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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte,
die an verschiedene Arten von Einsatzschneidern (insert
cutters) angebracht werden kann.
Stand der Technik
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Fig. 19 bis 21 zeigen einen Fräser, der eine herkömmliche,
wendbare Schneidplatte verwendet. Der Fräser umfaßt einen
zylinderförmigen Werkzeugkörper 1 mit einer Rotationsachse 0
hindurch und mit einem in Axialrichtung vorderen Endabschnitt
2 eines verringerten Durchmessers. Ein Spänefang 3 (chip
pocket) ist in dem vorderen Endabschnitt 2 so gebildet, daß
die Dicke des Abschnittes 2 nach und nach in einer axial nach
hinten gerichteten Richtung des Werkzeugkörpers 1 zunimmt.
Eine Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes ist in dem am
weitesten vorne gelegenen Eck des Boden 4 des Spänefangs 3
gebildet, die in eine Richtung der Rotation des
Werkzeugkörpers 1 gerichtet ist, und eine Wendeschneidplatte 7
ist in der Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes
aufgenommen und damit mittels einer Klemmschraube 6 befestigt.
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Der Einsatz 7 ist von einem positiven Typ und hat im
allgemeinen parallelogrammförmige Vorder- und Rückflächen 9
und 10, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei die
Vorderfläche 9 als eine Spanfläche dient, während die
Rückfläche 10 als eine Befestigungsoberfläche dient, die in
Kontakt mit einem Boden 19 der Aussparung 5 zur Aufnahme eines
Einsatzes in Kontakt gehalten werden soll. Ein diagonal
entgegengesetztes Paar von spitzwinkligen Ecken der
Vorderfläche 9 sind in Ansatzbereiche (nose positions) 11 und
11 jeweils ausgebildet. Weiterhin definieren jedes Paar von
Randstegen der Vorderfläche 9, die angeordnet sind, daß sie
einen jeweiligen Ansatzbereich 11 dazwischenlegen, eine
Umfangsschneidkante 16 und eine Stirnschneidkante (end cutting
edge) 17 jeweils. Zusätzlich besitzt der Einsatzkörper 8 eine
zentrale Befestigungsöffnung 18, die durch diesen gebildet
ist.
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Weiterhin ist die Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes,
an welche der obige Einsatz 7 befestigt ist, in
Übereinstimmung mit dem Einsatzkörper 8 so geformt, daß die
Schneidkanten 16, 17 und 11 von dem Werkzeugkörper 1
hervortreten und in aktive Schneidpositionen gewendet werden
können. Weiterhin ist der Boden 19 der Aussparung 5 zur
Aufnahme eines Einsatzes flach und in bezug auf die Achse 0
des Werkzeugkörpers 1 so geneigt, daß die Dicke H des vorderen
Endabschnittes 2 nach und nach in einer axial nach hinten
gerichteten Richtung des Werkzeugkörpers 1 zunimmt.
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Bei dem wie oben beschriebenen Fräser ist der Einsatz 7 einer
großen Schneidbelastung unterworfen, wenn er in Eingriff mit
einem zu schneidenden Werkstück gebracht wird, und daher ist
es vorzuziehen, daß eine ausreichende Steifigkeit dem vorderen
Endabschnitt 2 des Werkzeugkörpers 1 verliehen wird. Aus
diesem Grund ist der Spänefang 3 so gebildet, daß die Dicke
des vorderen Endabschnittes 2 nach und nach in einer axial
nach hinten gerichteten Richtung des Werkzeugkörpers 1
ansteigt, und der Boden 19 der Aussparung 5 zur Aufnahme eines
Einsatzes ist so gebildet, daß sie bezüglich der Achse O des
Werkzeugkörpers 1 geneigt ist, und daß die Dicke H des
vorderen Endabschnittes 2 des Werkzeugkörpers 1 nach und nach
in einer axial nach hinten gerichteten Richtung des
Werkzeugkörpers 1 zunimmt.
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Wenn jedoch der Einsatz 7, in dem die Spanfläche und die
Befestigungsoberfläche parallel zueinander gebildet sind, in
der Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes befestigt ist,
wird die Spanfläche des Einsatzes 7 ebenfalls bezüglich der
Achse O des Werkzeugkörpers 1 geneigt werden. Daher wird, wenn
ein Winkel, der zwischen dem Boden 19 der Aussparung 5 zur
Aufnahme eines Einsatzes und der Achse O des Werkzeugkörpers 1
definiert ist, auf einen vorgeschriebenen Wert θ festgesetzt
wird, der axiale Spanwinkel γa1 für den Einsatz 7 denselben
absoluten Wert θ besitzen, aber negativ werden, und folglich
kann eine Verschlechterung der Schneidleistung nicht vermieden
werden.
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Weiterhin ist der radiale Spanwinkel γr1 des Einsatzes 7 durch
die Dicke H des vorderen Endabschnittes 2 des Werkzeugkörpers
1 bestimmt und die Dicke des Einsatzes 7. Um dem vorderen
Endabschnitt 2 des Werkzeugkörpers 1 eine ausreichende
Steifigkeit zu verleihen, kann seine Dicke H nicht verringert
werden. Zusätzlich kann die Dicke des Einsatzes 7 nicht
verringert werden, sowohl in Anbetracht seiner Steifigkeit
oder Stärke. Als Folge daraus wird der radiale Spanwinkel γr1
übermäßig groß in einer negativen Richtung, und die
Schneidleistung verschlechtert sich dabei weiter.
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Die den nächsten Stand der Technik darstellende, aber nicht
vorveröffentlichte europäische Patentanmeldung EP 0 457 488
beschreibt eine Schneidplatte umfassend einen tetragonalen,
schneideartigen Einsatzkörper, der durch eine Vorderfläche,
eine flache Rückfläche und zwei entgegengesetzten Paaren von
Seitenflächen definiert ist, die zwischen der Vorderfläche und
der Rückfläche liegen, wobei der Einsatzkörper ein Paar von
Hauptschneidkanten besitzt, die durch die Schnittlinien der
Vorderfläche mit einem gegenüberliegenden Paar von
Seitenflächen definiert sind, ein Paar Nebenschneidkanten
(auxiliary cutting edges), die durch die Schnittlinien der
Seitenflächen, und ein Paar von Ansatzbereichen definiert
sind, die durch ein gegenüberliegendes Paar von Ecken der
Vorderfläche definiert sind, wobei jeder Ansatzbereich
zwischen einer jeweiligen Hauptschneidkante und einer
jeweiligen Nebenschneidkante so angeordnet sind, daß sie sich
mit diesen schneiden, wobei die Vorderfläche ein Paar von
geneigten Oberflächen besitzt, die sich beide unmittelbar von
einem jeweiligen Ansatzbereich erstrecken, wobei der Einsatz
angepaßt ist, daß er mit der Vorderfläche, die als seine
Spanfläche dient, verwendet wird, während die Rückfläche als
eine Befestigungsoberfläche dient.
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Weiterhin offenbart EP 0 372 717 A2 einen Innen-Scheibenfräser
mit einem ringförmigen Schneidkörper und einer Vielzahl von
Schneideinsätzen, die an einer inneren Oberfläche desselben
angebracht sind. Der Einsatz ist so angeordnet, daß die
Seitenflächen als eine Spanfläche dienen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Schneidplatte vorzusehen, die eine bessere Schneidleistung
zeigt, während sie eine ausreichende Steifigkeit an einem
vorderen Endabschnitt eines Werkzeugkörpers sicherstellt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schneidplatte mit den Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst.
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In der obigen Schneidplatte besitzt die Vorderfläche eine
geneigte Oberfläche, die in Richtung der Rückfläche in einer
Richtung von den Ansatzbereichen wegweisend abfällt, und daher
sind die Randstege der Vorderfläche, die den Ansatzbereich
eingrenzen, in Richtung der Rückfläche in einer Richtung weg
von dem Ansatzbereich geneigt. Daher kann, wenn der Einsatz
dieses Aufbaus in einer Aussparung zur Aufnahme eines
Einsatzes befestigt ist, deren Boden so geneigt ist, daß die
Dicke des vorderen Endbereiches des Werkzeugkörpers allmählich
in einer axial nach hinten gerichteten Richtung des
Werkzeugkörpers zunimmt, jener Randsteg, der als eine
Umfangsschneidkante dient, so angeordnet werden, daß er in
Richtung der Rückfläche in einer axial nach hinten gerichteten
Richtung des Werkzeugkörpers in bezug auf die Achse des
Werkzeugkörpers geneigt ist. Als Folge daraus kann der axiale
Spanwinkel für den Einsatz so festgesetzt werden, daß er
positiv ist. Weiterhin ist mit dem obigen Aufbau des Einsatzes
der in einem axial vorderen Bereich angeordnete Randsteg in
Richtung der Rückfläche in einer Richtung weg von dem
Ansatzbereich geneigt, und daher kann der radiale Spanwinkel
für den Einsatz so festgesetzt werden, daß er größer in einer
positiven Richtung als im Stand der Technik ist.
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Weiterhin kann, wie es beim herkömmlichen Werkzeug der Fall
ist, der vordere Endbereich des Werkzeugkörpers so konstruiert
sein, daß die Dicke allmählich in einer axial nach hinten
gerichteten Richtung des Werkzeugkörpers zunimmt. Somit kann
eine ausreichende Steifigkeit in diesem vorderen Bereich
sichergestellt werden.
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Somit können in der vorliegenden Erfindung sowohl der axiale
als auch der radiale Spanwinkel groß festgesetzt werden, so
daß eine exzellente Schneidleistung erreicht werden kann.
Zusätzlich kann eine ausreichende Steifigkeit am vorderen
Endbereich des Werkzeugkörpers sichergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist ein Grundriß einer Schneidplatte gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 1
in der durch den Pfeil II in Fig. 1 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 1
in der durch den Pfeil III in Fig. 1 gezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 1
in der durch den Pfeil IV in Fig. 1 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 5 ist ein Grundriß eines Fräsers, an den der
Einsatz aus Fig. 1 befestigt ist;
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Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Fräsers aus Fig. 5 in
der durch den Pfeil VI in Fig. 5 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 7 ist eine Vorderansicht des Fräsers aus Fig. 5 in
der durch den Pfeil VII in Fig. 5 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 8 ist eine Grundrißansicht einer Schneidplatte
gemäß einer anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 8
in der durch den Pfeil IX in Fig. 8 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 8
in der nach dem Pfeil X in Fig. 8 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 11 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 8
in der durch den Pfeil XI in Fig. 8 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine Schneidplatte gemäß
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 13 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 12
in der durch den Pfeil XIII in Fig. 12
angezeigten Richtung gesehen;
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Fig. 14 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 12
in der durch den Pfeil XIV in Fig. 12 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 15 ist eine Seitenansicht des Einsatzes aus Fig. 12
in der durch den Pfeil XV in Fig. 12 angezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 16 ist eine Seitenansicht eines Fräsers, in den der
Einsatz aus Fig. 1 an einen Fräserkörper
angebracht ist, der einen vorderen Endabschnitt
mit einem relativ großen Durchmesser besitzt;
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Fig. 17(a) ist eine Draufsicht eines Drehwerkzeuges, in dem
eine Schneidplatte der Erfindung verwendet wird;
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Fig. 17(b) ist eine Seitenansicht einer Schneidplatte, die
an dem Werkzeug aus Fig. 17(a) befestigt ist in
der durch den Pfeil XVII(b) in Fig. 17(a)
angezeigten Richtung gesehen;
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Fig. 18(a) ist eine Draufsicht einer Bohrstange, in der eine
Schneidplatte der Erfindung verwendet wird;
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Fig. 18(b) ist eine Seitenansicht einer Schneidplatte, die
an dem Werkzeug aus Fig. 18(a) befestigt ist, in
der durch den Pfeil XVIII(b) in Fig. 18(a)
angezeigten Richtung gesehen;
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Fig. 19 ist eine Draufsicht eines Fräsers, an dem ein
herkömmlicher Einsatz befestigt ist;
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Fig. 20 ist eine Seitenansicht des Fräsers aus Fig. 19,
in der durch den Pfeil XX in Fig. 19 angezeigten
Richtung gesehen; und
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Fig. 21 ist eine Vorderansicht des Fräsers aus Fig. 19 in
der durch den Pfeil XXI in Fig. 19 angezeigten
Richtung gesehen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
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Fig. 1 bis 4 zeigen eine Schneidplatte gemäß einer ersten
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der
Einsatz, allgemein durch die Nr. 31 bezeichnet, ist von einem
positiven Typ und umfaßt einen im allgemeinen
parallelogrammartigen, plättchenförmigen Körper 32, der durch
eine Vorderseite 33, eine Rückfläche 42 und zwei
entgegengesetzten Paaren von längeren und kürzeren
Seitenflächen 35 und 36 begrenzt ist, die zwischen der
Vorderfläche 33 und der Rückfläche 42 liegen. Der
Einsatzkörper 32 umfaßt ein Paar von Hauptschneidkanten 39,
die beide durch die Schnittkante 37 der Vorderfläche mit einer
jeweiligen der längeren Seitenflächen 35 definiert sind und
ein Paar von Nebenschneidkanten 40, die durch den Schnitt 38
der Vorderfläche mit einer jeweiligen der kürzeren
Seitenflächen 38 definiert sind, wobei die Hauptschneidkante
39 als eine Umfangsschneidkante dient, während die
Nebenschneidkante 40 als eine vordere Schneidkante dient.
Zusätzlich dient die Vorderfläche als eine Spanfläche, während
jede Seitfläche als eine Freifläche (relief surface) für eine
zugehörige Schneidkante dient. Des weiteren definiert ein
diagonal entgegengesetztes Paar von spitzen Ecken der
Vorderfläche 33 ein Paar von Ansatzbereichen 34, von denen
jeder die Haupt- und Nebenschneidkanten 39 und 40 schneidet,
die nahe dazu angeordnet sind. Darüber hinaus besitzt
Einsatzkörper 32 eine zentrale Befestigungsöffnung 41, die
durch diesen hindurch gebildet ist.
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Die Vorderfläche 33 des Einsatzkörpers 32 ist durch ein Paar
von geneigten Oberflächen 33a begrenzt, die sich beide
unmittelbar von einem dazugehörigen Ansatzbereich 34
erstrecken und in Richtung der Rückfläche 42 des
Einsatzkörpers 32 in einer Richtung abfallen, die weg von dem
obengenannten Ansatzbereich 34 und in Richtung der diagonalen
Linie gerichtet ist, die ein Paar von stumpfen Ecken der
Vorderfläche 33 verbindet, und somit sind die Schnittkanten 37
und 38 in Richtung der Rückfläche 42 in einer Richtung weg von
dem obengenannten Ansatzbereich 34 in Richtung der stumpfen
Ecken jeweils geneigt. Somit ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist,
die Vorderfläche 33 in einer V-Form gebildet, wenn sie in
einem Seitenaufriß entlang der diagonalen Linie der
Vorderfläche betrachtet wird, die die stumpfen Ecken der
Vorderfläche verbindet.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Rückfläche 42 des
Einsatzkörpers 32 durch eine flache Oberfläche begrenzt, und
die Bezeichnung α in Fig. 2 bezeichnet den maximalen Winkel,
der zwischen der Rückfläche 42 und der Vorderfläche 33
definiert ist, d.h. einen Neigungswinkel der Vorderfläche 33
in einem Querschnitt, der vertikal zu der diagonalen Linie
ist, die die stumpfen Ecken der Vorderfläche verbindet.
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Zusätzlich bezeichnet das Zeichen β in Fig. 3 einen Winkel,
der zwischen der Schnittkante 37 und der Rückfläche 42
definiert ist, und das Zeichen δ in Fig. 4 bezeichnet einen
Winkel, der zwischen der anderen Schnittkante 38 und der
Rückfläche 42 definiert ist.
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Wie in Fig. 5 bis 7 gezeigt ist, ist der obengenannte Einsatz
31 an einem Werkzeugkörper in derselben Weisen wie in dem
Fräser in Fig. 19 bis 21 befestigt.
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Insbesondere ist ein Spänefang 3 in einem vorderen
Endabschnitt 2 eines verringerten Durchmessers so gebildet,
daß die Dicke des vorderen Bereiches 2 allmählich in einer
axial nach hinten gerichteten Richtung des Werkzeugkörpers
zunimmt. Eine Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes ist
in der am weitesten vorne gelegenen Ecke des Bodens 4 des
Spänefanges 3 gebildet, die in einer Rotationsrichtung des
Werkzeugkörpers 1 gerichtet ist, und der obengenannte
Schneideinsatz 31 wird in der Aussparung 5 zur Aufnahme eines
Einsatzes aufgenommen und darin mittels einer Klemmschraube 6
befestigt.
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Die Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes ist so geformt,
daß, wenn der Einsatz 31 darin aufgenommen wird, die
Schneidkanten 39, 40 und 34 von dem Werkzeugkörper 1
hervorstehen, und in aktive Schneidpositionen gewendet sind,
wobei die Seitenflächen 35 und 36, die den gewendeten
Ansatzbereich 34 dazwischen halten, in Anschlag mit Wänden 21
und 22 der Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes jeweils
gehalten werden. Des weiteren ist eine Aussparung 20 mit einer
elliptischen Form in Draufsicht an dem inneren Eck der
Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes gebildet, in die
ihre Wände 21 und 22 zusammenlaufen, wobei der inaktive
Ansatzbereich 34 daran gehindert wird, die Wände 21 und 22 der
Aussparung 5 zu berühren, wenn der Einsatz 31 in der
Aussparung 5 befestigt wird.
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Des weiteren ist der Boden 19 der Aussparung 5 zur Aufnahme
eines Einsatzes so geformt, daß er flach ist und in bezug auf
die Achse O des Werkzeugkörpers 1 so geneigt ist, daß die
Dicke H des vorderen Endabschnittes des Werkzeugkörpers 1
allmählich in einer axial nach hinten gerichteten Richtung des
Werkzeugkörpers 1 zunimmt. In der dargestellten
Ausführungsform, ist der zwischen dem Boden 19 und der Achse
des Werkzeugkörpers definierte Winkel, d.h. der Neigungswinkel
des Bodens 19, zu θ gesetzt und ist gleich dem des
herkömmlichen Fräsers. Des weiteren ist, obwohl nicht in den
Zeichnungen dargestellt, eine Öffnung mit Innengewinde in der
Mitte des Bodens 19 so gebildet, daß eine Achse der Öffnung
leicht in Richtung des inneren Eckes der Aussparung 5 zur
Aufnahme eines Einsatzes von der Achse der Öffnung 41 des
Einsatzkörpers 32 verschoben ist, wenn der Einsatz 31 in der
Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes aufgenommen wird.
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Zur Montage des Einsatzes 31 auf dem Werkzeugkörper 1 wird der
Einsatz 31 zuerst in der Aussparung zur Aufnahme eines
Einsatzes aufgenommen und die Klemmschraube 6 wird dann
gedreht, um die Rückfläche 42 des Einsatzkörpers 32 in
Druckkontakt mit dem Boden 19 der Aussparung 5 zur Aufnahme
eines Einsatzes zu bringen. Als Folge daraus wird der
Einsatzkörper 32 in Richtung des inneren Eckes der Aussparung
5 zur Aufnahme eines Einsatzes aufgrund der Verschiebung
zwischen der Achse der Öffnung mit Innengewinde der Aussparung
5 zur Aufnahme eines Einsatzes und der Achse der Öffnung 41
des Einsatzkörpers 32 gedrückt, wobei die Seitenflächen 35 und
36, die den inaktiven Ansatzbereich 34 einschließen, in
Kontakt mit den Wänden 21 und 22 der Aussparung 5 gehalten
werden, und die Haupt- und Nebenschneidkanten 39 und 40 treten
von dem vorderen Endabschnitt 2 des Werkzeugkörpers 1 hervor
und sind ordnungsgemäß in die Umfangs- und
Stirnschneidpositionen jeweils ausgerichtet.
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In dem vorangegangenen werden jene Abschnitte des
Einsatzkörpers 32, die in der Nähe zu dem inaktiven
Ansatzbereich 34 sind, daran gehindert, die Aussparung 5 zur
Aufnahme eines Einsatzes zu berühren aufgrund des Vorsehens
der Aussparung 20 im inneren Eck der Aussparung 5 zur Aufnahme
eines Einsatzes. Somit können die obigen Schneidkanten 39 und
40 sehr genau angeordnet werden, und das Bilden der Aussparung
5 zur Aufnahme eines Einsatzes ist leicht.
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Wie oben beschrieben wurde, besitzt die Vorderfläche 33, die
als eine Spanfläche dient, eine geneigte Oberfläche 33a, die
in einer Richtung weg von dem aktiven Ansatzbereich 34 mit
einem Neigungswinkel α in Richtung der Rückfläche 42 abfällt,
und daher ist die Schnittkante 37 oder der Randsteg der
Vorderfläche 33, der als eine äußere Umfangsschneidkante 39
dient, ebenso in Richtung der Rückfläche 42 geneigt, d.h. in
Richtung des Bodens 19 der Aussparung 5 zur Aufnahme eines
Einsatzes mit einem Neigungswinkel β. Daher wird, wenn der
Einsatz 31 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem wie
oben beschriebenen Fräser verwendet wird, der axiale
Spanwinkel γa2 der Spanfläche so festgesetzt, daß er positiv
ist mit einem absoluten Wert, der gleich der Differenz
zwischen dem Neigungswinkel β und dem Winkel θ ist, der
zwischen dem Boden 19 und der Achse O der Werkzeugkörpers 1
definiert ist. Demgemäß kann, indem der Neigungswinkel β so
festgesetzt wird, daß er größer als der Neigungswinkel θ des
Bodens 19 ist, der axiale Spanwinkel γa2 für die Spanfläche so
eingestellt werden, daß er positiv ist, selbst obwohl die
Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes in dem vorderen
Endabschnitt 2 des Werkzeugkörpers 1 so gebildet ist, daß die
Dicke H allmählich in einer axial nach hinten gerichteten
Richtung des Werkzeugkörpers 1 zunimmt. Mit diesem Aufbau kann
die Schneidwirkung wesentlich verbessert werden, während eine
ausreichende Steifigkeit am vorderen Endabschnitt des
Werkzeugkörpers 1 sichergestellt wird, der den Einsatz 31 hält
und einer hohen Schneidbelastung ausgesetzt ist.
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Desweiteren ist im Einsatz 7 im Stand der Technik, in den die
Vorder- und Rückflächen parallel zueinander gebildet sind, der
radiale Spanwinkel γr1 durch die Dicke H des vorderen
Endabschnittes 2 und die Dicke des Einsatzes 7 bestimmt. Um
jedoch dem vorderen Endabschnitt 2 des Werkzeugkörpers 1 und
Einsatz 7 eine ausreichende Steifigkeit zu verleihen, können
diese Materialstärken nicht verringert werden, so daß der
radiale Spanwinkel γr1 einen großen negativen Wert besessen
hat. Im Gegensatz dazu ist in dem Fräser unter Verwendung des
Einsatzes 31 der dargestellten Ausführungsform die
Schnittkante 38, die als eine Stirnschneidkante 40 dient, in
Richtung der Rückfläche 42 geneigt, d.h. in Richtung des
Bodens 19 der Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes, mit
dem Neigungswinkel δ, indem die Vorderfläche 33 in Richtung
der Rückfläche 42 in einer Richtung geneigt wird, die von dem
Ansatzbereich 34 weg gerichtet ist. Mit diesem Aufbau kann,
solange die Dicke T des Einsatzkörpers 32 gleich der des
Einsatzes 7 im Stand der Technik ist, der radiale Spanwinkel
γr2 der Spanfläche des Einsatzes 31 auf einen positiven Wert
mit einem Betrag der Differenz zwischen dem Neigungswinkel δ
festgesetzt werden. Folglich kann die Schneidleistung sogar
noch weiter verbessert werden.
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In der obigen Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung,
obwohl ein positiver Einsatz verwendet wird, auf einen
negativen Einsatz angewandt werden. Fig. 8 bis 11 zeigen solch
eine Modifikation und dieselben Referenzzeichen werden zur
Bezeichnung gemeinsamer Teile mit jenen in der ersten
Ausführungsform verwendet, so daß eine Erklärung derselben
ausgelassen werden kann.
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Desweiteren können verschiedene, wie oben definierte, Winkel
geeignet bestimmt werden, basierend auf den Abmessungen und
der Form des Einsatzes, den Schneidbedingungen oder ähnlichem.
Im Falle eines parallelogrammförmigen Einsatzes mit spitzen
Ecken mit einem Winkel zwischen 70º und 80º, der häufig
verwendet wird, ist es jedoch vorzuziehen, daß die
Neigungswinkel α, β und δ sich jeweils im Bereich von 3º bis
20º, von 3º bis 15º, und 3º bis 20º bewegen. In der speziell
dargestellten vorausgegangenen Ausführungsform sind die
Neigungswinkel α, β und δ zu jeweils 11º29', 6º und 11º11'
festgelegt. Wenn die Neigungswinkel α, β und δ geringer als
die obigen unteren Grenzen sind, d.h., wenn die Vorderfläche
33 eine gemäßigte Neigung besitzt, könnten die axialen und
radialen Spanwinkel nicht positiv hergestellt werden und damit
die erwünschten Wirkungen nicht erzielt werden. Auf der
anderen Seite wird, wenn diese Neigungswinkel die obigen
oberen Grenzen überschreiten, d.h., wenn die Vorderfläche
steil ist, die Dicke des Einsatzkörpers 32 an seinem mittleren
Bereich ungenügend werden, so daß die Steifigkeit oder Stärke
des Einsatzes 31 verschlechtert werden kann.
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Desweiteren ist die Form des Einsatzes nicht auf das
Parallelogramm beschränkt, sondern kann auf andere tetragonale
Formen, so wie ein Quadrat oder ein Rhombus oder auf andere
polygonale Formen, so wie Dreiecke, Fünfecke oder ähnliches,
modifiziert werden.
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Fig. 12 bis 15 zeigen einen Schneidansatz 46 gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, in dem dieselben Referenzzeichen verwendet werden,
um die Teile oder Elemente zu bezeichnen, die ähnlich zu jenen
der vorhergegangenen Ausführungsform aus Fig. 1 bis 4 sind, um
die Erklärung derselben zu vereinfachen.
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Wie im Falle der vorhergegangenen Ausführungsform ist der
Einsatz 46 dieser Ausführungsform ebenfalls von einem
positiven Typ und umfaßt eine Vorderfläche 47 mit einem
diagonal entgegengesetzten Paar von spitzen Ecken, die beide
jeweils einen Ansatzbereich 34 begrenzen. In dieser
Ausführungsform ist jedoch die Vorderfläche 47 des
Einsatzkörpers 32 durch ein Paar von geneigten Oberflächen 48
definiert, die sich beide unmittelbar von einem jeweiligen
Ansatzbereich 34 erstrecken und in Richtung der Rückfläche 42
des Einsatzkörpers 32 in einer Richtung abfallen, die von dem
obengenannten Ansatzbereich 34 in Richtung der diagonalen
Linie, die ein Paar von stumpfen Ecken der Vorderfläche 47
verbinden, gerichtet ist, mit einem Neigungswinkel ε, und eine
flache Oberfläche 49, die zwischen den geneigten Oberflächen
48 so angeordnet ist, daß sie parallel zur Rückfläche 42 ist.
Mit diesem Aufbau sind, wie jeweils in Fig. 14 und 15 gezeigt
ist, die Schnittkanten 52 und 53 der Vorderfläche 47 mit den
Seitenflächen 50 und 51, die den Ansatzbereich 34
einschließen, mit einem Neigungswinkel und η in Richtung der
Rückfläche 42 in einer Richtung geneigt, die sich weg von dem
Ansatzbereich 34 jeweils in Richtung der stumpfen Kanten
erstreckt. Zusätzlich ist, wie in Fig. 12 gezeigt ist, jede
der Seitenflächen 51, die sich von den Schnittkanten 53, die
als Stirnschneidkanten dienen, erstrecken, in Draufsicht
konkav geformt.
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In dem wie oben beschriebenen Einsatz 46 können dieselben
vorteilhaften Wirkungen wie in der vorhergegangenen
Ausführungsform erreicht werden, da die Schnittkanten 52 und
53, die als die Schneidkanten 39 und 40 dienen, in Richtung
der Rückfläche 42 mit den Neigungswinkeln und η aufgrund des
Vorsehens der geneigten Oberfläche 48 geneigt sind, die in
Richtung der Rückfläche 42 mit dem Neigungswinkel ε abfällt.
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Darüber hinaus kann in der vorliegenden Erfindung, da die
Vorderfläche 47 durch das Paar von geneigten Oberflächen 48
und die flache Oberfläche 49, die dazwischen angeordnet ist,
begrenzt ist, eine große Dicke im mittleren Bereich des
Einsatzkörpers 46 sichergestellt werden, so daß der
Neigungswinkel ε der geneigten Oberfläche 48 und die
Neigungswinkel und η der Schnittkanten 52 und 53 so bestimmt
werden können, daß sie jeweils größer als die
korrespondierenden Winkel α, β und δ in der vorhergegangenen
Ausführungsform sind. Beispielsweise ist in der
vorhergegangenen Ausführungsform in Fig. 1 bis 4 für einen
parallelogrammförmigen Einsatz mit spitzen Ecken mit einem
Winkel zwischen 70º und 85º erwähnt, daß die Neigungswinkel α,
β und δ vorzugsweise jeweils sich von 3º bis 20º, von 3º bis
15º und von 3º bis 20º bewegen sollten. In dieser Beziehung
sind die Neigungswinkel ε, und η in der obigen
Ausführungsform auf 15º, 8º und 14º44' jeweils festgesetzt.
Weiterhin ist, wie in Fig. 12 gezeigt ist, ein Winkel λ, der
durch die diagonale Linie, die die stumpfen Winkel der
Vorderfläche 47 verbindet, und die Schnittkante 42 in
Draufsicht definiert ist, auf etwa 30º festgesetzt, und, wie
in Fig. 15 gezeigt ist, ist ein Freiwinkel u für die
Schneidkante 39, die durch die Schnittlinie 52 definiert ist,
auf 11º festgesetzt.
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Wenn der Einsatz 46 des obigen Aufbaus in dem oben
beschriebenen Einsatzschneider verwendet wird, können sowohl
der axiale als auch der radiale Spanwinkel größer in einer
positiven Richtung hergestellt werden, während die Dicke des
mittleren Bereiches des Einsatzkörpers 32 beibehalten wird.
Daher kann die Schneidleistung verbessert werden, während die
Steifigkeit und Stärke des Einsatzkörpers 32 beibehalten wird.
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Zusätzlich ist in der obigen Ausführungsform die Seitenfläche
51 in Draufsicht konkav gekrümmt. Mit diesem Aufbau wird die
Ausrichtung des Einsatzes 31 einfach und die maximale
Schneidtiefe kann erhöht werden.
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Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform, in der der in Fig. 1 bis 4
gezeigte Einsatz 31 an einen vorderen Endbereich 2 eines
Werkzeugkörpers 1 mit einem relativ großen Außendurchmesser
befestigt ist, und dieselben Referenzzeichen werden verwendet,
um ähnliche Teile oder Elemente zu bezeichnen, um eine
Erklärung derselben zu vereinfachen.
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In diesem Werkzeug kann, da der äußere Durchmesser des
vorderen Endbereiches 2 groß ist, eine relativ hohe
Steifigkeit dort sichergestellt werden. Demgemäß kann, wie in
Fig. 16 gezeigt, in dieser Ausführungsform der Boden 19 der
Aussparung 5 zur Aufnahme eines Einsatzes so gebildet werden,
daß er in Bezug auf die Achse O des Werkzeugkörpers 1 mit
einem Neigungswinkel ν so geneigt ist, daß die Dicke H des
vorderen Endbereiches 2 des Werkzeugkörpers 1 allmählich in
einer axial nach hinten gerichteten Richtung abnimmt, obwohl
in den in den Fig. 5 bis 7 und Fig. 19 bis 21 gezeigten
Fräsern der Boden 19 so gebildet sein muß, daß die Dicke H des
vorderen Endbereiches 2 in einer axial nach hinten gerichteten
Richtung des Werkzeugkörpers 1 allmählich zunimmt. Als Folge
daraus kann, selbst wenn der in Fig. 19 bis 21 gezeigte
Einsatz 7 im Stand der Technik in der Aussparung 5 zur
Aufnahme eines Einsatzes befestigt ist, der axiale Spanwinkel
zu einem positiven Winkel gleich dem Neigungswinkel ν gesetzt
werden.
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In dieser Verbindung ist, wenn der Einsatz 31 der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, der axiale Spanwinkel γa2 die Summe
des Neigungswinkels ν des Bodens 19 der Aussparung 5 zur
Aufnahme eines Einsatzes und des Neigungswinkels β der
Schneidkante 39. Verglichen mit der Verwendung des Einsatzes 7
im Stand der Technik kann nämlich der axiale Spanwinkel γa2 in
einer positiven Richtung um einen Betrag des Neigungswinkels β
größer hergestellt werden, so daß die Schneidleistung weiter
verbessert werden kann. Im vorgehenden wurde die vorliegende
Erfindung auf einen Drehschneider so wie einen Einsatzfräser
angewandt. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei einem
kontinuierlichen Schneidwerkzeug, wie es in Fig. 17 gezeigt
ist, oder auf ein Bohrgestänge, wie es in Fig. 18 gezeigt ist,
angewandt werden. In Fig. 17(a) bezeichnen die Referenzzeichen
54 und 55 jeweils einen Werkzeughalter und seinen vorderen
Endbereich, und in Fig. 18(a) bezeichnen die Referenzzeichen
56 und 57 jeweils einen Werkzeugkörper des Bohrgestänges und
seinen vorderen Endbereich. Zusätzlich zeigen Fig. 17(b) und
Fig. 18(b) Seitenaufrißansichten des Einsatzes 31 in Ansicht
entlang der diagonalen Linie, die stumpfen Ecken der
Vorderfläche 33 jeweils verbinden.
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Selbstverständlich sind viele Modifikationen und Änderungen
der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf das obengenannte
möglich. Daher kann die Erfindung innerhalb des Schutzumfanges
der beigefügten Ansprüche anders als spezifisch beschrieben
angewandt werden.