DE2523014A1

DE2523014A1 - Wendeschneideinsatz in prismatischer form fuer die verwendung in einem rotationsschneidwerkzeug

Info

Publication number: DE2523014A1
Application number: DE19752523014
Authority: DE
Inventors: Manfred Wallace Gustafsson
Original assignee: Seco Tools AB
Current assignee: Seco Tools AB
Priority date: 1974-05-24
Filing date: 1975-05-23
Publication date: 1975-12-04
Also published as: JPS512079A; US3955259A; FR2271896A1; FR2271896B1; SE382769B; JPS5419628B2; SE7406908L; DE7516503U; GB1462326A

Description

A 8675

DIPL.-INS. KLAUS BEHN
DIPL-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER 2j ZuU 1 4

PATENTANWÄLTE

a MÜNCHEN 22 WIDENMAYERSTRASSE β TEL. (Ο89) 22 25 3O - 29 51 92

22. Mai 1975 B/Schö.

Firma SECO TOOLS AB, Fack, S-77301 Fase rs t a/Schweden

Vendesclmeideinsatz in prismatischer Form für die Verwendung in einem Rotationsschneidwerkzeug

Die Erfindung betrifft einen Wendeschneideinsatz in prismatischer Form, dessen Mantelfläche im wesentlichen ebene Ober-und Unterflächen in polygonaler Form und zwischen diesen liegende Kantenflächen aufweist, welche die Ober- und Unterflächen unter rechten Winkeln schneiden und Hauptschneidkanten bilden, für die Verwendung in einem Ratationss chne i dwe rk ζ eug.

Wendeschneideinsätze, die aus einer polygonalen flachen Platte bestehen, sind bereits für die Verwendung in Stirnfräsern vorgeschlagen worden, bei denen zwei nebeneinanderliegende Schrägflächen an^jeder Ecke der Basisflächen des Schneideinsatzes vorgesehen sind, die jeweils mit den Ober- und Unterflächen einen spitzen Winkel bilden. Die Kanten, die an einem spitzen Winkel entweder zur Oberfläche

509849/0378 - 2 - '■

Bankhaus Merck. Flnck & Co.. München. Nr. 25464 I Bankhaus H. Aufhäuser. München, Nr. 2613OO Postscheck: München 20904-Θ00 Telegrammadresse: Patentsenior

oder Unterfläche der Platte liegen, bilden Sekundärschneidkanten, während sie mit einer benachbarten Hauptschneidkante zur Erzielung eines Schlichtschnittes zusammenwirken. In Rotationsschneidwerkzeugen, die mit Schneideinsätzen der vorgenannten Art ausgerüstet sind, sind alle Einsätze in ihre zugeordneten Schlitze eingesetzt, und zwar mit einem positiven Axialschnittwinkel und einem negativen Radialschnittwinkel. Diese Schnittgeometrie wird oftmals als "Freischnitt¹¹ bezeichnet. Ein Rotationswerkzeug mit Schneideinsätzen solcher Geometrie ist vorteilhaft, weil bei gewissen Kombinationen von Spanwinkeln die Späne in einer zum rückwärtigen Ende des Werkzeuges gerichteten Spirale abgeführt werden.

Ein mit Einsätzen der vorgenannten Art ausgerüsteter Eraser kann aber nur dann einen perfekten Spiralschnitt ausführen, wenn ein perfekter axialer Lauf erreicht werden kann, wenn das Schneidwerkzeug ein Werkstück überquert, und ein solcher perfekter axialer Lauf ist in der Praxis nicht erreichbar. In der Praxis stehen einige der in einem Fräser angeordneten Einsätze über die anderen hinaus, was bedeutet, daß einige der Schneideinsätze einen tieferen Schnitt ausführen als andere. Es ist somit festgestellt worden, daß Fräser der oben genannten Art nicht unter allen Umständen freischneidend sind, was bewirken kann, daß die Einsätze

509849/0378

— 3 —

aus ihren Taschen aufgrund der Schnittkräfte nach auswärts gedreht werden können, was zu einer Beschädigung des umlaufenden Messerkopfes führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wendeschneideinsatz zu schaffen, mit welchem die obengenannten Nachteile vermieden werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an jeder Ecke der polygonalen Platte zwei nebeneinanderliegende Schrägflächen vorgesehen sind, die beide die gleiche polygonale Ober- oder Unterfläche unter einem Winkel von mehr als 90 schneiden, während sie die gegenüberliegende polygonale Fläche unter einem Winkel kleiner als 90° schneiden, wobei eine der letztgenannten Schnittkanten, die sich zusammen mit einer benachbarten. Hauptschneidkante in Richtung auf eine Schneidspitze erstreckt, als Sekundärschneidkante ausgebildet ist, die mit der genannten Hauptschneidkante zur Ausführung eines Schlichtschnittes zusammenwirkt.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

_ 4 509849/0378

25230U

Fig. 1a eine vergrößerte Ansicht einer Schneidecke eines üblichen Schneideinsatzes,

Fig. 1b eine vergrößerte Ansicht der gleichen Ecke, jedoch von der Spanseite aus gesehen,

Fig. 2a eine vergrößerte Ansicht einer Schneidecke eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes,

Fig. 2b eine vergrößerte Ansicht der gleichen Ecke, jedoch von der Spanseite aus gesehen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,

Fig. 4- eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Fräsmesserkopfes, wobei nur ein Schneideinsatz mit den zugehörigen Klemmvorrichtungen gezeigt ist, und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5«

In den Fig. 1a und 1b ist ein üblicher Schneideinsatz für einen Stirnfräser gezeigt. Die Hauptschneidkante 10 und die Sekundärschneidkante 11 erstrecken sich in Richtung auf die Schneidspitze 12, wobei die letztgenannte Schneidkante eine Schlichtschneidkante zur Herstellung eines Schlichtschnittes am Werkstück A bildet. Die Freifläche der Sekun-

- 5 509849/0378

25230U - 5 -

därschneidkante 11 ist mit 13 bezeichnet. Diese Fläche 13 trifft mit der polygonalen Fläche 14 an der Kante 11 unter einem spitzen Winkel zusammen. In radialer Richtung zum Zentrum C des Fräsers trifft diese Fläche 13 mit einer "benachbarten Schrägfläche 16 an einer Kante 15 zusammen. Die Schrägfläche 16 bildet die Freifläche der Sekundärschneidkante 18, die der Hauptschneidkante 17 zugeordnet ist, und sie schneidet die polygonale Fläche 14 an einer Kante 19 unter einem Winkel von mehr als 90°. Der Einsatz ist dazu bestimmt, in das Werkstück A einzuschneiden, wenn er in dem Fräser mit positivem Axialspanwinkel und negativem Radialspanwinkel eingesetzt ist.

Infolge der obengenannten Schneidgeometrie hat die Schrägfläche 16 in Rotationsrichtung B eine negative Neigung. Infolgedessen greift der äußerste Teil der Schrägfläche 16 eines Einsatzes, der axial nach vorn über die anderen vorspringt, das Werkstück an, wenn der Einsatz vorüberbewegt wird. Das Ergebnis ist eine Kraft R, die von dem Zentrum C weg gerichtet ist und die versucht, den Einsatz aus seinem Sitz herauszudrehen. Wenn angenommen wird, daß der Einsatz um einen Abstand h (Fig. 1b) über die anderen vorspringt, wird er durch radiale Kräfte R beeinflußt, die auf den Teil der Schrägfläche 16 einwirken, der zwischen der Kante

. - 6 509849/0378

11 und dem Bogen eines Kreises 20 liegt. Selbst wenn einige Einsätze nur um einen geringen Betrag über die anderen vorspringen, sind diese Kräfte ausreichend groß, um zu bewirken, daß der Einsatz aus seinem Sitz herauskommt.

Gemäß der Erfindung werden die oben erwähnten Nachteile ausgeschaltet mit einem negativen Schneideinsatz, wobei die Ecken entsprechend den Darstellungen in den Fig. 2a und 2b ausgebildet sind, wobei die Teile, die ähnlichen Teilen in den Fig. 1a und 1b entsprechen, die gleichen Bezugszeichen haben. Jede Schneidecke' ist nun mit zwei nebeneinanderliegenden Schrägflächen 13, 21 versehen, von denen beide in Schneidrichtung B in bezug auf die Oberfläche 14· eine positive Neigung haben, d. h. beide Schrägflächen treffen mit der genannten Oberfläche 14 an Kanten 11, 22 unter Winkeln von weniger als 90° zusammen, während sie mit der gegenüberliegenden Unterfläche an Kanten unter einem Winkel von mehr als 90° zusammentreffen. Die letztgenannten Kanten sind mit 23 bzw. 2Pr bezeichnet. Die radiale Komponente der Schneidkraft, die an der Kante 22 angreifen kann, wird durch eine entgegengerichtete Kraftkomponente von der Hauptschneidkantfc 10 ausbalanciert. Die vorgenannte Ausbildung ermöglicht es oeäer Schneidecke, bis zu einer Tiefe t (Fig. 2b) frei schneidend zu sein, ohne daß der Schneideinsatz durch Drehung

- 7 509849/0378

- 7 aus seinem Sitz herauskommt.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der erfindungsgemäße Eineatz Rechteckform, wobei die Ober- und Unterflächen mit den Kantenflächen unter rechten Winkeln zusammentreffen. Jede Ecke des Einsatzes
ist mit nebeneinanderliegenden Schrägflächen gemäß der Erfindung versehen. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der Einsatz quadratisch sein. Schneideinsätze solcher Ausbildung, bei denen die Kantenflächen des Einsatzes unter rechten Winkeln zusammentreffen, sind bevorzugt, weil unter Berücksichtigung des zulässigen Toleranzbereiches der Herstellung eine seiner Schneidkanten im Vergleich zu anderen Schneideinsätzen weniger aus seinem Sitz herauskommt. Nimmt man z. B. die Durchmesserabweich-ungen eines einbeschriebenen Kreises als Toleranzbereich, so kommt die Schneidkante eines quadratischen Einsatzes um eine Distanz in bezug auf seinen Sitz heraus, die 50 % derjenigen beträgt, die bei
einem dreieckigen Einsatz auftreten würde. Diese Umstände
sind von Bedeutung, wenn ein Stirnfräser mit solchen Einsätzen bestückt ist.

Ein rechteckförmiger Wendeschneideinsatz, wie er in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, weist im wesentlichen flache

- 8 509849/0378

Ober- und Unterflächen auf," die unter einem rechten Winkel zu den Kantenflächen liegen. Ihre Schnittkanten, die sich in Längsrichtung des Einsatzes erstrecken, bilden die Hauptschneidkanten 10, von denen der Einsatz vier besitzt.

Der Einsatz ist an jeder Ecke mit zwei nebeneinanderliegenden Schrägflächen 13 * 21 versehen, die beide entweder zur Oberfläche oder zur Unterfläche des Einsatzes unter einem spitzen Winkel liegen. In den Fig. 3 und 4 liegen diese Schrägflächen 13, 21 unter einem spitzen Winkel zur Oberfläche 14, während sie die Unterfläche 25 unter Winkeln von mehr als 90° schneiden. Zwei nebeneinanderliegende Schrägflächen, die mit den Schrägflächen 13» 21 kongruent sind, sind an der diagonal gegenüberliegenden Ecke vorgesehen, während sie unter einem spitzen Winkel mit der gleichen Oberfläche 14 verlaufen. An den dazwischenliegenden Ecken sind ähnliche Schrägflächen vorgesehen, die aber einen spitzen Winkel mit der Unterfläche 25 des Einsatzes bilden und somit die Oberfläche 14 unter Winkeln von mehr als 90 schneiden.

Die Schrägfläche 21 schneidet die Oberfläche oder Spanfläche 14 an einer Kante 22_T έ&· unter einem Winkel von weniger als 90°, und es schneidet in gleicher Weise die Schrägfläche 13 die Spanfläche 14 an einer Kante 11 unter

- 9 509849/0378

einem Winkel von weniger.als 90°. Die letztgenannte Kante trifft mit der zugehörigen Hauptschneidkante 10 an einer Schneidspitze 26 zusammen, wobei die genannte Kante 11 eine Sekundär- oder Schlichtschneidkante bildet. Die genannten Schrägflächen 13, 21 schneiden die Unterfläche 25 an Kanten 23 und 24 unter einem Winkel von mehr als 90°. In gleicher Weise schneiden die Schrägflächen 27 und 28 die genannte Unterfläche 25 an Kanten unter einem Winkel von weniger als 90°, wie es bei 29 und 30 jeweils gezeigt ist. Die letztgenannte Kante 30 stellt eine Sekundärschneidkante dar, die mit der zugehörigen Hauptschneidkante zusammenwirkt. Der Einsatz besitzt somit vier HauptSchneidkanten und vier zugehörige Schlichtschneidkanten.

Das erste Paar Schrägflächen 13» 21 ist von dem zweiten Paar Schrägflächen 27, 28 durch eine flache Fläche 31 getrennt, die sich über die rechteckförmige Schneidplatte erstreckt. Die genannte flache Fläche 31 besitzt die Form eines Parallelogramms, das senkrecht^ der Ober- und Unterfläche 14, 25 liegt und also auch senkrecht zu den Kantenflächen, die die Ober- und Unterflächen unter rechten Winkeln schneiden und Hauptschneidkanten 10 bilden. In gleicher Weise ist eine flache Fläche 32, die am gegenüberliegenden Endteil der gleichen rechteckförmigen Schneidplatte ange-

- 10 509849/0378

ordnet ist, rechtwinklig zu den gleichen Flächen ausgerichtet. In der eingeklemmten Lage in einem Fräser greifen die flachen Flächen 31» 32 axiale Anschlagflächen im Messerkopf an.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Rotationsschneidwerkzeug, das mit Schneideinsätζen der vorher beschriebenen Art bestückt werden kann. In der Zeichnung ist ein Messerkopf 33 eines Fräsers gezeigt, der um seinen Umfang herum mit Aufnahmesitzen versehen ist, in die Schneideinsätze eingesetzt werden können, von denen zur deutlicheren Darstellung nur einer gezeigt ist. Der Einsatz ist in seinen Sitz so eingesetzt, daß er einen positiven axialen Spanwinkel und einen negativen radialen Spanwinkel aufweist. Der axiale Spanwinkel ist mit ois bezeichnet. Der Einsatzsitz enthält eine ebene Bodentragfläche, die mit einer Unterlegplatte 34- versehen ist, und er enthält Kantenträger 35 und 36, welche zwei Einsatzkantenflächen in radialer und axialer Richtung tragen. Dieser axiale Träger 36 ist mit einem zylindrischen Stift versehen, der am Schneidkörper befestigt ist, der gegen eine der flachen Flächen 31ί 32 anliegt, die am Endteil des Einsatzes vorgesehen sind.

Die Klemmvorrichtung für die sichere Halterung jedes Einsatzes in seinem Sitz enthält eine Klemmschraube 37» die

- 11 509849/0378

in eine Gewindebohrung 38 eingreift, die neben dem Sitz vorgesehen ist. Der Kopf 39 der Schraube 37 greift eine Oberfläche des Einsatzes an, um ihn in eine Richtung auf seinen Komplementärträger in seinem Sitz zu drücken, wenn die Schraube angezogen ist. Die Längsachse der Schraube bildet einen spitzen Winkel zur Ebene der Oberfläche des Einsatzes, und es ist die untere Fläche des Schraubenkopfes 39 mit einer Schrägkante 40 versehen, welche einen linearen Kontakt zur Oberfläche bewirkt. Aufgrund der obengenannten Neigung der . Bohrung 38 in bezug auf den Einsatz wird erreicht, daß der Einsatz gegen die Bodentragfläche und die genannten Kantenträger gedrängt wird, wenn die Schraube angezogen wird.

-12-

509849/03 7

Claims

25230U Patentansprüche

1.Λ Wendeschneideinsatz in prismatischer Form, dessen Mantelfläche im wesentlichen ebene Ober- und Unterflächen in polygonaler Form und zwischen diesen liegende Kantenflächen aufweist, welche die Ober-und Unterflächen unter rechten Winkeln schneiden und HauptSchneidkanten bilden, für die Verwendung in einem Rotationsschneidwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß an Jeder Ecke der polygonalen Platte zwei nebeneinanderliegende Schrägfl-ächen (13* 21) vorgesehen sind, die beide die gleiche polygonale Oberoder Unterfläche unter einem Winkel von mehr als 90° schneiden, während sie die gegenüberliegende polygonale Fläche (14-) unter einem Winkel kleiner als 90° schneiden, wobei eine der letztgenannten Schnittkanten, die sich zusammen mit einer benachbarten Hauptschnittkante in Richtung auf eine Schneidspitze erstreckt, als Sekundärschneidkante (11) ausgebildet ist, die mit der genannten Hauptschneidkante (10) zur Ausführung eines Schlichtschnittes zusammenwirkt .

2. Wendeschneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Kantenflächen des Einsatzes unter rechten Vinkeln zusammentreffen und daß jedes Paar der an

- 13 SQ98A9/0378

25230H

gegenüberliegenden Ecken-vorgesehenen Schrägflächen dieselbe polygonale Ober- oder Unterfläche unter Winkeln von weniger als 90° schneidet, während jedes Paar der an den dazwischenliegenden Ecken vorgesehenen Schrägflachen die gegenüberliegende Polygonalfläche unter Winkeln von weniger als 90° schneidet.

3. Wendeschneideinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er rechteckförmig ist, daß sich seine Ober- und Unterflächen mit den sich in Längsrichtung des Einsatzes erstreckenden Kantenflächen an Hauptschneiden bildenden Kanten schneiden und daß sich flache, parallelogrammfömiige Flächen über den rechteckförmigen Einsatz in parallelen Ebenen erstrecken und axiale Anschlagflächen für die Festlegung des Einsatzes im Schneidwerkzeug bilden.

509849/0378