DE4423861A1 - Befestigungsvorrichtung für auswechselbare, mit zylindrischem Zapfen versehene Schneideinsätze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für einen Schneideinsatz an einem Drehmeißel, dessen Halter eine Aussparung mit einer Auflagefläche für einen Einsatzträger und den Schneideinsatz aufweist, wobei der Schneideinsatz aufgelötete oder aufge­ schweißte Schneidecken bzw. ganze Schneidflächen, vor­ zugsweise aus polykristallinem Diamant, kubisch kristallisiertem Bornitrid oder Hochleistungskeramik besitzt und der Schneideinsatz mittels einem Befes­ tigungselement an dem Halter befestigt ist.

Um Schneidstoffe mit höherer Leistungsfähigkeit (besserem Verschleißverhalten, mehr Zerspanungs­ sicherheit) zu produzieren, sind vermehrt wesentlich aufwendigere technologische Verfahren anzuwenden (Nanotechnik, Reinraumtechnik). Die reinen Schneid­ stoffkosten von daraus gefertigten Schneideinsätzen werden dadurch immer höher, so daß erst das Nach­ schleifen dieser Schneideinsätze einen wirtschaft­ lichen Einsatz der Schneidstoffe ermöglicht. Desweiteren werden immer höhere Anforderungen an die Präzision der Schneideinsätze gestellt und besondere, aufwendigere Spezialschleiftechniken und Qualitäts­ sicherungsmaßnahmen erforderlich. Da diese Hoch­ leistungsschneideinsätze nicht in den sonst üblichen großen Stückzahlen hergestellt werden, sind die Her­ stellungskosten - hauptsächlich die anteiligen Lohn­ kosten - sehr hoch. Vor allem die Handhabung und die Spanntechnik für die einzelnen Bearbeitungsschritte erfordert einen hohen Aufwand - Ursache ist im We­ sentlichen die Form der Schneideinsätze. Die bekann­ ten Schneideinsätze weisen kein "Merkmal" auf, das für eine automatisierungsgerechte Handhabung zum Positionieren und Spannen (bei den einzelnen Bear­ beitungsschritten) geeignet ist.

Zur Aufnahme der nachgeschliffenen Schneideinsätze (speziell bei Schraubenbefestigung) sind zudem auch besondere Halter erforderlich, bei denen die Aussparung für den Schneideinsatz der genauen Größe (Inkreis-Maß IK) des nachgeschliffenen Schneideinsatzes jeweils speziell angepaßt sein muß.

Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung ist der Schneideinsatz mit einem zylindrischen Zapfen versehen. Dieses Befestigungselement "Zapfen" ist gleich in den Schneideinsatz inte­ griert und kann so schon bei den wichtigen Präzi­ sionsbearbeitungsschritten - zur Erstanfertigung und beim Nachschleifen - verwendet werden. Der zylindrische Zapfen ist vorzugsweise durch Löten oder Schweißen mit dem Schneideinsatz ver­ bunden. Der Zapfen sitzt genau zentrisch zu den Schneidecken bzw. zum Inkreisdurchmesser des Schneideinsatzes. Die Achse des Zapfens liegt rechtwinklig zur Spanfläche des Schneideinsatzes. Die eigentlichen Schneidecken - bestehend aus dem entsprechenden Schneidstoff - sind an den entsprech­ enden Stellen auf der Spanfläche eingelötet oder eingeschweißt. Wahlweise kann auch die ganze Span­ fläche (vorwiegend bei runden Schneideinsätzen) mit dem entsprechenden Schneidstoff belegt sein. Auf der der Spanfläche gegenüberliegenden Auflage­ seite sind an dem Schneideinsatz eine oder mehrere Formelemente - z. T. entsprechend der Anzahl der Schneidecken - angebracht. Primär sind diese Form­ elemente in Form von Nuten in der Auflagefläche des Schneideinsatzes vorhanden.

In Verbindung mit diesen Formelementen ermöglicht der zylindrische Zapfen eine automatisierungsge­ rechte Handhabung und Positionierung. Mittels Zangengreifer kann der erfindungsgemäße Schneideinsatz am Zapfen gespannt werden. Durch die Formelemente an der Auflagefläche ist eine ge­ naue Lageorientierung des Schneideinsatzes möglich. Die Kombination von Spannzapfen und Formelement ermöglicht eine genaue Wiederholung der Einspann­ lage an verschiedenen Bearbeitungsmaschinen bzw. zur Qualitätssicherung. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine kostengünstige Nachbearbei­ tung des Schneideinsatzes, entsprechend dem Ver­ schleißfortschritt. Der Anwender strebt an, den Schneideinsatz 10 mal oder öfter nachzuschleifen. Für jeden Nachschleifvorgang (einschließlich den Messungen zur Qualitätssicherung) ist die gleiche Bezugsebene (Mittenlage des Zapfens, ⌀ des Zapfens, Maß und Lage der Formelemente) vorhanden. Die Kombination von Zapfen und Formelement (in Verbindung mit dem Einsatzträger) ermöglicht auch eine verdrehsichere Fixierung des Schneidein­ satzes auf dem Halter zur Aufnahme der Schnitt­ kräfte. Der Einsatzträger ist fest (durch Löten, Kleben, Schrauben) mit dem Halter verbunden. Mit kleiner werdendem Inkreisdurchmesser des Schneidein­ satzes (es wird eine nahezu vollkommene Nutzung des Schneidstoffes angestrebt) wird für die weitere Nutzung des Schneideinsatzes ein anderer, angepaßter Halter (mit kleinerem Einsatzträger - entsprech­ end dem Inkreis des Schneideinsatzes) erforderlich.

Meist ist es möglich, Schneideinsätze mit unter­ schiedlichen Inkreisdurchmessern (d. h. bis zu ca. 10 Nachschliffen) auf dem gleichen Halter ein­ zusetzen.

Der Grundkörper des Schneideinsatzes besteht vor­ zugsweise aus Keramik, Hartmetall oder Cermet. Als Zapfenmaterial kann ein für die geforderte Funktion günstiger Werkstoff (HSS, HM) eingesetzt werden. Die erfinderische Befestigungsvorrichtung eignet sich zur Aufnahme quadratischer, rhombischer, drei­ eckiger und runder Schneideinsätze.

Die Erfindung ist anhand von folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Befestigungsvor­ richtung, in der ein noch nicht nachgeschliffener Schneideinsatz gespannt ist.

Fig. 2 eine Befestigungsvorrichtung im Schnitt nach der Linie I-I.

Fig. 3 die Seitenansicht eines Schneideinsatzes mit 2 Schneidecken und vertieft angebrachten Form­ elementen im Schneideinsatz.

Fig. 4 die Seitenansicht des zugehörigen Einsatz­ trägers zu Fig. 3.

Fig. 5 die Seitenansicht eines Schneideinsatzes mit 2 Schneidecken und vertieft angebrachten Form­ elementen im Schneideinsatz.

Fig. 6 die Seitenansicht des zugehörigen Einsatz­ trägers zu Fig. 5 - mit rechtwinkligen Flanken der Formelemente.

Der Halter 7 weist eine Aussparung 8 auf, auf dessen unterer Ebene 9 der Einsatzträger 10 für den Schneideinsatz 1 aufliegt. Die Aussparung wird seitlich durch die beiden Anlageflächen 11a/11b begrenzt. Der Einsatzträger ist aufge­ schraubt oder/und aufgelötet bzw. aufgeschweißt und liegt mit seinen seitlichen Begrenzungs­ flächen an den Anlageflächen 11a/11b im Halter an. Der zylindrische Zapfen 2 des Schneideinsatzes steckt in der Paßbohrung 12 des Halters 7 und des Einsatzträgers 10. Mittels Gewindemutter 13 ist der Schneideinsatz befestigt.

Die Seitenflächen 14 der Führungselemente 6 sitzen paßgenau an den entsprechenden Gegen­ flächen 15 des Einsatzträgers 10. Der dargestellte Schneideinsatz weist 2 Schneidecken 16 auf. Der Einsatzträger 10′ weist z. B. nur 3 Führungs­ elemente auf.

Claims (3)

1. Befestigungsvorrichtung für einen Schneidein­ satz an einem Drehmeißel, dessen Halter eine Aus­ sparung mit einer Auflagefläche für einen Einsatz­ träger und den Schneideinsatz aufweist, wobei der Schneideinsatz aufgelötete oder aufgeschweißte Schneidecken bzw. ganze Schneidflächen, vorzugs­ weise aus polykristallinem Diamant, kubisch kristallisiertem Bornitrid oder Hochleistungs­ keramik besitzt und der Schneideinsatz mittels einem Befestigungselement an dem Halter befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (1) als Befestigungselement einen zylindrischen Zapfen (2) aufweist, der auf der der Spanfläche (3) gegenüberliegenden Auflage­ seite (4) mittig und rechtwinklig zur Spanfläche angeordnet ist und dieser zylindrische Zapfen durch Löten oder Schweißen fest mit dem Schneid­ einsatz verbunden ist.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zapfendurchmesser (D) jeweils um den Faktor 1,7 bis 2,7 kleiner ist als das Inkreismaß des zugehörigen Schneideinsatzes.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Befestigen am Ende des Zapfens ein Gewinde (5) vorhanden ist.