DE69503442T2

DE69503442T2 - Schneideinsatz

Info

Publication number: DE69503442T2
Application number: DE69503442T
Authority: DE
Inventors: Gideon 24960 Kfar Vradim Boianjiu; Jacob 24960 Kfar Vradim Harpaz
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1994-03-21
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: EP0699119B1; CN1124474A; BG61994B1; SG28229A1; IL109054A0; IL109054A; DE69503442D1; BR9505675A; BG100122A; DE699119T1; ATE168298T1; PL177195B1; WO1995025618A1; JPH08511208A; PL311664A1; EP0699119A1; ZA952336B; US5695303A; CN1044874C; EP0699119A4

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneideinsatz nach der Präambel von Patentanspruch 1, der gemäß z.B. der US-A-5044840 bekannt ist und in spanabhebenden oder Schneidwerkzeugen für spanabhebende maschinelle Bearbeitungen verwendet wird, insbesondere beispielsweise für Bohr-, Senk- und Dreharbeiten.

Hintergrund der Erfindung

Es ist bekannt, daß bei der Konstruktion von Schneideinsätzen und ihrer Anordnung in einem Schneidwerkzeug geeignete Span- und Freiwinkel, durch die ein effektiver Schneidvorgang mit minimalem Energieverbrauch gewährleistet wird, so ausgebildet sein müssen, daß keine übermäßige Schwächung der Schneidkante auftritt. Gleichzeitig muß jedoch gewährleistet sein, daß die im Schneidvorgang erzeugten Späne wirksam entfernt werden. Diese letzte Anforderung ist insbesondere wichtig, wenn das Schneidwerkzeug in einem sehr begrenzten Raum (z.B. für Bohrarbeiten) verwendet wird.
Die effektive Entfernung der erzeugten Späne ist in hohem Maße abhängig von der Bereitstellung einer effektiven Spanführung, die so konstruiert sein muß, daß gewährleistet ist, daß die erzeugten Späne vom Schneidbereich abgeleitet werden, nachdem sie verformt und in relativ kurze Späne zerteilt oder zerbrochen wurden, wobei der gesamte Vorgang mit minimalem Energieverbrauch verbunden mit einer effektiven wärmeableitung stattfinden sollte.
Es ist bekannt, zu diesem Zweck im Bereich der oder jeder Schneidkante des Einsatzes geeignet geformte Vertiefungen oder Nuten im oder Vorsprünge auf dem Schneideinsatz auszubilden, die so ausgebildet sind, daß der Span verformt, abgelenkt und zerteilt wird, um die vorstehend erwähnten Anforderungen zu erfüllen.
Daher wird beispielsweise in der US-A-4215957 eine im wesentlichen flache Spanfläche eines Einsatzes beschrieben, in der in der Nähe seiner Schneidkante eine Reihe von Vertiefungen ausgebildet sind, die, um eine übermäßige Schwächungder Schneidkante zu vermeiden, entlang der Schneidkante durch sehr breite Zwischenabschnitte der Spanfläche beabstandet sind.
In der EP-A-0307563 wird dagegen ein Einsatz mit einer Spanfläche beschrieben, die sowohl in Richtung einer Schneidkante als auch senkrecht dazu gewellt ist, wodurch eine kontinuierliche wellenförmige Spanbildungsnut mit glatten Übergängen zwischen verschiedenen Abschnitten davon gebildet wird, wobei die Anordnung derart ist, daß ein Spanwinkel senkrecht zur Schneidkante in verschiedenen Bereichen der Spanbildungsnut verschieden ist.
Aufgrund der besonderen Form der Spanbildungsnut und der glatten Übergänge zwischen verschiedenen Abschnitten davon hängt die Fähigkeit einer solchen Spanbildungsnut, die Spanausrichtung während eines Schneidvorgangs effektiv zu steuern, in hohem Maße von der Positionierung des Einsatzes im Werkzeug ab. Daher kann es insbesondere bei Schneideinsätzen, die in einem Schneidwerkzeug unter negativen Spanwinkeln angeordnet sind, vorkommen, daß die durch die Schneidkante geschnittenen Späne anstatt vom Werkstück weg zum Werkstück hin abgelenkt werden, wodurch das Wekstück möglicherweise beschädigt und das Werkzeug in Vibration versetzt werden kann. Eine solche Situation ist in Fig. 11 dargestellt.
Solche Probleme würden insbesondere bei doppelseitigen verstellbaren Einsätzen auftreten. Solche Einsätze können eine negative Seitenflächengeometrie aufweisen, wie beispielsweise in der US-A-3963365 beschrieben, oder eine sogenannte "doppelt positive" Freiflächengeometrie, auf die die vorliegende Erfindung insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Bezug nimmt, und die beispielsweise in der DE 1602795 beschrieben ist. Bei diesen Einsätzen weist, um ihre doppelseitige Struktur effektiv einzusetzen und die maximale Anzahl von Schneidkanten auszunutzen, der Einsatz identische gegenüberliegende Span- und Halteflächen und angrenzend an die jeweiligen Spanflächen ausgebildete Umfangsseitenfreiflächen oder -flanken auf, wobei jede Umfangs-Seitenfreifläche oder -flanke schräg nach innen verläuft, um in einer imaginären lateralen Mittelebene auf die entsprechende schräg nach innen verlaufende Umfangsseitenfreifläche oder -flanke der gegenüberliegenden Spanfläche zu treffen. Auf diese Weise ist der Einsatzabschnitt an einer Seite der Mittelebene das Spiegelbild des Einsatzabschnitts an der entgegengesetzten Seite der Mittelebene. Um zu gewährleisten, daß diese Einsätze einen insgesamt geeigneten Anstellwinkel oder Freiraum aufweisen, müssen sie unter negativen Spanwinkeln angeordnet werden. Die Verwendung solcher Einsätze ist aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorteilhaft, weil sie eine maximale Anzahl von Schneidkanten aufweisen. Für die vorstehend erwähnten Arbeiten, in denen der für die Spanentfernung verfügbare Raum sehr begrenzt ist, wird das durch die Verwendung dieser Einsätze auftretende Problem der effektiven Spanentfernung noch wichtiger.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen und verbesserten Schneideinsatz mit einer Spanbildungsnut zum Ermöglichen einer effektiven Spanführung zur Verwendung in einem Schneidwerkzeug bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten verstellbaren Schneideinsatz mit einer doppelt positiven Freiflächengeometrie und mit einer Spanbildungsnut zum Ermöglichen einer effektiven Spanführung bereit zustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Schneideinsatz zur Verwendung in einem Schneidwerkzeug bereitgestellt, wobei der Schneideinsatz eine obere, eine untere und eine Seitenfläche aufweist und mindestens eine Schneidkante an einer Schnittlinie der oberen Fläche mit der Seitenfläche des Einsatzes ausgebildet ist, Bereiche der oberen und der Seitenfläche in der Nähe der Schneidkante eine Span- bzw. eine Freifläche bilden und die Spanfläche eine wellenförmige Spanbildungsnut aufweist, die sich entlang der mindestens einen Schneidkante erstreckt und eine Folge abwechselnd vertiefter und erhöhter Abschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erhöhte Abschnitt einen im wesentlichen abgeflachten oberen Abschnitt mit einer Breite aufweist, die wesentlich geringer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten abgeflachten oberen Abschnitten.
Vorzugsweise erstrecken sich die vertieften und die erhöhten Abschnitte senkrecht zur Schneidkante und entlang der gesamten Breite der Spanbildungsnut.
Durch einen solchen Einsatz, bei dem entlang der Länge der wellenförmigen Spanbildungsnut eine Folge schmaler abgeflachter oberer Abschnitte ausgebildet sind, die sich jeweils entlang der Breite der Spanbildungsnut erstrecken, sind zwischen benachbarten abgeflachten oberen Abschnitten Bahnen ausgebildet, die den Spanfluß in eine gewünschte Richtung von der Schneidkante weg führen, wobei die Kontaktfläche der Bahnen mit dem während einer spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks erzeugten Span stark eingegrenzt ist, wodurch die thermische Belastung des Einsatzes reduziert wird.
Die Breite jedes abgeflachten Abschnitts kann entlang seiner Länge konstant sein oder kann in dieser Richtung von der Schneidkante weg abnehmen, oder es können entlang seiner Länge verschieden geformte gekrümmte Abschnitte vorgesehen sein, so daß seine Breite variiert. In den abgeflachten oberen Abschnitten können Vertiefungen oder Vorsprünge ausgebildet sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Form der Spanbildungsnut senkrecht zur Schneidkante im wesentlichen konkav und weist die Spanbildungsnut eine schräge Fläche auf, die sich von der Schneidkante weg nach unten erstreckt und gleichmäßig oder glatt in eine Spanablenkfläche übergeht, die in Richtung von der schrägen Fläche weg nach oben ansteigt.
Vorzugsweise ist die Spanbildungsnut von der Schneidkante des Einsatzes um einen Schneidrücken beabstandet. Der Neigungswinkel des Schneidrückens bezüglich der gegenüberliegenden Fläche des Einsatzes verändert sich entlang der Schneidkante, so daß ein Schneidkeilwinkel des Einsatzes seinen Maximalwert gegenüberliegend den abgeflachten oberen Abschnitten aufweist, wodurch gewährleitst wird, daß die Schneidkante des Einsatzes in jenen Bereichen verstärkt ist, wo ein längerer Kontakt mit dem Werkstück stattfindet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schneidkante wellenförmig ausgebildet, wobei die Wellenform der Form der Spanbildungsnut entspricht, die Schneidkante kann auch gerade ausgebildet oder kontinuierlich, z.B. konkav, gekrümmt sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes ist ein verstellbarer Schneideinsatz mit einer im wesentlichen mehreckigen bzw. -kantigen Form, wobei der Einsatz mehrere Schneidkanten aufweist, die an Schnittlinien der Seitenfläche des Einsatzes mit dessen oberer und dessen unterer Fläche ausgebildet sind, und Abschnitte der oberen und der unteren Fläche und der Seitenfläche in der Nähe der entsprechenden Schneidkante des Einsatzes jeweils die Span- bzw. Freiflächen des Einsatzes bilden. Daher ist der Schneideinsatz gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindungein doppelseitiger Schneideinsatz.
Der Schneideinsatz mit der spezifischen Struktur kann entweder eine negative Freiflächengeometrie aufweisen, bei der die Freiflächen senkrecht zur oberen und zur unteren Fläche des Einsatzes angeordnet sind, oder eine doppelt positive Struktur. Diese doppelt positive Struktur ist bevorzugt, weil dadurch größere Spanwinkel und größere axiale und radiale Anstellwinkel oder Freiräume erhalten werden, wobei der Einsatz unter Spanwinkeln angeordnet werden kann, die kleiner sind als die für einen herkömmlichen negativen Einsatz erforderlichen Winkel. Durch diese größeren Anstellwinkel oder Freiräume können bessere Bedingungen zum Halten des Einsatzes im Werkzeug und zum Bereitstellen einer effektiven Kühlmittelzufuhr und einer effektiven Spanführung und -entfernung erhalten werden, ohne daß der Schneidkeil des Einsatzes übermäßig geschwächt wird.
Daher wird durch die erfindungsgemäße besondere Struktur der Spanbildungseinrichtung die Verwendung doppelseitiger Einsätze allgemein und insbesondere doppelt positiver Einsätze für Schneidarbeiten der vorstehend spezifizierten Art ermöglicht, in denen der Raum für die Spanentfernung sehr begrenzt ist und in denen es daher schwierig ist, eine geeignete Spansteuerung oder -führung zu erhalten.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung, und um zu zeigen, wie diese in die Praxis umgesetzt werden kann, wird die Erfindung nachstehend anhand von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes in Richtung II;
Fig. 2a und 2b schematische Darstellungen alternativer modifizierter Schneidkanten des in Fig. 2 dargestellten Einsatzes;
Fig. 3 eine Querschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Schneideinsatzes entlang der Linie III-III;
Fig. 4 und 5 eine perspektivische bzw. eine Vorderansicht eines Bohrwerkzeugs, in dem erfindungsgemäße Schneideinsätze verwendet werden;
Fig. 6 eine Querschnittansicht des in Fig. 5 dargestellten Schneidwerkzeugs entlang der Linie VI-VI;
Fig. 7 eine schematische Vorderansicht des in Fig. 1 dargestellten Schneideinsatzes, wenn dieser in einem in ein Werkstück gebohrten Loch angeordnet ist;
Fig. 8 eine Querschnittansicht eines Abschnitts der Schneidkante des Einsatzes während des Bohrvorgangs parallel dazu und senkrecht zur Schneidkantenbasis;
Fig. 9 und 10 eine schematische radiale bzw. axiale Querschnittansicht des Einsatzes zum Darstellen der Anordnung eines erfindungsgemäßen Einsatzes während eines Bohrvorgangs; und
Fig. 11 eine schematische Vorderansicht eines herkömmlichen Schneideinsatzes während eines Bohrvorgangs.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz 1 mit einer Spanbildungseinrichtung. Der Einsatz 1 hat eine allgemein mehreckige bzw. mehrkantige gleichseitige trigonale Struktur mit einer bekannten Gesamtform, und weist identische und parallele obere und untere Flächen 2 und 3 und eine Umfangsseitenfläche 4 auf. Der Einsatz weist eine senkrecht zu seiner oberen und seiner unteren Fläche ausgerichtete Mittelachse Y auf und ist spiegelsymmetrisch bezüglich einer zur Mittelachse Y normalen imaginären lateralen Mittelebene (nicht dargestellt), die den Einsatz entlang seiner Höhe in zwei identische Abschnitte teilt, d.h. in einen oberen und einen unteren Abschnitt. Der Einsatz weist eine mittige Durchgangsbohrung 5 auf, durch die eine Spann- oder Klemmschraube eingeführt werden kann.
Jeder Einsatzabschnitt weist allgemein drei Schneidkanten 10 auf, die an einer Schnittlinie der oberen Fläche 2 oder der unteren Fläche 3 mit der Seitenfläche 4 des Einsatzes gebildet werden, und drei an der Schnittstelle zweier benachbarter Schneidkanten 10 gebildete Hauptschneidecken 11. Durch diese Struktur kann jede der oberen und der unteren Schneidkanten des Einsatzes im Schneidwerkzeug auf eine aktive Position verstellt und dadurch effektiv genutzt werden. Jede Schneidkante 10 weist eine Zwischenschneidecke 12 auf, die jede Schneidkante 10 in zwei identische Schneidkantenabschnitte 10a, 10b teilt, so daß jede Fläche 2, 3 des Einsatzes eine hexagonale Form erhält. Auf diese Weise wird jede der Flächen 2, 3 durch sechs identische Abschnitte gebildet, die zwischen Mittel- oder Symmetrielinien benachbarter Haupt- und Zwischenschneidecken definiert und bezüglich der Mittelachse Y symmetrisch angeordnet sind.
Die obere und die untere Fläche 2, 3 des Einsatzes weisen mittig angeordnete, im wesentlichen flache oder ebene Basisflächen 9 auf (nur eine ist sichtbar), die über die Hauptschneidecken 11 hervorstehen. Die Basisfläche 9 ist bezüglich den Hauptschneidecken 11 um eine Höhe von vorzugsweise 0,05 mm bis 0,4 mm beabstandet. Die Basisfläche 9 dient als Einsatzhaltefläche, wenn der Einsatz in einem Schneidwerkzeug angeordnet ist.
Die an die jeweiligen Schneidkante 10 angrenzenden Bereiche der Flächen 2, 3 und der Seitenfläche 4 bilden jeweils Spanflächen 13 und Freiflächen 14 der Einsatzabschnitte. Jede Freifläche 14 weist eine positive Geometrie auf und ist vorzugsweise eben. Daher definieren die Freiflächen 14, wie in Fig. 9 und 10 dargestellt, mit ihren Spanflächen 13 scharfe (spitze) Winkel. Dadurch weist die Umfangsseitenfläche 4 des Einsatzes die positiven Freiflächen 14 des oberen und des unteren Abschnitts auf, d.h. eine doppelt positive Freiflächengeometrie. Die oberen und die unteren Freiflächen 14 gehen über einen vorzugsweise gekrümmten Zwischenabschnitt 14' ineinander über.
Jede Spanfläche 13 des Einsatzes weist eine sich entlang der Schneidkante 10 erstreckende Spanbildungsnut 15 auf. Die Spanbildungsnut 15 weist eine Breite auf, die entlang der Länge der Schneidkante variieren kann. Vorzugsweise beträgt die Breite der Spanbildungsnut 1,0 mm bis 3,5 mm.
Wie in den Figuren 1, 2, 3 und 8 dargestellt, ist die Spanbildungsnut 15 entlang der Richtung Schneidkante gewellt und weist eine Reihe vertiefter Abschnitte 20 auf, die in erhöhte Abschnitte 21 übergehen und durch diese voneinander beabstandet sind. Wie in Fig. 8 dargestellt, weist die Wellenstruktur der Spanbildungsnut eine Periode T und eine Amplitude A auf. Jeder erhöhte Abschnitt 21 weist einen abgeflachten oberen Abschnitt 22 mit einer Breite a auf, die wesentlich kleiner ist als ein Abstand zwischen den Mittelpunkten der abgeflachten oberen Abschnitte 22 zweier benachbarter erhöhter Abschnitte 21, d.h. als die Periode T. Wie in Fig. 1 und auch in Fig. 3 dargestellt, erstrecken sich die vertieften und die erhöhten Abschnitte 20, 21 im wesentlichen senkrecht zur Schneidkante entlang der Breite der Spanbildungsnut 15, so daß zwischen jedem Paar benachbarter abgeflachter oberer Abschnitte 22 ein sich senkrecht zur Schneidkante 10 erstreckender Spanführungs- oder -leitweg 23 definiert ist. Vorzugsweise nimmt die Breite a jedes abgeflachten oberen Abschnitts in Richtung vom Schneidrand weg zumindest nicht zu. Daher ist bei der bevorzugten Ausführungsform die Breite a der abgeflachten oberen Abschnitte 22 sowie der Abstand T dazwischen entlang der Breite der Spanbildungsnut im wesentlichen konstant. Vorzugsweise betragen der Abstand T 1,0 mm bis 2,5 mm, die Amplitude 0,07 bis 0,50 mm und die Breite a 0,12 bis 0,50 mm.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Schneidkante 10 vorzugsweise entsprechend der Spanbildungsnut 15 gewellt. Daher sind die Periode T' der Wellenstruktur der Schneidkante 10 und ihre Amplitude A' den Abmessungen T und A der wellenförmigen Spanbildungsnut 15 im wesentlichen gleich. Alternativ kann, wie in Fig. 2a dargestellt, die Schneidkante geradlinig oder, wie in Fig. 2b dargestellt, konkav ausgebildet sein.
Fig. 3 zeigt die Querschnittsform der Spanbildungsnut betrachtet in Richtung der Schneidkante. Wie dargestellt, ist die Spanbildungsnut 15 in dieser Richtung gekrümmt, hat eine im wesentlichen konkave Form und weist eine Fläche 24 auf, die schräg nach unten zu einem Zwischenabschnitt 25 verläuft, der eine Tiefe der Spanbildungsnut 15 definiert, und eine Spanablenkfläche 26, die sich nach oben zu einer Basisfläche 9 erstreckt, wobei die Übergänge zwischen den Flächen im wesentlichen glatt sind. Die Tiefe der Spanbildungsnut bezüglich der Hauptschneidecken 11 beträgt vorzugsweise 0,05 mm bis 0,25 mm. Wie dargestellt, sind die Profile der Abschnitte 20, 21 und 22 in Richtung der Schneidkante im wesentlichen ähnlich, insbesondere im Bereich der schrägen und der spanablenkenden Fläche 24 bzw. 26. Um eine zusätzliche Spanverformung zu erhalten, ist es insbesondere im Bereich des Zwischenabschnitts 25 bevorzugt, daß das Profil des abgeflachten oberen Abschnitts 22 von seiner gleichoder regelmäßigen Form etwas abweicht. Daher weist der abgeflachte öbere Abschnitt 22, wie in Fig. 3 dargestellt, in diesem Bereich 25 eine erhöhte Fläche 27 auf. Außerdem kann dieser abgeflachte obere Abschnitt verschiedene Seitenabmessungen aufweisen, die z.B. in Richtung von der Schneidkante weg abnehmen können, oder er kann entlang seiner Länge verschieden geformte gekrümmte Abschnitte aufweisen, so daß sich seine Breite verändert. In den abgeflachten oberen Abschnitten können Vertiefungen oder Vorsprünge ausgebildet sein.
Wie dargestellt, ist die Spanbildungsnut 15 vorzugsweise von der Schneidkante 10 des Einsatzes durch einen schmalen Schneidrücken 28 beabstandet, der bezüglich der Basisfläche 9 des Einsatzes unter einem variablen Winkel 13 geneigt ist, der im Bereich der abgeflachten oberen Abschnitte 22 vorzugsweise negativ ist, z.B. -5º bis -9º beträgt, und in den Bereichen der vertieften Abbschnitte 20 den Wert null hat oder leicht positiv ist, z.B. 0º bis 3º beträgt. Die Werte des Winkels β können in Abhängigkeit vom Matrial eines zu bearbeitenden Werkstücks variieren.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen erfindungsgemäße Schneideinsätze 1' und 1", die in an einem vorderen Ende 31 eines Werkzeughalters 32 eines Bohrwerkzeugs ausgebildeten Aufnahmeabschnitten 30 angeordnet sind. Aufgrund ihrer doppelt positiven Freiflächengeometrie sind beide Einsätze 1' und 1" unter negativen axialen Spanwinkeln (von denen nur der Spanwinkel α&sub2; des Einsatzes 1' sichtbar ist) angeordnet, und der am Umfang angeordnete Einsatz 1' ist außerdem unter einem negativen radialen Spanwinkel α&sub1; installiert. Der mittig angeordnete Einsatz 1" ist entlang der Mittelebene des Werkzeugs angeordnet, d.h. sein radialer Spanwinkel ist neutral. Vorzugsweise beträgt der axiale Spanwinkel α&sub2; des Einsatzes 1' 3,5º bis 6,5º, z.B. etwa 5º.
Die Figuren 7, 8, 9 und 10 zeigen schematisch die Anordnung des Schneideinsatzes 1' bezüglich eines Werkstücks W, während darin ein Loch H mit einer Stirnfläche W' und einer zylinderförmigen Seitenfläche W" gebohrt wird, die im wesentlichen koaxial zu einer Drehachse (nicht dargestellt) des Bohrwerkzeugs angeordnet ist.
Wie in Fig. 9 und 10 dargestellt, sind aufgrund der doppelt positiven Freiflächengeometrie des Einsatzes 1' die Winkel α&sub1;' und α&sub2;' größer als die axialen und radialen Spanwinkel α&sub1; und α&sub2;, unter denen der Einsatz im Werkzeug angeordnet ist. Daher weist der Einsatz größere effektive Anstellwinkel oder Freiräume sowie größere effektive radiale und axiale Schneidwinkel auf, ohne daß die Schneidkante übermäßig geschwächt ist. Außer diesen Vorteilen und als Ergebnis dieser Vorteile trägt die doppelt positive Freiflächengeometrie des Einsatzes dazu bei, daß der Einsatz eine größere Lebensdauer hat, weil durch eine solche Geometrie eine radiale Abnutzung oder Beanspruchung R der Freifläche reduziert wird.
In Fig. 7 und 8 ist schematisch dargestellt, daß durch die besondere Struktur oder Konstruktion des erfindungsgemäßen Einsatzes und insbesondere seiner Spanfläche gewährleistet wird, daß am Beginn einer spanabhebenden Bearbeitung, wenn der Einsatz beginnt in das Werkstück einzudringen, die abgeflachten oberen Abschnitte 22 der Spanbildungsnut 15 zuerst mit dem Werkstück in Kontakt kommen. Aufgrund der besonderen Struktur der Spanbildungsnut 15 wird durch die Spanführungs- oder -leitwege 23 ein während der Schneidbearbeitung abgehobener oder geschnittener Spanstreifen 5 vom Werkstück W weg ausgerichtet (Fig. 7). Dies steht im Gegensatz zur Wirkung eines in Fig. 11 dargestellten herkömmlichen Einsatzes, bei dem der Spanstreifen zum Werkstück hin aus gerichtet wird. Außerdem wird gewährleistet, daß aufgrund der Tatsache, daß der Kontakt zwischen dem Schneideinsatz 1 und dem Spanstreifen 5 in vorgegebenen schmalen Bereichen stattfindet, d.h. entlang der abgeflachten oberen Abschnitte 22 und in deren Nähe (Fig. 8), die thermische Belastung des Einsatzes reduziert ist. Außerdem wird der Einsatz durch die Struktur der abgeflachten oberen Abschnitte und die Bereitstellung der besonders abgeschrägten Schneidrücken in deren Nähe in diesen besonderen Kontaktbereichen verstärkt.
Daher wird durch alle vorstehend erwähnten Vorteile der erfindungsgemäßen Spanbildungsnut eine effektive Ausnutzung doppelseitiger Einsätze und insbesondere doppelt positiver Einsätze in Schneidbearbeitungen der vorstehend beschriebenen Art ermöglicht und gewährleistet, daß aufgrund einer gewünschten Ausrichtung des Spanflusses während dieser Bearbeitungen eine hochgradige Verformung des Spans erhalten wird und der Span anschließend gebrochen wird.
Erfindungsgemäße Einsätze können von den anhand von Beispielen in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsfomen der Erfindung dargestellten Merkmalen verschiedene Merkmale aufweisen. Daher kann der Einsatz eine von einer allgemein trigonalen Form verschiedene Form aufweisen, wie beispielsweise eine quadratische Form. Der Einsatz kann auch ein einseitiger Einsatz sein und/oder kann eine beliebige geeignete Freiflächengeometrie aufweisen. Die besondere Form und die besonderen Abmessungen des Einsatzes können in Abhängigkeit von den zu bearbeitenden Materialien variieren. Daher ist die wellenförmige Schneidkante zum maschinellen Bearbeiten von Stahl empfohlen, eine geradlinige Schneidkante zum maschinellen Bearbeiten von Gußeisen und eine Schneidkante mit positivem Spanwinkel zum maschinellen Bearbeiten von Austenitstahl und Aluminium.
Die Form der Spanbildungsnut kann in Richtung entlang und senkrecht zu Schneidkante variieren. Daher können die Parameter T, A und α in diesen beiden Richtungen variieren.

Claims

1. Schneideinsatz (1) zur Verwendung in einem Schneidwerkzeug (32), wobei der Schneideinsatz eine obere, eine untere und eine Seitenfläche (2, 3, 4) aufweist und mindestens eine Schneidkante (10) an einer Schnittlinie der oberen Fläche (2) mit der Seitenfläche (4) des Einsatzes ausgebildet ist, Bereiche der oberen und der Seitenfläche (2, 4) in der Nähe der Schneidkante (10) eine Span- bzw. eine Freifläche (13, 14) bilden und die Spanfläche (13) eine wellenförmige Spanbildungsnut (15) aufweist, die sich entlang der mindestens einen Schneidkante (10) erstreckt und eine Folge abwechselnd vertiefter und erhöhter Abschnitte (20, 21) aufweist, die gleichmäßig ineinander übergehen, wobei die Spanbildungsnut (15) eine im wesentlichen konkave Form hat, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erhöhte Abschnitt der Spanbildungsnut einen im wesentlichen abgeflachten oberen Abschnitt (22) mit einer Breite aufweist, die wesentlich geringer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten abgeflachten oberen Abschnitten (22).

2. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die Breite der Spanbildungsnut (15) durch die Abmessung der vertieften und der erhöhten Abschnitte (20, 21) senkrecht zur Schneidkante (10) definiert ist.

3. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die Breiten der abgeflachten oberen Abschnitte (22) in Richtung von der Schneidkante weg abnehmen.

4. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die Breiten der abgeflachten oberen Abschnitte (22) konstant sind.

5. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die vertieften und die erhöhten Abschnitte (20, 21) im Querschnitt betrachtet im wesentlichen konkav sind und schräge Flächen (24), die sich von der Schneidkante (10) weg nach unten erstrecken, Spanablenkungsflächen (26), die sich in Richtung von der Schneidkante (10) weg nach oben erstrecken, und dazwischen angeordnete Zwischenabschnitte (25) aufweisen.

6. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die Spanbildungsnut (15) von der Schneidkante (10) des Einsatzes um einen Schneidrücken (28) beabstandet ist.

7. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 6, wobei der Neigungswinkel (β) des Schneidrückens (28) bezüglich der unteren Fläche (9) des Einsatzes (1) sich entlang der Schneidkante (10) verändert, so daß ein Schneidkeilwinkel des Einsatzes (1) seinen Maximalwert in der Nähe der abgeflachten oberen Abschnitte (22) aufweist.

8. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schneidkante (10) des Einsatzes wellenförmig ausgebildet ist, wobei die Wellenform der Schneidkante derjenigen der Spanbildungsnut (15) entspricht.

9. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schneidkante (10) des Einsatzes (1) im wesentlichen gerade ausgebildet ist.

10. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schneidkante (10) des Einsatzes (1) im wesentlichen konkav ausgebildet ist.

11. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei der Schneideinsatz (1) ein doppelseitiger verstellbarer Schneideinsatz (1) mit einer mehreckigen bzw. -kantigen Form ist, wobei der Einsatz (1) mehrere Schneidkanten (10) aufweist, die an Schnittlinien der Seitenfläche (4) des Einsatzes (1) mit dessen oberer und dessen unterer Fläche (2, 3) ausgebildet sind und Abschnitte der oberen und der unteren Fläche (2, 3) und der Seitenfläche (4) in der Nähe der entsprechenden Schneidkante (10) des Einsatzes (1) obere bzw. untere Span- und Freiflächen (13, 14) des Einsatzes (1) bilden

12. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 11, wobei die Freiflächen (14) des Einsatzes (1) senkrecht zur oberen und zur unteren Fläche (2, 3) des Einsatzes ausgerichtet sind.

13. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 11, wobei die obere und die untere Freifläche (14) bezüglich ihrer zugeordneten Spanflächen (13) unter einem spitzen Winkel (α) geneigt sind.

14. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 13, wobei der Einsatz (1) so konstruiert ist, daß er im Werkzeug (32) unter einem negativen Axial-Spanwinkel (Q&sub2;) von 3,50 bis 6,50 angeordnet werden kann.

15. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 13, wobei die obere und die untere Freifläche (14) durch eine Vertiefung (14') getrennt sind.

16. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 5, wobei der Einsatz (1) eine mittlere Basisfläche (9) aufweist, die über die Hauptschneidecken (12) des Einsatzes (1) hervorsteht, wobei die Spanablenkfläche (26) in die mittlere Basisfläche (9) übergeht.

17. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 6, wobei der Einsatz (1) eine mittlere Basisfläche (9) aufweist, die über die Hauptschneidecken (12) des Einsatzes (1) hervorsteht, und der Schneidrücken (28) unter der Basisfläche (9) angeordnet ist.