AT9194U1

AT9194U1 - Schneideinsatz

Info

Publication number: AT9194U1
Application number: AT0013406U
Authority: AT
Inventors: Christian Goeberl
Original assignee: Ceratizit Austria Gmbh
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-06-15
Also published as: WO2007095656A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz für die Stechbearbeitung mit einer Längsachse (A) und einem Schneidkopf (13) an einem Ende. Der Schneidkopf (13) weist eine etwa quer zur Längsachse (A) verlaufende, stirnseitige Hauptschneidkante (1) und seitliche, etwa parallel zur Längsachse (A) verlaufende Nebenschneidkanten (2) auf. Die Hauptschneidkante (1) weist zwei horizontal verlaufende Randabschnitte (3) und einen gegenüber den Randabschnitten (3) abgesenkten Mittelabschnitt (4) auf, der mit schräg verlaufenden Verbindungsabschnitten (5) mit den Randabschnitten (3) verbunden ist. Die Verschneidungslinien (10) zwischen den Spanflächen (6) der Randabschnitte (3) und den Spanflächen (7) der Verbindungsabschnitte (5) verlaufen von der Hauptschneidkante (1) weg zunächst auseinander laufend und im späteren Verlauf konvergierend. In den Übergangsbereichen zwischen den Spanflächen (7) der Verbindungsabschnitte (5) und der Spanfläche (8) des Mittelabschnittes (4) sind zudem rippenförmige Erhebungen (9) angeordnet, die bis an die Hauptschneidkante (1) heranreichen und einen Teil der Hauptschneidkante (1) bilden.

Description

2 AT 009 194 U1

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz für die Stechbearbeitung mit einer Längsachse A und einem Schneidkopf an einem Ende mit einer etwa quer zur Längsachse A verlaufenden, stirnseitigen Hauptschneidkante und seitlichen, etwa parallel zur Längsachse A verlaufenden Nebenschneidkanten, wobei die Hauptschneidkante in Stirnansicht gesehen, zwei etwa parallel 5 zu einer Horizontalen H verlaufende Randabschnitte und einen etwa deckungsgleich mit der Horizontalen H verlaufenden, gegenüber den Randabschnitten abgesenkten Mittelabschnitt aufweist, wobei die Randabschnitte mit schräg verlaufenden Verbindungsabschnitten in den Mittelabschnitt übergehen und wobei die von den Randabschnitten, den Verbindungsabschnitten und dem Mittelabschnitt ausgehenden Spanflächen von der Hauptschneidkante weg nach io rückwärts verlaufen.

Ein derartiger Schneideinsatz ist beispielsweise in der EP 0 454 824 B1 beschrieben. Nachteilig bei einem derartigen Schneideinsatz ist, dass bei Ausführungen, bei denen die stirnseitige Schneidkante nicht senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, sondern schräg nach rechts oder 15 links geneigt dazu verläuft, wie es für verschiedenen Einsatzfälle gefordert ist, nur ein ungünstiger Spanablauf erzielt wird.

Die US 5 423 639 beschreibt einen Schneideinsatz für die Stechbearbeitung der anschließend an die gerade verlaufende stirnseitige Schneidkante in der Spanfläche eine muldenförmige 20 Vertiefung aufweist, deren Breite von der stirnseitigen Schneidkante weg zuerst größer und dann wieder kleiner wird, wobei in der Vertiefung an den Randseiten zwei rippenförmige Erhebungen angeordnet sind, welche nicht unmittelbar an die stirnseitige Schneidkante heranreichen und mit zunehmender Entfernung von der Schneidkante auseinander laufen. Bei einer derartigen Ausgestaltung sind die Auswirkungen dieser rippenförmigen Erhebungen auf die 25 Spanformgebung stark eingeschränkt. Darüber hinaus wird durch die gerade verlaufende stirnseitige Schneidkante besonders bei duktilen Werkstoffen eine ungenügende Spanquerstauchung erreicht, welche notwendig wäre, um ein Verklemmen des Spanes in der Stechnut zu verhindern. 30 In der EP 1 219 369 B1 ist ein Schneideinsatz für die Stechbearbeitung beschrieben, der auf der im Wesentlichen ebenen Spanfläche eine kugelförmige Vertiefung aufweist, welche bis an die stirnseitige Schneidkante heranreicht. Durch die kugelförmige Ausgestaltung der Vertiefung wird der Span in seinem Ablauf kaum geführt und insbesondere auch wiederum keine optimale Spanquerstauchung erreicht. 35

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Schneideinsatz für die Stechbearbeitung zu schaffen, mit dem eine optimale Querstauchung des Spanes erreicht wird und bei dem insbesondere auch bei einer schräg zur Längsachse verlaufenden stirnseitigen Schneidkante ein günstiger Spanablauf erzielt wird. 40

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass in Draufsicht gesehen in den Übergangsbereichen zwischen den Spanflächen der Verbindungsabschnitte und der Spanfläche des Mittelabschnittes rippenförmige Erhebungen angeordnet sind, welche einen Teil der Hauptschneidkante bilden und von der Hauptschneidkante weg in etwa parallel zur Längsachse A des 45 Schneideinsatzes verlaufen und dass die Verschneidungslinien zwischen den Spanflächen der Randabschnitte und den Spanflächen der Verbindungsabschnitte derart von der Hauptschneidkante weg verlaufen, dass sich ihr Abstand zur jeweiligen zugehörigen Nebenschneidkante über eine erste Teilstrecke bis zu einer Länge U stetig verringert und dass sich dieser Abstand auf einer zweiten Teilstrecke ab einer Länge L2 von der Hauptschneidkante bis zu einer Länge so L3 von der Hauptschneidkante stetig vergrößert, wobei Lt = 5 bis 50 % von der Stechbreite B, L2 = Li + 0 bis 50 % von B und L3 = L2 + 5 bis 125 % von B.

Insbesondere durch das Zusammenspiel der bis an die Schneidkante heranreichenden rippenförmigen Erhebungen mit der speziell auf die Stechbreite abgestimmten Geometrie der Span-55 mulde ergibt sich eine optimale Spanführung und Querstauchung des Spanes. 3 AT 009 194 U1

Die zwei seitlichen Randstege, welche durch die etwa horizontal verlaufenden Randabschnitte der stirnseitigen Schneidkante mit den zugehörigen Spanflächen gebildet werden, haben den Erstkontakt mit dem zu zerspanenden Werkstück und lassen den Span mit weichem Schnitt nach hinten gerade ablaufen. Gleichzeitig verstärken sie die Schneideckenbereiche und wirken 5 als Widerlager zur tiefer liegenden Spanmulde, welche durch den abgestuften Mittelabschnitt und die seitlichen Verbindungsabschnitte der Hauptschneidkante und die zugehörigen Spanflächen gebildet wird. Durch diese Spanmulde erfährt der ablaufende Span die notwendige Querstauchung. Durch die rippenförmigen Erhebungen, die bis an die Hauptschneidkante heranreichen, erfährt der Span eine weitere Querstauchung und wird gezielt wie auf Schienen gegen io das Ende der Spanmulde am Ende des Schneidkopfes geführt. Die von den schräg verlaufenden Verbindungsabschnitten der Hauptschneidkante ausgehenden Spanflächen verlaufen über eine Länge L^ von der Hauptschneidkante ausgehend unter einem Winkel ßi auseinander laufend, so dass die Spanmulde zunächst offener wird. Dieser offene Bereich schafft den notwendigen Freiraum, dass der ablaufende Span keine zu starke Längskrümmung erhält und zu kurz 15 bricht bzw. über die Spanmulde in Form eines unkontrollierten Fließspanes schießt. Anschließend an diesen offener werdenden Bereich kann sich die Spanmulde bis zu einer Länge L2 von der Hauptschneidkante weg unter einem anderen Winkel wie der Abschnitt über die Länge U erweitern, oder auch in etwa konstante Breite aufweisen. Sie sollte sich in diesem Abschnitt jedoch möglichst noch nicht, zumindest nicht in stärkerem Umfang, verkleinern. Erst ab dem 20 Ende der Länge L2 laufen die schräg nach unten verlaufenden Spanflächen unter einem Winkel ß2 stark konvergierend bis zu einer Länge L3 von der Hauptschneidkante weg zusammen, so dass die Spanmulde verkleinert wird und Prallflächen gebildet werden. Diese Prallflächen bewirken je nach Größe des gewählten Winkels ß2 eine weitere Querstauchung oder nur eine Führung des ablaufenden Spanes. Die zusammenlaufenden Spanflächen können sich in der 25 Längsachse des Schneideinsatzes treffen oder auch mit einem bestimmten Abstand von der Längsachse enden. Die eventuell sich daran anschließenden, weiter nach hinten bis an das Ende des Schneidkopfes verlaufenden Spanflächen können dann praktisch beliebig verlaufen, da sie die Spanbildung kaum mehr beeinflussen, d.h. sie können etwa parallel zur Längsachse A oder unter einem kleineren Winkel ß2 zusammenlaufen, aber auch wieder auseinander lau-30 fend ausgeführt sein.

Wichtig bei der Bemessung der Längen L^ L2 und L3 ist, dass sie innerhalb der angegebenen Verhältnisse zur Stechbreite B des Schneideinsatzes stehen, da nur unter diesen Bedingungen optimale Zerspanungsergebnisse erzielt werden. 35

Werden die erfindungsgemäßen Schneideinsätze asymmetrisch mit schräg nach links oder rechts zur Längsachse A verlaufender Hauptschneidkante ausgeführt, wird durch die entlang der Länge Lt auseinander laufenden Abschnitte der Spanflächen erreicht, dass das Verhältnis von Breite der Spanleitstufenmulde zu den Randstegen weitgehend konstant bleibt. Die rippen-40 förmigen Erhebungen in der Spanmulde drücken sich in den zuerst normal von der Hauptschneidkante abfließenden Span ein und lenken diesen in Längsrichtung des Schneideinsatzes um. Zusätzlich können bei derartigen Schneideinsätzen die Prallflächen zur verbesserten Spanlenkung dadurch herangezogen werden, dass der Winkel ß2 unter dem die Prallflächen zusammenlaufen, von einer Prallfläche zur anderen unterschiedlich groß ausgeführt wird. 45

Besonders gute Zerspanungsergebnisse werden erreicht, wenn die erste Teilstrecke und die zweite Teilstrecke als Geraden ausgeführt sind und der Winkel ßi den die erste Teilstrecke mit einer Parallelen zur Längsachse A einschließt, im Bereich von 5° bis 30° und der Winkel ß2 den die zweite Teilstrecke mit einer Parallelen zur Längsachse A einschließt, im Bereich von 10° bis so 60° liegt. Sollten die Teilstrecken kurvenförmig ausgeführt sein, werden die Winkel ßi und ß2, als die Winkel bestimmt, welche die Tangenten im Mittelpunkt der jeweiligen Teilstrecke mit einer Parallelen zur Längsachse A einschließen.

Von Vorteil ist es auch, wenn die schräg verlaufenden Verbindungsabschnitte Geraden sind, 55 welche mit einer Horizontalen H einen Winkel ß3 im Bereich von 10° bis 60° einschließen. 4 AT 009 194 U1

Der Höhenunterschied Ιή zwischen den Randabschnitten und dem Mittelabschnitt der Hauptschneidkante liegt vorteilhafterweise im Bereich von 3 bis 20 % von der Stechbreite B, wobei der günstigste Bereich für die Höhe h2 der rippenförmigen Erhebungen im Bereich von 15 bis 100 % von dieser Höhe l^ liegt. 5

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die rippenförmigen Erhebungen im Querschnitt in etwa die Form eines Kreissektors aufweisen. Für den Abstand Βί der Übergangspunkte zwischen den horizontal verlaufenden Randabschnit-io ten und den schräg verlaufenden Verbindungsabschnitten an der Hauptschneidkante ist es günstig, wenn er im Bereich von 40 bis 85 % von der Stechbreite B liegt.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die höchsten Punkte der rippenförmigen Erhebungen einen Abstand B2 von einander aufweisen, der im Bereich von 15 bis 50 % von der Stechbreite 15 B liegt.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen: 20

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Stecheinsatz in Draufsicht Figur 2 den Stecheinsatz nach Figur 1 in Stirnansicht Figur 3 den Stecheinsatz nach Figur 1 in Schrägansicht 25 In den Figuren 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäßer Schneideinsatz für die Stechbearbeitung dargestellt. Der Schneideinsatz weist eine Längsachse A mit einem Schneidkopf -13- an einem Ende mit einer etwa quer zur Längsachse A verlaufenden stirnseitigen Hauptschneidkante -1-sowie seitlichen, etwa parallel zur Längsachse A verlaufenden Nebenschneidkanten -2- auf. 30 In Stirnansicht nach Figur 2 gesehen, weist die Hauptschneidkante -1- zwei parallel zur Horizontalen H verlaufende Randabschnitte -3- sowie einen in der Horizontalen H liegenden, gegenüber den Randabschnitten -3- um die Höhe h·) abgesenkten Mittelabschnitt -4- auf. Die Höhe hi der Absenkung beträgt etwa 14 % von der Stechbreite B. Der Mittelabschnitt -4- ist mit den Randabschnitten -3- über schräg verlaufende Verbindungsabschnitte -5- verbunden. An-35 schließend an diese einzelnen Abschnitte -3-, -4-, -5- der Hauptschneidkante -1- verlaufen entsprechende Spanflächen -6-, -7-, -8- von der Hauptschneidkante -1- weg nach rückwärts, bis sie gegen das Ende des Schneidkopfes -13- hin nach oben zu auslaufen.

In Draufsicht nach Figur 1 gesehen verlaufen die Verschneidungslinien -10- zwischen den 40 Spanflächen -6- der Randabschnitte -3- und den Spanflächen -7- der Verbindungsabschnitte -5-derart, dass sie von der Hauptschneidkante -1- weg über eine gerade Teilstrecke -11- bis zu einer Länge L, unter einem Winkel ßi kontinuierlich auseinander laufen, so dass sich ihr Abstand zur jeweiligen zugehörigen Nebenschneidkante -2- stetig verringert. Daran anschließend an diese Teilstrecken -11- schließt sich jeweils ein kurzer, etwa parallel zur Längsachse A 45 verlaufender Abschnitt bis zu einer Länge L2 von der Hauptschneidkante -1- weg, an. Anschließend an diese Abschnitte verlaufen die Verschneidungslinien -10- über gerade Teilstrecken -12- bis zu einer Länge L3 von der Hauptschneidkante -1- weg kontinuierlich konvergierend, so dass sich ihr Abstand von der zugehörigen Nebenschneidkante -2- stetig vergrößert. Die einzelnen Längen L1t L2 und L3 sind dabei so ausgelegt, dass Li etwa 13 %, L2 etwa Li + 5 % und so L3 etwa L2 + 21 % von der Stechbreite B beträgt. Von der Länge L3 an, verlaufen die Verschneidungslinien -10- zunächst etwa parallel zur Längsachse A, um dann gegen Ende des Schneidkopfes -13- hin im ansteigenden Bereich leicht konvergierend zusammen zu laufen. In den Übergangsbereichen zwischen den Spanflächen -7- der Verbindungsabschnitte -5- und der Spanfläche -8- des Mittelabschnittes -4- sind rippenförmige Erhebungen -9- mit einem kreis-55 segmentförmigen Querschnitt angeordnet, welche unmittelbar von der Hauptschneidkante -1-

Claims

5 AT 009 194 U1 weg parallel zur Längsachse des Schneidkopfes -13- des Schneideinsatzes verlaufen. Die Höhe h2 dieser rippenförmigen Erhebungen beträgt etwa 43 % von der Höhe hi um den der Mittelabschnitt -4- der Hauptschneidkante -1- gegenüber den Randabschnitten -3- abgesenkt ist. Ansprüche: 1. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung mit einer Längsachse A und einem Schneidkopf io (13) an einem Ende mit einer etwa quer zur Längsachse A verlaufenden, stirnseitigen Hauptschneidkante (1) und seitlichen, etwa parallel zur Längsachse A verlaufenden Nebenschneidkanten (2), wobei die Hauptschneidkante (1) in Stirnansicht gesehen, zwei etwa parallel zu einer Horizontalen H verlaufende Randabschnitte (3) und einen etwa deckungsgleich mit der Horizontalen H verlaufenden, gegenüber den Randabschnitten (3) abgesenk-15 ten Mittelabschnitt (4) aufweist, wobei die Randabschnitte (3) mit schräg verlaufenden Verbindungsabschnitten (5) in den Mittelabschnitt (4) übergehen und wobei die von den Randabschnitten (3), den Verbindungsabschnitten (5) und dem Mittelabschnitt (4) ausgehenden Spanflächen (6, 7, 8) von der Hauptschneidkante (1) weg nach rückwärts verlaufen, dadurch gekennzeichnet, 20 dass in Draufsicht gesehen in den Übergangsbereichen zwischen den Spanflächen (7) der Verbindungsabschnitte (5) und der Spanfläche (8) des Mittelabschnittes (4) rippenförmige Erhebungen (9) angeordnet sind, welche einen Teil der Hauptschneidkante (1) bilden und von der Hauptschneidkante (1) weg in etwa parallel zur Längsachse A des Schneideinsatzes verlaufen und dass die Verschneidungslinien (10) zwischen den Spanflächen (6) der 25 Randabschnitte (3) und den Spanflächen (7) der Verbindungsabschnitte (5) derart von der Hauptschneidkante (1) weg verlaufen, dass sich ihr Abstand zur jeweiligen zugehörigen Nebenschneidkante (2) über eine erste Teilstrecke (11) bis zu einer Länge Li stetig verringert und dass sich dieser Abstand auf einer zweiten Teilstrecke (12) ab einer Länge L2 von der Hauptschneidkante (1) bis zu einer Länge L3 von der Hauptschneidkante (1) stetig ver-30 größert, wobei Li = 5 bis 50 % von der Stechbreite B, L2 = L, + 0 bis 50 % von B und L3 = L2 + 5 bis 125 % von B.
2. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilstrecke (11) und die zweite Teilstrecke (12) Geraden sind und dass der Win- 35 kel ßi den die erste Teilstrecke (11) mit einer Parallelen zur Längsachse A einschließt, im Bereich von 5° bis 30° und der Winkel ß2 den die zweite Teilstrecke (12) mit einer Parallelen zur Längsachse A einschließt, im Bereich von 10° bis 60° liegt.
3. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- 40 net, dass die schräg verlaufenden Verbindungsabschnitte (5) Geraden sind, welche mit einer Horizontalen H einen Winkel ß3 im Bereich von 10° bis 60 ° einschließen.
4. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenunterschied Ιη zwischen den Randabschnitten (3) und 45 dem Mittelabschnitt (4) im Bereich von 3 bis 20 % von der Stechbreite B liegt.
5. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe h2 der rippenförmigen Erhebungen (9) im Bereich von 15 bis 100 % von der Höhe h, zwischen den Randabschnitten (3) und dem Mittelabschnitt so (4) beträgt.
6. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die rippenförmigen Erhebungen (9) im Querschnitt in etwa die Form eines Kreissektors aufweisen. 55 6 AT 009 194 U1
7. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangspunkte zwischen den horizontal verlaufenden Randabschnitten (3) und den schräg verlaufenden Verbindungsabschnitten (5) an der Hauptschneidkante (1) einen Abstand B1 voneinander aufweisen, der im Bereich von 40 bis 5 85 % von der Stechbreite B liegt.
8. Schneideinsatz für die Stechbearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die höchsten Punkte der rippenförmigen Erhebungen (9) einen Abstand B2 voneinander aufweisen, welcher im Bereich von 15 bis 50 % von der Stechbreite io B liegt. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 15 20 25 30 35 40 45 50 55