DE10291948B4

DE10291948B4 - Spanwerkzeug mit verbesserter Schneidplättchensitzanordnung für austauschbare Schneidplättchen

Info

Publication number: DE10291948B4
Application number: DE10291948T
Authority: DE
Inventors: William Bennett Loves Park Johnson
Original assignee: Ingersoll Cutting Tool Co
Current assignee: Ingersoll Cutting Tool Co
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: WO2002092267A9; BR0205342A; DE10291948T5; US20020168235A1; DE10291948C5; WO2002092267A1; US6540448B2; BR0205342B1

Abstract

Spanwerkzeughalter (12), umfassend:
einen im Wesentlichen zylindrischen Spanwerkzeugkörper, der eine Mittelachse (16) aufweist und dazu geeignet ist, in einer vorbestimmten Richtung um diese Achse rotiert zu werden, wobei der Körper ein Arbeitsende (22) mit einem Außenumfang (26) aufweist;
mehrere Sitze (28a–f), die in dem Werkzeugkörper ausgebildet sind und in Umfangsrichtung um den Außenumfang des Arbeitsendes beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Sitze eine Hauptsitzfläche (44) und eine oder mehrere Nebensitzflächen (40, 42) aufweist; und, dass
die Sitze in zwei oder mehr Gruppen an Sitzen aufgeteilt sind, jede Gruppe einen oder mehrere Sitze aufweist, und die eine oder mehreren Nebensitzflächen jeder Gruppe in Bezug auf die Mittelachse des Spanwerkzeugkörpers in gleichem Winkel angeordnet sind, wobei die Winkel der Gruppen unterschiedlich sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Spanwerkzeuge und genauer gesagt auf ein Spanwerkzeug, das mehrere austauschbare Spanschneidplättchen verwendet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist eine Vielzahl von Spanwerkzeugen mit Schneidplättchen zum Durchführen von Fräsvorgängen verfügbar. Austauschbare Schneidplättchen, die aus einem Material wie gesinterten Karbiden oder Keramik gebildet sind, werden häufig in Fräsvorgängen eingesetzt, einschließlich der Verarbeitung von Aluminium, Gusseisen, Stahl, rostfreiem Stahl, nickelbasierten Legierungen, Kobaltlegierungen und Titan. Eine Art von Spanwerkzeug verwendet austauschbare Schneidplättchen, die entfernbar in Schneidplättchensitzen aufgenommen sind, die in Umfangsrichtung um den Umfang eines Werkzeugkörpers beabstandet sind. In diesen herkömmlichen Spanwerkzeugen sind die Schneidplättchensitze in Bezug auf die Mittelachse des Werkzeugkörpers gleich ausgerichtet, und somit werden die Schneidplättchen lediglich durch Rotieren derselben in ihren jeweiligen Schneidplättchensitzen indexiert, um einen anderen Abschnitt der Spankante freizulegen. Ein derartiges Spanwerkzeug ist beispielsweise aus der US 6,004,081 A bekannt.
Genauer gesagt sind austauschbare Schneidplättchen, die in derartigen Werkzeugen verwendet werden, in einer Vielzahl von Formen verfügbar, einschließlich runder Schneidplättchen (auch als Knopfschneidplättchen, englisch "button-type inserts", bezeichnet). Runde Schneidplättchen besitzen eine kreisförmige Spankante um den Umfang des Schneidplättchens, was eine Anzahl alternativ einsetzbarer Spanabschnitte bereitstellt. Während eines Spanvorganges spant tatsächlich nur ein Abschnitt der runden Spankante das Werkstück. Wenn eine Spanposition abgenutzt worden ist, kann das Schneidplättchen ausgetauscht werden oder in dem Sitz gedreht werden, um einen neuen Spanbereich in die aktive Spanposition zu bringen. Die Anzahl austauschbarer Spanpositionen pro Schneidplättchen hängt von der gewünschten Spantiefe ab. Wenn alle Spanpositionen abgenutzt sind, wird das Schneidplättchen weggeworfen und durch ein neues ersetzt.
Einige Arten herkömmlicher runder Schneidplättchen besitzen eine kegelstumpfförmige Seitenfläche, die ebene Flächen besitzt, welche die Lage- und Spaltbereiche für das Schneidplättchen bereitstellen. Genauer gesagt besitzt die kegelstumpfförmige Fläche beispielsweise eine Mehrzahl dieser ebenen Flächen (auch als Wate bezeichnet), die Kontakt mit einer oder mehreren Seitensitzflächen (auch als Nebensitzflächen bezeichnet) eines Schneidplättchensitzes zum Positionieren des Schneidplättchens in dem Sitz herstellen, um das Austauschen zu erleichtern und dann zu verhindern, dass das Schneidplättchen während des Betriebes des Spanwerkzeugs rotiert. Nachdem es in dem Schneidplättchensitz platziert worden ist, wird das Schneidplättchen mit einer Schraube gesichert, die sich durch ein Loch im Zentrum des Schneidplättchens erstreckt und in eine Bohrung in der Sitzbodenfläche (auch als Sitzhauptfläche bezeichnet) des Schneidplättchensitzes eingeschraubt ist. Diesbezüglich offenbart die US 4,808,044 Sitzbodenflächen gleicher Größe und Form, die jedoch abwechselnd zur Rotationsrichtung unterschiedlich gewinkelt sind. D. h. die Sitzbodenfläche steht abwechselnd steiler bzw. flacher zur Rotationsrichtung des Werkzeugkörpers.
Die Erfahrung zeigt zahlreiche Überlegungen (von denen einige konkurrierend sind), die beim Designen von Spanwerkzeugen mit austauschbaren Schneidplättchen getroffen werden müssen. Diese Überlegungen schließen beispielsweise ein: (1) Maximieren der Anzahl der Schneidplättchen pro Werkzeughalter; (2) Verhindern, dass die Schneidplättchen während eines Schneidvorganges rotieren oder verrutschen; (3) Maximieren der Anzahl austauschbarer Spanpositionen pro Schneidplättchen; und (4) Bereitstellen der erforderlichen Spantiefe. Zahlreiche der zum Begegnen dieser Überlegungen verwendeten Designs besitzen Nachteile. Beispielsweise besteht ein Weg zum Erhöhen der Anzahl von Schneidplättchen pro Werkzeughalter darin, die Materialmenge an dem Umfang, der zum Lagern des Schneidplättchensitzes verwendet wird, zu vermindern. Das Entfernen dieses Materials wurde als notwendig betrachtet infolge der Bearbeitungstechniken zum Herstellen des Werkzeughalters. Dies ist nicht erwünscht, da es die Betriebszuverlässigkeit des Spanwerkzeugs nachteilig beeinträchtigt.
Bei herkömmlichen Schneidplättchen entspricht die Anzahl von Spanpositionen pro Schneidplättchen häufig der Anzahl von Facetten bzw. Waten (englisch "facet") an dem Schneidplättchen. Beispielsweise besitzt ein Schneidplättchen mit fünf Waten fünf Spanpositionen. Wenn eine Spanposition abgenutzt ist, wird das Schneidplättchen von dem Sitz des Werkzeugs entnommen und derart gedreht, dass mindestens eine neue Wate den Sitz des Werkzeugs belegt. Die Anzahl von Spanpositionen pro Schneidplättchen kann durch Hinzufügen von mehr Waten an einem Schneidplättchen erhöht werden. Ein Erhöhen der Anzahl von Waten vermindert allerdings die Oberfläche pro Warte, was effektiv die Krümmung der Kantenfläche des Schneidplättchens erhöht. Wiederum behindert die verminderte Oberfläche und die erhöhte Krümmung eine zuverlässige Schneidplättchenpositionierung in dem Schneidplättchensitz und erhöht den Schneidplättchenschlupf während des Verarbeitungsvorgangs.
Daher gibt es einen Bedarf nach einem verbesserten Spanwerkzeug, welches die Anzahl von Spanpositionen an einem Schneidplättchen erhöht, jedoch gleichzeitig ein zuverlässiges Positionieren des Schneidplättchens in dem Schneidplättchensitz bereitstellt und eine Schneidplättchenrotation während den Spanvorgängen verhindert. Es ist bevorzugt, die Anzahl austauschbarer Spanpositionen an dem Schneidplättchen zu erhöhen, ohne entsprechend die Anzahl von Waten an dem Schneidplättchen zu erhöhen (oder in anderen Worten die Oberfläche pro Wate zu vermindern). Ein derartiges Spanwerkzeug wäre kostengünstiger und effizienter als herkömmliche Spanwerkzeuge, da von jedem Schneidplättchen von der Spankante auf zuverlässige Weise mehr genutzt werden könnte, bevor es weggeworfen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Spanwerkzeug bereitgestellt, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Das Spanwerkzeug umfasst einen allgemein zylindrischen Spanwerkzeugkörper mit einer Mittelachse. Das Werkzeug ist dazu geeignet, in einer vorbestimmten Richtung um diese Achse rotiert zu werden. Der Körper besitzt ein Arbeitsende mit einem Außenumfang und einer Mehrzahl von Sitzen, die in dem Werkzeugkörper gebildet sind und in Umfangsrichtung um den Außenumfang des Arbeitsendes beabstandet sind. Jeder der Sitze besitzt eine Hauptsitzfläche und mindestens eine Nebensitzfläche. Die Sitze sind in eine oder mehrere Gruppen von Sitzen aufgeteilt. Jede Gruppe besitzt einen oder mehrere Sitze. Die eine oder die mehreren Nebensitzflächen jeder Gruppe sind in Bezug auf die Mittelachse des Spanwerkzeugkörpers derart gewinkelt, dass die Winkel zwischen den Sitzen einer Gruppe zu denen der anderen Gruppe unterschiedlich sind.
Jede Gruppe kann aus einem Sitz bestehen. Alternativ kann jede Gruppe aus zwei oder mehr Sitzen besitzen bestehen, wobei sich die Sitze um den Umfang des Spanwerkzeughalters zwischen Sitzen unterschiedlicher Gruppen abwechseln. Es kann genau zwei Gruppen von Sitzen geben, und diese Sitze wechseln sich um den Umfang des Spanwerkzeughalters zwischen Sitzen der zwei unterschiedlichen Gruppen ab. Jeder Sitz kann aus genau zwei Nebensitzflächen bestehen, von denen eine eine größere Fläche als die andere besitzt. Darüber hinaus kann die Nebensitzfläche mit der größeren Fläche ihre Positionen zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Sitzen verändern, von einer Ausrichtung mehr zu der Mittelachse zu einer Ausrichtung mehr radial entlang des Körpers des Werkzeughalters in Bezug auf die Mittelachse. Zusätzlich kann der Winkel zwischen den Nebensitzflächen stumpf sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht eines Spanwerkzeughalters mit einer Anzahl montierter Schneidplättchen und einem gelösten Schneidplättchen gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht eines der Schneidplättchen aus 1;
3 ist eine Draufsicht des Schneidplättchen aus 2;
4 ist eine Draufsicht des Spanwerkzeughalters aus 1 ohne die in den Schneidplättchensitzen montierten Schneidplättchen;
5 ist eine Querschnittsansicht des Spanwerkzeughalters, geführt entlang der Linie 5-5 aus 4; und
6 ist eine Querschnittsansicht des Spanwerkzeughalters, geführt entlang der Linie 6-6 aus 4.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Wie in 1 gezeigt wird die vorliegende Erfindung beispielhaft durch ein Frässpanwerkzeug 10 veranschaulicht, das aus einem Werkzeughalter 12 und einer Anzahl von Schneidplättchen 14 besteht. Das Spanwerkzeug 10 wird zur Bearbeitung von Werkstücken aus Metall, wie Aluminium, Gusseisen, Stahl, rostfreiem Stahl, nickelbasierten Legierungen, Kobaltlegierungen und Titan verwendet, um die Werkstücke in gewünschte Abmessungen und Form zu bringen. Der bevorzugte Werkzeughalter 12 ist im wesentlichen zylindrisch mit einer Mittelachse 16, um welche es während des Betriebes rotiert. Der Halter 12 definiert eine Bohrung 18 durch das Zentrum um die Mittelachse 16. Die Bohrung 18 nimmt einen Schaft eines Bolzens (nicht gezeigt) auf, der dazu geeignet ist, den Halter 12 an einer Spindel (nicht gezeigt) einer Fräsmaschine zu befestigen.
Das bevorzugte Material für den Werkzeughalter ist eine hochfeste Stahllegierung, die eine Härte von 300 bis 360 Brinell besitzt. Die äußere Fläche des Halters wird dann nitriert (nitriergehärtet), um eine Stickstoffdiffusionsschicht einzuführen, die eine Tiefe von etwa 0,015 Inch besitzt. Die Behandlung erhöht die Oberflächenhärte des Werkzeughalters auf 420 bis 500 Brinell.
Der Werkzeughalter 12 umfasst einen Kopplungsendabschnitt 20 und einen Arbeitsendabschnitt 22, der während des Betriebes des Werkzeugs 10 einem Werkstück zugewandt ist. Der Kopplungsendabschnitt 20 ist dazu ausgelegt, in die Antriebsspindel (nicht gezeigt) der Fräsmaschine zur Rotation mit dieser einzugreifen. Genauer gesagt umfasst der Kopplungsendabschnitt 20 einen Kanal 24 mit allgemein rechteckigem Querschnitt. Der Kanal 24 empfängt einen Treiber (nicht gezeigt) komplementärer Form an der Spindel, um eine eingriffsartige Antriebsbeziehung zwischen der Fräsmaschine und dem Werkzeughalter 12 zu erleichtern.
Wie in 4 veranschaulicht umfasst der Arbeitsendabschnitt 22 einen Außenumfangsabschnitt 26, der eine Anzahl winkelmäßig beabstandeter Schneidplättchensitze 28a–f und eine Spantasche 30 vor jedem Schneidplättchensitz 28a–f zur Beseitigung abzuführenden Metallmaterials während des Betriebes in der Form von Spänen definiert. Jeder der Schneidplättchensitze 28a–f ist dazu ausgelegt, einen der austauschbaren Schneidplättchen 14 zum Durchführen des Spanvorganges an dem Werkstück zu empfangen.
Wie in 2 und 3 veranschaulicht umfasst jedes der Schneidplättchen 14 eine Seitenfläche 34 und eine Spankante 36. Die Seitenfläche umfasst eine Anzahl von Seitenflächen oder Waten 38, welche in dem Schneidplättchensitz 28a–f zum Positionieren des Schneidplättchens 14 in seinem jeweiligen Schneidplättchensitz 28a–f eingreifen und zum Verhindern eines Schneidplättchenschlupfes während des Betriebes. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Spankante 36 jedes Schneidplättchen 14 einen Abschnitt, der sich hinter den Werkzeughalter 12 erstreckt, wenn ein solches Schneidplättchen montiert ist, zum Spanen des Werkstücks während des Betriebes. Jedes der Schneidplättchen 14 kann durch Entfernen der Schraube 32 gelöst und ausgetauscht (d. h. rotiert) und zurück in seinen jeweiligen Schneidplättchensitz 28a–f positioniert werden, um einen neuen Abschnitt seiner Spankante zur Verwendung freizulegen.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6, ist jeder Schneidplättchensitz 28a–f durch ein Paar von Nebensitzflächen 40 und 42 und eine Hauptsitzfläche 44 definiert. Die Nebensitzflächen 40 und 42 betätigen die Waten 38. Die Winkelposition der Nebensitzflächen 40 und 42 in Bezug zueinander und zu der Hauptsitzfläche 44 ist bei allen Schneidplättchensitzen 28a–f gleichmäßig. Der Winkel zwischen den Nebensitzflächen 40 und 42 ist bevorzugt ein stumpfer Winkel. Die Anordnung der Nebensitzflächen 40 und 42 in Bezug auf die Mittelachse 16 variiert zwischen benachbarten Schneidplättchensitzen 28a–f. Dies ermöglicht, dass die Schneidplättchen 14 nicht nur rotationsmäßig ausgetauscht werden, sondern auch zu benachbarten Schneidplättchensitzen 28a–f ausgetauscht werden können, um kontinuierliche Abschnitte der Spankante 36 freizulegen. Somit kann mehr der Spankante 36 mit herkömmlichem Austauschen freigelegt werden, und dementsprechend bleibt die Oberfläche der Waten 38 ausreichend groß, um eine zuverlässige Schneidplättchenpositionierung zu erleichtern und Schlupf zu verhindern. Das Spanwerkzeug kann gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Vielzahl von Spandurchmessern und Anzahl von Schneidplättchen ausgeführt werden, was Überlegungen bzw. Anforderungen sind, die durch die Natur der mit dem Werkzeug durchzuführenden Arbeit vorgegeben werden. Die Hauptsitzfläche 44 ist in Umfangsrichtung in der Rotationsrichtung des Werkzeugs 10 gewandt. Ein Loch 46 erstreckt sich in dem Außenumfangsabschnitt 26 des Arbeitsendabschnitts 22 etwa im Zentrum von und senkrecht zu der Hauptsitzfläche 44.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die bevorzugte Ausführungsform sechs Schneidplättchensitze 28a–f, wobei die Nebensitzflächen 40 und 42 nicht dieselbe Ausrichtung in Bezug auf die Mittelachse 16 des Spanwerkzeughalters 12 besitzen. Wie in 4 gezeigt, ist die Ausrichtung der Schneidplättchensitze abwechselnd versetzt. Das heißt, die Nebensitzflächen 40 und 42 der Schneidplättchensitze 28a, 28c und 28e besitzen eine Ausrichtung (5), und die Nebensitzflächen 40 und 42 der Einsätze 28b, 28d und 28f besitzen eine zweite Ausrichtung (6). Somit kann ein Schneidplättchen ausgetauscht werden durch Entnehmen des Schneidplättchens und Platzieren des Schneidplättchens in einem neuen Sitz, der eine unterschiedliche Ausrichtung besitzt, was zu einer Rotation des Schneidplättchens in eine Zwischenspanposition führt, die andernfalls nicht verfügbar wäre. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die Schneidplättchensitze des Spanwerkzeugs derart konfiguriert werden, um den Bedarf eines Benutzers in Bezug auf den Betrag einer an jedem Schneidplättchen eingesetzten Spanfläche, der erforderlichen Spantiefe und dem Grad, mit welchem die Schneidplättchen vor Rotation oder Schlupf in den Sitzen gehindert werden, begegnet werden.
Wie in 5 und 6 veranschaulicht, besitzt eine Nebensitzfläche 40 eine größere Fläche als die andere Nebensitzfläche 42. Mit Bezug auf die Schneidplättchensitze 28a, 28c und 28e ist die größere Fläche 40 in Bezug auf den Werkzeughalter 22 relativ zur Mittelachse 16 radialer ausgerichtet, und die kleine Fläche 42 ist paralleler zu der Mittelachse 16 ausgerichtet. Die umgekehrte Ausrichtung wird für die anderen Schneidplättchensitze 28b, 28d und 28f verwendet. Das heißt die kleinere Fläche 42 ist in Bezug auf den Werkzeughalter 22 relativ zu der Mittelachse 16 radialer ausgerichtet, und die größere Fläche 40 ist paralleler zur Mittelachse 16 ausgerichtet.
Eine Spantasche 30 ist vor jedem der Schneidplättchensitze 28a–f gelegen, wie in 5 und 6 gezeigt. Die Spantasche 30 ist durch mindestens eine erste Fläche 62, die eben ist, eine zweite Fläche, die zwischen bogenförmig 64a und eben 64b alterniert, und eine dritte Fläche, die ebenso zwischen bogenförmig 66a und eben 66b alterniert, definiert. Der Formunterschied der Spantaschen 30 dient primär einer leichten und kostengünstigen Herstellung des Werkzeughalters. Die erste Fläche 42 definiert die Rückseite der Spantasche 30 und ist vor und parallel zu der Ebene gelegen, die durch die Hauptsitzfläche 44 jedes Schneidplättchensitzes 28a–f definiert ist. Die zweite Fläche 64a oder 64b definiert die Seite der Spantasche 30. Die zweite Fläche 64a oder 64b alterniert zwischen bogenförmig 64a, gezeigt in 5, und eben 64b, gezeigt in 6. Die dritte Fläche 66a oder 66b definiert die Front der Spantasche 30 und alterniert ebenso zwischen bogenförmig 66a und eben 66b, in Übereinstimmung mit dem Abwechseln der Flächenausrichtung der zweiten Fläche 64a bzw. 64b.
Wie am besten in 6 gezeigt, sind Nuten 48 und 50 bevorzugt zwischen der Hauptsitzfläche 44 und jeder der Nebensitzflächen 40 und 42 vorgesehen. Eine Nut 52 ist ebenso bevorzugt zwischen den Nebensitzflächen 40 und 42 vorgesehen. Die Nuten 48, 50 und 52 stellen eine Entlastung für die Kanten der Schneidplättchen 14 (die unten beschrieben werden) bereit, um sicherzustellen, dass die Schneidplättchen 14 ordentlich in ihren jeweiligen Schneidplättchensitzen 28a–f gelegen sind.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist ein Schneidplättchen 14 veranschaulicht, welches Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung verkörpert. Das Schneidplättchen 14 besitzt eine allgemein knopfartige Form und ist aus geeignetem Spanmaterial zusammengesetzt, wie Wolframkarbid. Das Schneidplättchen 14 umfasst eine im wesentlichen ebene vordere Fläche 54 und eine ebene hintere Fläche 56, die im wesentlichen parallel zu der vorderen Fläche 54 ist (1). Wenn das Schneidplättchen 14 in einen der Schneidplättchensitze 28a–f montiert ist, liegt hintere Fläche 56 an der Hauptsitzfläche 44 an. Die kreisförmige Spankante 36 ist an dem Übergang zwischen dem äußeren Rand der vorderen Fläche 54 und der Seitenfläche 34 gebildet.
Wie oben erwähnt, enthält die Seitenfläche 34 eine Mehrzahl flacher, ebener Bereiche 38 (oder Waten), die verwendet werden, um das Schneidplättchen 14 in seinem jeweiligen Schneidplättchensitz 28a–f zu positionieren und zu verhindern, dass das Schneidplättchen 14 während des Betriebes des Werkzeugs rotiert. Das bevorzugte Schneidplättchen 14 besitzt eine kegelstumpfartige Seitenfläche mit fünf identischen und gleichmäßig beabstandeten Waten 38 (gestrichelt gezeigt in 3). Jede Wate 38 besitzt eine Höhe, die mindestens etwa 80% der Schneidplättchenhöhe beträgt. Somit besitzt der Außenumfang der hinteren Bodenfläche zehn Kanten (fünf im wesentlichen geraden Kanten 58 an den Waten und fünf Bogensegmente 60, die zwischen den Waten beabstandet sind). Wenn ein Schneidplättchen 14 in einen jeweiligen Schneidplättchensitz 28a–f montiert ist, liegt jede der Nebensitzflächen 40 und 42 an einer der zwei benachbarten Waten 38 an.
Genauer gesagt, wie in 2 und 3 gezeigt, besitzen die bevorzugten Schneidplättchen 14 fünf Waten 38, die gleichmäßig beabstandet sind bei beispielsweise 72 Grad voneinander entlang des Umfangs der kegelstumpfartigen Seitenfläche 34. Der Unterschied in der Ausrichtung zwischen den Nebensitzflächen der zwei unterschiedlichen Konfigurationen, wie in 6 und 7 gezeigt, beträgt näherungsweise 36 Grad. Wenn somit eine Spanposition an einem Schneidplättchen abgenutzt ist, kann das Schneidplättchen zu dem benachbarten Sitz bewegt und um 36 Grad rotiert werden.
Bei herkömmlichen Spanwerkzeugen mit gleichmäßig ausgerichteten Sitzen würde das fünf-watige Schneidplättchen fünf Spanpositionen besitzen, entsprechend einer Rotation des Schneidplättchens mittels einer Wate. Diese fünf Spanpositionen würden um 72 Grad an dem Schneidplättchen beabstandet sein. Durch Versetzen der Sitze um 36 Grad besitzt das Spanwerkzeug der vorliegenden Erfindung allerdings zusätzliche Spanpositionen. Das Ergebnis ist eine Gesamtheit von zehn Spanpositionen, d. h. fünf zusätzliche Spanpositionen sind verfügbar, und diese Spanpositionen sind zwischen den ursprünglich verfügbaren Spanpositionen gelegen.
Ersichtsichtlich sind zahlreiche weitere nützliche Variationen in der Anzahl und Ausrichtung der Schneidplättchensitze verfügbar. In einer alternativen Ausführungsform können die Schneidplättchensitze des Spanwerkzeugs derart ausgelegt sein, dass nicht zwei Schneidplättchensitze dieselbe Ausrichtung in Bezug auf die Nebensitzflächen besitzen. Beispielsweise kann das Spanwerkzeug nur drei Schneidplättchensitze besitzen, wobei die Nebensitzflächen von jedem von einer vorhergehenden um 40 Grad versetzt sind. Somit würde keiner der Schneidplättchensitze dieselbe Ausrichtung der Nebensitzfläche besitzen. Falls ein dreiwartiges Schneidplättchen verwendet wird, kann diese Anordnung neun Spanpositionen an dem Schneidplättchen erzeugen.
In einer dritten Ausführungsform kann das Spanwerkzeug derart ausgelegt sein, dass es drei Gruppenalternierender Schneidplättchensitzkonfigurationen gibt. Das Spanwerkzeug kann sechs Schneidplättchensitze besitzen, wobei jeder Sitz innerhalb einer Gruppe von einem vorhergehenden Schneidplättchensitz um 24 Grad versetzt ist. In dieser Ausführungsform würden Paare von Schneidplättchensitzen die Nebensitzflächen auf dieselbe Weise ausgerichtet haben. Falls ein fünf-watiges Schneidplättchen verwendet wird, kann diese Anordnung fünfzehn Spanpositionen erzeugen und kann für Arbeiten nützlich sein, die eine sehr flache Spantiefe erfordern.
Es können zahlreiche nützliche Versatzanordnungen der Schneidplättchensitzkonfiguration vorgenommen werden, wie durch die Natur der Arbeit erforderlich. Schneidplättchensitze können gleichmäßig alterniert sein in einer Progression von einem zum nächsten, oder die Schneidplättchensitze können ungleichmäßig versetzt sein. Die geeignete Versatzanordnung kann teilweise durch die gewünschte Anzahl von Spanpositionen und die erforderliche Spantiefe, wie oben beschrieben, bestimmt werden.
Die für eine bestimmte Anwendung erforderliche Spantiefe ist ein Faktor, der dazu genutzt wird, zu bestimmen, wie die Schneidplättchensitze versetzt sein sollten und wie viele Spanpositionen in einem Schneidplättchen gewünscht sind. Wenn beispielsweise die annehmbare Spantiefe vermindert werden kann, können an dem Schneidplättchen mehr Spanpositionen bereitgestellt werden. Als weiteres Beispiel stellen Werkzeughalter 12 und Schneidplättchen 14 zehn austauschbare Spanpositionen bereit und können im allgemeinen verwendet werden, um eine maximale Spantiefe von 0,1 Inch zu spanen.
Während besonderer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und betrieben worden sind, wird ersichtlich sein, dass zahlreiche Veränderungen und Modifikationen dem Fachmann klar sein werden, und es ist vorgesehen, dass die beigefügten Ansprüche all diese Veränderungen und Modifikationen abdecken, die in dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.

Claims

Spanwerkzeughalter (12), umfassend: einen im Wesentlichen zylindrischen Spanwerkzeugkörper, der eine Mittelachse (16) aufweist und dazu geeignet ist, in einer vorbestimmten Richtung um diese Achse rotiert zu werden, wobei der Körper ein Arbeitsende (22) mit einem Außenumfang (26) aufweist; mehrere Sitze (28a–f), die in dem Werkzeugkörper ausgebildet sind und in Umfangsrichtung um den Außenumfang des Arbeitsendes beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Sitze eine Hauptsitzfläche (44) und eine oder mehrere Nebensitzflächen (40, 42) aufweist; und, dass die Sitze in zwei oder mehr Gruppen an Sitzen aufgeteilt sind, jede Gruppe einen oder mehrere Sitze aufweist, und die eine oder mehreren Nebensitzflächen jeder Gruppe in Bezug auf die Mittelachse des Spanwerkzeugkörpers in gleichem Winkel angeordnet sind, wobei die Winkel der Gruppen unterschiedlich sind.
Spanwerkzeughalter nach Anspruch 1, bei dem jede Gruppe aus nur einem Sitz (28a–f) besteht.
Spanwerkzeughalter nach Anspruch 1, bei dem jede Gruppe aus zwei oder mehreren Sitzen (28a–f) besteht; und sich die Sitze um den Umfang des Spanwerkzeughalters zwischen Sitzen unterschiedlicher Gruppen abwechseln.
Spanwerkzeughalter nach Anspruch 3, bei dem es genau zwei Gruppen von Sitzen gibt, und sich die Sitze um den Umfang des Spanwerkzeughalters zwischen Sitzen der zwei unterschiedlichen Gruppen abwechseln.
Spanwerkzeughalter nach Anspruch 4, bei dem die eine oder mehreren Sitzflächen jedes Sitzes zwei Nebensitzflächen (40, 42) aufweisen, von denen eine eine größere Fläche als die andere aufweist.
Spanwerkzeughalter nach Anspruch 5, bei dem die Nebensitzfläche (40), mit der größeren Fläche zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Sitzen eine andere Position aufweist, wobei die der ersten Gruppe mehr zur Mittelachse (16) und die der zweiten Gruppe relative zur Mittelachse stärker radial entlang des Körpers des Werkzeughalters ausgerichtet ist.
Spanwerkzeughalter nach Anspruch 6, bei dem der Winkel zwischen den zwei Nebensitzflächen (40, 42) stumpf ist.
Spanwerkzeughalter nach einem der Ansprüche 1–7, bei dem die Hauptsitzfläche (44) einen Außenumfang aufweist, die Nebensitzfläche(-n) (40, 42) um wenigstens einen Teil des Hauptsitzflächenaußenumfangs angeordnet ist/sind und eine Mittelachse senkrecht zur Hauptsitzfläche verläuft, wobei der/die Sitz/-e einer Gruppe zu dem/den Sitz/-en der anderen Gruppe in einer Rotationsrichtung um die Mittelachse des Sitzes unterschiedlich ausgerichtet ist/sind.
Spanwerkzeug, umfassend: einen Spanwerkzeughalter nach einem der Ansprüche 1–8; eine Mehrzahl von Schneidplättchen (14), die in den Sitzen montierbar sind.
Spanwerkzeug nach Anspruch 9, bei dem jedes Schneidplättchen (14) aufweist: eine im wesentlichen ringförmige vordere Fläche (54) mit einer äußeren Spankante (36); eine hintere Fläche (56), die von der vorderen Fläche beabstandet ist und die an der Hauptsitzfläche (44) des Sitzes (28a–f) montiert werden kann; eine Seitenfläche (34), die sich zwischen der vorderen und der hinteren Fläche erstreckt; und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Waten (38), die in der Seitenfläche zur Anlage an der einen oder den mehreren Nebensitzflächen (40, 42) jedes Sitzes gebildet sind.
Spanwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, bei dem jedes Schneidplättchen (14) ferner eine kreisförmige äußere Spankante (36) und eine kegelstumpfförmige Seitenfläche (34) aufweist.
Spanwerkzeug nach einem der Ansprüche 9–11, bei dem jede Nebensitzfläche (40, 42) eine Fläche besitzt, die mindestens so groß ist wie jede Wate (38).
Spanwerkzeug nach einem der Ansprüche 9–12, bei dem die Waten (38) der Schneidplättchen (14) unterhalb der Spankante (36) beabstandet sind.
Spanwerkzeug nach einem der Ansprüche 9–13, bei dem jedes Schneidplättchen fünf Waten (38) aufweist, die gleichmäßig zueinander entlang des Umfangs der Seitenfläche (34) beabstandet sind.
Spanwerkzeug nach einem der Ansprüche 9–14, bei dem die Höhe jeder Wate (38) mindestens 80% der Höhe des Schneidplättchens (14) beträgt.
Spanwerkzeug, nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem sechs Sitze (28a–f) vorgesehen sind, wobei die sechs Sitze in eine erste und eine zweite Gruppe von drei Sitzen aufgeteilt sind, wobei sich die sechs Sitze zwischen der ersten und der zweiten Gruppe abwechseln, wenn man entlang des Umfangs des Spanwerkzeugs fortschreitet, und die eine oder mehreren Nebensitzflächen jeder Gruppe sind in einem unterschiedlichen, vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Mittelachse des Spanwerkzeugkörpers ausgerichtet.
Spanwerkzeug nach Anspruch 16, bei dem die vorbestimmten Winkel zueinander um 36 Grad versetzt sind.
Austauschbares Mehrwaten-Schneidplättchen (14), umfassend: eine im Wesentlichen ringförmige vordere Fläche (54) mit einer äußeren Spankante (36); eine von der vorderen Fläche beabstandete, hintere Montierfläche (56); eine sich zwischen der vorderen und der hinteren Fläche erstreckende Seitenfläche (34); und eine Mehrzahl von in der Seitenfläche gebildeten, in Umfangsrichtung beabstandeten Waten (38), von denen jede eine Höhe besitzt, die mindestens 80% der Höhe des Schneidplättchens beträgt.
Schneidplättchen nach Anspruch 18, bei dem das Schneidplättchen ferner eine kreisförmige äußere Spankante (36) und eine kegelstumpfförmige Seitenfläche (34) aufweist.
Schneidplättchen nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die Waten (38) des Schneidplättchen (14) unterhalb der Spankante (36) beabstandet sind.
Schneidplättchen nach einem der Ansprüche 18–20, bei dem das Schneidplättchen (14) ferner ein Loch (33) durch das Zentrum des Schneidplättchen zum Aufnehmen eines befestigenden Befestigungselements (32) aufweist.
Schneidplättchen nach Anspruch 21, bei dem das befestigende Befestigungselement (32) eine Schraube ist, insbesondere eine selbstsichernde Schraube.
Schneidplättchen nach einem der Ansprüche 18–22, bei dem das Schneidplättchen fünf Waten (38) aufweist, wobei die Waten gleichmäßig entlang des Außenumfangs der Seitenfläche (34) beabstandet sind.
Schneidplättchen nach einem der Ansprüche 18–23, bei dem die Watenhöhe des Schneidplättchens (14) im Wesentlichen 80% der Höhe des Schneidplättchens beträgt.