EP1658153A1 - Schneidplatte für einen fingerfräser - Google Patents

Schneidplatte für einen fingerfräser

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EP1658153A1
EP1658153A1 EP04764232A EP04764232A EP1658153A1 EP 1658153 A1 EP1658153 A1 EP 1658153A1 EP 04764232 A EP04764232 A EP 04764232A EP 04764232 A EP04764232 A EP 04764232A EP 1658153 A1 EP1658153 A1 EP 1658153A1
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EP
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cutting edges
cutting
radius
curvature
parallelogram
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EP04764232A
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Heinz Deitert
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Depo GmbH and Co KG
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Depo GmbH and Co KG
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Publication date
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    • Y10T407/245—Cutters, for shaping with chip breaker, guide or deflector comprising concave surface in cutting face of tool

Definitions

  • the invention relates to a cutting insert for a end mill for machine milling with the basic shape of a parallelogram, along the longitudinal sides of which straight cutting edges are formed, to which radius cutting edges are connected, which are located on the parallelogram corners with the smaller corner angles. Furthermore, cutting edges (3) with a convex curvature are arranged on the parallelogram transverse sides, the at least one radius of curvature of which is several times larger than the radius of curvature of the radius cutting edges.
  • Cutting plates of the aforementioned type are known from document US 5,413,023 B1.
  • Such inserts are releasably attached to a tool holder of the end mill, they are therefore interchangeable and also reversible to use either one of the two straight cutting edges or one of the curved cutting edges, which are provided for different milling jobs.
  • the use of one of the straight longitudinal cutting edges requires the cutting plate to be aligned on the end mill, in which the mutually parallel cutting edges lie parallel to the axis of rotation of the end mill. This corresponds to the so-called vertical position of the cutting plate, with which it is possible to be parallel to the straight cutting edges to process the aligned workpiece wall.
  • the cutting plate is placed in an inclined position from the vertical position in order to allow either the radius cutting edge or the less curved cutting edge on the relevant parallelogram transverse side of the cutting plate to come into contact with the workpiece.
  • the radius cutting edges are only used for easier machining in the respective inclined operating position of the cutting plates, which is why the radius cutting edges are usually used for finishing.
  • the further cutting edge located on the transverse side is brought into the workpiece engagement with a weaker curvature, in order to be able to machine a workpiece surface extending perpendicular to the milling cutter axis in particular by roughing.
  • the less curved cutting edges on the transverse sides of the insert not only have a larger radius of curvature than the corner-side radius cutting edges, they can also be made considerably longer than the radius cutting edges. As a result, much less cutting is achieved with the weakly curved cutting edges than with the strongly curved radius cutting edges.
  • the invention is therefore based on the object to provide inserts of the type described, in which the less curved cutting edges on the transverse sides are offset from the corner-side radius cutting edges with a greater curvature and the operation with the radius cutting edges on the one hand and the weakly curved cutting edges on the other hand have a clearly distinguishable inclination position the inserts required.
  • This object is achieved according to the invention in that there is an edge region with a concave curvature on the transverse sides between the radius cutting edges and the convexly curved cutting edges, depending on the inclination of the cutting plate, either the radius cutting edge or the convexly curved cutting edge on the respective transverse side in workpiece engagement comes.
  • the concavely curved The area between the radius cutting edges and the other, weakly curved cutting edges on the transverse cutting edge sides allows either only the workpiece engagement with the radius cutting edge or only with the weakly curved further cutting edge on the respective transverse side. This makes it easier to avoid incorrect processing.
  • Fig. 1 shows the view of a cutting plate according to the invention in the inclined position for a finishing process with one of the corner radius cutting edges and
  • 1 and 2 show the outline of the cutting plate, which essentially corresponds to that of a parallel corresponds to grammes, apart from the execution of the curved transverse sides, which will be discussed below.
  • the cutting plate has longitudinal edges that are parallel to one another and are designed as cutting edges 1. This means that milling work can also be carried out in the vertical position of the insert. In this position, not shown in the drawing, the longitudinal center line B of the cutting plate coincides with the axis of rotation A of the milling cutter.
  • the insert has corners with a corner angle greater than 90 degrees and corners with a corner angle less than 90 degrees.
  • the cutting plate has radius cutting edges 2 which have a relatively strong curvature.
  • the radius of curvature Rl is correspondingly small.
  • the radius cutting edges 2 represent the continuation of the longitudinal cutting edges 1, and they are designed to extend around the respective corner of the cutting plate.
  • the radius cutting edges 2 which are convexly curved towards the outside, merge into a concavely curved edge region 4, which has a corresponding negative radius of curvature.
  • This curvature area 4 is followed by a less curved cutting edge 3 on the transverse cutting edge sides, which in the case of a circular curvature has a single curvature.
  • Mung radius R2 which is much larger than the radius of curvature Rl of the radius cutting edges 2.
  • a cutting insert of the type in question has a length of approximately 12 mm and a width of approximately 7 mm.
  • the radius of curvature R1 of the radius cutting edges 2 is 1 mm and the radius of curvature R2 of the transverse side cutting edges 3 is approximately 6 mm, ie it is six times the radius of curvature R1.
  • the length of the transverse side cutting edges 3 extends over approximately three quarters of the transverse side length of the cutting plate, followed by the negative curvature region 4 with a radius of curvature of approx. wa at 2 mm.
  • the above-mentioned distances C and D at the angle of inclination ⁇ of the insert result from the fact that of the two tangents Tl and T2 shown in FIG. 2, the tangent T2 is closer to the center M of the insert than the tangent Tl. It is important for this definition that the tangent Tl is applied to the slightly curved transverse side cutting edge so that one of the perpendiculars to this tangent Tl passes through the center M of the cutting plate. Consequently, the base angle of this perpendicular to the tangent T1 is 90 degrees. It is also important for this definition that the tangent T2 to the radius cutting edge T2 is the one that runs parallel to the tangent Tl.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Eine solche Schneidplatte für maschinelle Fräsungen hat die Grundform eines Parallelogramms, entlang dessen Längsseiten (1) gerade Schneidkanten (2) ausgebildet sind. Daran schliessen sich Radiusschneidkanten an, welche sich an den Parallelogrammecken mit den kleineren Eckwinkeln befinden und in Kanten übergehen, die im Bereich der Parallelogrammquerseiten verlaufen. Um auch die Querseiten der parallelogrammartigen Grundform der Schneidplatte für Fräsvorgänge nutzen zu können, sind an den Parallelogramm­-Querseiten Schneidkanten mit einer konvexen Krümmung (3) angeordnet, deren zumindest einer Krümmungsradius R2 um ein Mehrfaches grösser als der Krümmungsradius der Radiusschneidkanten R1 ist. Zwischen diesen weniger gekrümmten Schneidkanten und den Radiusschneidkanten befindet sich ein Kantenbereich (4) mit einer konkaven Krümmung.

Description

SCHNEIDPLATTE FÜR EINEN FINGERFRÄSER
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneidplatte für einen Fingerfräser für maschinelle Fräsungen mit der Grundform eines Parallelogramms, entlang dessen Längsseiten gerade Schneidkanten ausgebildet sind, an die sich Radiusschneidkanten anschließen, welche sich an den Parallelogrammecken mit den kleineren Eckwinkeln befinden. Ferner sind an den Parallelogramm-Querseiten Schneidkanten (3) mit einer konvexe Krümmung angeordnet, deren zumindest einer Krümmungsradius um ein Mehrfaches größer als der Krümmungsradius der Radiusschneidkanten ist.
STAND DER TECHNIK
Schneidplatten der vorgenannten Art sind aus dem Dokument US 5,413,023 Bl bekannt. Solche Schneidplatten werden an einem Werkzeughalter des Fingerfräsers lösbar befestigt, sie sind somit auswechselbar und auch wendbar, um wahlweise eine der beiden geraden Schneidkanten oder eine der gekrümmten Schneidkanten zu benutzen, die für unterschiedliche Fräsarbeiten vorgesehen sind. Der Einsatz einer der ge- raden längsseitigen Schneidkanten erfordert eine Ausrichtung der Schneidplatte am Fingerfräser, in welcher die miteinander parallelen Schneidkanten mit der Rotationsachse des Fingerfräsers parallel liegen. Dies entspricht der sogenannten Senkrechtstellung der Schneidplatte, mit der es möglich ist, eine zu den geraden Schneidkanten parallel ausgerichtete Werkstückwand zu bearbeiten. Für eine Werkstückbearbeitung mittels einer der gekrümmten Schneidkanten wird die Schneidplatte aus der Senkrechtstellung heraus in eine Schräglage versetzt, um entweder die Radiusschneidkante oder die schwächer gekrümmter Schneidkante an der betreffenden Parallelogramm-Querseite der Schneidplatte in den Werkstückeingriff kommen zu lassen.
Wegen der relativ kleinen Geometrie der Radiusschneidkanten wird mit diesen allein nur eine leichtere Zerspanung in der betreffenden, geneigten Betriebslage der Schneidplatten vorgenommen, weshalb hierbei mit den Radiusschneidkanten üblicherweise eine Schlichtbearbeitung vorgenommen wird. Bei entsprechend stärker geneigter Stellung der Schneidplatte wird die weitere, an der Querseite befindliche Schneidkante mit schwächerer Krümmung in den Werkstückeingriff gebracht, um insbesondere eine senkrecht zur Fräser- achse sich erstreckende Werkstückfläche durch Schruppen bearbeiten zu können. Die schwächer gekrümmten Schneidkanten an den Querseiten der Schneidplatte haben nicht nur einen größeren Krümmungsradius gegenüber den eckseitigen Radiusschneidkanten, sie können auch erheblich länger als die Ra- diusschneidkanten ausgeführt werden. Dadurch erreicht man mit den schwächer gekrümmten Schneidkanten eine weitaus höhere Zerspanung als mit den stark gekrümmten Radiusschneidkanten.
Bei den bekannten Schneidplatten geht die stärker konvexe - Δ -
Krümmung der Radiusschneidkanten in die schwächere konvexe Krümmung der Schneidkanten an den Schneidplatten-Querseiten allmählich über, dementsprechend vergrößert sich von der jeweiligen Radiusschneidkante weg der Krümmungsradius stetig. Eine definierte Abgrenzung der Radiusschneidkanten gegenüber den schwächer gekrümmten Schneidkanten an den Schneidplatten-Querseiten besteht somit nicht.
DIE ERFINDUNG
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Schneidplatten der beschriebenen Art zu schaffen, bei denen die schwächer gekrümmten Schneidkanten an den Querseiten von den eckseitigen Radiusschneidkanten mit stärkerer Krümmung abgesetzt sind und der Betrieb mit den Radiusschneidkanten einerseits und den schwächer gekrümmten Schneidkanten andererseits eine deutlich unterscheidbare Neigungslage der Schneidplatten erfordert.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sich zwischen den Radiusschneidkanten und den konvex gekrümmten Schneidkanten an den Querseiten ein Kantenbereich mit einer konkaven Krümmung befindet, wobei je nach Neigungslage der Schneidplatte entweder die Radiusschneidkante oder die konvex gekrümmte Schneidkante an der jeweiligen Querseite in Werkstückeingriff kommt.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß der konkav gekrümmte Bereich zwischen den Radiusschneiden und den weiteren, schwächer gekrümmten Schneiden an den Schneidplatten- Querseiten entweder nur den Werkstückeingriff mit der Radiusschneidkante oder nur mit der schwächer gekrümmten weiteren Schneidkante an der jeweiligen Querseite zuläßt. Dadurch können Fehlbearbeitungen leichter vermieden werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
KURZBESCREIBUNG DER ZEICHNUNGSABBILDUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Schneidplatte in der Neigungslage für einen Schlicht- Vorgang mit einer der eckseitigen Radiusschneidkanten und
Fig. 2 in derselben Ansicht die Schneidplatte in der zweiten Neigungslage für Fräsarbeiten mit einer der Schneidkanten an den Plattenquerseiten.
BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im einzelnen erkennt man in den Figuren 1 und 2 den Umriß der Schneidplatte, der im wesentlichen dem eines Parallelo- gramms entspricht, sieht man von der Ausführung der gekrümmten Querseiten ab, auf die nachstehend noch eingegan- gen wird. So hat die Schneidplatte miteinander parallele Längskanten, die als Schneidkanten 1 ausgebildet sind. Damit können Fräsarbeiten auch in der Senkrechtstellung der Schneidplatte ausgeführt werden. In dieser in der Zeichnung nicht dargestellten Position fällt die Längsmittellinie B der Schneidplatte mit der Rotationsachse A des Fräsers zusammen .
Entsprechend der Grundform eines Parallelogramms hat die Schneidplatte Ecken mit einem Eckwinkel größer als 90 Grad und Ecken mit einem Eckwinkel kleiner als 90 Grad. An den Ecken mit den kleineren Eckwinkeln weist die Schneidplatte Radiusschneidkanten 2 auf, die eine relativ starke Krümmung haben. Entsprechend klein ist der Krümmungsradius Rl. Die Radiusschneidkanten 2 stellen die Fortsetzung der längssei- tigen Schneidkanten 1 dar, und sie sind bis um die jeweilige Ecke der Schneidplatte herumführend ausgebildet.
An der kürzeren, mit Krümmungen versehenen Parallelogramm- Querseite der Schneidplatte gehen die Radiusschneidkanten 2, die nach außen hin konvex gekrümmt sind, in einen konkav gekrümmten Kantenbereich 4 über, der einen dementsprechen- den negativen Krümmungsradius aufweist. An diesen Krümmungsbereich 4 schließt sich eine schwächer gekrümmte Schneidkante 3 an den Schneidplatten-Querseiten an, die im Falle einer kreisförmigen Krümmung einen einzigen Krüm- mungsradius R2 aufweist, der wesentlich größer als der Krümmungsradius Rl der Radiusschneidkanten 2 ist.
Mit den Radiusschneidkanten 2 und den Querseiten-Schneidkanten 3 an der Schneidplatte werden unterschiedliche Fräsarbeiten ausgeführt, die voneinander verschiedene Neigungslagen der Schneidplatte erfordern. Wird mit einer der Ra- diusschneidkanten 2 gearbeitet, wird die Schneidplatte um einen geringeren Winkel α schräggestellt, der in Figur 1 angegeben ist. Der Winkel α ergibt sich zwischen der Rotationsachse A des Fräsers und der Längsmittellinie B der Schneidplatte. Wird mit einer der Querseiten-Schneidkanten 3 gefräst, ist die Neigungslage der Schneidplatte gegenüber der Fräserachse A zu vergrößern, und es ergibt sich der Winkel ß zwischen der Fräserachse A und der Längsmittellinie B der Schneidplatte, wie er in Figur 2 veranschaulicht ist.
In einer praktischen Ausführung hat eine Schneidplatte der in Rede stehenden Art eine Länge von etwa 12 mm und eine Breite von ungefähr 7 mm. Der Krümmungsradius Rl der Radiusschneidkanten 2 beträgt ein 1 mm und der Krümmungsra- dius R2 der Querseiten-Schneidkanten 3 liegt bei ungefähr 6 mm, er beträgt also das Sechsfache des Krümmungsradius Rl. Die Länge der Querseiten-Schneidkanten 3 erstreckt sich über etwa Dreiviertel der Querseitenlänge der Schneidplatte, daran schließt zu den Radiusschneidkanten 2 hin der ne- gative Krümmungsbereich 4 mit einem Krümmungsradius von et- wa 2 mm an. Bei einer solchen Geometrie der Schneidplatte ergibt sich bei einem Neigungswinkel α (Fig. 1) von 5 Grad beim Fräseinsatz der Radiusschneidkante 2 ein Abstand zu der zu bearbeitenden Werkstückfläche von etwa 0,2 mm, somit besteht unterhalb der nicht im Einsatz befindlichen Querseiten-Schneidkante 3 ein ausreichender Freiraum. Hingegen besteht bei einem Neigungswinkel ß (Fig. 2) der Schneid- platte von 15 Grad zwischen dem unteren Scheitel der Radiusschneidkante 2 und der zu bearbeitenden Werkstückfläche ein Abstand D von 0,33 mm, so daß in diesem Fall unterhalb der Radiusschneidkante 2 ein ausreichender Freiraum gegeben ist .
Grundsätzlich ergeben sich die vorstehend erwähnten Abstände C und D bei dem Neigungswinkel ß der Schneidplatte dadurch, daß von den beiden in Figur 2 dargestellten Tangenten Tl und T2 die Tangente T2 dem Mittelpunkt M der Schneidplatte näher liegt als die Tangente Tl. Wichtig für diese Definition ist, daß die Tangente Tl an die schwach gekrümmte Querseiten-Schneidkante so angelegt ist, daß eine der Lotrechten auf diese Tangente Tl durch den Mittelpunkt M der Schneidplatte geht. Folglich beträgt der Fußwinkel dieser Lotrechten zu der Tangente Tl 90 Grad. Weiter ist für diese Definition von Bedeutung, daß die Tangente T2 an die Radiusschneidkante T2 diejenige ist, die zu der Tangente Tl parallel verläuft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schneidplatte für einen Fingerfräser für maschinelle Fräsungen mit der Grundform eines Parallelogramms, entlang dessen Längsseiten gerade Schneidkanten (1) ausgebildet sind, an die sich Radiusschneidkanten (2) anschließen, welche sich an den Parallelogrammecken mit den kleineren Eckwinkeln befinden, und an den Parallelogramm-Querseiten Schneidkanten (3) mit einer konvexen Krümmung angeordnet sind, deren zumindest einer Krümmungsradius (R2) um ein Mehrfaches größer als der Krümmungsradius (Rl) der Radiusschneidkanten (2) ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Radiusschneidkanten (2) und den konvex gekrümmten Schneidkanten (3) an den Querseiten ein Kantenbereich (4) mit einer konkaven Krümmung befindet, wobei je nach Neigungslage der Schneidplatte entwe- der die Radiusschneidkante (2) oder die konvex gekrümmte Schneidkante (3) an der jeweiligen Querseite in Werkstückeingriff kommt.
2. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvex gekrümmten Schneidkanten (3) an den Querseiten mit stetigem Verlauf an die Radiusschneidkanten (2) anschließen. Schneidplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf die Neigungslage beim Arbeiten mit einer der konvex gekrümmten Schneidkanten (3) an den Querseiten ein Abstand einer Tangente (Tl) an diese Schneidkante (3), deren Lotrechte durch den Parallelogramm- Mittelpunkt (M) hindurchgeht, von diesem Mittelpunkt (M) größer ist als der Abstand der dazu parallelen Tangente (T2) an die jeweils benachbarte Radiusschneidkante (2) .
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