DE1807558A1

DE1807558A1 - Umkehrbarer Schneideinsatz

Info

Publication number: DE1807558A1
Application number: DE19681807558
Authority: DE
Inventors: Stier Henry Willy
Original assignee: Carmet Co
Current assignee: Carmet Co
Priority date: 1967-11-08
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1969-08-21
Also published as: GB1240724A; FR1590744A; BE723440A; US3466720A

Description

dr. W.Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dannenberg dr.V.Schmied-Kowarzik · dr.P. Weinhold

6 FRANKFURT AM MAIN

OR. I»CHINH«lMm IT». »9

6. November 1968

Da/Fa AI-478

Carmet Company
2344 Oliver Building Pittsburgh,Pennsyl./USA

Umkehrbarer Schneideinsatz

Die Erfindung betrifft das Gebiet der abnehmbaren, gegebenenfalls nach Gebrauch wegzuwerfenden Schneideinsätze aus harten Werkstoffen, wie z.B. siliermetallen od, dgl·, die zur Durchführung einer Schneidarbeit an einem Werkstück an einem Werkzeughalter befestigt werden können. Bekannte Schneideinsätze haben gewöhnlich die Form eines prismatischen Blocks mit parallelen unteren und oberen Flächen, die mit den im allgemeinen senkrecht zur Ebene der oberen und unteren Flächen verlaufenden Seitenflächen'eine- oder mehrere Schneidkanten bilden, die in geeigneter Weise in die Oberfläche eines Werkstücks einschneiden und Material daraus entfernen, wobei die Schneidkante und das Werkstück in bezug aufeinander verlagert werden, Ist die Schneidkante so abgenutzt oder beschädigt, daß sie nicht mehr verwendbar ist, so wird der Schneideinsatz aus dem Werkzeughalter entfernt und durch einen neuen ersetzt. Es sind auch Schneideinsatz e bekannt, die mit mehreren Schneidkanten oder Schneid-

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spitzen versehen sind, die symmetrisch angeorduet sind, so daß, wenn eine Schneidkante oder -spitze durch Abnutzung oder Beschädigung unbrauchbar wird, der Schneideinsatz in seinem Halter versetzt und eine neue Schneidkante oder Schneidspitze auf das Werkstück gerichtet werden kann. Es sind ferner umkehrbare Schneideinsätze bekannt, die, wenn alle Schneidkanten oder Schneidspitzen an der einen Seite durch Abnutzung unbrauchbar geworden sind, umgedreht werden, so daß neue Schneidkanten oder Schneidspitze» auf der anderen Seite des Einsatzes in Sehneidstellung gebracht werden können.

Die Erfindung schafft abnehmbare, uiakehrbare und gegebenenfalls naoh Gebrauch wegwerfbare Schneideinsätze eier Schneidmeißel, die an einem geeigneten Werkzeughalter angebracht werden können und die allgemein eine obere fläche und eine untere Fläche aufweisen, welche einander gleichen und nach vorn divergieren. Vorzugsweise liegen diese beiden Flächen in einem Winkel zu einer mittleren Symmetrieebene des Einsatzes, wobei die obere und die untere Hache mit der vorderen Seite bzw. Kante des Einsatzes, die in einer Ebene senkrecht zu seiner Symmetrieebene liegt, zwei symmetrisch angeordnete Schneidkanten bzw. Spitzen von weniger als 90° bilden. Wenn eine Schneidkante oder -spitze so weit abgenutzt ist, daß sie nicht mehr verwendet werden kann, wird der Schneideinsatz aus dem Halter herausgenommen und um seine Symmetrieebene umgedreht wieder eingesetzt, so daß

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eine neue Schneidkante oder Schneidspitze auf das Werkstück geriohtet ist·

Da die obere und die untere Fläche des Einsatzes im Gegensatz zu bekannten Sehneideinsätzen, bei denen die obere und die untere Fläche parallel sind, im Winkel zueinander liegen, und die Vorderseite des Einsatzes mit der oberen und der unteren Fläche eine Schneidkante von weniger als 90° bildet, besteht der Vorteil, daß an der Vorderseite automatisch genügend Spiel gewährleistet ist, ohne daß der Einsatz mit einem negativen Neigungswinkel auf das Werkstück gerichtet werden muß. Folglich sind erfindungsgemäße Sohneideinsätze in der Lage, ein Werkstück mit einem beliebigen passenden Neigungswinkel zu schneiden, der sich für eine genügende Spanabnahme und eise angemessene Oberflächenfertigbearbeitung am besten eignet, ohne daß zusätzliches Schleifen der flächen des Einsatzes notwendig wäre.

Die Erfindung schafft somit nach Gebrauch wegzuwerfende umkehrbare Schneideinsätse, die so in einem Werkzeughalter angebracht werden können, daß sie ohne Neigungswinkel oder mit einem positiven Neigungswinkel arbeiten, und die trotzdem aus dem Werkzeughalter herausgenommen und so umgeftreht werden können, daß eine neue Schneidkante oder Schneidspitze zur Verfügung steht, wenn die alte abgenutzt oder beschädigt ist. Die erfindungsgemäßen Schneideinsätze eignen sich besonders für die Bearbeitung eines zylindrischen Werkstücks

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auf einer Drehbank, wenn auf der Peripherie des Werkstücks eine gerade Nut oder eine Keilnut geschnitten werden soll, oder wenn der Außenfläche eines Werkstücks mit einem "Formerwerkzeug eine "bestimmte Gestalt gegeben werden soll.

Nachstehend sind einige bevorzugte Auaführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen umkehrbaren,nach Gebrauch wegzuwerfenden Schneideinsatzes;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes der Fig. 1, unter öinem anderen Winkel gesehen;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schneideinsatz der Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Schneideinsatz der Fig. 1, wobei eine seiner Flächen in der Ebene der Zeichnung liegt;

Fig. 5 einen Längsschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3;

Fig. 6 eine Seitenansicht des in einem geeigneten Werkzeughalter montierten Schneideinsatzes der Fig. 1-5;

Fig. 7 eine Vorderansicht des montierten Schneideinsatzes in Richtung der Pfeile 7-7 der Fig. 6 gesehen;

Fig. 8 eine Draufsicht in Richtung der Pfeile 8-8 der Fig. gesehen;

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_ ρ —

Pig. 9 und 10 den Fig.. 1 und 2 entsprechende Ansichten

einer abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes;

Fig. 11 und 12 der Jig. 9 und 10 entsprechende Ansichten

einer weiteren abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 13 und 14 der Fig. 11 und 12 entsprechende Ansichten

einer weiteren abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer weiteren

abgewandelten Ausführungsform eines er-. findungsgemäßen ScLneideinsatzes;

Fig. 16 eine Draufsicht auf den Schneideinsatz der

Fig. 15? -

Fig. 17 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes der

Fig. 15 in Richtung der Pfeile 17-17 der Fig. 16 gesehen;

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht einer anderen

abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes;

Fig. 19 eine Draufsicht auf den Schneideinsatz der

Fig. 18;

Fig. 20 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes der

Fig. 18 in Richtung der linie 20-20 der Fig. 19 gesehen;

Fig. 21 eine Seitenansicht des in einem geeigneten

werkzeughalter montierten Schneideinsatzes der Fig. 18-20, und
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Fig. 22 eine Draufsicht in Hichtung der Linie-22-22 ,----. der Fig. 21 gesehen. · ·. ._ -■■ ...- ■ <-.

In den Fig·. 1-5 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes oder Schneidmeißels dargestellt; der umkehrbare nach Gebrauch wegwerfbare Schneideinsatz ist vorzugsweise aus ultrahartem'Werkstoff hergestellt, wie z.B. Sintermetalle od. dgl., und hat die Form eines prismatischen Blocks 10. Der prismatische Block 10 ^; wird dadurch im wesentlichen keilförmig, daß zwei im wesentlichen gleiche einander entsprechende Flächen 12 und 14 die obere bzw. untere Fläche des Blocks 10 bestimmen, die, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, im ,/inkel zueinander und in bezug auf eine strichpunktiert gezeigte mittlere Symmetrieebene 16 des Einsatzes symmetrisch liegen. Es ist ersichtlich, daß der durch den prismatischen Block lÖ gebildete Schneideinsatz, wie er nachstehend im einzelnen erklärt wird, umkehrbar ist, so daß die Bezeichnungen "obere" und "untere " Fläche,in bezug auf die Erfindung verwendet, hier relativ sind,und der Lage des prismatischen Blocks 10 in der Zeichnung entspechen₀

Die obere Fläche 12 und die untere Fläche H des keilförmigen prismatischen Blocks divergieren nach vorn und sind am ' hinteren Teil des Blocks durch eine im wesentlichen rechteckige , als Ganzes mit 18 bezeichnete Rückwand miteinander

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verbunden, die in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur mittleren Symmetrieebene 16 liegt. Das vordere Ende des prismatischen Blocks 10 ist durch eine vordere Jand begrenzt, die im wesentlichen parallel zur Ebene der Rückwand 18 und damit senkrecht zur mittleren Symmetrieefrene 16 des Blocks 10 liegt. Der Block 10 des in der Zeichnung gezeigten Beispiels weist zwei symmetrisch angeordnete nach vorn aufeinander zu laufende Seitenflächen 22 und 24 auf, aie jeweils in einer im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieebene 16 des Blocks und zu den Ebenen der oberen und unteren Fläche 12 und 14 liegenden Ebene liegen«. Dadurch werden dort, wo die Flächen des prismatischen Blocks sich schneiden, zwei symmetrische vordere Schneidkanten 26 und 28, zwei seitliche Schneidkanten 30 und 32 an der oberen Fläche 12 und zwei weitere seitliche Schneide kanten 32 und 34 an der unteren Fläche 14 gebildet.

Bei dem in Fig. 1-5 gezeigten Konstruktionsbeispiel des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes ist der prismatische Block 10 weiterhin auch mit einem Befestigungsloch bzw.

18 einer Bohrung 38 versehen, und seine Rückwand/weist zwei bei 40 und 42 gezeigte V-förmige Rieht- oder Einstellkerben auf, die die näher beschriebene Aufgabe haben, ein bequemes Befestigen an einem Werkzeughalter zu ermöglichen, jedoch ist für einen Fachmann ersichtlich, daß die Bohrung 38 und die V-förmigen Kerben 40 und 42 kein wesentlicher Bestandteil eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes sind,

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und daß andere Befeetigungsvorrichtungen verwendet werden können, um den den Schneideinsatz bildenden prismatischen Block in gewünschter Stellung an dem Y/erkzeughalter zu befestigen.

Wie Pig. 6-8 zeigen, ist der erfindungsgemäße keilförmige Schneideinsatz in Form eines prismatischen Blocks 10 am Ende eines Werkzeughalters 44 angebracht, der geeignete Auflageflächen 46 aufweist, die den prismatischen Block JO so stützen und halten können, daß seine Schneidkanten ordnungsgemäß auf ein Yferkstück gerichtet werden können, z.B. auf eifa im Futter einer nicht gezeigten Drehbank befindliches zylindrisches Werkstück, wobei der Umriss eines solchen Werkstücks bei 48 in Fig.. 6 angedeutet ist, Die am Ende des Werkzeughalters 44 befindliche Auflagefläche 46 ist in einem solchen Winkel geneigt, daß der von dem Block 10 gebildete keilförmige Einsatz, wenn er an dem Werkzeughalter befestigt ist, mit einem Neigungswinkel auf das Werkstück gerichtet ist, der nach Maßgabe der Bedingungen, unter denen die Schneidarbeit an dem Werkstück vorgenommen werden eoll, positiv oder negativ sein kann; in Fig. 6 ist der Sehneideinsatz mit einem Neigungswinkel von 0° gezeigt. Der vorstehend beschriebene Schneideinsatz eignet sich besonderere für das Einstechschneiden einer Keilnut mit flachen Bodendm Werkstück, z.B. das Einstechschneiden der Peripherie einer Keilriemenscheibe, wobei die geometrische Ausbildung des Einsatzes dank des spitzen Winkele an den vorderen Schneidkanten 26

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hzw. 28 ausreichendes seitliches und vorderes Spiel zuläßt.

Wenn der Schneideinsatz abgenutzt ist, kann er in dem Halter umgekehrt werden, so daß neue seitliche und vordere Schneidkanten auf das Werkstück gerichtet sind. Selbstverständlich können die Schneidkanten gegebenenfalls durch Schleifen der Oberflächen der Seiten 12 und 14 bis zu einer Tiefe, bei der die Verbindungskanten zwischen diesen Seiten und den vorderen und seitlichen Flächen 20,22 und genügend geschärft sind, wieder verwendbar gemacht werden.

Zum Anbringen und Befestigen des Schneideinsatzes in Form des prismatischen Blocks 10 an der Spitze des Werkzeughalters 44 sind zylindrische dichtbolzen 50 und 52 vorgesehen , die jeweils an geeigneten Stellen und im richtigen Winkel aus der Oberseite des Werkzeughalters herausragen, um an der entsprechenden Kerbe 40 bzw. 42 des Einsatzes anzugreifen, wenn ein Befestigungsstift, wie z.B. ein Exzenterstift oder -bolzen 54 aus einer ausgerückten Stellung in eine Sperrstellung bewegt wird, wodurch der Stift 54 infolge der Reibung zwischen der Peripherie des Stiftes und der Innenfläche der Bohrung 38 und infolge seiner Bewegung aus der ausgerückten Stellung in die Sperrstellung die Fläche 12 oder 14 des Blocks 10 mit der Stützfläche 46 des Werkzeughalters in Eingriff bringt, während er gleichzeitig den Block nach hinten und dessen Kerben 40 und 42

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fest gegen die Heftbolzen 50 und 52 drückt. ,

Die Fig. 9-20 zeigen verschiedene Beispiele für die Formge"bung des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes, mit dem eine gewünschte Kontur in ein 'Werkstück geschnitten werden kann, vorzugsweise durch fortschreitendes Eindringen des Schneideinsatzes in ein sich drehendes Werkstück. Im Beispiel der Pig. 9-10 ist der Schneideinsatz 100 funktionell P völlig gleich mit dem Schneideinsatz 10 der Pig. 1 - 8, obwohl der Schneideinsatz 100 mit einer ununterbrochenen rückwärtigen ./and 18 ohne Kerben versehen ist, so daß der Schneideinsatz 100 auf einem mehr üblichen Halter angebracht werden kann als der der Pig. 6-8.

Der Schneideinsatz 2uO der Pig» 11 - 12 gleicht im wesentlichen dem Schneideinsatz 10 der Pig. 1 - 8, wobei jedoch die Seitenflächen 22 und 24 entlang einer Kante 56 zusammenlaufen, die im wesentlichen senkrecht zur mittleren Symmetrieebene 16 liegt, wodurch zwei (ein Paar) symmetrisch liegende, umkehrbare Schneidenden 58 und 60 gebildet werden. Der Schneideinsatz 200 ist also zum Schneiden von spitzen V-ltfuten an einem sich drehenden Ί/erkstück geeignet.

Der keilförmige Schneideinsatz 300 der Pig. 13-14 gleicht im wesentlichen dem Schneideinsatz 200 der Pig. 11-12, ist jedoch mit einer abgerundeten Nase 62 versehen, die abgerundete Schneidenden 64 und 66 bildet und somit in ein

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ϊ/erkstück eine V-Nut mit gerundetem Boden schneiden kann.

Der Schneideinsatz 400 der Fig. 15 -.17 ist zum Einstechschneiden einer geraden Nut in ein Werkstück geformt und ist mit winklig angeordneten Seitenflächen 22 und 24 versahen, die gegen die vordere Fläche des prismatischen .blocks hin leicht divergieren, so daß genügend seitliches Spiel für den Schneideinsatz "besteht.

Fig. 18 und 20 zeigen ein weiteres Beispiel eines Schneideinsatzes 500 nach der Erfindung. Der Schneideinsatz 500 hat die Form eines im wesentlichen prismatischen Blocks, dessen vordere Fläche 20 mit einer gewünschten Kontur geschliffen ist, beispielsweise der hier willkürlich gezeigten Auskehlung 64, wobei zwei symmetrisch angeordnete Schneidkanten 66 und 68 bestehen, die durch umkehren des Schneideinsatzes nacheinander benutzt werden können. Die rückwärtige Fläche des Schneideinaatzes 500 ist, wie bei gezeigt, V-förmig, so daß der Schneiieinsatz 500 auf einem üblicheren Werkzeughalter 440 befestigt werden kann, der an seinem Ende eine Aussparung aufweist, die eine Stützfläche 46 für die untere Fläche 14 dee Schneideinsatzee und eine Rückwand 72 zum Festlegen der Rückseite 70 des Sohneideinsatzes aufweist, wenn dieser in der Aussparung am Ende des Werkzeughalters angeordnet und der Befestigungsstift 54 von seiner ausgerückten Stellung in seine Sperr-

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stellung gerückt ist. Selbstverständlich kann der Schneideinsatz 500 auch mit einer rechteckigen Rückwand mit Keilnuten baw. Einstellkerben versehen sein, so daß er an einem Werkzeughalter, wie z.B. dem in Fig. 6-8 gezeigten, angebracht werden kann, und der Schneideinsatz könnte auch mit einer in einer Ebene liegenden ununterbrochenen Rückseite versehen sein, wie dies bei den Schneideinsätzen der Pig. 9-10 und 15-17 der Fall ist, die, mit einer ebenen Rückwand versehen, an einem Werkzeughalter befestigt werden können, der im wesentlichen dem Werkzeughalter 440 der Fig. 21 - 22 entspricht, jedoch eine ebene Rückwand seiner Aussparung hat.

- Ansprüche -

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Claims

Patentansprüche

. Umkehrbarer, keilförmiger, abnehmbarer Sohneideinsatz für ein Schneidwerkzeug, der die Form eines prismatischen Blocks hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (10) eine obere (12) und eine untere (14) ebene Flache, die einander gleichen und nach vorn divergieren, aufweist.
2. Schneideinsatz nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere ebene Fläche (12,14) in bezug auf eine mittlere Symmetrieebene (16) i-m Winkel ungeordnet sind, wobei die obere und die untere Fläche mit einer vorn und senkrecht zur Symmetrieebene liegenden Fläche (20) bzw. Kante (56) ein Paar gleichen Schneidkanten (26,28) bzw. -spitzen (58,60) von weniger als 90° bilden.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine rückwärtige Fläche (18) des prismatischen Biooks (10) mit Eingriffsmitteln (40, 42) zum Angreifen an ßichtelementen (50,52) eines Werkzeughalters (44) für den Schneideinsatz versehen ist.

Anspruch 4 909834/0911
4. Schneideinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen rechteckige rückwärtige Fläche (18), die senkrecht zur mittleren Symmetrieebene (16) steht, und durch zwei Seitenflächen (22,24), die jede die Gestalt eines regelmäßigen Vierecks haben, das senkrecht zur mittleren Symmetrieebene

(16) liegt, und die zwei parallele ungleiche Seiten aufweisen, von denen die kleinere eine der/Seiten der rückwärtigen Fläche begrenzt,,
5. Schneideinsatz nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen rechtwinklige Vorderseite (20), die senkrecht zur mittleren Symmetrieebene (16) liegt₀ -
6. Schneideinsatz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen nach vorn konvergieren«
7. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen symmetrisch zu einer Mittellinie des prismatischen Blocks (10) liegen.
8. Schneideinsatz nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Paar paralleler, im wesentlichen V-formiger Kerben (40,42), die in der rückwärtigen Fläche (18) des prismatischen Blocks (10) ausgebildet sind, deren jede geeignet ist, mit einem Hichtbolzen (50,52) an einem Werkzeughalter (44) in Eingriff zu treten.

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9· Schneideinsatz nach Anspruch θ, dadurch gekennzeichnet, daß durch seine obere und seine untere Fläche eine Bohrung (38) geht, deren Achse im wesentlichen parallel zu den Kerben liegte

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