SE522721C2

SE522721C2 - Indexable cutter for end milling in machine tool of contours of workpiece is asymmetrical in relation to line through hole in it

Info

Publication number: SE522721C2
Application number: SE0300740A
Authority: SE
Inventors: Bertrand Riviere; Christer Joensson; Matti Karonen
Original assignee: Seco Tools Ab
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-03-02
Also published as: SE0300740D0; SE0300740L

Abstract

The indexable cutter (30) for end milling in a machine tool of contours in a workpiece is asymmetrical in relation to a line through a hole in it. Each cutter edge part comprises a mainly straight cutting edge (32,33) and a curved cutting edge (38,39) along intersecting lines between a release surface and a swarf surface (35). The curved cutting edges have different lengths. The cutter has an under side and first and second opposing corners (36,37). The second corner (37) is defined in plan view by a radius (R1), which is at least twice as large as a radius (R2) for the first corner.

Description

20 25 30 S-568SE 2003/03/17 2 Figurförteckning Fig. 1A visar ett fräsverktyg i sidovy. Fig. 1B visar fräsverktyget i ändvy. 20 25 30 S-568EN 2003/03/17 2 List of figures Fig. 1A shows a milling tool in side view. Fig. 1B shows the milling tool in end view.

Fig. 1C visar fräsverktyget i tvärsnitt enligt linjen C-C i Fig. 1A. Fig. 1D och 1E visar sprängvyer av möjliga positioner av skäret i fräskroppen. Fig. 1F visar en hållare i sidovy med ett inre skärsäte. Fig. 1G visar hållaren i sidovy med ett yttre skärsäte.Fig. 1C shows the milling tool in cross section along the line C-C in Fig. 1A. Figs. 1D and 1E show exploded views of possible positions of the insert in the milling body. Fig. 1F shows a holder in side view with an inner cutting seat. Fig. 1G shows the holder in side view with an outer cutting seat.

Fig. 2A visar ett skär enligt föreliggande uppﬁnning i planvy. Fig. 2B visar skäret i ändvy. Fig. 2C visar skäret i sidovy. Fig. 2D visar skäret i bottenvy. Fig. 2E visar skäret i tvärsnitt enligt linjen E-E i Fig. 2A. Fig. 2F visar skäret i tvärsnitt enligt linjen F-F i Fig. 2A.Fig. 2A shows an insert according to the present invention in plan view. Fig. 2B shows the insert in end view. Fig. 2C shows the insert in side view. Fig. 2D shows the insert in bottom view. Fig. 2E shows the insert in cross section along the line E-E in Fig. 2A. Fig. 2F shows the insert in cross section along the line F-F in Fig. 2A.

Fig. 3A visar en alternativ utföringsform av ett skär enligt föreliggande uppﬁnning i planvy. Fig. 3B visar skäret i ändvy. Fig. 3C visar skäret i sidovy. Fig. 3D visar skäret i bottenvy. Fig. 3E visar skäret i tvärsnitt enligt linjen E-E i Fig. 3A. Fig. 3F visar skäret i perspektiwy.Fig. 3A shows an alternative embodiment of a insert according to the present invention in plan view. Fig. 3B shows the insert in end view. Fig. 3C shows the insert in side view. Fig. 3D shows the insert in bottom view. Fig. 3E shows the insert in cross section along the line E-E in Fig. 3A. Fig. 3F shows the insert in perspective view.

Detaﬂerad beskrivninq av uppﬁnninqen I Fig. 1A-1 E visas ett fräsverktyg 10 avsett att bearbeta främst formverktyg för formningsindustrin. Fräsverktyget har en hållare med ett skaft 11 och en främre spånavverkande ände 12. Änden 12 har två skärsäten 13, 14, vardera uppbärande ett skär 30 enligt föreliggande uppﬁnning, företrädesvis utfört i sintrad hårdmetall. Ett fastspänningsorgan eller en skruv 15 häller skäret i skärsätet. Skären 30A, 30B är så placerade att det ena skäret eller det inre skäret 30A i det inre skärsätet 13 sträcker sig in till och företrädesvis förbi verktygets centrumlinje CL. Detta innebär att verktyget kan borra i arbetsstycket.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Figs. 1A-1E show a milling tool 10 intended for machining mainly molding tools for the molding industry. The milling tool has a holder with a shaft 11 and a front chip-cutting end 12. The end 12 has two cutting seats 13, 14, each supporting a cutting insert 30 according to the present invention, preferably made of sintered cemented carbide. A clamping member or screw 15 pours the insert into the cutting seat. The inserts 30A, 30B are positioned so that one insert or the inner insert 30A in the inner insert 13 extends into and preferably past the center line CL of the tool. This means that the tool can drill into the workpiece.

Det andra skäret eller det yttre skäret 30B i det yttre skärsätet 14 anordnas något vid sidan om centrumlinjen CL. Skärens aktiva skäreggar anordnas så att de bildar en perfekt halvsfär vid rotation.The second insert or the outer insert 30B in the outer insert 14 is arranged slightly next to the center line CL. The active cutting edges of the inserts are arranged so that they form a perfect hemisphere during rotation.

Varje skärsäte 13, 14 innefattar en basyta 16, vilken har en central gängad urborrning 21 för att motta skruven 15. Skärsätet har dessutom en främre 17 och en bakre skuldra 18, där positionerna relateras till verktygets axiella riktning.Each cutting seat 13, 14 comprises a base surface 16, which has a central threaded bore 21 for receiving the screw 15. The cutting seat also has a front 17 and a rear shoulder 18, where the positions are related to the axial direction of the tool.

Basytan 16 innefattar två utsprång 19, 20, anordnade på ömse sidor om och på 10 15 20 25 30 . . . ... . . . . - . .. .. .... . . ü - .. . . . . . . . . . . ' '..' ' 2 ' ' ' ° ' . t . .. 2 .. 2"! I. i' ' S-568SE 2003/03/17 3 olika avstånd från urborrningen 21. Det axiellt främre utsprånget 19 ansluter radiellt utåt till verktygets mantelyta och har utsträckning radiellt inåt ungefär halvvägs mot den främre skuldran 17. Det axiellt bakre utsprånget 20 ansluter radiellt inåt till området för den bakre skuldran 18 och har utsträckning radiellt utåt ungefär halvvägs i riktning mot mantelytan. l det inre skärsätet 13 bildar en förlängning av varje utsprång 19, 20 en spetsig vinkel d med centrumlinjen CL, se Fig. 1F. l det yttre skärsätet 14 bildar en förlängning av varje utsprång 19, 20 en spetsig vinkel ß med centrumlinjen CL, se Fig. 1G. Vinkeln a är mindre än vinkeln ß. Varje utsprång 19, 20 har ett i huvudsak rektangulärt tvärsnitt med en något fasad ovansida.The base surface 16 comprises two projections 19, 20, arranged on either side of and on the surface. . . .... . . . -. .. .. ..... . ü - ... . . . . . . . . . '' .. '' 2 '' '°'. t. . The axially rear projection 20 connects radially inwardly to the area of the rear shoulder 18 and extends radially outwardly approximately halfway in the direction of the mantle surface. , see Fig. 1F. In the outer cutting seat 14 an extension of each projection 19, 20 forms an acute angle ß with the center line CL, see Fig. 1G. The angle a is smaller than the angle ß. Each projection 19, 20 has a substantially rectangular cross-section with a slightly bevelled top.

Skäret 30 som visas i Fig. 2A-2F passar som sagts ovan i båda skärsätena 13, 14. Skäret är asymmetriskt med avseende på en linje genom ett skärets hål 31. Nämnda linje skär skärets hål 31 och båda skärhörnen 36, 37. Skäret hari planvy så kallad ögonform eller lövform och innefattar två skäreggspartier, varvid varje skäreggsparti består av en i huvudsak rak skäregg 32, 33 och en i planvy krökt skäregg 38, 39 längs respektive skärningslinjer mellan en släppningsyta 34A och en spånyta 35. De krökta skäreggarna 38, 39 har olika längd. De raka skåreggama 32, 33 är ej parallella utan bildar en vinkel med varandra lämpligen mellan 4 och 20°, företrädesvis mellan 6 och 15°. De raka skäreggarna ansluter i riktning mot motstående skärhöm 36, 37 till krökta skäreggar 38, 39. De krökta skäreggarna 38, 39 deﬁnieras båda av radier, till exempel mellan 5 och 25 mm.The insert 30 shown in Figs. 2A-2F fits as stated above in both insert seats 13, 14. The insert is asymmetrical with respect to a line through a hole 31 of said insert. plan view so-called eye shape or leaf shape and comprises two cutting edge portions, each cutting edge portion consisting of a substantially straight cutting edge 32, 33 and a cutting edge 38, 39 curved in plan view along respective intersecting lines between a clearance surface 34A and a chip surface 35. The curved cutting edges 38, 39 have different lengths. The straight cutting edges 32, 33 are not parallel but form an angle with each other suitably between 4 and 20 °, preferably between 6 and 15 °. The straight cutting edges connect in the direction of opposite cutting corners 36, 37 to curved cutting edges 38, 39. The curved cutting edges 38, 39 are both separated by radii, for example between 5 and 25 mm.

Den krökta skäreggen 38 sammanfaller med en cirkelsektor om cirka 85 till 97° medan den krökta skäreggen 39 sammanfaller med en cirkelsektor om cirka 95 till 107°. De krökta eggarna 38, 39 har radier som i monterat tillstånd äri huvudsak identiska. Den krökta skäreggen utgör åtminstone 40 % av skärpartiets utsträckning. De krökta skäreggarna 38, 39 är konvexa i en sidovy enligt Fig. 2C.The curved cutting edge 38 coincides with a circular sector of about 85 to 97 ° while the curved cutting edge 39 coincides with a circular sector of about 95 to 107 °. The curved edges 38, 39 have radii which in the assembled state are substantially identical. The curved cutting edge constitutes at least 40% of the extent of the cutting portion. The curved cutting edges 38, 39 are convex in a side view according to Fig. 2C.

Den undre delen 34B av släppningsytan 34 bildar en trubbig vinkel med skärets undersida 40. Den övre delen 34A av släppningsytan 34 är i huvudsak vinkelrät relativt skärets undersida 40. Den övre delen 34A medför att samhörande skäregg erhåller en relativt god hållfasthet.The lower part 34B of the clearing surface 34 forms an obtuse angle with the underside 40 of the insert. The upper part 34A of the clearing surface 34 is substantially perpendicular to the lower side 40 of the insert.

Undersidan 40 är försedd med två urtagningar eller spår 41, 42. Varje spår 41, 42 skär enbart den ena släppningsytan 34 under den krökta skäreggen 38, 10 15 20 25 30 . . » ' ' yen n o n n ~ n n n n n n n vn n nn n n v p; o I o n a n n n n nn n n nn nn « n .nu n n n I n n n n n n .n n n n »vv un nn n nn. n n n n n n n n n n nn n nn n n n n n n n n n n n n n» nn nn n. nnn n.The underside 40 is provided with two recesses or grooves 41, 42. Each groove 41, 42 intersects only one clearing surface 34 below the curved cutting edge 38, 10. . »'' Yen n o n n ~ n n n n n n n n n n n n n n n v v p; o I o n a n n n n n n n n n n n n n «n .nu n n n I n n n n n n n. n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n »nn nn n. nnn n.

S-568SE 2003/03/17 4 39. Spåret har således en begränsad utsträckning tvärs skärets längsriktning och begränsas av en ändvägg 43. Spårets nämnda utsträckning är större än 50 % av basytans 40 bredd där urtagningen anordnats. Ett område av undersidan 40 kvarstår således opåverkat av spåret varför möjlig stödyta för skäret bibehålls.S-568EN 2003/03/17 4 39. The groove thus has a limited extent across the longitudinal direction of the insert and is limited by an end wall 43. The said extent of the groove is greater than 50% of the width of the base surface 40 where the recess is arranged. An area of the underside 40 thus remains unaffected by the groove, so that the possible support surface for the insert is maintained.

Spåret har i tvärsnitt formen av en stympad triangel. Spåret 41 är ijämförelse med spåret 42 anordnat närmare hålet 31, varför skäret kan placeras på bara ett sätt i skärsätet .The track has the shape of a truncated triangle in cross section. The groove 41 is in comparison with the groove 42 arranged closer to the hole 31, so that the insert can be placed in only one way in the cutting seat.

Den krökta skäreggen ger ett positiv och konstant axiellt skärförlopp längs hela eggen.The curved cutting edge provides a positive and constant axial cutting process along the entire edge.

Skärhörnen kan uppdelas i ett första eller vasst hörn 36 och ett andra eller trubbigt hörn 37. Det trubbiga hörnet har dubbel funktion dels att skydda skäret i centrum vid bearbetning i solitt material, såsom vid borming, och dels när skäret anordnats i det yttre skärsätet kommer hörnet 37 att generera en progressiv kurva som medger steglös bearbetning av djupa skuldror. Det vassa hömet 36 kommer till användning enbart i det yttre skärsätet 14. Det trubbiga hörnet 37 deﬁnieras i planvy enligt Fig. 2A av en radie R1 som är åtminstone dubbelt så stor som radien R2 för det vassa hörnet 36. Det trubbiga hörnet 37 har en negativ spànvinkel och sluttar i riktning mot undersidan 40 från spånytan 35, det vill säga hömet 37 sluttar från spånytan 35 mot ett plan som sammanfaller med undersidan 40. Det vassa hörnet 36 har en positiv spànvinkel och innefattar en kontinuerlig förlängning av spånytan 35. Skäret har ett upphöjt centralt parti 44 kring hålet 31. Partiet 44 kan fungera som spånbrytare. Partiet 44 innefattar markeringar, där en knopp avser perifer montering och två knoppar innebär central montering. Motsvarande markeringar ﬁnns vid skärsätena 13 och 14.The cutting corners can be divided into a first or sharp corner 36 and a second or blunt corner 37. The blunt corner has a double function partly to protect the insert in the center when machining in solid material, such as when drilling, and partly when the insert is arranged in the outer cutting seat. corner 37 to generate a progressive curve that allows stepless machining of deep shoulders. The sharp corner 36 is used only in the outer cutting seat 14. The blunt corner 37 is defined in plan view according to Fig. 2A by a radius R1 which is at least twice as large as the radius R2 of the sharp corner 36. The blunt corner 37 has a negative rake angle and slopes towards the underside 40 from the rake surface 35, i.e. the corner 37 slopes from the rake surface 35 towards a plane coinciding with the underside 40. The sharp corner 36 has a positive rake angle and comprises a continuous extension of the chip surface 35. The insert has a raised central portion 44 around the hole 31. The portion 44 can act as a chip breaker. The portion 44 comprises markings, where one knob refers to peripheral mounting and two knobs mean central mounting. Corresponding markings are found at the cutting seats 13 and 14.

Fig. 3A-3F visar en alternativ utföringsform av ett skär 30' enligt föreliggande uppﬁnning. Det som skiljer skäret 30” från det tidigare beskrivna skäret 30 är att skäret 30' är utformat med spåndelare optimerade för bearbetning av svårspånande arbetsmaterial. Lika detaljer har försetts med lika referensnummer. Spåndelarna består av urtagningar 51, 52, 53 och 54 i skäreggarna 32, 33, 38 respektive 39. Varje urtagning sträcker sig ned iövre delen 34A av släppningsytan samt även ett stycke in i spånytan 35. Såsom 10 15 20 j , n o, av' n a | . o n . ~ ø o I a v. q n o ,* n: o I I q 0 0 o I I ro s a nu nu , s ~ v u c I n v v u u u .n n ll' Asa v; n O on l l to t n v a n n n no n nu n n a n v o a o n c v u v ~o o; nu a. von o. u S-568SE 2003/03/17 5 framgår ur planvyn enligt Fig. 3A anordnas urtagningarna 51, 54 och 52, 53 i huvudsak i höjd med spåren 41 respektive 42.Figs. 3A-3F show an alternative embodiment of a cutting insert 30 'according to the present invention. What distinguishes the insert 30 'from the previously described insert 30 is that the insert 30' is designed with chip dividers optimized for processing difficult-to-chip working materials. Equal details have been provided with equal reference numbers. The chip portions consist of recesses 51, 52, 53 and 54 in the cutting edges 32, 33, 38 and 39, respectively. na | . o n. ~ ø o I a v. q n o, * n: o I I q 0 0 o I I ro s a nu nu, s ~ v u c I n v v u u u .n n ll 'Asa v; n O on l l to t n v a n n n no n nu n n a n v o a o n c v u v ~ o o; now a. von o. u S-568EN 2003/03/17 5 appears from the plan view according to Fig. 3A, the recesses 51, 54 and 52, 53 are arranged substantially at the level of the grooves 41 and 42, respectively.

Skäret 30, 30' kan ha en fas längs undersidans 40 periferi som medger att skärsätet utformas med relativt stora radier.The insert 30, 30 'may have a bevel along the periphery of the underside 40 which allows the insert to be formed with relatively large radii.

Skäret 30, 30' monteras i på följande sätt. Skäret 30A förs mot det yttre skärsätet 13 så att urtagningarna 41, 42 linjeras med utsprången 19, 20. l det korrekta läget kan skruven 15 införas genom hålet 31 samt inskruvas i urborrningen 21. Därmed trycks skärets undersida 40 an mot basytan 16 medan tre, från varandra skilda, delar av släppningsytan 34B kommer till anliggning mot skuldrorna 17, 18 i skärsätet 13. Utsprångens ﬂanker kommer till anliggning mot urtagningarna 41, 42 först vid bearbetning om skäret då tillåts att röra sig något.The insert 30, 30 'is mounted in the following manner. The insert 30A is moved towards the outer cutting seat 13 so that the recesses 41, 42 are aligned with the projections 19, 20. In the correct position the screw 15 can be inserted through the hole 31 and screwed into the bore 21. Thereby the underside 40 of the insert is pressed against the base surface 16 while three, separated parts of the clearance surface 34B come into abutment against the shoulders 17, 18 in the cutting seat 13. The anchor of the projections ﬂ comes into abutment against the recesses 41, 42 only when machining if the insert is then allowed to move slightly.

Vid montering av skäret 30B i det inre skärsätet 14 trycks skärets undersida 40 an mot basytan 16 medan två, från varandra skilda, delar av släppningsytan 34B kommer till anliggning mot skuldrorna 17, 18 i skärsätet 13. Utsprången och urtagningarna samverkar liksom vid det yttre skärsätet först under belastning av skäret 30B. l och med att urtagningen 41 skär släppningsytan bara på en sida kommer det axiellt främre utsprånget 19 vid en eventuell böjning av skruven att anslå mot ändväggen 43 och därmed ytterligare säkra skäret mot lossning.When mounting the insert 30B in the inner cutting seat 14, the underside 40 of the insert is pressed against the base surface 16 while two, separated, parts of the clearance surface 34B abut against the shoulders 17, 18 in the cutting seat 13. The projections and recesses cooperate as with the outer cutting seat. first under load of the insert 30B. Since the recess 41 cuts the clearance surface only on one side, the axially front projection 19 will, in the event of a bend of the screw, abut against the end wall 43 and thereby further secure the insert against loosening.

Således avser föreliggande uppﬁnning ett hållbart skär, vilket är lättskärande samt möjliggör precis och stabil positionering av skäret i verktygskroppen. Skäret enligt föreliggande uppﬁnning har i en utföringsform spåndelande egenskaper.Thus, the present invention relates to a durable insert, which is easy to cut and enables precise and stable positioning of the insert in the tool body. The insert according to the present invention has in one embodiment span-dividing properties.

Claims

10 15 20 25 30 - nu u. A a ». v n «n. - ø Q n. u v n u. Q o: .u v. n a u u a: v v u u 1 v I. I u u u o v, u i. .. ».nu n; en I a n., f n. n u n u a »ß n. I u n.. u n. 1 n o.., U va. n. S-568SE 2003/03/17 6 Patent claims

An indexable insert (30; 30 ') for a milling tool, the insert (30; 30') being asymmetrical with respect to a line through a hole (31) in the insert, the insert comprising two cutting edge portions, each cutting edge portion consisting of a substantially straight cutting edge (32, 33) and a curved cutting edge (3839) along respective intersecting lines between a clearance surface (34A) and a chip surface (35), the curved cutting edges having different lengths, the insert having a underside (40) and a first (36) and a second (37) opposite corner, characterized in that the second corner (37) is defined in plan view by a radius (R1) which is at least twice as large as a radius (R2) for the first the corner (36).

The insert according to claim 1, characterized in that the second corner (37) has a negative rake angle and slopes from the rake surface (35) towards a plane coinciding with the underside (40).

The insert according to claim 1 or 2, characterized in that the first corner (36) has a positive rake angle and comprises a continuous extension of the chip surface (35).

The insert according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the insert comprises chip dividers consisting of recesses (51 -54) in the cutting edges (32,33,38,39).

The insert according to any one of the preceding claims, characterized in that the insert comprises recesses (41, 42) in a lower side (40) of the insert.

The insert according to claim 5, characterized in that the recesses (41, 42) are arranged on either side of and at different distances from the hole (31) of the insert.

The insert according to claim 5, characterized in that each recess (41,42) cuts only one clearance surface (34A) below the curved cutting edge (38,39). 10 ». h. n. u. . - ». . ». -. n. - å »_: -. n -. o v. . a n. ". ... ' . - vn. n... - vn. m_- U- -....... 0.. ~.. ->. u. .s..... n n. n S-568SE 2003/03/17 7

The insert according to claim 7, characterized in that each recess (41,42) has a limited extent across the longitudinal direction of the insert and is limited by an end wall (43).

The insert according to claim 5, 6, 7 or 8, characterized in that the extent of each recess (41, 42) is greater than 50% of the width of the underside (40) of the insert and in that the recess has in cross-section the shape of a truncated triangle.

The insert according to any one of the preceding claims, characterized in that the curved cutting edge (38,39) constitutes at least 40% of the extent of the cutting portion and in that the substantially straight cutting edges (32,33) are not parallel but form an angle together.