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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein mit wendbaren Schneideinsätzen bestücktes Schneidwerkzeug
und insbesondere einen mit derartigen Einsätzen arbeitenden Schaftfräser mit
runder Stirn.
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Stand
der Technik
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Mit
am vorderen Ende des Werkzeugs montierten Schneideinsätzen arbeitende
Schaftfräser sind
nach dem Stand der Technik bekannt. Schaftfräser sind je nach Konfiguration
der in diese eingesetzten Schneideinsätze für die verschiedensten Zwecke benutzbar.
Die Schneideinsätze
können
eine umlaufende Schneidkante zum Scheibenfräsen, eine vordere Schneidkante
zum Flächenfräsen und
eine gekrümmte
Schneidkante eines so genannten Schaftfräsers mit runder Stirn für verschiedene
Kopiereinsätze
aufweisen.
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Für einen
Schaftfräser
mit runder Stirn oder sonstige Schaftfräser, bei denen das Werkzeug,
wie beispielsweise in der US PS 4 525 110 nach Stojanovski dargestellt,
oft bis zur Werkzeugachse schneiden können muss, ist ein Schneideinsatz
so angeordnet, dass er eine Schneidkante aufweist, die sich zur Achse
des Werkzeugs erstreckt und ein anderer Einsatz ist so angeordnet,
dass von der Werkzeugachse abgesetzt eine weitere Schneidkante vorhanden
ist. Die Tatsache, dass in solchen Fällen zwei identische Schneideinsätze in unterschiedlichen
Abständen
von der Achse vorgesehen sind, kann zu Ausgleichproblemen führen.
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Bei
Anordnung von zwei Schneideinsätzen im
vorderen Ende eines Schaftfräsers
mit runder Stirn ergibt sich ein weiteres Problem. Dieses Problem
besteht darin, dass die Schneideinsätze mit Schneidkräften aus
verschiedenen Richtungen beaufschlagt werden, welche die Tendenz
haben, die Schneideinsätze
aus ihren Taschen zu ziehen. Eine Lösung dieses Problems findet
sich beispielsweise in der US PS 4 808 045 nach Tsujimura et al.
In dieser Schrift '045
ist eine Nut von rinnenförmigem
Querschnitt in einem zentralen Abschnitt der Einsatz-Unterseite ausgebildet.
Die Seitenwände
der Nut bilden Stütz- oder Anlageflächen, welche
die Komponentenkräfte
des Schneidvorschubs von den inneren und äußeren Umfangschneiden aufnehmen.
Nach dieser Schrift '045
wird die Werkzeugachse jedoch nicht von den Schneideinsätzen erreicht.
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Eine
weitere Lösung,
nach der die Schneideinsätze
zusätzliche
Abstützung
erhalten, findet sich beispielsweise in der US PS 5 542 795 nach
Mitchell. Gemäß dieser
Schrift '795 ist
jeder Schneideinsatz 36 mit einer einstückig ausgebildeten Schiene 50 auf
seiner Rückseite 40 versehen.
In der Grundfläche 28 eines
jeden Einsatzsitzes 26 ist ein längsgerichteter Schlitz 32 zur
Aufnahme der Schiene 50 ausgebildet. Da beim Festziehen
der Klemmschraube 53 der Schneideinsatz auch gegen die
Seitenwand 30 des Einsatzsitzes 26 gedrückt wird,
ist das Schneidwerkzeug gemäß der '795 nicht für das Einspannen
identischer Schneideinsätze
nahe der Werkzeugachse geeignet, da zu ihrer radialen Abstützung durch
die Seitenwand 30 eine ausreichende Dicke erforderlich
ist. Es versteht sich, dass der zentrale Abschnitt des Werkzeugs
ein Schwächung
erfährt,
wenn die radiale Abstützung
zwischen zwei identischen Schneideinsätzen in geringer Dicke vorgesehen
wird, um die Schneideinsätze
möglichst
nah an die Werkzeugachse heranzuführen.
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Das
Japan-Patent
JP 8206910 nach
Takuya zeigt die Halterung eines Schneideinsatzes mit einem abgestuften
konvexen Teil
18 in seiner Unterseite innerhalb eines abgestuften
konkaven Teils
27, das im Innern des Schneidwerkzeugsitzes
ausgebildet ist. Aus dieser Schrift '910 geht jedoch nicht hervor, in welcher
Weise die Halterung von zwei bis zur Werkzeugachse schneidenden
Einsätzen
bewerkstelligt werden kann.
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Die
US-A-4 527 930 beschreibt ein Schneidwerkzeug mit einem Werkzeugkörper und
zwei in diesen eingespannten Schneideinsätzen, wobei der Werkzeugkörper zwei
die Einsätze
aufnehmende Taschen aufweist, die im Wesentlichen symmetrisch zu einer
Mittelachse des Werkzeugkörpers
angeordnet sind und jeweils eine Taschen-Basis und eine Gewindebohrung
aufweisen, wobei jeder der beiden Schneideinsätze eine Spanfläche, eine
Einsatz-Grundfläche
und einer die Span- und die Grundfläche verbindende Umfangs-Freifläche, eine
zwischen Span- und Freifläche
definierte Schneidkante, und eine Durchgangsbohrung, deren Achse
zwischen der Span- und der Grundfläche verläuft, aufweist; wobei jeder
Schneideinsatz mittels einer durch die Durchgangsbohrung des Schneideinsatzes
geführten
und in die Gewindebohrung eingreifenden Schraube in einer den Schneideinsatz
aufnehmenden entsprechenden Tasche gehalten wird und wobei die Einsatz-Grundfläche gegen
die Basis der den Einsatz aufnehmenden Tasche stößt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Schaftfräsers,
bei dem die vorbeschriebenen Nachteile weitgehend reduziert bzw.
ausgeschaltet sind.
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Nach
einer weiteren Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ein Schaftfräser mit
runder Stirn bereitgestellt, der mit zwei identischen und wendbaren
Schneideinsätzen
bestückt
ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Schneidwerkzeug (20, 82)
mit einem Werkzeugkörper
(22, 22')
und zwei in diesem angeordneten Schneideinsätzen (24, 24a, 24b)
bereitgestellt, wobei der Werkzeugkörper zwei die Einsätze aufnehmende
Taschen (26, 26a, 26b) aufweist, die
im Wesentlichen symmetrisch zu einer Mittelachse des Werkzeugkörpers angeordnet sind
mit:
- einer Taschen-Basis (30);
- einem zur Basis hin offenen Einschnitt (32) mit einer Grundfläche (34),
die mit mindestens drei Seitenwänden
verbunden ist, wobei eine erste Seitenwand (36) dieser
wenigstens drei Seitenwände
im Wesentlichen in Längsrichtung
zur Mittelachse verläuft,
eine zweite Seitenwand (38) dieser wenigstens drei Seitenwände parallel
zur ersten Seitenwand und relativ zur Mittelachse des Werkzeugkörpers weiter
von dieser entfernt angeordnet ist, und eine dritte Seitenwand (40) dieser
wenigstens drei Seitenwände
sich quer zu den ersten und zweiten Seitenwänden erstreckt; und
- einer durch die Grundfläche
(34) des Einschnitts (32) verlaufenden Gewindebohrung
(54);
- und wobei jeder der beiden Schneideinsätze (24, 24a, 24b)
aufweist:
eine Spanfläche
(62), eine Einsatz-Grundfläche (68) und
eine
die Span- und die Grundfläche
verbindende Umfangs-Freifläche (63)
sowie zwischen den Span- und Freiflächen definierten Schneidkanten
(59, 60);
einen von der Einsatz-Grundfläche (68)
nach unten und von der Spanfläche
(62) weg ausgebildeten Vorsprung (69) mit einer
Grundfläche
(70), die mit vier Seitenwänden verbunden ist, wobei jede
Seitenwand mit einer jeweils benachbarten Wand in Verbindung steht
und die vier Seitenwände
an die Einsatz-Grundfläche angebunden
sind, und wobei eine erste Seitenwand (72) der vier Seitenwände im Wesentlichen in
Längsrichtung
zur Mittelachse verläuft,
eine zweite Seitenwand (73) dieser vier Seitenwände parallel
zur ersten Seitenwand angeordnet ist, eine dritte Seitenwand (74)
dieser vier Seitenwände
sich quer zu den ersten und zweiten Seitenwänden erstreckt, und eine vierte Seitenwand
(75) der vier Seitenwände
parallel zu der dritten Seitenwand angeordnet ist; sowie
eine
Durchgangsbohrung (58) mit einer zwischen der Spanfläche (62)
und der Grundfläche
(70) verlaufenden Achse (B);
wobei jeder Schneideinsatz
mittels einer durch die Durchgangsbohrung (59) des Einsatzes
geführten und
mit der Gewindebohrung (54) in Eingriff stehenden Klemmschraube
(78) gehalten wird, die Einsatz-Grundfläche (68) gegen die
Basis (30) der den Einsatz aufnehmenden Tasche stößt, die
erste Seitenwand (72) des Vorsprungs stoßend gegen
die erste Seitenwand (36) des Einschnitts (32)
angeordnet ist und die dritte Seitenwand (74) des Vorsprungs (69)
an der dritten Seitenwand (40) des Einschnitts anliegt;
wobei
im Querschnitt senkrecht zur Mittelachse und durch die Gewindebohrungen
verlaufend die erste Seitenwand des Vorsprungs von der Mittelachse
in einem ersten Abstand D1 und die Schneidkanten von der Mittelachse
in einem zweiten Abstand D2 und einem dritten Abstand D3 abgesetzt
sind, und wobei der dritte Abstand D3 größer als der zweite Abstand D2
und der erste Abstand D1 um wenigstens das Dreifache größer als
der zweite Abstand D2 ist sowie die Freifläche (63) von der den
Einsatz aufnehmenden Tasche (26, 26a, 26b)
freigesetzt ist.
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Typischerweise
ist der Einschnitt (32) der den Einsatz aufnehmenden Tasche
(26) von den ersten, zweiten, dritten und vierten Seitenwänden (36, 38, 40, 44)
umgrenzt, sind die ersten und zweiten Seitenwände (36, 38)
zueinander parallel und zur Mittelachse im Wesentlichen in Längsrichtung
angeordnet, und verlaufen die dritten und vierten Seitenwände (40, 44)
parallel zueinander und quer zu den ersten und zweiten Seitenwänden.
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Vorzugsweise
sind die beiden Schneideinsätze
(24) identisch.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Schneidwerkzeug relativ zur Mittelachse
drehsymmetrisch.
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In
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung sind die beiden Schneideinsätze (24a, 24b)
in der Draufsicht auf die Schneideinsätze zur Mittelachse spiegelsymmetrisch
ausgebildet.
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Vorzugsweise
weist jeder Schneideinsatz (24, 24a, 24b)
eine Drehsymmetrie von 180° um
die Achse der Durchgangsbohrung (58) auf.
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Auf
Wunsch ist der Einschnitt (32) vollständig von den vier Seitenwänden (36, 38, 40, 44)
umschlossen.
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Typischerweise
sind die ersten und zweiten Seitenwände (72, 73)
des Vorsprungs (69) senkrecht zu dessen dritten und vierten
Seitenwänden
(74, 75) sowie die ersten und zweiten Seitenwände des
Einschnitts (32) senkrecht zu dessen dritten und vierten Seitenwänden angeordnet.
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Weiter
sind normalerweise die ersten und zweiten Seitenwände (72, 73)
des Vorsprungs senkrecht zur Grundfläche (68) des Einsatzes
vorgesehen.
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Üblicherweise
sind weiterhin die dritten und vierten Seitenwände (74, 75)
des Vorsprungs senkrecht zur Grundfläche (68) des Einsatzes
angeordnet.
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Darüber hinaus
befinden sich normalerweise die ersten und zweiten Seitenwände (36, 38)
des Einschnitts senkrecht zur Taschen-Basis (30).
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Schließlich sind üblicherweise
die dritten und vierten Seitenwände
(40, 44) des Einschnitts senkrecht zur Taschen-Basis (30)
angeordnet.
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Erfindungsgemäß wird ein
Werkzeugkörper (22, 22') mit zwei die
Einsätze
aufnehmende Taschen (26, 26a, 26b) bereitgestellt,
die im Wesentlichen symmetrisch zu einer Mittelachse des Werkzeugkörpers angeordnet
sind, wobei jede der beiden die Einsätze aufnehmenden Taschen aufweist:
- eine Taschen-Basis (30);
- einen zur Basis hin offenen Einschnitt (32) mit einer Grundfläche (34),
die mit mindestens drei Seitenwänden
verbunden ist, wobei eine erste Seitenwand (36) dieser
wenigstens drei Seitenwände
im Wesentlichen in Längsrichtung
zur Mittelachse verläuft,
eine zweite Seitenwand (38) dieser wenigstens drei Seitenwände parallel
zur ersten Seitenwand und relativ zur Mittelachse des Werkzeugkörpers weiter
von dieser entfernt angeordnet ist, und eine dritte Seitenwand (40) dieser
wenigstens drei Seitenwände
sich quer zu den ersten und zweiten Seitenwänden erstreckt; und
- eine durch die Grundfläche
(34) des Einschnitts (32) verlaufende Gewindebohrung
(54).
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Vorzugsweise
ist mindestens eine der die Schneideinsätze aufnehmenden Taschen mit
einer im Wesentlichen parallel zur Mittelachse verlaufenden und
an diese angrenzenden Seitenwand (27) versehen, wobei im
Querschnitt senkrecht zur Mittelachse und durch die Gewindebohrungen
verlaufend die erste Seitenwand (36) des Einschnitts (32)
von der Mittelachse in einem vierten Abstand D4 und die Seitenwand
(27) der Tasche von der Mittelachse in einem fünften Abstand
D5 abgesetzt sind, und wobei der vierte Abstand D4 wenigstens um
das Dreifache größer als
der fünfte
Abstand D5 ist.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die den Einsatz aufnehmenden Taschen
zur Mittelachse drehsymmetrisch ausgebildet.
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In
einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die die Einsätze aufnehmenden Taschen in
ihrer Draufsicht spiegelsymmetrisch zur Mittelachse vorgesehen.
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Erfindungsgemäß wird ein
Schneideinsatz (24, 24a, 24b) bereitgestellt
mit:
- einer Spanfläche
(62), einer Einsatz-Grundfläche (68), einer die
Span- und die Grundfläche
verbindenden Umfangs-Freifläche (63)
sowie zwischen den Span- und Freiflächen definierten Schneidkanten (59, 60);
- einem sich von der Einsatz-Grundfläche (68) nach unten
und von der Spanfläche
(62) weg erstreckenden Vorsprung (69) mit einer
Grundfläche
(70), die mit vier angrenzenden Seitenwänden verbunden ist, wobei jede
Seitenwand mit einer benachbarten Seitenwand in Verbindung steht
und die vier Seitenwände
an die Einsatz-Grundfläche
angebunden sind, und wobei eine erste Seitenwand (72) der
vier Seitenwände
im Wesentlichen in Längsrichtung
zur Mittelachse verläuft,
eine zweite Seitenwand (73) dieser vier Seitenwände parallel
zur ersten Seitenwand angeordnet ist, eine dritte Seitenwand (74)
dieser vier Seitenwände
sich quer zu den ersten und zweiten Seitenwänden erstreckt; und eine vierte
Seitenwand (75) der vier Seitenwände parallel zu der dritten
Seitenwand angeordnet ist;
- und einer Durchgangsbohrung (58) mit einer zwischen
der Spanfläche
(62) und der Grundfläche
(70) verlaufenden Achse (B).
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Vorzugsweise
weist der Schneideinsatz eine Drehsymmetrie von 180° um die Achse
der Durchgangsbohrung auf.
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Normalerweise
ist jede der Schneidkanten mit einem geraden Abschnitt versehen,
der mit einem runden Abschnitt verbunden ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und ihrer praktischen Ausführung wird
auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.
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Es
zeigen:
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1 eine Perspektivansicht
eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs;
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2 eine Ansicht des Schneidwerkzeugs gemäß 1 in auseinandergezogener
Darstellung:
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3 eine Draufsicht auf die
den Einsatz aufnehmende Tasche gemäß 2;
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4 eine Draufsicht auf das
Schneidwerkzeug gemäß 1;
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5 eine Seitenansicht des
Schneidwerkzeugs gemäß 1;
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6 eine Vorderansicht des
Schneidwerkzeugs gemäß 1;
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7 eine Querschnitts-Vorderansicht
auf der Linie VII-VII
in 4 entlang den Achsen
der Klemmschrauben;
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8 eine Perspektivansicht
des Schneideinsatzes gemäß 1 von unten;
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9 eine Perspektivansicht
einer abgewandelten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Werkzeugkörpers;
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10 eine Perspektivansicht
einer abgewandelten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Werkzeugkörpers;
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11 eine Perspektivansicht
einer alternativen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs;
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12 eine Draufsicht auf die
Schneideinsätze
gemäß 11; und
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13 eine Querschnittsansicht
auf der Linie XIII–XIII
in 12 entlang den Achsen
der Klemmschrauben.
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Detailbeschreibung der Erfindung
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Wie
aus 1 bis 8 ersichtlich, weist ein Schneideinsatz 20 mit
einer Achse A einen Werkzeugkörper 22 und
zwei in diesem angeordnete Schneideinsätze 24 auf. Der Werkzeugkörper 22 ist in
einem vorderen Abschnitt (28) mit zwei in Längsrichtung
verlaufenden Taschen 26 zur Aufnahme der Schneideinsätze versehen.
Die beiden Taschen zur Aufnahme der Einsätze sind zur Achse A drehsymmetrisch
ausgebildet. Die beiden die Schneideinsätze aufnehmenden Taschen und
die beiden Schneideinsätze
sind identisch, so dass nur jeweils eine bzw. einer von diesen beschrieben
wird.
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Die
Tasche 26 zur Aufnahme des Einsatzes ist mit einer unter
einem spitzen Winkel α zur
Achse A in der Seitenansicht des Schneidkörpers 20 vorwärts nach
unten abgeschrägten
Basis 30 versehen. Die Taschen-Basis 30 bildet
eine tangentiale Stützfläche der
Tasche 26 zur Aufnahme des Einsatzes.
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Ein
Einschnitt 32 in der Tasche 26 ist zur Basis 30 allgemein
symmetrisch zur Mitte derselben hin offen. Der Einschnitt weist
eine von zwei Seitenwandpaaren begrenzte Grundfläche 34 auf. Das erste
Seitenwandpaar weist eine nahe der Achse A befindliche erste Seitenwand 36 und
eine radial weiter als die erste abgesetzte zweite Seitenwand 38 auf.
Die Seitenwände 36 und 38 sind
im Wesentlichen längsgerichtet
und parallel zueinander angeordnet und bilden radiale Stütz- bzw.
Stoßflächen.
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Das
zweite Seitenwandpaar weist eine dritte Seitenwand 40 im
hinteren Teil 42 und eine vierte Seitenwand 44 im
vorderen Teil 46 des Einschnitts auf. Die Seitenwände 40 und 44 sind
im Wesentlichen radial und parallel zueinander ausgerichtet und bilden
axiale Stützflächen. Wie
klar aus 3 ersichtlich,
bilden die vier Seitenwände 36, 38, 40 und 44 ein
Rechteck zwischen sich. Jeweils benachbarte Seitenwände sind über eine
Entspannungsnut 48 miteinander verbunden. Die Seitenwände 38 und 44 sind
durch eine Öffnung 50 voneinander
getrennt, so dass die Grundfläche 34 die
Umfangsfläche 52 des Werkzeugkörpers 22 erreicht.
Eine Gewindebohrung 54 in der Mitte des Einschnitts verläuft im Wesentlichen
senkrecht zur Taschenbasis 30 durch die Grundfläche 34.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Seitenwände 36 und 38 senkrecht
zu den Seitenwänden 40 und 44. Weiterhin
sind die Seitenwände 36, 38, 40 und 44 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung senkrecht zur Taschen-Basis 30 angeordnet.
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Der
Schneideinsatz 24 weist eine Oberseite 55, eine
Unterseite 56 und eine sich dazwischen erstreckende Seitenfläche 57 auf.
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Eine
mittig angeordnete Durchgangsbohrung 58 mit einer Symmetrieachse
B verläuft
zwischen der Oberseite 55 und der Unterseite 56.
Der Schneideinsatz besitzt eine Drehsymmetrie von 180° um die Achse
B und zwei identische Schneidkanten 59 und 60.
Jede Schneidkante ist zwischen einer Spanfläche 62 und einer Freifläche 63 definiert.
Jede Schneidkante weist einen geraden Abschnitt 53 auf, der
in einen abgerundeten Abschnitt 61 übergeht. Die beiden Schneidkanten
laufen in den Schneidecken 64 und 65 zusammen.
Die Spanfläche 62 verläuft über den
gesamten Umfang der Oberseite und ist den Schneidkanten 59, 60 und
den Schneidecken 64, 65 zugeordnet. Eine zentrale
Erhöhung 66,
die eine Spanführung
bildet, erstreckt sich von der Spanfläche 62 nach innen
und von der Unterseite 56 weg nach oben.
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Die
Unterseite 56 weist eine zur Achse B senkrechte Einsatz-Grundfläche 68 auf,
die eine tangentiale Stützfläche für den Schneideinsatz
bildet. Ein Vorsprung 69 erstreckt sich von der Grundfläche 68 nach
unten und von der Spanfläche 62 weg.
Die Lage des Vorsprungs 69 relativ zur Einsatz-Grundfläche 68 ist
so gewählt,
dass dieser große
Stützflächen besonders
in den vorderen und hinteren Abschnitten der Einsatz-Grundfläche 68 bietet,
wo diese erforderlich sind, um den während der Bearbeitung auf den Schneideinsatz
wirkenden tangentialen Schneidkräften
standzuhalten. Der Vorsprung 69 weist eine untere Seite 70 auf,
die mit dem unteren Teil zweier sich nach oben erstreckender Seitenwandpaare
verbunden ist. Ein oberer Abschnitt der Seitenwände ist mit der Einsatz-Grundfläche 68 verbunden.
Ein erstes Seitenwandpaar weist eine erste Seitenwand 72 und eine
zweite Seitenwand 73 auf. Die Seitenwände 72 und 73 sind
im Wesentlichen längsgerichtet
und parallel zueinander und bilden radiale Stützflächen. Ein zweites Seitenwandpaar
weist eine dritte Seitenwand 74 und eine vierte Seitenwand 75 auf.
Die Seitenwände 74 und 75 sind
parallel zueinander und quer zu den Seitenwänden 72 und 73 verlaufend
angeord net und bilden axiale Stützflächen. Die
erste Seitenwand 72 geht glatt in die vierte Seitenwand 75 und die
zweite Seitenwand 73 glatt in die dritte Seitenwand 74 über. Die
erste Seitenwand 72 ist über eine erste quer zu den
ersten und dritten Seitenwänden verlaufende
Seitenwand 76 mit der dritten Seitenwand 74 und
die zweite Seitenwand 73 über eine quer zu den zweiten
und vierten Seitenwänden
verlaufende zweite Seitenwand 77 mit der vierten Seitenwand 75 verbunden.
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Bei
eingesetztem Schneidwerkzeug 20 wird jeder der Schneideinsätze 24 mittels
einer durch die Durchgangsbohrung 58 des Schneideinsatzes
geführten
und in die Durchgangsbohrung 54 der Tasche 26 zur
Aufnahme des Einsatzes eingreifenden Klemmschraube 78 in
der Aufnahmetasche 26 gehalten. In dieser Position stoßen die
tangentiale Stützfläche 68 des
Schneideinsatzes gegen die tangentiale Stützfläche 30 der Tasche
zur Aufnahme des Einsatzes, die erste Seitenwand 72 gegen
die erste Seitenwand 36 und die dritte Seitenwand 74 gegen
die dritte Seitenwand 40. Die Grundfläche 70 und die Freifläche 63 des
Schneideinsatzes bleiben unberührt.
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Es
folgt eine Beschreibung der Vorteile des Schneidwerkzeugs 20:
Wie bereits erwähnt,
sollten bei der Anordnung von zwei identischen Schneideinsätzen im
vorderen Abschnitt eines Schaftfräsers mit runder Stirn die Schneideinsätze unter
Vorhaltung der erforderlichen radialen Abstützung für jeden der Schneideinsätze nahe
der Werkzeugachse angeordnet sein. Wie aus 7 ersichtlich ist aufgrund der Tatsache,
dass sich die radiale Stützfläche eines
jeden Schneideinsatzes auf einem generell zur Einsatz-Grundfläche 68 mittigen
Vorsprung und nicht neben oder in Fortsetzung der Spanflächen befindet, die
radiale Stützfläche der
Tasche zur Aufnahme des Einsatzes in einem ersten Abstand D1 von
einer eine Mittelachse bildenden Drehsymmetrieebene M des Schneidwerkzeugs 20 angeordnet
statt in einem zweiten Abstand D2, wie dies bei Einsätzen nach dem Stand
der Technik der Fall zu sein pflegt, wo sich die radiale Stützfläche eines
jeden Schneideinsatzes auf oder nahe einer Fortsetzung der Freiflächen der Schneidkanten
befindet. Der erste Abstand D1 ist viel größer als der zweite Abstand
D2, so dass der erfindungsgemäße Werkzeugkörper steifer
als ein konventionelles Werkzeug ist und höheren radialen Kräften standzuhalten
vermag. Für
gewöhnlich
ist der erste Abstand D1 um wenigstens das Dreifache größer als
der zweite Abstand D2. In einer ersten besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
der erste Abstand D1 = 5 mm und der zweite Abstand D2 = 0,5 mm.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs ergibt
sich aus der Tatsache, dass der Schneideinsatz mit einem Vorsprung
versehen ist, der in einem Einschnitt in der den Schneideinsatz
aufnehmenden Tasche gehalten wird. Durch diese Anordnung erhält der Schneideinsatz
eine größere Abstützung gegen
Schneidkräfte, bei
denen wie nachfolgend beschrieben die Tendenz besteht, den Schneideinsatz
aus der Tasche herauszuziehen.
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Werkzeugkörper 22 und
Schneideinsatz 24 sind konstruktiv so gestaltet, dass der
Schneideinsatz bei im Einschnitt 32 befindlichem Vorsprung 69 in
radialer, axialer und tangentialer Richtung anliegt, wobei die tangentiale
Stützfläche 68 gegen
die tangentiale Stützfläche 30,
die erste Seitenwand 72 gegen die erste Seitenwand 36 und
die dritte Seitenwand 74 gegen die dritte Seitenwand 40 stößt. In dieser
Position sind die freien bzw. unberührten radialen und axialen
Stützflächen des
Schneideinsatzes nur wenige Hundertstel Millimeter von den freien
radialen und axialen Stützflächen der
den Einsatz aufnehmenden Tasche entfernt. Dies bedeutet, dass die zweite
Seitenwand 73 nicht an der zweiten Seitenwand 38 und
die vierte Seitenwand 75 nicht an der vierten Seitenwand 44 anliegt.
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Auf
Wunsch können
sämtliche
Seitenwände des
Vorsprungs geschliffen sein, was eine bessere Anlage des Vorsprungs 69 in
dem Einschnitt 32 ermöglicht.
Der Abstand zwischen den freien radialen und axialen Stützflächen des
Schneideinsatzes und der Tasche zur Aufnahme des Schneideinsatzes
liegt praktisch im Bereich zwischen 0,005 und 0,02 mm.
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Wird
der Schneideinsatz sehr starken nach außen gerichteten Radialkräften ausgesetzt,
bei denen die Tendenz besteht, trotz des von der Klemmschraube 78 aufgebrachten
Drucks die erste Seitenwand 72 von der ersten Seitenwand 36 zu
trennen, so kommt in dieser Position die zweite Seitenwand 73 gegen
die zweite Seitenwand 38 zur Anlage, bevor die Klemmschraube übermäßig verbogen
werden kann, wodurch eine ausreichende Anlage des Schneideinsatzes
gegen nach außen
gerichtete Radialkräfte
ermöglicht
wird, ohne die Klemmschraube zu überlasten.
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Wird
entsprechend der Schneideinsatz sehr starken vorwärts gerichteten
Axialkräften
ausgesetzt, welche die Tendenz haben, trotz des von der Klemmschraube 78 aufgebrachten
Drucks die dritte Seitenwand 74 von der dritten Seitenwand 40 zu
trennen, so kommt in dieser Position die vierte Seitenwand 75 gegen
die vierte Seitenwand 44 zur Anlage, bevor die Klemmschraube übermäßig verbogen
werden kann, wodurch eine ausreichende Abstützung des Schneideinsatzes
gegen vorwärts
gerichtete Axialkräfte
ermöglicht
wird, ohne dass eine Überlastung der
Klemmschraube erfolgt.
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In
der Ausführungsform
gemäß 1 bis 8 weist der Einschnitt 32 eine Öffnung 50 für ein einfaches
Herstellen des Einschnitts auf. Je größer die Öffnung ist, umso kleiner die
vierte Seitenwand 44 und die Größe der neben der vierten Seitenwand
gelegenen Taschen-Basis 30. Für gewöhnlich sind die dem Schneideinsatz
beaufschlagten vorwärts
gerichteten Axialkräfte
geringer als die aufgebrachten nach hinten gerichteten Axialkräfte, so
dass die von der Seitenwand 44 gewährte axiale Abstützung ausreicht.
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In
Situationen, wo der Schneideinsatz nicht mit vorwärts gerichteten
Axialkräften
beaufschlagt wird oder diese Kräfte
sehr gering sind, ist die axiale Stützfläche 44 nicht erforderlich.
Ein derartiger Fall ist in 9 dargestellt.
Wie ersichtlich, verläuft
der Einschnitt 32 gleichmäßig bis zur Umfangsfläche 52 des Werkzeugkörpers 22.
In diesem Falle ist der Einschnitt 32 einfacher herzustellen
als in dem Fall gemäß 2. Auch kann der Schneideinsatz
vom vorderen Teil des Werkzeugkörpers
aus in die Tasche eingeschoben werden.
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In
Situationen, wo dem Schneideinsatz hohe vorwärts gerichtete Axialkräfte beaufschlagt
werden, sollte vorzugsweise das radiale Ausmaß der axialen Stützfläche 44 vergrößert werden.
In 10 hat die axiale
Stützfläche 44 die
gleiche radiale Ausdehnung wie die axiale Stützfläche 40 und ist der
Einschnitt 32 völlig
von vier Seitenwänden
umschlossen.
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11 bis 13 zeigen eine weitere Anwendung des
erfindungemäßen Schneidwerkzeugs. Wie
ersichtlich, sind zwei Schneideinsätze 24a und 24b in
den Umfang eines Schneidwerkzeugs 82 mit einer Drehachse
E eingesetzt. Der Schneideinsatz 24a ist rechts- und der
Schneideinsatz 24b linksschneidend vorgesehen. Die Schneideinsätze 24a und 24b werden
im Umfangsabschnitt 29 eines Werkzeugkörpers 22' nebeneinander
liegend und zu der eine Mittelachse bildenden Mittelebene N symμetrisch gehalten
und richtungsgleich angeordnet. Die beiden Schneideinsätze sind
in der Draufsicht spiegelsymmetrisch zur Mittelachse. Wenn ein mit
180° gerundeter
Schlitz geschnitten werden soll, werden trotz der Tatsache, dass
die Schneideinsätze
nebeneinander liegend gehalten werden können, da beide eine ausreichende
radiale Abstützung
durch den Werkzeugkörper 22' erfahren, die
Schneideinsätze 24a und 24b wie
aus 11 und 13 ersichtlich in Drehrichtung
etwas relativ zueinan der verschoben, so dass sie in der Draufsicht
wie in 12 dargestellt leicht überlappen.
Durch diese konstruktive Gestaltung schneiden die abgerundeten Abschnitte 61a und 61b der
Schneidkanten der entsprechenden Schneideinsätze 24a und 24b ein
um 180° gerundetes
Profil, so dass ein „voll
wirksamer" und "voll profilierter" Nutenfräser zur
Verfügung
steht, wodurch eine gerundete Nut 83 in einem Werkstück W hergestellt
werden kann. Man beachte, dass das Attribut „voll wirksam" deswegen erzielt
wird, weil die Verschiebung zwischen den Schneideinsätzen 24a und 24b relativ
gering ist, so dass sie praktisch eine gemeinsame Spanlücke 86 aufweisen.
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Zwar
wurde die vorliegende Erfindung anhand einer etwas spezifischeren
Anwendungsform beschrieben, doch versteht es sich, dass verschiedene Änderungen
und Abwandlungen möglich
sind, ohne dass das Wesen oder der Umfang der Erfindung wie nachfolgend
beansprucht verlassen wird. So kann beispielsweise der Vorsprung
jede beliebige Form oder Anzahl von Seiten aufweisen, sofern er nur
in einem entsprechenden Einschnitt in der Tasche zur Aufnahme des
Einsatzes gehalten werden kann. Die Seitenwände des Vorsprungs brauchen nicht
senkrecht zur Grundfläche
des Schneideinsatzes angeordnet zu sein, sondern können zwischen sich
jeden beliebigen Winkel zwischen 70° und 110° bilden. Dementsprechend sollten
die Seitenwände der
den Einsatz aufnehmenden Tasche mit der gleichen Schräge bezüglich Taschen-Basiswand
und ausgebildet sein.