DE3807195C2

DE3807195C2 -

Info

Publication number: DE3807195C2
Application number: DE3807195A
Authority: DE
Inventors: Osamu Kawasaki Kanagawa Jp Tsujimura; Tatsuo Kitamoto Saitama Jp Arai; Masaaki Tokio/Tokyo Jp Nakayama; Masayuki Kawasaki Kanagawa Jp Okawa
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1987-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1992-05-07
Also published as: DE3807195A1; US5017055A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen umstellbaren Schneid einsatz für einen Kugelstirnfräser.

In Fig. 1 und 2 ist ein derartiger üblicher Schneideinsatz dargestellt, wie er in der veröffentlichten, geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 59-21 725 beschrieben ist. Der Einsatz 100 umfaßt einen plattenähnlichen Körper, der durch eine vordere Fläche 102, eine hintere Fläche 104 und zwischen den vorderen und hinteren Flächen 102 und 104 lie gende Umfangsseiten begrenzt wird. Ein Paar im allgemeinen V-förmiger gegenüberliegender Kerben 106 sind in den Um fangsseiten ausgebildet, um die Umfangsseiten zu unterbre chen und ein Paar gegenüberliegender Seitenflächen 108 zu schaffen. Jede der V-förmigen Kerben 106 erstreckt sich von der vorderen Fläche 102 zur hinteren Fläche 104 und wird durch ein Paar erster und zweiter gegenüberliegender Wände 110 und 112 begrenzt. Die erste Wand 110 ist flach und senk recht zur vorderen Fläche 102, während die zweite Wand 112, gesehen in einer Richtung senkrecht zur ersten Wand 110, konvex gekrümmt ist. Jede der Seitenflächen 108 weist eine im allgemeinen quadrantische Form auf, gesehen in einer Rich tung senkrecht zur vorderen Fläche 102, und wirkt mit der vorderen Fläche 102 und der zweiten Wand 110 der Kerbe 106 zusammen, um eine Schneidkante 114 zu bilden, die, gesehen in der gleichen Richtung, konvex bogenförmig ist. Ein Rand flächenabschnitt der vorderen Fläche 102 und der zweiten Wand 112 ist benachbart zu und sich längs jeder Schneidkante 114 erstreckend angeordnet und dient als eine Schneidbrust fläche.

Wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt, ist der Einsatz 110 lösbar mittels einer Klemmschraube 116 an einem Körper 118 des Kugelstirnfräsers angebracht, wobei die hintere Fläche 104 mit einer ausgesparten Sitzfläche 120 zusammenpaßt, so, daß eine eingestellte Schneidkante 114 so angeordnet ist, daß sie sich über das vordere Ende und den vorderen Umfang des Stirnfräserkörpers 118 erstreckt, und daß der vordere Endabschnitt 114a der eingestellten Schneidkante 114, die benachbart zu einer Achse O des Stirnfräserkörpers 118 ange ordnet ist, konvex gekrümmt ist, gesehen in axialer Richtung des Stirnfräserkörpers 118. Der axiale Schneidbrustwinkel R der eingestellten Schneidkante 114 ist dabei positiv.

Bei dem oben beschriebenen Schneideinsatz kommt der vordere Endabschnitt 114a der eingestellten Schneidkante 114 zuerst mit einem Werkstück in Eingriff, woraufhin dann die anderen Abschnitte der Schneidkante 114 mit dem Werkstück in Eingriff treten, wenn sich der Stirnfräserkörper 118 dreht. Entspre chend nimmt die Schneidlast beim Fortschreiten des Schneid vorgangs allmählich zu, so daß auf die eingestellte Schneid kante zu keinem Zeitpunkt eine große Last ausgeübt wird, so daß die Schneidkante 114 weniger zu einer Beschädigung neigt.

Bei einem derartigen bekannten Einsatz ist jedoch der Winkel α, der durch ein vorderes Ende der zweiten Wand 112 und eine gerade Tangente an die Schneidkante 114 an ihrem vorderen Ende begrenzt wird, kleiner als 90°, so daß die Festigkeit der Schneidkante 114 an ihrem vorderen Ende nicht ausreichend hoch ist. Weiter verhindert die gerade Wand 112 der V-förmi gen Kerbe 106 eine glatte Abführung der Späne während des Schneidvorgangs und bewirkt ein Verklemmen der Späne, so daß die Schneidkante 114 zu einer Beschädigung neigt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen um stellbaren Schneideinsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine Schneidkante aufweist, deren vorderes Ende weniger zu einer Beschädigung neigt, und wobei eine glatte Abführung der Späne sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines üblichen Schneideinsatzes;

Fig. 2 eine Aufsicht des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;

Fig. 3 eine Ansicht eines Kugelstirnfräsers mit dem Ein satz von Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teils des Stirnfräsers von Fig. 3, gesehen in Richtung des Pfeils IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Endansicht des Stirnfräsers von Fig. 3;

Fig. 6 eine Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 6;

Fig. 8 eine weitere Seitenansicht des Einsatzes von Fig. 6, gesehen in Richtung des Pfeils VIII in Fig. 6;

Fig. 9 eine Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 10 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 6;

Fig. 11 eine weitere Seitenansicht des Einsatzes von Fig. 9, gesehen in Richtung des Pfeils XI in Fig. 9;

Fig. 12 eine Ansicht eines Kugelstirnfräsers mit dem Ein satz gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform;

Fig. 13 eine Seitenansicht des Kugelstirnfräsers von Fig. 12;

Fig. 14 eine Endansicht des Stirnfräsers von Fig. 12;

Fig. 15 eine Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 16 eine Schnittansicht längs der Linie XVI-XVI in Fig. 15;

Fig. 17 eine Schnittansicht längs der Linie XVII-XVII in Fig. 15;

Fig. 18 eine Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer vierten Ausführungsform;

Fig. 19 eine Schnittansicht längs der Linie XIX-XIX in Fig. 18;

Fig. 20 eine Schnittansicht längs der Linie XX-XX in Fig. 18;

Fig. 21 eine Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 22 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 21, gesehen in einer Richtung des Pfeils XXII in Fig. 21;

Fig. 23 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 21, gesehen in einer Richtung des Pfeils XXIII in Fig. 21;

Fig. 24 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 21, gesehen in einer Richtung des Pfeils XXIV in Fig. 21;

Fig. 25 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 21, gesehen in einer Richtung des Pfeils XXV in Fig. 21;

Fig. 26 eine vergrößerte Ansicht eines Teils, der in Fig. 23 durch den Kreis XXVI dargestellt ist;

Fig. 27 eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 21 durch den Kreis XXVII dargestellten Teils;

Fig. 28 eine Ansicht eines Kugelstirnfräsers mit dem Ein satz gemäß Fig. 21;

Fig. 29 eine Seitenansicht eines Teils des Stirnfräsers gemäß Fig. 28, gesehen in Richtung des Pfeils XXIX in Fig. 28;

Fig. 30 eine Endansicht des Stirnfräsers gemäß Fig. 28;

Fig. 31 eine Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer sechsten Ausführungsform;

Fig. 32 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 31;

Fig. 33 eine weitere Seitenansicht des Schneideinsatzes von Fig. 31, gesehen in Richtung des Pfeils XXXIII in Fig. 31;

Fig. 34 eine Schnittansicht längs der Linie XXXIV-XXXIV in Fig. 31;

Fig. 35 eine perspektivische Ansicht des Einsatzes gemäß Fig. 31, gesehen in Richtung einer Bezugslinie;

Fig. 36 einen Kugelstirnfräser mit dem Einsatz gemäß Fig. 31;

Fig. 37 einen Teil des Stirnfräsers gemäß Fig. 36;

Fig. 38 eine Endansicht des Stirnfräsers gemäß Fig. 36;

Fig. 39 eine Aufsicht eines Schneideinsatzes gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 40 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes gemäß Fig. 39;

Fig. 41 eine Schnittansicht des Einsatzes gemäß Fig. 39 längs der Linie XLI-XLI in Fig. 39; und

Fig. 42 eine Schnittansicht des Schneideinsatzes gemäß Fig. 39 längs der Linie XLII-XLII in Fig. 39.

In den Fig. 6 bis 42 werden verschiedene Ausführungsbeispie le der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei gleiche Be zugszeichen ähnliche Teile oder Elemente in verschiedenen An sichten bezeichnen.

In Fig. 6 bis 8 ist ein umstellbarer Schneideinsatz 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, der eine im allgemeinen elliptisch geformte Platte aus einem harten Material, wie z.B. zementiertem Karbid, die durch eine vordere Fläche 12, eine parallel zur vorderen Fläche 12 angeordnete hintere Fläche 14 und zwei Paare erster und zwei ter, abwechselnd zueinander angeordneter, zwischen den vor deren und hinteren Flächen 12 und 14 liegender erster und zweiter Seitenflächen 16 und 18 begrenzt wird, umfaßt, wobei jede Seitenfläche nach innen zur Platte in einer Richtung von der vorderen Fläche 12 weg geneigt ist. Die zwei ersten Sei tenflächen 16 sind in bezug zu einer Medianfläche der Platte oder des Einsatzes, die sich in Längsrichtung zu demselben erstreckt, symmetrisch, und die zwei zweiten Seitenflächen 18 sind in bezug zu einer Medianebene, die sich quer dazu er streckt, symmetrisch. Jede erste Seitenfläche 16 ist so kon vex gekrümmt, daß sie eine, gesehen in einer Richtung senk recht zur vorderen Fläche 12, quadrantische Form einnimmt, und umfaßt einen mittleren bogenförmigen Abschnitt 16a und ein Paar vorderer und hinterer ebener Abschnitte 16b und 16c, die an gegenüberliegenden Enden des mittleren Abschnitts 16a angeordnet sind, so daß sie an gegenüberliegenden Enden tangential zum mittleren Abschnitt 16a verlaufen. Jede zweite Seitenfläche 18 ist eben und, verglichen zur ersten Seiten fläche 16, kurz. Jede erste Seitenfläche und jede zweite Seitenfläche schneiden einander so, daß ein durch die zweite Seitenfläche und den ebenen Abschnitt 16b, 16c der ersten Seitenfläche 16 begrenzter Winkel stumpf ist. Der Einsatz hat ein Paar konvex gekrümmter Hauptschneidkanten 20, die jeweils durch den Schnitt einer entsprechenden ersten Sei tenfläche 16 mit der vorderen Fläche 12 gebildet werden, und ein Paar zweiter Schneidkanten 22, die jeweils durch den Schnitt einer entsprechenden zweiten Seitenfläche 18 mit der vorderen Fläche 12 gebildet werden. Jede Haupt schneidkante 20 hat ein vorderes Ende, an dem sie eine der zweiten Schneidkanten 22 schneidet, und weist ebenfalls ein hinteres Ende auf, an dem sie die andere zweite Schneid kante 22 schneidet, und umfaßt einen mittleren Schneidkan tenabschnitt 20a und vordere und hintere Endabschnitte 20b und 20c, die durch Randkanten der vorderen und hinteren Ab schnitte 16b und 16c gebildet werden. Weiter ist, wie in Fig. 6 dargestellt, ein Winkel α₁, der durch die zweite Schneidkante 22 und eine gerade Tangente an das vordere Ende der Hauptschneidkante 20 begrenzt wird, stumpf.

Die vordere Fläche 12 dient als Schneidbrustfläche für die Schneidkanten 20 und 22, und ein Randflächenabschnitt 24 der vorderen Fläche 12 ist benachbart zu jeder zweiten Schneidkante 22 angeordnet, und die vorderen und hinteren Endabschnitte 20b und 20c, die die zweite Schneidkante 22 schneiden, sind so konvex gekrümmt, daß sie sich zur hinteren Fläche 14 in Richtung der zweiten Schneidkante 22 neigen, wo bei die vorderen und hinteren Endabschnitte 20b und 20c jeder Hauptschneidkante 20, gesehen in einer Seitenansicht, konvex bogenförmig sind. Die vorderen und hinteren Endabschnitte 20b und 20c sind ebenfalls konvex gekrümmt, gesehen in einer Rich tung senkrecht zur vorderen Fläche 12, da die erste Seiten fläche 16 sich nach innen zur Platte in einer Richtung von der vorderen Fläche 12 weg neigt. Die Einsatzplatte weist eine mittlere durchgehende Öffnung 26 auf.

In Fig. 9 bis 11 ist eine weitere geänderte Ausführungsform des umstellbaren Schneideinsatzes 30 dargestellt, die im allgemeinen der oben beschriebenen Ausführungsform des Ein satzes 10 ähnlich ist. Bei diesem Einsatz 30 sind jedoch die zwei gegenüberliegenden ersten Seitenflächen 32 als auch die zwei gegenüberliegenden zweiten Seitenflächen 34 nicht in bezug auf die Medianebene symmetrisch, sondern in bezug auf eine Achse der Platte oder des Einsatzes symmet risch. Die mittleren und vorderen Abschnitte 32a und 32b der ersten Seitenfläche 32 werden durch eine bogenförmig gekrümm te Fläche gebildet, während ein hinterer Abschnitt 32c der selben eben ist und sich vom mittleren Abschnitt 32a von dessen Ende tangential erstreckt. Der vordere Abschnitt 32b schneidet eine der zweiten Seitenflächen 34 so, daß dazwi schen ein stumpfer Winkel gebildet wird, während der hintere Abschnitt 32c die andere zweite Seitenfläche 34 so schneidet, daß zwischen ihnen ein im allgemeinen rechter Winkel gebildet wird. Weiter wird jede Seitenfläche 32, 34 durch einen oberen, benachbart zur vorderen Fläche 38 angeordneten Abschnitt, der sich im allgemeinen senkrecht zur vorderen Fläche 38 er streckt, und einen unteren, sich nach innen in den Einsatz in einer Richtung von der vorderen Fläche 38 weg geneigten Abschnitt gebildet. Ein Randflächenabschnitt 36 der vorderen Fläche 38, der benachbart zu jeder zweiten Seitenfläche 34 und den die zweite Seitenfläche 34 schneidenden vorderen und hinteren Abschnitte 32b und 32c angeordnet ist, ist so konvex gekrümmt, daß er zur hinteren Fläche 40 in Richtung der zwei ten Seitenfläche 34 geneigt ist. Somit umfaßt jede Haupt schneidkante 42 einen mittleren Schneidkantenabschnitt 42a und einen vorderen Endabschnitt 42b, der, gesehen in einer Ebene, allgemein bogenförmig ausgebildet ist, und einen hinte ren Endabschnitt 42c, der, gesehen in einer Ebene, gerade ist, wobei der vordere Endabschnitt 42b eine der zweiten Schneid kanten 44 schneidet, so daß ein stumpfer Winkel α₂ zwischen ihnen gebildet wird, während der vordere Endabschnitt 42c die andere zweite Schneidkante 44 so schneidet, daß zwischen ihnen ein im allgemeinen rechter Winkel gebildet wird.

Die Schneideinsätze 10 und 30 der ersten und zweiten Ausfüh rungsform können für einen einfachen Kugelstirnfräser ver wendet werden. Fig. 12 bis 14 zeigen einen derartigen Kugel stirnfräser, der einen Stirnfräserkörper 50 mit einem Paar diagonal gegenüberliegender Aussparungen 52 und 54 mit einem im allgemeinen halbkugelförmigen vorderen Endabschnitt auf weist, wobei die Aussparung 52 benachbart zur Achse O des Körpers 50 angeordnet ist, während die Aussparung 54 radial außerhalb der Achse O des Körpers 50 beabstandet angeordnet ist. Jeder Einsatz 10, 30 wird in einer entsprechenden Aus sparung 52 und 54 aufgenommen und dort mittels einer Klemm schraube 56 lösbar befestigt, wobei die hintere Fläche 14, 40 mit einer flachen Bodenfläche der Aussparung 52, 54 so zusam menpaßt, daß eine der Hauptschneidkanten 20, 42 in einer Ar beitsstellung so eingestellt ist, daß sie sich längs des vorderen Endabschnitts des Körpers 50 erstreckt, und daß ein axialer Schneidbrustwinkel R₁ für die eingestellte Schneid kante 20, 42 positiv ist. Wie am besten in Fig. 12 darge stellt, ist hinsichtlich des Einsatzes 10 der vordere Endab schnitt 20b der eingestellten Hauptschneidkante 20 benachbart zur Achse O des Körpers 50 angeordnet, und die zweite Schneid kante 22, die die Hauptschneidkante 20 an ihrem vorderen Ende schneidet, ist so angeordnet, daß sie sich über die Achse O des Körpers 50 in Richtung des hinteren Endabschnitts des Körpers 50 erstreckt. Andererseits ist hinsichtlich des Ein satzes 30 der vordere Endabschnitt 42b der eingestellten Hauptschneidkante 42 radial vom Körper 50 von der Achse O des Körpers 50 nach außen beabstandet. Der Einsatz 10 wird in seiner Stellung angeordnet, indem man die oben beschriebe nen, ebenen vorderen und hinteren Abschnitte 16b und 16c mit den flachen Abschnitten der Wandfläche der Aussparung 52 in Eingriff bringt, während der Einsatz 30 in seiner Stellung angeordnet wird, indem man einen ebenen hinteren Abschnitt 32c der ersten Seitenfläche 32b und eine zweite Seitenfläche 34 mit den flachen Abschnitten an der Wandfläche der Ausspa rung 54 in Eingriff bringt.

Bei jedem der oben beschriebenen Schneideinsätze nimmt, da der vordere Endabschnitt 20b, 42b der Hauptschneidkante 20, 42 konvex gekrümmt ist, gesehen in axialer Richtung des Stirnfräserkörpers 50, die Schneidlast allmählich zu, wenn der Schneidvorgang fortschreitet, so daß zu keinem Zeitpunkt eine große Schneidlast auf die Schneidkante 20, 42 ausgeübt wird. Weiter weist jeder Einsatz 10, 30 keine der flachen Wand 110 des bekannten Einsatzes 100 ähnliche Wand auf, so daß jeder der Einsätze eine bessere Spanführung, verglichen mit dem bekannten Einsatz 100, aufweist. Da der durch die zweite Schneidkante 22, 44 und die Tangente an das vordere Ende der Hauptschneidkante 20, 42 eingeschlossene Winkel α₁, α₂ stumpf ist, weist die eingestellte Schneidkante 20, 42 auch an ihrem vorderen Ende eine größere Festigkeit auf.

Fig. 15 bis 17 und die Fig. 18 bis 20 zeigen weitere Ausfüh rungsformen der Schneideinsätze 10a und 30a entsprechend einer dritten und vierten Ausführungsform, die grundsätzlich den oben beschriebenen Einsätzen 10 und 30 ähnlich sind. Bei diesen Ausführungsformen sind jedoch jeder der vorderen und hinteren Endabschnitte 20b und 20c, 42b und 42c der Haupt schneidkante 20, 42, wie bei den Bezugszeichen 60, 61 ange deutet, abgerundet, und zwar mit einem Radius r₁, r₂ von un gefähr 0,05 mm, während der bogenförmige mittlere Schneid kantenabschnitt 20a, 42a jeder Hauptschneidkante 20, 42 bei den Bezugszeichen 62, 63 abgeschrägt ist, und zwar mit einer Schrägungsbreite b₁, b₂ von etwa 0,12 mm und einem Schrägungs winkel β₁, β₂ von etwa 25°. Mit dieser Konstruktion wird die Festigkeit jeder Schneidkante 20, 42 weiter vergrößert, so daß jeder Einsatz 10a, 30a weniger zum Zerspanen neigt. Da die vorderen und hinteren Endabschnitte der Hauptschneidkante 20, 42 gemäß den obigen Ausführungen einen großen eingeschlos senen Winkel aufgrund der konvex gekrümmten Randflächenab schnitte aufweisen, ist ein rundes Honen für derartige Endab schnitte ausreichend, um eine ausreichende Festigkeit zu erhalten, so daß der Einsatz leicht und billig hergestellt werden kann. Weiter können der Honradius, der Winkel und die Breite, je nach den Materialien der zu verarbeitenden Werk stücke, geändert werden. Zur Bearbeitung eines Werkstücks aus Stahl sollte jedoch der Honradius vorzugsweise in einem Be reich von 0,02 bis 0,06 mm und der Schrägungswinkel und die Breite in einem Bereich von 15° bis 30° bzw. von 0,07 mm bis 0,15 mm liegen.

Die Fig. 21 bis 27 zeigen eine weitere geänderte Ausführungs form des Schneideinsatzes 70 gemäß einer fünften Ausführungs form der Erfindung. Wie bei den oben beschriebenen Einsätzen umfaßt der Einsatz 70 eine im allgemeinen elliptische Platte, die durch eine vordere Fläche 72, eine hintere Fläche 74 und zwei Paaren erster und zweiter Seitenflächen 76 und 78, die abwechselnd zueinander angeordnet sind, gebildet wird. Die zwei ersten Seitenflächen 76 als auch die zwei zweiten Sei tenflächen 78 sind zueinander um die Achse der Platte symmet risch, und jede zweite Seitenfläche 78 ist trapezoidförmig und, verglichen mit der ersten Seitenfläche 76, sehr kurz. Jede erste Seitenfläche 76 umfaßt einen bogenförmigen mittle ren Abschnitt 76a, einen ebenen vorderen Abschnitt 76b und einen ebenen hinteren Abschnitt 76c, der länger als der vor dere Abschnitt ist. Der Einsatz 70 umfaßt ein Paar konvex gekrümmter Hauptschneidkanten 80, die jeweils durch den Schnitt einer entsprechenden ersten Seitenfläche 76 mit der vorderen Seite 72 gebildet werden, und ein Paar zweiter Schneidkanten 82, die jeweils durch den Schnitt einer ent sprechenden zweiten Seitenfläche 78 mit der vorderen Fläche 72 gebildet werden. Jede Hauptschneidkante 80 umfaßt einen mittleren Schneidkantenabschnitt 80a, einen vorderen Endab schnitt 80b, der durch die Randkante des vorderen Abschnitts 76b gebildet wird, und einen hinteren Endabschnitt 80c, der durch die Randkante des hinteren Abschnitts 76c gebildet wird. Ein Randflächenabschnitt 84 der vorderen Fläche 72 ist benachbart zu jeder zweiten Schneidkante 82 angeordnet, und der vordere und hintere Endabschnitt 80b und 80c, die die zweite Schneidkante 82 schneiden, wird durch einen Teil einer zylindrischen Fläche gebildet. Wie in Fig. 21 und 24 darge stellt, ist der die zylindrische Fläche bildende Zylinder so, daß er einen Radius R₁ und eine Achse M aufweist, die sich parallel zur zweiten Schneidkante 82 und der hinteren Fläche 74 erstreckt und in der hinteren Fläche 74 verläuft, obwohl die Achse M nicht notwendigerweise in der hinteren Fläche verlaufen muß. Mit dieser Konstruktion nimmt der vordere End abschnitt 80b der Hauptschneidkante 80 die Form eines Bogens ein, der einen Radius R₁ aufweist, gesehen in einer Richtung längs der Achse M. Hierdurch nimmt, da der bogenförmige Rand flächenabschnitt 84 den ebenen vorderen Abschnitt 76b der ersten Seitenfläche 76 so schneidet, daß sie zueinander ge neigt sind, der vordere Endabschnitt 80b der Hauptschneid kante 80 allgemein eine Form eines Teils einer Ellipse oder eines konischen Schnitts ein, gesehen längs des ebenen hinte ren Abschnitts 76c in Fig. 26. Da der ebene vordere Abschnitt 76b der ersten Seitenfläche 76 in bezug zur vorderen Fläche 72 so geneigt ist, daß ein spitzer Winkel zwischen ihnen ge bildet wird, nimmt der vordere Endabschnitt 80b der Haupt schneidkante 80 ebenfalls die Form eines Teils einer Ellipse oder eines konischen Schnitts ein, gesehen in einer Ebene.

Zur Herstellung des obigen Einsatzes 70 wird ein Einsatzroh ling hergestellt, der keine bogenförmigen Randflächenabschnit te in der vorderen Fläche aufweist. Ein derartiger Einsatz rohling hat, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 27 dargestellt (abwechselnd ein langer und zwei kurze Striche), eine insgesamt flache vordere Fläche, so daß jene Randkanten abschnitte der vorderen Fläche und die benachbarten vorderen und hinteren Abschnitte der ersten Seitenflächen gerade sind. Darauf wird der Randflächenabschnitt der vorderen Fläche zu einer bogenförmigen Form bearbeitet, so daß ein vorderer Endabschnitt, der die Form eines Teils einer Ellipse ein nimmt, gesehen in einer Ebene, an der Hauptschneidkante aus gebildet wird. Wie in Fig. 27 dargestellt, erstreckt sich der so ausgebildete, elliptisch geformte vordere Endabschnitt in Richtung der zweiten Schneidkante 82 von einem imaginären idealen Bogen, der sich von dem bogenförmigen mittleren Ab schnitt 80a der Hauptschneidkante 80 erstreckt, nach außen, so daß er die gleiche Krümmung wie der bogenförmige Abschnitt 80a aufweist, wobei der ideale Bogen durch eine gestrichelte Linie (abwechselnd ein langer und ein kurzer Strich) in Fig. 27 dargestellt ist.

Mit dieser Konstruktion kann der Einsatz 70 eine halbkugelför mige Aussparung in einem Werkstück mit größerer Genauigkeit ausbilden. Insbesondere hat bei dem bekannten Einsatz 100, da die Schneidkante 114 bogenförmig ist, gesehen in einer Ebene, die durch einen willkürlichen Punkt Q an dem vorderen Endabschnitt der Schneidkante 114 erzeugte Kontur einen grö ßeren Radius L₁ als der Radius L₂ des idealen Bogens, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Daher ist der Quer schnitt der Aussparung oder Nut, die durch den vorderen End abschnitt der Schneidkante 114 des bekannten Einsatzes 100 gebildet wird, von elliptischer Form von Seite zu Seite. Andererseits nähert sich bei dem oben beschriebenen Einsatz 70, da der vordere Endabschnitt 80b der Hauptschneidkante 80 die Form eines Teils einer Ellipse aufweist, gesehen in einer in Fig. 26 dargestellten Endansicht, der Radius L₃ einer mit tels einem willkürlichen Punkt Q₁ am vorderen Endabschnitt 80b erzeugten kreisförmigen Kontur dem Radius L₄ des idealen Bogens, wie in Fig. 27 gezeigt. Weiter nimmt der vordere End abschnitt 80b ebenfalls die Form eines Teils einer Ellipse in einer Ebene ein, so daß er sich von dem idealen Bogen in Rich tung der zweiten Schneidkante 82 erstreckt. Entsprechend nimmt die durch den vorderen Endabschnitt 80b der Hauptschneidkante 80 erzeugte Kontur ungefähr eine wahre halbkugelförmige Form ein, so daß die Genauigkeit des Schneidvorgangs wesentlich verbessert werden kann.

Fig. 31 bis 38 zeigen eine weitere sechste Ausführungsform des Schneideinsatzes 86, der grundsätzlich den oben beschrie benen Einsätzen ähnlich ist. Bei dem Einsatz 86 ist jedoch ein Randflächenabschnitt 88 der vorderen Fläche 90 benach bart zu einer zweiten Schneidkante 92 angeordnet, und die vorderen und hinteren Endabschnitte 94b und 94c, die die zweite Schneidkante 92 schneiden, werden durch eine zylind rische Fläche mit einem Radius R₂ gebildet, die in Richtung einer hinteren Fläche 96 geneigt ist, wenn sie sich den bei den zweiten Schneidkanten 92 und dem vorderen Endabschnitt 94b der Hauptschneidkante 94 nähert. D.h., der Randflächen abschnitt 88 wird durch einen Teil der Zylinderfläche gebil det, deren Achse parallel zu einer Bezugslinie M₁ in Fig. 31 und 33 verläuft. Die Linie M₁ ist, gesehen in einer Richtung senkrecht zur vorderen Fläche 90, in bezug zu einer Linie ge neigt, die sich von der zweiten Schneidkante 92 unter einem Winkel δ₁ erstreckt und ist, gesehen in einer Seitenansicht des Einsatzes, in bezug zu einer Linie parallel zur vorderen Fläche in einem Winkel δ₂ geneigt.

Bei dieser Konstruktion ist, wie man am besten in Fig. 34 sieht, der eingeschlossene Winkel y des vorderen Endab schnitts 94b der Hauptschneidkante 94, die durch den konvex gekrümmten Randflächenabschnitt 88 und den vorderen Ab schnitt einer ersten Seitenfläche 98 gebildet wird, im all gemeinen 90° oder etwas größer als 90°. Die Hauptschneidkante 94 weist daher eine verbesserte Festigkeit an ihrem vorderen Endabschnitt 94b verglichen mit den oben beschriebenen Aus führungsformen auf.

In Fig. 39 bis 42 ist eine weitere geänderte siebte Ausfüh rungsform des Schneideinsatzes 150 dargestellt, die sich von der sechsten Ausführungsform darin unterscheidet, daß ein Randflächenabschnitt 152 der vorderen Fläche 90 durch ein Teil einer Kugelfläche gebildet wird. D.h., wie man in Fig. 39 sieht, es wird eine Kugel mit einem Durchmesser D₁ angenommen, der durch den Abstand zwischen dem Paar zweiter Schneidkanten 92 bestimmt wird, und ein koaxial zur Kugel angeordneter Kreis, der einen kleineren Durchmesser D₂ als die Kugel hat. Der Randflächenabschnitt 152 dieser Ausfüh rungsform wird dann durch einen Ringflächenabschnitt der Kugel gebildet, der zwischen einem Umfang C₁ der Kugel, der die zweite Schneidkante 92 beinhaltet, und einem Umfang C₂ des Kreises liegt. Der Randflächenabschnitt 152 einer derartigen Konstruktion kann leichter als bei den oben beschriebenen Ausführungsformen hergestellt werden. Obwohl es nicht in der Zeichnung dargestellt ist, kann die Kugelflä che durch eine Fläche ersetzt werden, die ein Teil eines Ellipsoids darstellt.

Claims

1. Umstellbarer Schneideinsatz für einen Kugelstirnfräser

- bestehend aus einer Platte mit vorderen und hinteren Flächen (12, 14, 38, 72, 74, 90, 96) sowie ersten Seitenflächen (16, 32),
- wobei die vorderen Flächen (12, 38, 72, 90) mindestens eine allgemein bogenförmige erste Randkante aufweist, die als eine entsprechende allgemein bogenförmige Hauptschneidkante (20, 42, 80, 94) dient, und die einen vorderen, an einem Ende derselben angeordneten Endabschnitt (20b, 42b, 80b, 94b) aufweist, der durch den vorderen Abschnitt einer ersten Seitenfläche gebildet wird,
- welcher vordere Endabschnitt (20b, 42b, 80b, 94b) so gekrümmt ist, daß er zur hinteren Fläche (14, 74, 96) hin geneigt ist, wobei
- die vordere Fläche (12, 38, 72, 90) als eine Spanfläche für die Schneidkante dient,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die vordere Fläche (12, 38, 72, 90) mindestens eine kurze zweite Randkante aufweist, die durch eine zweite Seitenfläche (18, 34) und einen konvexen Randflächenabschnitt (24, 36, 84, 88, 152) der vorderen Fläche (12, 38, 72, 90) gebildet wird und als entsprechende kurze Schneidkante (22, 44, 82, 92) dient, und
- der konvexe Randflächenabschnitt (24, 36, 84, 88, 152) der vorderen Fläche (12, 38, 72, 90) die kurze Schneidkante (22, 44, 82, 92) so schneidet, daß ein durch den vorderen Endabschnitt (20b, 42b, 80b, 94b) und die kurze Schneidkante (22, 44, 82, 92) begrenzter Winkel stumpf ist.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Schneidkantenabschnitt (20a, 42a, 80a, 94a) der Hauptschneidkante (20, 42, 80, 94) abgeschrägt ist.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Endabschnitt (20b, 42b) der vordere Endschnitt (20, 42) der Hauptschneidkante (20, 42) mit einem Radius von 0,02 mm bis 0,06 mm abgerundet ist, während der mittlere Schneidkantenabschnitt (20a, 42a) mit einem Schrägungswinkel von 15° bis 30° und einer Schrägungsbreite von 0,07 mm bis 0,15 mm abgeschrägt ist.

4. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Randflächenabschnitt (84) durch einen Teil einer zylindrischen Fläche gebildet wird.

5. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede erste Seitenfläche (16; 32) einen mittleren Abschnitt (16a; 32a) und ein Paar vorderer und hinterer Abschnitte (16b, 16c; 32b, 32c), die an gegenüberliegenden Enden des mittleren Abschnitts (16a; 32a) angeordnet sind, aufweist, daß der mittlere Abschnitt (16a; 32a), gesehen in einer Richtung senkrecht zur vorderen Fläche (12, 38), allgemein bogenförmig konvex ist, während die vorderen und hinteren Abschnitte (16b, 16c; 32b, 32c) eben sind und sich tangential von gegenüberliegenden Enden des mittleren Abschnitts (16a; 32a) erstrecken.

6. Schneideinsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Abschnitt (16b; 32b) kürzer als der hintere Abschnitt (16c; 32c) ist.

7. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede erste Seitenfläche (16; 32) einen mittleren Abschnitt (16a; 32a) und ein Paar vorderer und hinterer Abschnitte (16b, 16c; 32b, 32c), die an gegenüberliegenden Enden des mittleren Abschnitts (16a; 32a) angeordnet sind, aufweist, daß die mittleren und vorderen Abschnitte (16a, 16b), gesehen in einer Richtung senkrecht zur vorderen Fläche, allgemein bogenförmig konvex sind, während die hinteren Endabschnitte (16c; 32c) eben sind und sich tangential von einem Ende des mittleren Abschnitts (16a; 32a) erstrecken.

8. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenfläche (16, 18; 32, 34) sich in einer Richtung von der vorderen Fläche (12, 38) weg nach innen in die Platte neigt.

9. Schneideinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Fläche durch einen Zylinder gebildet wird, der eine sich parallel zur zweiten Schneidkante (82) und der hinteren Fläche (74) erstreckende Achse aufweist.

10. Schneideinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Fläche durch einen Zylinder gebildet wird, der eine in bezug auf eine sich von der zweiten Schneidkante (82) erstreckende gerade Linie, gesehen in einer Richtung senkrecht zur vorderen Fläche (72), geneigte Achse aufweist, die weiter, gesehen in einer Seitenansicht des Einsatzes, in bezug auf die vordere Fläche (72) geneigt ist.

11. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randflächenabschnitt (152) durch einen Teil einer Kugelfläche gebildet wird.