DE102010046848A1

DE102010046848A1 - Stechschneidplatte und Verfahren zum Herstellen einer Stechschneidplatte

Info

Publication number: DE102010046848A1
Application number: DE102010046848A
Authority: DE
Inventors: Igor Kaufmann
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: US8814479B2; DE102010046848B4; US20120269588A1

Abstract

Eine Stechschneidplatte, mit einer sich über die Breite (B) der Platte (10) erstreckenden Schneidkante (16), einer Hauptfreifläche (18) und einer Spanfläche (14) sowie einer zur Spanfläche (14) entgegengesetzten Abstützseite (20) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stechschneidplatte eine im wesentlichen würfelförmige Außenkontur besitzt und aus zwei geometrisch gleichen, in einer Teilungsebene ineinander übergehenden Würfelhälften besteht, wobei jede Würfelhälfte eine eigene Schneidkante hat und die Würfelhälften um 90° zueinander gedreht und um 180° gewendet zueinander liegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stechschneidplatte, insbesondere eine Tangential-Stechschneidplatte, mit einer sich über die Breite der Stechschneidplatte erstreckenden Schneidkante, einer Freifläche und einer Spanfläche sowie einer zur Spanfläche entgegengesetzten Abstützseite.
Stechschneidplatten werden als auswechselbare Schneideinsätze bei Tiefstech- oder Abstechwerkzeugen sowie bei Scheibenfräsern verwendet. Mit solchen Stechschneidplatten werden z. B. gedrehte Werkstücke abgetrennt oder Stangen oder Rohre abgelängt. Solche Stechschneidplatten haben eine Breite, die größer ist als die des sehr schmalen Werkzeughalters, so dass es bei Stechschneidplatten schwieriger ist, eine optimale Halterung zu schaffen. Gerade große Stechtiefen (über 30 mm) schaffen weitere Probleme. Die Hebelverhältnisse, die sich beim Klemmen der Stechschneidplatten ergeben, werden bei großen Stechtiefen zunehmend ungünstig.
Quaderförmige Tangential-Stechschneidplatten zeichnen sich definitionsgemäß dadurch aus, dass die Breite (in Draufsicht auf die Spanfläche gemessen) das größte Kantenmaß des Quaders ist. Man spricht bei der Tangential-Stechschneidplatte deshalb von einer stehenden Befestigung am Werkzeughalter. Die Länge der Stechschneidplatte (in Draufsicht auf die Spanfläche gemessen) ist maximal genauso groß wie die Breite, insbesondere aber kleiner als diese. Bei normalen Schneideinsätzen ist hingegen die Länge das größte Kantenmaß, sodass die Oberseite mit der Spanfläche die größte Fläche der Stechschneidplatte bildet. Bei der Tangential-Stechschneidplatte ist hingegen die Seite mit der Hauptfreifläche die flächenmäßig größte Seite der Schneidplatte.
Ein Beispiel für eine Tangential-Stechschneidplatte zeigt die WO 2005/099949 A1 . Dabei ist die Abstützseite mit einer V-förmig zur Spanfläche verlaufenden Vertiefung vorgesehen, und das Werkzeug mit einer umgekehrt V-förmigen Erhöhung. Die Stechschneidplatte hat darüber hinaus auf ihrer der Spanfläche entgegengesetzten Seite eine zungenförmige, von der Spanfläche weg verlaufende Haltenase, mit der sie in eine Vertiefung im Werkzeughalter eingreift.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stechschneidplatte, insbesondere eine Tangential-Stechschneidplatte zu schaffen, die gut im Werkzeughalter befestigbar ist und sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet.
Die Aufgabe wird bei einer Stechschneidplatte der eingangs genannten Art zum einen dadurch gelöst, dass die Stechschneidplatte eine im wesentlichen würfelförmige Außenkontur besitzt und aus zwei geometrisch gleichen, in einer virtuellen Teilungsebene einstückig ineinander übergehenden Würfelhälften besteht, wobei jede Würfelhälfte eine eigene Schneidkante hat und die Würfelhälften um 90° zueinander gedreht und um 180° gewendet zueinander liegen. „Gedreht” bedeutet, um die durch die Vorschubrichtung definierte Achse gedreht. „Gewendet” heißt, dass die beiden Schneidkanten am Rand der entgegengesetzt angeordneten beiden Hauptfreifläche liegen. Die erfindungsgemäße, sehr kompakte Stechschneidplatte ist somit als Wendeschneidplatte ausgeführt. Die Schneidkanten haben vorzugsweise dieselbe Länge.
Ferner ist die Stechschneidplatte gemäß der bevorzugten Ausführungsform als Tangential-Stechschneidplatte ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich zu dieser Lösung ist vorgesehen, dass die Stechschneidplatte eine Tangential-Stechschneidplatte ist sowie eine im wesentlichen quaderförmige, vorzugsweise würfelförmige Außenkontur und zwei Schneidkanten hat, die durch zwei nicht aneinandergrenzende Außenkanten des Quaders gebildet sind.
Bei bisherigen Wendeschneidplatten, bei denen die Schneiden auf entgegengesetzten Enden und an die Oberseite angrenzen, besteht das Problem, dass die Stechschneidplatte sich zwar zuerst zum Werkzeughalter hin verjüngt, dann jedoch wieder breiter wird, da die entgegengesetzt liegende, zweite Schneide dieselbe Breite wie die erste hat. Damit wird die Stechtiefe durch die Länge der Stechschneidplatte begrenzt. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Ferner ist die Würfelform kompakt, Material sparend, und sie erlaubt eine Befestigung am Halter unter Vermeidung langer Hebelarme oder vorstehender, schwierig herzustellender Haltenasen, die ein Wenden der Stechschneidplatten gar nicht erlauben.
Für die Befestigung der Stechschneidplatte am Werkzeughalter stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Einerseits kann die Platte mit einer Befestigungsöffnung versehen sein, die vorzugsweise von der Hauptfreifläche ausgeht und insbesondere senkrecht zu ihr verläuft. Andererseits lässt sich die Platte mit einer Spannbolzenbefestigung halterseitig arretieren. Zusätzlich oder alternativ hierzu können auch Spannpratzenbefestigungen vorgesehen sein.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, die Abstützseite jeder Schneide zumindest am Rand zur Hauptfreifläche hin konvex auszuformen, so dass die Platte zur Mitte (bezogen auf jede einzelne Schneide) hin eine zunehmende Höhe besitzt. Durch diese konvexe Form, die keine abrupte Stufen an der Abstützseite vorsieht, lässt sich die Stechschneidplatte einerseits sehr sicher im Halter positionieren und andererseits auch noch mit akzeptablem Aufwand fertigen. Hierbei ist nämlich zu beachten, dass die Abstützseiten der beiden Schneidkanten benachbarte Quader- oder Würfelseiten bilden. Abstützseiten mit bisher üblichen konkaven Geometrien wären auf benachbarten Seiten sehr aufwändig zu fertigen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die entgegengesetzten Ecken am Übergang von Abstützseite, Hauptfreifläche und Seitenflächen gefast, vorzugsweise eben gefast. Das bedeutet, es entsteht eine Prismengeometrie an jeder Abstützseite durch die in Richtung näher zur Schneidkante „gezogenen” Ecken. Dies erlaubt es, die Stechschneidplatte an diesen Ecken über das Werkzeug zu greifen, wodurch sich die Platte selbstsichernd zentriert. Die Schneidkraft wirkt damit verstärkend für die Haltekraft der Stechschneidplatte im Werkzeug, denn die Schneidkraft ist bestrebt, über die gefasten Ecken die Stechschneidplatte mit der der Freifläche entgegengesetzten Seite stärker gegen die entsprechende Anlagefläche am Werkzeug zu drücken.
Durch die Fasen unterteilt sich die Abstützseite in Teilabschnitte, sogenannte Abstützflächen. Bevorzugt laufen die durch Abfasen gebildeten seitlichen Abstützflächen zu einer dazwischenliegenden mittigen Abstützfläche schräg aufeinander zu. Es ergibt sich eine Art Keilform. Die mittige Fläche sollte dabei möglichst parallel zur Schneidkante verlaufen, um die in tangentialer Richtung wirkende Kraft beim Schneiden aufzunehmen, ohne dass eine Kippwirkung entsteht.
Die mittige Fläche kann eben sein und/oder parallel zur Schneidkante verlaufen und/oder mit zunehmendem Abstand von der Freifläche schräg von der zugeordneten Spanfläche weg verlaufen. Wenn die mittige Fläche von der Freifläche schräg weg verläuft, so sollte sie möglichst von der entgegengesetzten Seite, die mit der Spanfläche versehen ist, einen zunehmenden Abstand aufweisen. Mit anderen Worten: Wenn die Seite mit der Spanfläche die Oberseite darstellt, sollte die mittige Fläche zur Rückseite hin zunehmend nach unten verlaufen, sodass sich eine Art Keil ergibt.
Die zweite Schneidkante hat, wie bereits erwähnt, eine eigene, ihr zugeordnete Abstützseite, die geometrisch identisch zur Abstützseite der ersten Schneidkante geformt ist, und zwar zumindest in dem Abschnitt, der den Werkzeughalter kontaktiert.
In Draufsicht auf die Freifläche der ersten Schneidkante gesehen sollte die zweite Schneidkante im Wesentlichen senkrecht zur ersten Schneidkante verlaufen.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Werkzeug mit einem Werkzeughalter und einer Stechschneidplatte nach der Erfindung, wobei das Werkzeug ein Tiefstech-, Abstechwerkzeug oder ein Scheibenfräser ist. Das erfindungsgemäße Werkzeug zeichnet sich durch extreme Schnitttiefen bei nach wie vor hervorragender Halterung der Stechschneidplatte am Werkzeughalter aus.
Die Hauptfreifläche sollte gegenüber der Stirnseite des Werkzeugs in Vorschubrichtung überstehen und/oder die Oberseite des Werkzeugs von der angrenzenden Spanfläche ausgehend bogenförmig aufwärts verlaufen unter Bildung einer Spanflächenfortsetzung.
Der Werkzeughalter hat seitliche Gegenflächen für die seitlichen Abstützflächen an der Stechschneidplatte, die zumindest abschnittsweise komplementär zu den Abstützflächen ausgebildet sind, sodass sich eine flächige Auflage ergibt.
Darüber hinaus hat der Werkzeughalter gemäß einer Ausführungsform eine rückseitige Anlagefläche zur Anlage der zur Hauptfreifläche entgegengesetzten Seite der Stechschneidplatte.
Der Werkzeughalter hat insbesondere schräg zur rückseitigen Anlagefläche und zusätzlich schräg aufeinander zu geneigte seitliche Gegenflächen.
Die Anlagefläche am Werkzeughalter und die seitlichen, äußeren Seitenkanten der Gegenflächen am Werkzeughalter können relativ zueinander in einem Winkel von ≤ 90° stehen.
Die Anlagefläche und die Gegenflächen müssen einander nicht schneiden, es ist von Vorteil, wenn im fiktiven Schnittbereich eine durchgehende Nut im Werkzeughalter vorgesehen ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Stechschneidplatte, insbesondere einer Tangential-Stechschneidplatte, sieht vor, dass die Stechschneidplatte presstechnisch, insbesondere durch Sintern hergestellt wird, und zwar mit zwei oder mehr Kompressionsrichtungen. Diese verschiedenen Kompressionsrichtungen sind zur Herstellung der relativ komplexen prismenartigen Abstützseite und/oder der mehreren Schneidkanten vorteilhaft.
Alternativ hierzu wird die quader- oder würfelförmige Stechschneidplatte mit nur einer einzigen Kompressionsrichtung presstechnisch hergestellt, wobei diese Kompressionsrichtung diagonal zum Quader bzw. Würfel verläuft.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stechschneidplatte mit Blick auf zwei Schneidkanten und eine Freifläche,
2 eine perspektivische Ansicht von schräg unten, die die Stechschneidplatte nach 1 zeigt,
3 eine perspektivische Ansicht von schräg seitlich, die die Stechschneidplatte nach 1 zeigt,
4 eine perspektivische Ansicht von schräg seitlich, die die Stechschneidplatte nach 1 durch eine fiktive Teilungsebene in zwei gleiche Hälften unterteilt darstellt,
5 eine Frontansicht auf die Hauptfreifläche der Stechschneidplatte nach 1,
6 eine Draufsicht auf die Spanfläche der Stechschneidplatte nach 1,
7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stechschneidplatte mit modifizierter Befestigungsöffnung,
8 eine perspektivische Ansicht noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidplatte,
9 eine perspektivische Ansicht von oben auf den erfindungsgemäßen Werkzeughalter zur Befestigung einer erfindungsgemäßen Schneidplatte,
10 eine Seitenansicht des Werkzeughalters nach 9,
11 eine Draufsicht auf den Werkzeughalter, wie bei den 9 und 10 nur im Bereich der Ausnehmung zur Aufnahme der Schneidplatte,
12 bis 17 verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeugs, die sich durch unterschiedliche Befestigungen der Schneidplatten am Werkzeughalter unterscheiden.
In 1 ist eine Tangential-Stechschneidplatte 10 gezeigt, die eine Oberseite 12 mit einer Spanfläche 14 in Form einer Spannut und eine sich über die ganze Breite B1 der Stechschneidplatte 10 erstreckende Schneidkante 16 aufweist.
An der Schneidkante 16 treffen die Spanfläche 14 und die vorderseitige Hauptfreifläche 18 aufeinander.
Die Stechschneidplatte 10 weist eine Länge L auf, welche kleiner ist als die Höhe H1 und die Breite B1. Die Gesamtkonfiguration der Stechschneidplatte 10 ist im Wesentlichen würfelförmig.
Auf der der Oberseite 12 entgegengesetzten Unterseite, im Folgenden Abstützseite 20 genannt, ist die Stechschneidplatte 10 prismenartig ausgeführt, wie in 2 besser zu erkennen ist.
Die Abstützseite 20 ist zumindest an ihrem Rand zur Freifläche 18 hin, im dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa über die Hälfte ihrer Länge in Richtung L, konvex nach unten zur Mitte hin ausbauchend ausgebildet.
Bevorzugt ist die Mitte durch eine ebene Fläche 22 gebildet, längs der die Stechschneidplatte 10 ihre maximale Höhe H1 aufweist.
Die mittige Fläche verläuft verglichen zur Oberseite 12 nicht parallel, sondern, bezogen auf 1, in Richtung zu der der Freifläche 18 entgegengesetzten Rückseite 30 hin schräg nach unten. Das bedeutet, mit zunehmendem Abstand von der Freifläche 18 nimmt die Höhe zu.
In der Frontansicht von 5 ist die Höhe H1, die an der mittigen Fläche 22 gemessen wird, gut zu erkennen.
Von der mittigen Fläche 22 gehen seitliche Abstützflächen 24 aus, die winkelmäßig symmetrisch zu einer gedachten Mittelachse M verlaufen. Die seitlichen Abstützflächen 24 ergänzen sich mit der mittigen Fläche 22 zur Schaffung der konvexen, vorzugsweise stufenfreien Prismenform.
Die seitlichen Abstützflächen 24 bilden Fasen, genauer gesagt ebene Fasen der entgegengesetzten Ecken von Hauptfreifläche 18, Abstützseite 20 und Seitenflächen 26. Die Fase ist so ausgeführt, wie in den 1 und 2 zu sehen ist, dass sich die seitlichen Abstützflächen 24 zur Freifläche 18 hin schräg aufwärts zur Schneidkante 16 erstrecken, und zwar einerseits abgewinkelt zur Mittelachse M und andererseits zusätzlich abgewinkelt zur Oberseite 12 hin. Damit ergibt sich, wie 2 zeigt, ein prismenartiger Sitz für die Stechschneidplatte 10.
Eine zentrale, optional vorgesehene und möglichst senkrecht zur Rückseite 30 und zur Hauptfreifläche 18 verlaufende Öffnung 32 dient der Befestigung der Stechschneidplatte 10 an einem noch später gezeigten Werkzeughalter.
Die in 1 dargestellte Stechschneidplatte 10 hat zwei Schneidkanten, nämlich zusätzlich zu der ersten Schneidkante 16 noch eine zusätzliche, zweite Schneidkante 34. Diese zweite Schneidkante 34 ist von der ersten Schneidkante 16 beabstandet und geht nicht in sie über. Sie ist auch randseitig auf der bezüglich der Freifläche 18 entgegengesetzten Seite (Rückseite 30) ausgebildet und wird durch den Übergang der Rückseite 30 mit einer Seitenfläche 26 gebildet.
Somit ist die zweite Schneidkante 34 um 90° gedreht und zusätzlich um 180° gewendet zur ersten Schneidkante 16 an der Stechschneidplatte 10 angeordnet. Die der Schneidkante 34 zugeordnete Seitenfläche 26 bildet somit beim Schneiden mit der zweiten Schneidkante 34 die Oberseite mit ihrer Spannut 14'. Ist die zweite Schneidkante 34 im Einsatz, so wird die Freifläche 18 zur Rückseite und die Rückseite 30 zur Hauptfreifläche, weshalb die Flächen 18, 30 vorzugsweise parallel verlaufen sollten.
Auch die zweite Schneidkante 34 hat eine prismenartige Abstützfläche, die auf der der Spanfläche 14' entgegengesetzten Seite (linke Seitenfläche, bezogen auf 1) liegt.
Ganz allgemein lässt sich sagen, dass Abstützflächen 24' und mittige Fläche 22', die der zweiten Schneidkante 34 zugeordnet sind, geometrisch identisch zu den Abstützflächen 24 und der mittigen Fläche 22 der ersten Schneidkante 16 ausgeführt sind.
In 2 sind eine seitliche Abstützfläche 24' sowie die mittige Fläche 22' der zweiten Schneidkante 34 zu sehen. Gut zu erkennen ist dabei auch, dass von der mittigen Fläche 22' aus die Abstützseite 20', ebenso wie die Abstützseite 20, zunehmend schräg weg von der zugeordneten Oberseite verläuft.
Bezogen auf die Länge L der Stechschneidplatte 10 ist die Stechschneidplatte 10 zweigeteilt, indem eine Hälfte mit der Spanfläche 14, der Schneidkante 16 und den zugeordneten Flächen 22, 24 gebildet ist, wogegen die andere Hälfte durch die zweite Schneidkante 34, die Spanfläche 14' und die zugeordneten Flächen 22', 24' gebildet ist. Die Öffnung 32 ist jedoch als gemeinsame Öffnung zur Befestigung der Stechschneidplatte 10 bei Bearbeitung sowohl durch die erste als auch durch die zweite Schneidkante 16, 34 ausgeführt.
In den 3 und 4 ist diese fiktive Zweiteilung sehr gut zu erkennen. Die würfelförmige Stechschneidplatte 10 hat zwei geometrisch gleiche Würfelhälften, die in einer gedachten Teilungsebene E einstückig ineinander übergehen. Die Stechschneidplatte 10 ist hierzu in 4 längs dieser Teilungsebene E auseinandergeschnitten. Jede dieser Würfelhälften hat ihre Hauptfreifläche, ihre Spanfläche (wobei der Ausläufer der Spannut etwas in die andere Würfelhälfte ragt) und ihre Schneidkante sowie die zugeordnete prismenartige Abstützseite.
In den 5 und 6 sind die nötigen Abmessungen der Stechschneidplatte 10 genau zu erkennen, die für die Indexierbarkeit entscheidend sind. Da die Stechschneidplatte 10 wendbar ausgeführt ist, haben die Schneidkanten 16 und 34 die gleiche Länge, d. h. die Breite B1 längs der Schneidkante 16 ist gleich der Breite B2 längs der Schneidkante 34. Somit sind maximale Höhe und Breite gleich. Lediglich die Länge L ist maximal so groß, vorzugsweise aber kleiner als B1 und B2, so dass die Länge das kleinste Kantenmaß des Würfels darstellt.
Wichtig für die Funktion einer Stechschneidplatte 10 ist auch der sogenannte Freigang, d. h. die Stechschneidplatte 10 muss sich nach hinten, d. h. entgegengesetzt zur Vorschubrichtung der sich im Einsatz befindlichen Scheidkante 16 oder 34 verjüngen, damit kein Werkstückkontakt in diesem Bereich stattfinden kann. Die Draufsicht gemäß 6 zeigt, dass die Stechschneidplatte 10 zur Rückseite 30 etwas einwärts verläuft oder sogar nach innen springt (Freigang F). Das Abmaß H2 ist folglich kleiner als B1. Diese Verjüngung muss natürlich auch für die Schneidkante 34 vorhanden sein, deshalb ist das Abmaß H1 kleiner als B2. Da die Würfelhälften gleich sind, ist H1 gleich H2.
In Bezug auf die gerade verwendete Schneidkante (gemäß 5 die Schneidkante 16) sieht man in Draufsicht auf die Hauptfreifläche, dass die nicht in Benutzung stehende zweite Schneidkante 34 nach innen, zum Zentrum eingerückt ist, d. h. sie liegt geschützt nach innen versetzt, während die andere Schneidkante 16 arbeitet.
Die Ausführungsformen nach den 7 und 8 entsprechen im Wesentlichen den nach den 1 bis 6, wobei die Befestigungsöffnung 32 jedoch modifiziert ausgeführt ist.
Bei der Ausführungsform nach 7 hat die Öffnung 32 eine kreissehnenartige Flachseite 33, sodass die Öffnung 32 von der idealen zylindrischen oder kegeligen Form abweicht.
Bei der Ausführungsform nach 8 hingegen ist die Öffnung 32 zur Freifläche 18 hin mit einer sogenannten verrundeten Senkung mit variablem Radius versehen, also mit einer von der Kegelform abweichenden Geometrie. Diese Varianten der Öffnung gestatten andere vorteilhafte Befestigungen der Stechschneidplatte 10 am Werkzeughalter.
Bezüglich der Ausführungsform nach den 1 bis 8 ist noch zu betonen, dass die Schneidkanten 16, 34, in Draufsicht auf die Freifläche 18 gesehen, im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen.
In 9 ist der Werkzeughalter 40 für die Tangential-Stechschneidplatten 10 nach den vorhergehenden Figuren dargestellt. Der Werkzeughalter 40 ist in der Breite B maximal so groß wie die Stechschneidplatte 10, vorzugsweise etwas kleiner, damit beim Abstechen oder Tiefstechen oder beim Scheibenfräsen die Stechschneidplatte 10 den einzigen Kontakt mit dem Werkstück hat.
Aufgrund des ausgezeichneten Sitzes der Tangential-Stechschneidplatte 10 in dem als Stufe ausgebildeten Sitz 42 des Werkzeughalters 40 kann dieser sehr weit auskragen. Die Stechschneidplatte 10 wird stehend (Höhe H verläuft in Drehrichtung) auf den Werkzeughalter 40 aufgesetzt, die Relativdrehung zwischen dem Werkstück und der Stechschneidplatte 10 erfolgt entlang der tangential zum Werkstück ausgerichteten Freifläche 18, die in eine vordere Stirnseite 44 auf der Werkzeughalterseite übergeht. Die Stirnseite 44 ist jedoch leicht nach hinten gegenüber der Freifläche 18 versetzt.
Die schneidplattenseitigen seitlichen Abstützflächen 24 liegen vorzugsweise vollflächig auf seitlichen Gegenflächen des Werkzeughalters 40 auf, und zwar auf seitlichen Gegenflächen 48. Es ergibt sich somit werkzeughalterseitig eine konkave Aufnahme mit seitlichen hochgezogenen Rändern, die die Lagefixierung und die Positionierung der Stechschneidplatte in dem Sitz 42 verbessern. Um eine Überbestimmung zu vermeiden, ist die Fläche 22 von der Gegenfläche 46 beabstandet.
Dadurch, dass die seitlichen Gegenflächen 48 einerseits schräg aufeinander zu verlaufen, andererseits von der Stirnseite 44 zusätzlich auch noch nach unten leicht gekippt verlaufen, ergibt sich eine Art Keilwirkung, die einerseits zur Mitte (bezogen auf die Breite B) und andererseits in Richtung zu einer Anlagefläche 50 gerichtet ist, an der die Rückseite 30 der Stechschneidplatte 10 ebenfalls möglichst vollflächig anliegt.
Durch die prismenartige Ausführung der Abstützseite 20 und der Gegenflächen 46, 48 ergibt sich beim Spannen eine selbstsichernde Wirkung, die die Spannkraft, mit der die Stechschneidplatte 10 in dem Sitz 42 gehalten ist, erhöht.
Eine optional vorgesehene, mit Gewinde versehene Öffnung 52 fluchtet mit der Öffnung 32 und dient der Aufnahme einer Spannschraube.
Zu erkennen ist, dass am Übergang zwischen der Anlagefläche 50 und den Gegenflächen 46, 48 eine Nut 54 vorgesehen ist, deren Breite b vorzugsweise der halben Länge L der Stechschneidplatte 10 entspricht.
Die Seitenansicht des Werkzeughalters 40 in 10 zeigt optionale Winkelverhältnisse. So ist zu erkennen, dass die Anlagefläche 50 nicht nur senkrecht zur Oberseite 60, sondern bevorzugt schräg nach vorne zur Stechschneidplatte 10 gerichtet ist, um diese nach oben hin zu übergreifen. Die Anlagefläche 50 ist deshalb in einem Winkel α von bis zu 30°, insbesondere in einem Winkel α, der 5° bis 15° betragen kann, nach vorne geneigt. Dieser Winkel α kann auch auf eine Senkrechte zur Oberseite 60 bezogen werden, wenn diese parallel zur Vorschubrichtung verläuft.
Die Anlagefläche 50 ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform eben ausgeführt und hat keine rinnenförmige Vertiefung.
Die Stechschneidplatte 10 liegt vollflächig an der Anlagefläche 50 an.
Die mittige Gegenfläche 46, die wie die mittige Fläche 22 möglichst parallel zur zugeordneten Schneidkante 16 verlaufen sollte, ist um bis zu 45° gegenüber der Oberseite 60 nach hinten und unten gekippt. Die Seitenkanten 62, die die seitlichen Enden der seitlichen Gegenflächen 48 bilden, verlaufen in Seitenansicht parallel zur mittigen Gegenfläche 46 oder in einem Winkel γ von bis zu 45° zu diesem.
Die Fläche 22 ist über einen minimalen Spalt von der Gegenfläche 46 beabstandet, so dass ein Kontakt an den seitlichen Abstützflächen 24 sichergestellt ist.
Die Öffnung 52 kann, was aber nicht zwingend der Fall ist, senkrecht zur Anlagefläche 50 verlaufen.
Bei den Ausführungsformen nach den 12 bis 17 erkennt man das Werkzeug (Tiefstech-, Abstechwerkzeug oder ein Scheibenfräser) mit dem zuvor dargestellten Werkzeughalter 40 und der daran befestigten Tangential-Stechschneidplatte 10. Zur Orientierung sind in 10 noch die Vorschubrichtung V und die Rotationsrichtung R zwischen Werkstück und Schneidkante dargestellt. Gut zu erkennen ist die stehende, das heißt tangentiale Ausführung der Schneidplatten 10. Die Lage der zweiten Schneidkante 34 ist dabei so gewählt, dass sie beim Schneiden mit der ersten Schneidkante 16 nicht mit dem Werkstück in Kontakt ist, sondern einwärts derselben liegt, also bezogen auf die Breite B in Richtung zur Mitte verschoben und dadurch geschützt ist. Dasselbe gilt auch für die erste Schneidkante 16, wenn die zweite Schneidkante 34 im Betrieb ist.
Wie in den Figuren ferner gut zu erkennen ist, ergibt sich durch die aufwärts nach außen verlaufenden seitlichen Gegenflächen 48 eine Art von Zähnen 70 an den Ecken des Sitzes des Werkzeughalters 40, die die Stechschneidplatte 10 lagefest positionieren.
Bei den Ausführungsformen nach den 12 bis 14 ist die Oberseite 60 des Werkzeughalters 40 mit einer bogenförmig aufwärts verlaufenden Spanflächenfortsetzung 72 ausgeführt, die sich an die Oberseite 12 und die zugeordnete Spanfläche 14 anschließt und der Spanabfuhr dient.
Die Befestigung der Stechschneidplatte kann gemäß 12 nur über eine vorderseitige Spannschraube 80 erfolgen oder, gemäß 13, über den sogenannten Spannbolzen 82, der von der vorderen Stirnseite 44 aus betätigt werden kann (13) oder von der Oberseite 60 (14).
Die Ausführungsform nach 15 entspricht der nach 13, wobei aber zusätzlich auch noch eine von oben gegen die Oberseite 12 drückende Spannpratze 84 vorgesehen ist.
Die Befestigung gemäß der Ausführungsform nach 16 erfolgt über eine Spannschraube 82 und zusätzlich über eine Spannpratze 84, bei der Ausführungsform nach 17 ausschließlich über eine Spannpratze 84. Bei dieser Ausführungsform benötigt die Stechschneidplatte 10 auch keine Öffnung 32.
Die Herstellung der Stechschneidplatte 10 erfolgt presstechnisch, insbesondere durch Sintern, wobei aufgrund der versetzt zueinander angeordneten Prismen und der unterschiedlichen Lagen der Schneidkanten 16, 34 das Komprimieren in zwei oder mehr Kompressionsrichtungen erfolgen sollte.
Ein monoaxiales Pressen ist bei der bevorzugten Ausführungsform in einer diagonal zum Quader oder Würfel verlaufenden Richtung als Alternative denkbar.
Die Erfindung zeichnet sich durch ein Werkzeug aus, das große Stechtiefen oder, allgemeiner, Schnitttiefen ohne Spannkraftverlust erlaubt. Die tangential gespannte Stechschneidplatte 10 erhält durch die Schnittkraft eine zusätzliche Spannkraft (selbstverstärkende Wirkung).
Alternative Ausführungsformen sehen Schneidkanten auch noch an einer oder beiden Seitenkanten vor.
Ferner kann die Schneidkante auch rund oder V-förmig sein, nicht, wie gezeigt, annähernd linear.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2005/099949 A1 [0004]

Claims

Stechschneidplatte, mit einer sich über die Breite (B) der Stechschneidplatte (10) erstreckenden Schneidkante (16), einer Hauptfreifläche (18) und einer Spanfläche (14) sowie einer zur Spanfläche (14) entgegengesetzten Abstützseite (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Stechschneidplatte eine im wesentlichen würfelförmige Außenkontur besitzt und aus zwei geometrisch gleichen, in einer Teilungsebene ineinander übergehenden Würfelhälften besteht, wobei jede Würfelhälfte eine eigene Schneidkante hat und die Würfelhälften um 90° zueinander gedreht und um 180° gewendet zueinander liegen.
Stechschneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Tangential-Stechschneidplatte ist.
Stechschneidplatte nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stechschneidplatte eine Tangential-Stechschneidplatte ist sowie eine im wesentlichen quaderförmige, vorzugsweise würfelförmige Außenkontur und zwei Schneidkanten hat, die durch zwei nicht aneinandergrenzende Außenkanten des Quaders gebildet sind.
Stechschneidplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von der Hauptfreifläche (18) ausgehende Befestigungsöffnung (32).
Stechschneidplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützseite (20) zumindest am Rand zur Hauptfreifläche (18) hin konvex geformt ist und zu ihrer Mitte eine zunehmende Höhe (H) aufweist.
Stechschneidplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die entgegengesetzten Ecken am Übergang von Abstützseite (20), Hauptfreifläche (18) und Seitenflächen (26) gefast, vorzugsweise eben gefast sind.
Stechschneidplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Fasen gebildete seitliche Abstützflächen (24, 24') zu einer dazwischenliegenden mittigen Fläche (22, 22') schräg aufeinander zu laufen.
Stechschneidplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mittige Fläche (22, 22') eben ist und/oder parallel zur Schneidkante (16, 34) und/oder mit zunehmendem Abstand von der Hauptfreifläche (18) schräg von der zugeordneten Spanfläche (14) weg verläuft.
Stechschneidplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schneidkante (34) eine eigene, zugeordnete Abstützseite (20') hat, die wie die Abstützseite (20) der ersten Schneidkante (16) geformt ist.
Stechschneidplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schneidkante (16, 34) auf ihrer Würfelhälfte ihre eigene prismenartige Abstützseite (20) hat und/oder dass die Schneidkanten (16, 34) dieselbe Breite (B1, B2) haben und, entgegen der zugeordneten Vorschubrichtung und zur zugeordneten Rückseite (30) hin jeweils eine reduzierte Breite (H1, H2) haben.
Werkzeug mit einem Werkzeughalter (40) und einer an ihm lösbar befestigbaren Stechschneidplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Tiefstech- oder Abstechwerkzeug oder ein Scheibenfräser ist.
Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (40) seitliche Gegenflächen (48) für die Abstützflächen (22, 22', 24, 24') aufweist, die zumindest abschnittsweise komplementär zu den Abstützflächen (22, 22', 24, 24') ausgebildet sind.
Werkzeug nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Anlagefläche (50) am Werkzeughalter (40) zur Anlage der zur Freifläche (18) entgegengesetzten Seite (30) der Stechschneidplatte (10), wobei die Anlagefläche (50) und die Seitenkanten (62) der Gegenflächen (48) in Seitenansicht in einem Winkel von ≤ 90° zueinander stehen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch eine Anlagefläche (50) am Werkzeughalter (40) zur Anlage der zur Freifläche (18) entgegengesetzten Seite (30) der Stechschneidplatte (10), wobei die Anlagefläche (50) in einem Winkel (α) von bis zu 30°, vorzugsweise in einem Winkel (α) von 5° bis 15° nach vorne zur Stechschneidplatte (10) geneigt ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeughalter (40) eine zur mittigen Fläche (22, 22') komplementäre mittige Gegenfläche (46) parallel oder in einem Winkel (γ) von bis maximal 45° zu den Seitenkanten (62) der seitlichen Gegenflächen (48) verläuft.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfreifläche (18) gegenüber der Stirnseite (44) der Werkzeugs übersteht und/oder dass die Oberseite (60) des Werkzeughalters (40) eine vom Übergang zur Spanfläche (14) ausgehende, bogenförmig aufwärts verlaufende Spanflächenfortsetzung (72) hat.
Verfahren zum Herstellen einer Stechschneidplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stechschneidplatte (10) mit zwei oder mehr Kompressionsrichtungen presstechnisch hergestellt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Stechschneidplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stechschneidplatte (10) quaderförmig ist und nur einer einzigen, diagonal zum Quader verlaufenden Kompressionsrichtung presstechnisch hergestellt wird.