DE69916258T2

DE69916258T2 - Schneidwerkzeug zum herstellen verzahnter werkstücke

Info

Publication number: DE69916258T2
Application number: DE69916258T
Authority: DE
Inventors: J. Hermann STADTFELD; E. Raymond CLARK
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1998-02-11
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2019-02-11
Also published as: EP1071533A1; DE69916258D1; KR20010040894A; CN1290201A; US6120217A; JP4355447B2; BR9907809A; CA2320312A1; JP2002502719A; EP1071533B1; CN1123418C; WO1999041035A1; AU3290999A; TR200002296T2; KR100568883B1; ATE263649T1; AU741126B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Schneidkörperelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gemäß dem Stand der Technik ist die Herstellung verzahnter Artikel, wie zum Beispiel Kegelgetriebe und achsversetzte Getriebe mit Schneidwerkzeugen bekannt, die einen Kopfabschnitt umfassen, in dem eine Vielzahl von Schneidklingen positioniert ist, zum Beispiel Klingen des Stabtyps, die aus Stangenmaterial gefertigt werden, wie im U.S.-Patent Nr. 4 575 285 ausgestellt auf Blakesley gezeigt.
Bei dem oben genannten Schneidwerkzeugtyp wird gewöhnlich ein kreisförmiges Schneidkörperelement mit einer Vielzahl von Schlitzen, die sich über eine vorausbestimmte Entfernung von der Peripherie des Schneidkörperelements nach innen erstrecken vorgesehen, um Schneidklingen in dem Schneidkörperelement aufzunehmen und zu positionieren. In vielen Fällen erstreckt sich um die Peripherie des Schneidkörperelements ein Klemmring (oder Verriegelungsring), der am Schneidkörperelement befestigt ist, und in dem Mittel zum Klemmen einer oder mehrerer Schneidklingen in jedem der Positionierschlitze installiert sind. Schneidwerkzeuge mit einem Klemmring und Klingenklemmmitteln sieht man zum Beispiel in den U.S.-Patenten 4 621 954 ausgestellt auf Kitchen et al.; 3 760 476 ausgestellt auf Kotthaus; 4 093 391 ausgestellt auf Bachmann et al. oder 4 197 038 ausgestellt auf Hipp et al.
Gewöhnlich hatten die Positionierschlitze in einem Schneidkopf im Allgemeinen die rechteckige Form einander gegenüber liegender Seitenwände und einer inneren Endwand, die zu den Seitenwänden senkrecht steht. Beim Arbeiten dieser Schlitze in den Schneidkopf muss natürlich ein Abstand in den Schlitzabmessungen inbegriffen sein, so dass eine Schneidklinge in den Schlitz positioniert werden kann.
Dabei besteht auch bei den genauesten Bearbeitungsverfahren immer ein Abstand zwischen einer Schneidklinge und einer Seitenwandfläche, wenn eine Schneidklinge in einem Aufnahmeschlitz in Position geklemmt wird.
Bei der quadratisch-eckigen Form der Aufnahmeschlitze des früheren Stands der Technik und bei dem Abstand zwischen der Schneidklinge und einer Seitenwandfläche der Schlitze haben die Schneidklingen dazu tendiert, sich in den Aufnahmeschlitzen zu verdrehen, wenn sie den Kräften bestimmter Schneidoperationen ausgesetzt werden, was zum Entstehen unerwünschter Zahngeometrien führt.
Eine Anordnung zum Verringern des Problems des Klingenverdrehens wird in einer internationalen Veröffentlichung Nr. WO 97/38751 ausgestellt auf Clark et al. angesprochen. Die Klingenaufnahmeschlitze umfassen einander gegenüberliegende Seitenflächen und einen Endabschnitt mit Klingenmontageflächen, die zueinander abgewinkelt sind, wobei sich jede Montagefläche vorzugsweise in einem Winkel von etwa 45 Grad in Bezug auf ihre zugehörige Seitenfläche erstreckt. Bei dieser Anordnung kann sich eine Schneidklinge mit komplementär gestalteten Seiten formschlüssig gegen diese abgewinkelten Montageflächen setzen, wenn sie eingeklemmt wird, so dass unerwünschte Abstände zwischen Klingen und auch das Verdrehen der Klingen während des Schneidens eliminiert werden.
Die oben erwähnte Veröffentlichung WO 97/39851 offenbart ferner einen Schneidkopf, der eine Vielzahl von doppel-schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen auf dem äußeren Abschnitt des Schneidkörperelements umfasst. Die doppel-schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge sind in einem komplementär gestalteten Kanal eines zweiteiligen Schneidrings positioniert. Die Teile des Schneidrings sind über und unter dem Vorsprung positioniert und werden dann durch mehrere Schrauben zusammengezogen, so dass der Klemmring auf dem Schneidkörperelement gesichert ist. Durch Befestigen des Klemmrings auf diese Weise, ist kein Er hitzen des Schneidkopfs erforderlich, und alle hitzebedingten Verformungen, die dem Schweißen und/oder Hitzeschrumpfen zuzuweisen sind, werden eliminiert.
Auch wenn hitzebedingte Verformungen vermieden werden, bedingt das Ausbilden von doppel-schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen doch signifikante Präzision beim Bearbeiten, die viel Zeit in Anspruch nimmt. Das Festziehen der Schrauben, die die beiden Teile des Schneidrings verbinden, kann unerwünschte Spannung im Schwalbenschwanzabschnitt verursachen, die das Bilden von Rissen zwischen den Vorsprüngen des Schneidkopfs während der Schneidoperationen ergeben, oder der Schwalbenschwanzabschnitt kann vom Schneidkörperelement abbrechen. Das nachfolgende Festziehen der Klingenklemmbolzen fügt weitere Spannung zu dem Schwalbenschwanzabschnitt hinzu, so dass die Möglichkeiten eines Rissigwerdens und/oder Abbrechens noch weiter steigen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schneidkopf zu liefern, bei dem ein Schneidring am Schneidkörperelement so befestigt ist, dass die oben genannten unerwünschten Folgen vermieden werden.
Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schneidkopf zu liefern, bei dem die Schneidklingenmontageflächen so angeordnet sind, dass die Stärke des Schneidkopfs verbessert wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Klingenklemmenanordnung zu liefern, die es der Klingenklemme erlaubt, in dem Schneidkopfschlitz zu bleiben, auch wenn eine Schneidklinge fehlt, sowie in einer Position in dem Schneidkopfschlitz, so dass sie das Einsetzen einer Schneidklinge in den Schlitz nicht behindert.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein Schneidkörperelement gemäß Anspruch 1. Die einzelnen Vorsprünge des äußeren Abschnitts des Schneidkörperelements umfassen jeweils eine Außenfläche, wobei mindestens eine der Außenflächen optional einen Keil umfasst.
Gemäß einem zweiten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 6. Der Klemmring, der sich um das Schneidkörperelement des Schneidwerkzeugs erstreckt, kann mindestens einen zugehörigen Schlitz zur Aufnahme des Keils auf dem Vorsprung des Schneidkörperelements umfassen. Der Klemmring kann einen inneren Kanal umfassen, der einen Abstand bereitstellt, so dass Klemmmittel teilweise herausgenommen werden können, so dass ausreichend Raum im Klingenaufnahmeschlitz geschaffen wird, um Schneidklingen zu entfernen und/oder einzufügen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Vorderansicht des Schneidkörperelements des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs.
2 zeigt eine perspektivische Rückansicht des Schneidkörperelements des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs.
3 zeigt eine Draufsicht des Schneidkörperelements des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs.
4 zeigt eine Schnittansicht des Schneidkörperelements.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Schneidkörperelements, die aufeinander folgende Schneidklingenaufnahmeschlitze zeigt.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Schneidkörperelements, die aufeinander folgende Schneidklingenaufnahmeschlitze zeigt, in welchen Schneidklingen positioniert sind.
7 stellt eine perspektivische Rückansicht eines erfindungsgemäßen Klemmrings dar.
8 stellt eine Schnittansicht der Innenseite des Klemmrings der 7 dar.
9 stellt eine perspektivische Vorderansicht eines zusammengebauten erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs dar.
10 stellt eine perspektivische Rückansicht eines zusammengebauten erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs dar.
11 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Klemmblocks.
12 zeigt eine Vorderansicht des Klemmblocks der 11.
13 stellt eine Draufsicht des Klemmblocks der 11 dar.
14 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Klemmanordnung, die in einem Klemmring positioniert ist.
15 stellt eine Schnittansicht von oben eines zusammengebauten erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs dar.
16 zeigt einen Schneidklingenrohling, aus dem eine Schneidklinge für das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug gebildet wird.
17 ist eine Schnittansicht des Schneidklingenrohlings der 16.
18 und 19 sind Schnittansichten der Schneidklingen, die in 15 gezeigt sind.
20 stellt eine Schneidklinge dar, die aus dem Schneidklingenrohling der 16 gebildet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen detailliert besprochen.
Das Schneidwerkzeug der vorliegenden Erfindung umfasst ein Schneidkörperelement und einen Schneidring, die gemeinsam einen Schneidkopf einschließen. Zusätzlich zum Schneidkopf umfasst das Schneidwerkzeug ferner Schneidklingen und Klemmmittel zum Sichern der Schneidklingen in Position im Schneidkopf.
Das Schneidkörperelement 2 wie in 1 bis 4 gezeigt, ist um eine Achse T drehbar und umfasst eine Vorderfläche 4 und eine Rückfläche 6, die eine Keilnut 8 umfassen können, in die ein Schlüssel auf einer Bearbeitungswerkzeugsspindel eingefügt wird, wenn das Schneidwerkzeug auf dem Bearbeitungswerkzeug installiert wird. Der äußere Abschnitt des Schneidkörperelements 2 umfasst eine Vielzahl einzelner Vorsprünge 10, zwischen welchen Schneidklingenaufnahmeschlitze 12 definiert sind, die gemäß einem gewünschten Hakenwinkel wie in der Technik bekannt ausgerichtet sind. Jeder der Vorsprünge 10 hat eine Außenfläche 14 und mindestens eine und vorzugsweise alle der Vorsprungsaußenflächen umfassen einen Keil 16 in einer Form, gewöhnlich rechteckig, die im Allgemeinen den zugehörigen Aufnahmeschlitzen in dem Klemmring wie weiter unten detailliert beschrieben entsprechen.
Die Vorderfläche 4 des Schneidkopfs kann ferner eine ringförmige Vertiefung 18 umfassen, die konzentrisch um die Achse T angeordnet ist. Bei bestimmten Schneidverfahren, wie zum Beispiel beim Schneiden von Zahnrädern, kann Interferenz zwischen dem Werkstück und der Fläche des Schneidwerkzeugs auftreten. Durch Einfügen der ringförmigen Vertiefung 18 wird ausreichend Abstand geschafft, um das ordentliche Positionieren des Werkzeugs und des Werkstücks für ein Schneiden ohne Interferenz zu erlauben.
5 ist eine vergrößerte Ansicht zweier aufeinander folgender Klingenaufnahmeschlitze 12, die folgende Beschreibung gilt jedoch für alle Schlitze im Schneidkopf.
Die Schlitze umfassen jeweils einander gegenüber liegende erste und zweite Seitenflächen 20, 22. Jeder Schlitz umfasst ferner einen inneren Endabschnitt, der eine erste Montagefläche 24 und eine zweite Montagefläche 26 umfasst. Die erste und zweite Montagefläche 24, 26 erstrecken sich zueinander, wobei sich die erste Montagefläche 24 in einem Winkel A von weniger als 90 Grad in Bezug auf die erste Seitenfläche 20, und sich die zweite Montagefläche 26 in einem Winkel von weniger als 90 Grad in Bezug auf die zweite Seitenfläche 22 erstreckt. Die erste und zweite Montagefläche 24, 26 erstrecken sich zueinander und enden kurz vor ihrer Schnittstelle an einer innersten Rille 28, die als ein „Check" bekannt ist, das dazu dient, Bearbeitungsabstand beim Endfertigen der Montageflächen zu bieten, weil ein Werkzeug eine scharte Kante nicht gründlich und wiederholt bearbeiten kann und weil eine scharfe Kante außerdem Stresskonzentration verursacht.
Vorzugsweise ist der Winkel A, wenn die erste Seitenfläche 20 in die Schneidrichtung wie durch den Pfeil der Schneiddrehrichtung R gezeigt vor der zweiten Seitenfläche 22 liegt, gleich etwa 60 Grad, und der Winkel B ist gleich etwa 30 Grad. Wenn die Drehrichtung natürlich zur gezeigten umgekehrt ist, sind die Winkelrichtungen der Montageflächen umgekehrt. Auf jeden Fall ist es wünschenswert, die steilere Montagefläche (26 in 5) so positioniert zu haben, dass sie eine größere Menge der Schneidkräfte als die andere Montagefläche absorbiert. Die steilere Fläche lenkt mehr der Schneidkräfte nach innen zur Mitte des Schneidkopfs, wobei die Tendenz des Entwickelns von Rissen zwischen den Vorsprüngen 10 verringert wird, weil weniger tangentiale Kräfte auf die Vorsprünge einwirken. Daher sollte die Rückseite einer Schneidklinge gegen die steilere Montagefläche positioniert sein.
Zum Untersuchen der Schneidkopfstärke wurden die folgenden Schneidköpfe bewertet:

(1) ein Schneidkopf mit einem im Allgemeinen rechteckig geformten Schlitz,
(2) der Schneidkopf der oben besprochenen Veröffentlichung WO 97/39851 mit inneren Endklingenmontageflächen, die jeweils in 45 Grad in Bezug auf ihren daneben liegenden Seitenflächen ausgerichtet sind, und
(3) der Schneidkopf der vorliegenden Erfindung, wie oben besprochen, mit Innenendmontageflächen, die in 60 Grad (Winkel A) und in 30 Grad (Winkel B) in Bezug auf ihre daneben liegenden Seitenflächen ausgerichtet sind.

Der Test erfolgte durch Installieren einer Schneidklinge in einem Schlitz jedes der oben genannten Schneidköpfe und durch Ausüben einer Kraft in die entsprechende Richtung auf die Schneidkante der Schneidklinge, um ein tatsächliches Schneiden nachzuahmen. Die Kraft wurde auf jedem Schneidkopf gesteigert, bis in dem Schneidkopf Risse auftraten. Der herkömmliche Schneidkopf (1) zeigte Risse bei einer Kraft von 4 800 Pfund, während der Schneidkopf mit 45 Grad-Montageflächen (2) bei 6 100 Pfund rissig wurde. Der Schneidkopf der vorliegenden Erfindung (3) riss bei 9 200 Pfund und zeigte daher eine signifikante Zunahme der Stärke gegenüber den zwei anderen Schneidköpfen.
Jeder Klingenaufnahmeschlitz 12 umfasst ferner vorzugsweise eine erste Schulter 30 und eine zweite Schulter 32 an der Schnittstelle der zugehörigen Seitenfläche mit seiner Montagefläche. Der Zweck dieser Schultern besteht darin, eine kleine Menge von Abstand C (zum Beispiel etwa 0,005 Zoll (0,127 mm)) zwischen einer Schneidklinge 34 und der ersten und der zweiten Seitenfläche des Aufnahmeschlitzes 12 zu bieten. Siehe dazu 6. Bei dieser Anordnung tritt der ganze Kontakt zwischen der Schneidklinge 34 und dem Aufnahmeschlitz 12 an den Montageflächen 24, 26 auf, so dass ein formschlüssiger Sitz der Schneidklinge gegen diese Montageflächen geschaffen wird.
Um das Schneidkörperelement 2 ist ein Klemmring 40 wie in 7 sichtbar angeordnet, die davon eine Unteransicht darstellt. Der Klemmring 40 wird auf etwa 400°F (204°C) erhitzt, um den Durchmesser des Rings ausreichend auszudehnen, um es zu erlauben, den erhitzten Ring über das Schneidkörperelement 2 zu platzieren (9). Nach dem Abkühlen schrumpft der Ringdurchmesser, so dass der Klemmring 40 am Schneidkörperelement 2 haftet. Der Klemmring wird um das Schneidkörperelement gelegt, so dass die Keile 16 auf der Außenfläche 14 der Vorsprünge 10 in zugehörige Schlitze 42 eingefügt werden, die auf der Innenseite des Klemmrings 40 (10) liegen. Sobald die Keile 16 in die Aufnahmeschlitze 42 eingefügt sind, können der Keil 16 und der Aufnahmeschlitz 42 durch Schweißen zusammengeheftet werden, wie von 52 in 10 gezeigt, um das Haften des Klemmrings 40 auf dem Schneidkörperelement 2 weiter sicherzustellen und jede relative Drehung zwischen den beiden Bauteilen während der Schneidvorgänge zu vermeiden. Zur Darstellung sind zwei Schneidklingenrohlinge 34 in den Aufnahmeschlitzen in 9 und 10 gezeigt.
Ferner umfasst der Klemmring 40 einen inneren Kanal 44, wie in 8 gezeigt. Klingenklemmmittel, die weiter unten besprochen werden, werden über Schrauben positioniert, die sich durch Gewindebohrungen 46 erstrecken. Bei dieser Anordnung können die Klemmmittel in dem Kanal zurückgehalten werden, wenn die Schrauben herausgenommen werden, so dass Schneidklingen in den Aufnahmeschlitz 12 eingefügt und aus ihm herausgenommen werden können, ohne dass die Klemmmittel aus dem Aufnahmeschlitz fallen. In 8 sieht man auch Aufnahmeschlitze 42, in welche Keile 16 eingefügt werden, wenn der Klemmring 40 um das Schneidkörperelement 2 platziert wird. Ferner umfasst der Klemmring eine Deckfläche 48 sowie eine konische Bodenfläche 50, was nicht nur das Gewicht des Schneidkopfs verringert sondern auch einen praktischen Griff zum Erfassen bildet, um den Schneidkopf zu bewegen.
Die Schneidklingenklemmmittel sind in 11 bis 14 gezeigt. Der Klemmblock 60 ist in 11 gezeigt, wobei der Klemmblock in einer ungeklemmten Stellung gezeigt ist. Der Klemmblock umfasst eine Vorderfläche 70, die eine Schneidklinge und eine Rückseite 72 berührt. Die Klemmmittel umfassen ein Gehäuse 62 in den Klemmblock 60 eingebaut, um den Kopfabschnitt 64 einer Klemmschraube 66 wie in 14 gezeigt aufzunehmen. Der Gewindeabschnitt der Klemmschraube 66 ist an den Kopfabschnitt 64 über einen Halsabschnitt 68 angeschlossen. Das Aufnahmegehäuse 62 hat eine allgemein schachtelähnliche Gestalt mit einem offenen Boden und einem Vorderabschnitt 74, der eine halbkreisförmige Öffnung 76 (12) enthält. Die halbkreisförmige Öffnung 76 ist groß genug, um über den Halsabschnitt 68 der Klemmschraube 66 zu passen, ist aber auch klein genug, um das Durchgehen des Kopfabschnitts 64 mit dem größeren Durchmesser zu verhindern. Die Deckfläche 79 des Klemmblocks kann wie in 12 gezeigt um eine Menge abgewinkelt werden, um zum Hakenwinkel des Aufnahmeschlitzes 12 im Schneidkopf zu passen.
Zu beachten ist, dass in dem Aufnahmegehäuse 62 die Rückfläche 72 des Klemmblocks 60 bearbeitet sein sollte, um im Wesentlichen parallel zur Vorderfläche 70 wie in 78 in 13 gezeigt zu liegen. Das erlaubt es dem Kopfabschnitt 64 der Klemmschraube 66, sich gleichmäßig gegen die Rückfläche 72 zu fügen, wenn eine Schneidklinge in dem Aufnahmeschlitz 12 wie in 15 dargestellt eingeklemmt wird.
Wenn eine Schneidklinge aus einem Aufnahmeschlitz 12 des Schneidkopfs herausgenommen oder in ihn eingefügt werden soll, wird die Klemmschraube 66 gedreht, um sie aus dem Klemmring 40 zu nehmen. Diese Bewegung bewirkt, dass der Kopfabschnitt 64 die Innenfläche 81 des Vorderabschnitts 74 des Aufnahmegehäuses 62 aufnimmt und dabei den Klemmblock 60 zur Innenfläche des Klemmrings 40 bewegt. Das Aufnahmegehäuse 62 hat eine Größe, die in den inneren Kanal 44 des Klemmrings 40 wie in 14 sichtbar passt. Die Rückfläche 72 des Klemmblocks 60 ist eine abgewinkelte Fläche, wie in 13 ersichtlich, die in etwa der Biegung der Innenfläche des Klemmrings 40 entspricht und dadurch erlaubt, dass die Rückseite 72 des Klemmblocks 60 gegen die Innenfläche des Klemmrings 40 positioniert wird. Bei dieser Anordnung besteht ausreichend Abstand, um eine Schneidklinge in den Aufnahmeschlitz einzufügen und/oder aus ihm herauszunehmen, während der Klemmblock 60 in dem Aufnahmeschlitz 12 des Schneidkopfs in Position gehalten wird.
Die Form der Vorderfläche 70 des Klemmblocks 60 ist der, die in der Veröffentlichung WO 97/39851, die zuvor besprochen wurde, darin ähnelt, dass die Form der Vorderfläche 70 im Allgemeinen eine konkave Form hat, vorzugsweise aus gehärtetem Federstahl. Der Vorteil dieser Form besteht darin, dass beim Klemmen gegen eine Schneidklinge Klemmkräfte nicht nur entlang der Kraft der Klemmschraube 66 auftreten, sondern dass Klemmkräfte auch an den Enden des Klemmblocks 60 aufgrund der Form des Klemmblocks 60 und der gesteigerten Kräfte, die an den Enden des Klemmblocks 60 entstehen, vorliegen, wenn er elastisch von seiner ursprünglichen konkaven Gestalt zu einer im Wesentlichen flachen Form gegen die Schneidklinge verformt wird. Zusätzlich zu den Klemmkräften sind auch Reibungskräfte zwischen dem Ende gegenwärtig und Klemmschraubenklemmkräfte, die beim Sichern der Schneidklinge in ihrer Stellung im Schneidkopfschlitz helfen. Nachdem die konkave Gestalt gerade gerichtet wurde, tritt an der Klemmschraube eine Zunahme des Drehmoments auf. Das kann als ein Stoppsignal erfasst werden, so dass kein Kraftmessschlüssel erforderlich ist.
Bei dem Klemmblock der 11 sieht man, dass die Klemmschraube und/oder Befestigungsmittel asymmetrisch entlang der Länge des Klemmblocks angeordnet sind, so dass sich unterschiedliche Klemmdrücke an den Enden des Klemmblocks ergeben. Diese Anordnung ist günstig, wenn zusätzlicher Klemmdruck in der Nähe des Schneidendes der Schneidklinge gewünscht wird, wie zum Beispiel in den Situationen, in welchen eine signifikante Länge der Schneidklinge über die Seite des Schneidkopfs hinaus steht.
Der konkave Klemmblock steuert die Klemmkraft und die Druckverteilung zwischen dem Klemmblock und der Schneidklinge. Im Wesentlichen ist der Radius der Biegung des konkaven Klemmblocks der Steuerparameter, und das erlaubt einen „eingebauten" Mechanismus zum Steuern des Klemmdrucks durch Verändern des Radius der Biegung des Klemmblocks. Durch das Steuern der Klemmkraft des Klemmblocks kann eine zulässige maximale Klemmkraft in dem Klemmblock konzipiert werden, bei deren Überschreiten die Bewegung der Schneidklinge in einem Schneidkopfschlitz erlaubt wird, so dass, wenn die Schneidkräfte größer werden als die maximale Klemmkraft, ein Beschädigen einer Schneidklinge vermieden wird.
15 zeigt die Schneidklingen 80 und 82, die in einem erfindungsgemäßen Schneidkopf in Stellung geklemmt sind. Die Klemmschrauben 66 wurden nach innen gedreht, so dass der Klemmschraubenkopfabschnitt 64 mit der Fläche 78 innerhalb des Aufnahmegehäuses 62 eingreift, so dass das Aufnahmegehäuse 62 in eine Richtung nach innen aus dem inneren Kanal 44 bewegt wird, während der Klemmblock 60 gleichzeitig nach innen zur Berührung mit einer Seitenfläche der Schneidklingen 80 und 82 bewegt wird.
Wie in 15 gezeigt, haben die Schneidklingen 80 und 82 zugehörige Spanflächen 84, 86, die in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind, wobei der Fachmann versteht, dass angesichts der Schneiddrehungsrichtung R wie gezeigt die Schneidklinge 80 eine Außenseitenschneidklinge ist und eine konkave Zahnflanke eines Werkstücks schneidet, während die Schneidklinge 82 eine Innenseitenschneidklinge ist und eine konvexe Zahnflanke eines Werkstücks schneidet.
Ein Schneidklingenrohling 88 zum Positionieren in den Aufnahmeschlitzen 12 des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs ist in 16 gezeigt. Die allgemeine Form der Schneidklinge ist die, die im oben besprochenen Dokument WO 97/39851 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die Montageflächen 96 und 98 statt in 45 Grad zu ihren zugehörigen Seitenflächen 90 und 92 ausgerichtet zu sein, wie es in der oben genannten Veröffentlichung vorgezogen wird, die Montageflächen in einem Winkel A gleich 60 Grad und einem Winkel B gleich 30 Grad wie in 17 ersichtlich ausgerichtet sind. Diese Winkel entsprechen den Winkeln A und B, die in Bezug auf die Montageflächen 24, 26, der Klingenaufnahmeschlitze 12 in 5 und 6 gezeigt sind. Der Schneidklingenrohling 88 umfasst ferner eine äußere Endfläche 94 und eine innere Endfläche 100.
Der Schneidklingenrohling 88 kann aus jedem geeigneten Werkzeugwerkstoff hergestellt werden, wie zum Beispiel aus Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl (zum Beispiel M4) oder Hartmetall, wie zum Beispiel Fine Grain K-Grade WC-Co oder aus den Sorten K-P mit einem oder mehreren der Elemente Co, Ti und Ta.
18 und 19 stellen in Vergrößerung Schnittansichten der Schneidklingen 80 und 82 mit den Spanflächen 84 und 86 (wie in 15 sichtbar) dar, wobei die gestrichelten Linien das Material angeben, das von einem Klingenrohling abgetragen wurde, wie zum Beispiel der Klingenrohling der 16 und 17, um die gezeigten Spanflächen zu bilden. Natürlich würden an dem Ende 102 Schneid- und Freiprofilflächen hergestellt. Man erkennt auch, dass der Winkel A in Bezug auf die Seitenfläche 92 gemessen werden könnte, wenn die Spanflächen 84 oder 86 gegenwärtig sind.
20 zeigt eine derartige Schneidklinge 80, deren Querschnitt in 18 gezeigt ist. Die Schneidklinge 80 umfasst eine Schneidseitenprofilfläche 108, die an ihrer Schnittstelle mit der vorderen Spanfläche 84 eine Schneidkante 110 bildet. Eine Freiprofilfläche (nicht dargestellt) ist auf der gegenüberliegenden Seite der Schneidklinge 80 ausgebildet, und ihre Schnittstelle mit der vorderen Spanfläche 84 und der Montagefläche 96 bildet zugehörige Freikanten 112 und 114. Die Schneidklinge 80 umfasst auch eine Spitze 116, die in einem Reliefwinkel α ausgebildet ist. Falls erwünscht, kann die Schneidklinge 80 ferner einen Schlitz umfassen, der sich längs in der Vorderfläche der Klinge erstreckt, um eine Nebenschneidkante zu bilden, wie aus der oben besprochenen Patentschrift U.S. 4 575 285 bekannt.
Wenn natürlich die Schneiddrehungsrichtung, die in 15 gezeigt ist, umgekehrt wird, könnte der Schneidklingenrohling 88, wie in 16 gezeigt, um 180 Grad (die Enden 102 und 104 sind umgekehrt) gedreht werden, und die Schneid- und Freiprofilflächen könnten dann an dem Ende 104 ausgebildet werden.
Auch wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht sich von selbst, dass sie nicht auf diese beschränkt ist.

Claims

Schneidkörperelement (2) eines Schneidwerkzeugs zum Herstellen verzahnter Werkstücke, wobei das Schneidkörperelement Folgendes umfasst: eine im Allgemeinen kreisförmige Gestalt mit einer Vorderfläche (4), einer Rückfläche (6) und einer Drehachse (T), wobei das Schneidkörperelement einen Außenabschnitt besitzt, der eine Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen (10) umfasst, die um den Schneidkörper herum von einander beabstandet angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Vorsprüngen Aufnahmeschlitze (12) für Schneidklingen definiert, und jeder einzelne Vorsprung weiters eine Außenfläche (14) umfasst, wobei jeder der Klingenaufnahmeschlitze einander gegenüberliegende erste (20) und zweite (22) Seitenflächen sowie einen inneren Endabschnitt umfasst, wobei der innere Endabschnitt ein Paar abgewinkelter Montageflächen besitzt und sich eine der Montageflächen (24) von der ersten Seitenfläche und sich die anderen Montageflächen (26) von der zweiten Seitenfläche erstrecken, wobei sich die abgewinkelten Montageflächen zueinander erstrecken und jede der abgewinkelten Montageflächen in einem Winkel von nicht weniger als 90 Grad in Bezug auf die zugehörige Seitenfläche ausgerichtet ist, worin die erste Seitenfläche in Bezug auf die Schneiddrehrichtung (R) vor der zweiten Seitenfläche liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (A) zwischen der ersten Seitenfläche und der zugehörigen abgewinkelten Montagefläche größer ist als der Winkel (B) zwischen der zweiten Seitenfläche und der zugehörigen abgewinkelten Montagefläche.
Schneidkörperelement nach Anspruch 1, worin zumindest eine Außenfläche einen Keil (16) einschließt, der von der Außenfläche nach außen vorragt.
Schneidkörperelement nach Anspruch 1 oder 2 weiters umfassend: eine ringförmige Vertiefung (18) in der Vorderfläche, wobei die ringförmige Vertiefung vom Außenabschnitt radial nach innen und konzentrisch um die Achse angeordnet ist.
Schneidkörperelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 worin jeder der einzelnen Vorsprünge einen Keil einschließt, der von der jeweiligen Außenfläche vorragt.
Schneidkörperelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Winkel zwischen der ersten Oberfläche und der zugehörigen abgewinkelten Montageoberfläche etwa 60 Grad beträgt und der Winkel zwischen der zweiten Seitenfläche und der zugehörigen abgewinkelten Montagefläche etwa 30 Grad entspricht.
Schneidwerkzeug zum Herstellen von verzahnten Werkstücken, wobei das Schneidwerkzeug Folgendes umfasst: ein Schneidkörperelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ein Klemmring (40), der sich um das Schneidkörperelement erstreckt, und zumindest eine Schneidklinge (34, 80, 82), die in zumindest einem der Klingenaufnahmeschlitze angeordnet ist, wobei zumindest eine Schneidklinge eine Seitenfläche aufweist und ein Abschnitt der Seitenfläche eine Gestalt besitzt, die komplementär zu den abgewinkelten Oberflächen ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 6 worin zumindest eine Schneidklinge einen ersten abgewinkelten Abschnitt (96) umfasst, der in Bezug auf eine zugehörige erste Seiten fläche (90) in einem Winkel von etwa 60 Grad ausgerichtet ist und komplementär zur ersten abgewinkelten Montagefläche der Klingenaufnahmenschlitze ist, wobei zumindest eine Schneidklinge zudem einen zweiten abgewinkelten Abschnitt (98) umfasst, der in Bezug auf eine zugehörige zweite Seitenfläche (92) in einem Winkel von etwa 30 Grad ausgerichtet ist und komplementär zur zweiten abgewinkelten Seitenfläche der Klingenaufnahmeschlitze ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7 worin der innere Endabschnitt weiters eine Endfläche einschließt, die sich zwischen den ersten und zweiten abgewinkelten Montageflächen erstreckt.
Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8 mit einem Schneidringelement (40), das um das Schneidkörperelement angeordnet ist, wobei das Schneidringelement Folgendes umfasst: eine Außenfläche, die sich in einer vorbestimmten Höhe zwischen einem ersten Außenflächen-Ende und einem zweiten Außenflächen-Ende erstreckt, eine Innenfläche, die innerhalb der Außenfläche angeordnet ist und im Allgemeinen parallel zur Außenfläche verläuft, wobei sich die Innenfläche zwischen einem ersten Innenflächen-Ende und einem zweiten Innenflächen-Ende erstreckt und der Abstand zwischen dem ersten Ende der Außenfläche und dem ersten Ende der Innenfläche eine Deckfläche (48) des Schneidringelements definiert, eine Schulterfläche, die angrenzend an das zweite Ende der Innenfläche angeordnet ist, wobei sich die Schulterfläche außerhalb zur Außenfläche hin erstreckt und darin zumindest eine Keilnut aufweist, und eine konische Bodenfläche (50), die sich winklig zwischen der Schulterfläche und dem zweiten Ende der Außenfläche erstreckt.
Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das ein Klemmmittel zum Befestigen der Schneidklingen im Schneidkörperelement beinhaltet, wobei das Klemmmittel Folgendes umfasst: einen Klemmblock (60) zum Eingreifen einer oder mehrerer Schneidklingen durch den Schneidkopf, wobei der Klemmblock eine Länge, eine der Länge nach konkave Gestalt in ungeklemmtem Zustand aufweist, und ein Befestigungsmittel (66) zum Befestigen des Klemmmittels an einem Abschnitt des Schneidkopfs beinhaltet, worin das Befestigungsmittel am Klemmblock entlang der Länge des Blocks asymmetrisch befestigt ist.
Schneidkopf, bei dem eine Schneidklinge zum Herstellen verzahnter Werkstücke positionierbar ist, wobei der Schneidkopf Folgendes umfasst: ein Schneidkopfelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und einen Klemmring (40), der sich um das Schneidkörperelement erstreckt.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 7, worin die Schneidklinge weiters Folgendes umfasst: eine Spitze (116), eine äußere Endfläche (94), die sich zwischen der ersten (96) und zweiten (98) Seitenfläche erstreckt, eine innere Endfläche, die den ersten (96) und den zweiten (98) abgewinkelten Abschnitt einschließt, eine Schneidprofilfläche (108), die auf einer der inneren oder äußeren Endflächen an dem spitzen Ende der Klinge angeordnet sind, wobei am Schnittpunkt der Schneidprofilfläche und der ersten Seitenfläche eine erste Schneidkante (110) definiert ist, und eine Freiprofilfläche, die an der anderen der inneren oder äußeren Endflächen am spitzen Ende der Klinge angeordnet ist, wobei sich die Freiprofilfläche von der ersten Seitenfläche zur zweiten Seitenfläche erstreckt und eine Freikante (112) am Schnittpunkt von Freiprofilfläche und erster Seitenfläche definiert ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 12, worin die Schneidklinge weiters eine Endfläche (100) einschließt, die sich vom ersten und zweiten abgewinkelten Abschnitt erstreckt.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 12 oder 13, worin zumindest ein Abschnitt der ersten Seitenfläche der Schneidklinge in einem vorbestimmten Spanwinkel ausgerichtet ist.