Spanbrechers fließen, instabil werden.
Mit dem in der Fig. 10 dargestellten Spanbrecher gibt es eine spanführende Wirkung, weil er in einem Winkel Θ zu seiner Vorderseite abwärts geneigt ist. Weil aber eine Vergrößerung des Winkels Θ zu einer Abnahme der Kantenfestigkeit führt, ist sein größter zulässiger Wert Θ ziemlich klein. Somit ist es schwierig, den Spänefluß zuverlässig zu steuern.
Die DE-A-22 41 176 offenbart einen Schneideeinsatz mit einer Vertiefung an der Grenze zwischen einer erhöhten Mittelfläche und einer spanbrechenden Ausnehmung. Die spanbrechende Ausnehmung bricht und dreht die Späne spiralförmig. Das ist nicht immer erwünscht, weil es schwierig sein kann, den Fluß von gebrochenen und spiralförmig gedrehten Spänen zu steuern.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Einsatz mit einem Spanbrecher zu schaffen, der Späne auf eine gewünschte Art und Weise entsorgen kann.
Nach dieser Erfindung ist ein Wegwerfschneideeinsatz vorgesehen, mit geraden Schneidkanten, bogenförmig gerundeten Nasen an zwischen den benachbarten Schneidkanten ausgebildeten Eckbereichen, und einer Schneidfläche mit einer erhöhten Mittelfläche und mit an den Eckbereichen ausgebildeten spanbrechenden Ausnehmungen, wobei jede der spanbrechenden Ausnehmungen an die erhöhte Mittelfläche entlang einer Linie angrenzt, die eine der angrenzenden Schneidkanten beiderseits jeder Ausnehmung in einem Winkel α schneidet, wobei jede der spanbrechenden Ausnehmungen zu einer der benachbarten Schneidkanten hin in einem Winkel Θ zur Horizontalebene abwärts geneigt ist, und ellipsenförmigen Vertiefungen, die in der Schneidfläche an der Grenze zwischen der erhöhten Mittelfläche und den spanbrechenden Ausnehmungen ausgebildet sind, wobei jede der Vertiefungen ein Teil einer Ellipse ist, deren Hauptachse sich, von oben betrachtet, parallel zu der Grenzlinie zwischen der erhöhten Mittelfläche und der jeweiligen spanbrechenden Ausnehmung erstreckt.
Die ellipsenförmigen Vertiefungen können auf eine solche Art und Weise ausgebildet sein, daß sie die Schneidkante ausschneiden, die in Bezug auf die Richtung, in die die Späne fließen, vor ihnen angeordnet ist. Außerdem kann ihre Hauptachse in einem Winkel in Bezug auf die Richtung der Dickenabmessung des Einsatzes geneigt sein, der gleich oder größer als der Winkel Θ ist.
Die Späne laufen über die Unterseite der spanbrechenden Ausnehmung und treten in die ellipsenförmige Vertiefung ein, wo sie einem Ziehen und spiralförmigen Drehen ausgesetzt sind. Zuverlässig und gleichmäßig drehen sie sich spiralförmig, weil die Vertiefung eine bogenförmige Oberfläche hat, und dem Ziehen werden die Späne an einem Abschnitt ausgesetzt, der sich von der Schneidkante entfernter als der erhöhte Abschnitt der spanbrechenden Ausnehmung befindet. Somit werden Rautiefe und Maßhaltigkeit nicht erheblich beeinf lußt, was unvermeidlich ist, wenn die Späne kraftvoll gebrochen werden.
Weiterhin ist der Spänefluß zwangsläufig von der geneigten Oberfläche schräg abwärts gerichtet, weil die spanbrechende Ausnehmung in Bezug auf die Richtung, in die die Späne fließen, abwärts geneigt ist.
Nach dieser Erfindung können durch Ausbildung eines Spanbrechers mit einer spanbrechenden Ausnehmung und einer eilipsenförmigen Vertiefung in der Schneidfläche an jeder Ecke, Späne zuverlässig und gleichmäßig spiralförmig gedreht und in eine vorbestimmte Richtung stetig abgeführt werden. Somit weist der Wegwerfschneideeinsatz nach dieser Erfindung eine hohe Schneidgenauigkeit auf und ist frei von Störungen, wie beispielsweise dem Verheddern von Spänen, und ist besonders geeignet für die Verwendung beim Schlichten, beispielsweise einer Bohrung mit kleinem Durchmesser.
Andere Merkmale und Aufgaben von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die auf die begleitenden Zeichnungen bezogen ist, in denen zeigen:
Fig. 1 einen Grundriß des ersten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt längs der Linie I-I von Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht, die zeigt, wie das Ausführungsbeispiel funktioniert;
Fig. 5 und 6 Grundrisse von einem Abschnitt der anderen Ausführungsbeispiele;
Fig. 7 und 8 schematische Ansichten, die darstellen, wie das Bohren ausgeführt wird;
Fig. 9a einen Grundriß-von einem Wegwerfschneideeinsatz des Standes der Technik;
Fig. 9b eine Ansicht im Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 9a;
Fig. 10a einen Grundriß eines weiteren Einsatzes dem Standes der Technik;
Fig. 10b eine Ansicht im Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 10a;
Fig. 10c eine Ansicht im Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 10a;
Fig. 11a einen Grundriß eines weiteren Einsatzes des Standes der Technik und
Fig. 11b eine Ansicht im Schnitt längs der Linie VI-VI von Fig. 11a.
Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden jetzt mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 im allgemeinen einen Wegwerfschneideeinsatz nach dieser Erfindung. Er hat gerade Schneidkanten 2 in Form von vorstehenden Linien zwischen einer Schneidfläche und Seitenflächen. Die zwischen den angrenzenden Schneidkanten 2 ausgebildeten Eck- oder Nasenbereiche 3 sind bogenförmig gerundet. Eine spanbrechende Ausnehmung 4 ist in der Schneidfläche an jedem Eckbereich des Einsatzes ausgebildet. Die spanbrechenden Ausnehmungen 4 grenzen an eine erhöhte Mittelfläche 5 entlang von Linien an, die in Bezug auf die Schneidkante 2 in einem Winkel α geneigt sind, die, in der Fig. 1 von oben betrachtet, in Bezug auf die Zuführrichtung rückwärts angeordnet ist. Der Wert α sollte 100 oder mehr betragen. Außerdem sind die Ausnehmungen 4 zur Schneidkante 2 hin abwärts geneigt, die in Bezug auf die Beschickungsrichtung in einem Winkel Θ zu einer Horizontalebene nach rückwärts angeordnet ist (siehe Fig. 3).
Eine ellipsenförmige Vertiefung 6 ist an der Grenze zwischen der erhöhten Mittelfläche 5 und jeder Spanbrechenden Ausnehmung 4 ausgebildet, die die Winkelhalbierende des Eckwinkels schneidet.
Jede ellipsenförmige Vertiefung 6 ist ein Teil einer Ellipse, deren Hauptachse sich, von oben betrachtet, parallel zu der Grenzlinie zwischen der erhöhten Mittelfläche und der jeweiligen spanbrechenden Ausnehmung erstreckt und zu der Schneidkante 2 hin abwärts geneigt ist, die in Bezug auf die Beschickungsrichtung in einem Winkel zur Horizontalebene rückwärts angeordnet ist, der gleich oder größer als der Winkel Θ ist.
Als nächstes wird die Funktion des Spanbrechers beschrieben.
Weil die Schnittiefe beim Schlichten extrem klein ist, neigen die nahe der Nase 3 erzeugten Späne A dazu, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist, sich entlang der Winkelhalbierenden des Eckwinkels des Einsatzes zu bewegen.
Dann laufen die Späne über die Unterseite der spanbrechenden Ausnehmung 4 und treten in die ellipsenförmige Vertiefung 6 ein, die vor der Ausnehmung 4 angeordnet ist. Die Späne werden durch die bogenförmige Oberfläche der Vertiefung 6 zuverlässig spiralförmig gedreht. Die so spiralförmig gedrehten Späne werden durch die Oberfläche der Vertiefung 6 geführt, so daß sie infolge der Tatsache, daß die Hauptachse der Vertiefung 6 in einem Winkel Θo geneigt ist, in Bezug auf die Beschickungsrichtung (in der Fig. 4 durch einen Pfeil dargestellt) nach hinten abgeführt werden.
Die Fig. 5 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel dieser Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schneidkante 2 durch die ellipsenförmige Vertiefung 6 an der Seite ausgeschnitten, wo die Unterseite der spanbrechenden Ausnehmung 4 tiefer liegt. Diese Anordnung ist wirksam, insbesondere wenn die Beschickungsgeschwindigkeit groß ist, daß heißt, wenn die erzeugten Späne dick sind und somit eine große Kraft zum Einrollen erforderlich machen.
In dem Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 6 dargestellt ist, sind die Neigungen α und Θ der spanbrechenden Ausnehmungen 4 und die Neigung Θo der ellipsenförmigen Vertiefungen 6 zu denen im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 in der Richtung entgegengesetzt.
Wenn ein Grundloch gebohrt wird, wie es in der Fig. 7 dargestellt ist, werden die Späne durch den Bohrungseintritt abgeführt. Beim Bohren eines Durchgangslochs, wie es in der Fig. 8 dargestellt ist, sollten die Späne durch den Bohrungsaustritt abgeführt werden, um zu verhindern, daß die fertigbearbeitete Oberfläche durch die Späne beschädigt wird. Für diese Art des Schneidbetriebs ist speziell das in der Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel geplant. In diesem Fall sollte der Wert α 100º oder weniger betragen.
Der Wert Θ sollte innerhalb eines solchen Bereichs liegen, damit die Festigkeit der Schneidkante nicht beeinträchtigt wird. Selbst wenn er auf einen ziemlich kleinen Wert begrenzt ist, können Späne in eine stetige Richtung nach dieser Erfindung infolge der Wirkung der Oberfläche der Vertiefung 6 mit einem Neigungswinkel abgeführt werden, der gleich oder größer als der Winkel Θ ist.
Diese Erfindung ist nicht nur auf dreieckige Einsätze, wie sie dargestellt sind, sondern auch auf andere Einsatztypen anwendbar.

Claims

1. Wegwerfschneideeinsatz (1) mit geraden Schneidkanten (2), bogenförmig gerundeten Nasen an zwischen benachbarten Schneidkanten ausgebildeten Eckbereichen (3), und einer Schneidfläche mit einer erhöhten Mittelfläche und mit an den Eckbereichen (3) ausgebildeten spanbrechenden Ausnehmungen (4), wobei jede dieser spanbrechenden Ausnehmungen (4) an die erhöhte Mittelfläche (5) entlang einer Linie angrenzt, die eine der angrenzenden Schneidkanten (2) beiderseits der Ausnehmung (4) in einem Winkel α schneidet, wobei jede der spanbrechenden Ausnehmungen (4) zu dieser benachbarten Schneidkante (2) hin in einem Winkel Θ zur Horizontalebene abwärts geneigt ist, gekennzeichnet durch ellipsenförmige Vertiefungen (6), die in der geneigten Fläche an der Grenze zwischen der erhöhten Mittelfläche (5) und den spanbrechenden Ausnehmungen (4) ausgebildet sind, wobei jede Vertiefung (6) ein Teil einer Ellipse ist, deren Hauptachse sich, von oben betrachtet, parallel zu der Grenzlinie zwischen der erhöhten Mittelfläche (5) und der jeweiligen spanbrechenden Ausnehmung (4) erstreckt.

2. Wegwerfschneideeinsatz nach Anspruch 1, bei dem jede der ellipsenförmigen Ausnehmungen (6) an der einen angrenzenden Schneidkante (2) endet und einen Teil der Schneidkante ausschneidet.

3. Wegwerfschneideeinsatz nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Hauptachse jeder der Ellipse (6) zu einer der angrenzenden Schneidkanten (2) hin in einem Winkel abwärts in Bezug auf die horizontale Ebene geneigt ist, der gleich oder größer als der Winkel Θ ist.