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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug und einen Schneideinsatz
dafür,
insbesondere zur Verwendung bei schräg abwärts gerichteten Bearbeitungsvorgängen.
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Hintergrund der Erfindung
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Schneidwerkzeuge
zur Durchführung
von schräg
einstechenden bzw. schräg
abwärts
gerichteten Bearbeitungsvorgängen
sind bekannt. Solche Schneidwerkzeuge sind normalerweise Schaftfräser und
Stirnfräser.
In diesen Schneidwerkzeugen ist mindestens ein Schneideinsatz angeordnet
und wird in einer Einsatzaufnahmetasche in einem vorderen Abschnitt
eines Werkzeugs festgehalten. Wenn während eines Schneidvorgangs
eine seitliche Schneidkante wirksam ist, sind die auf den Schneideinsatz wirkenden
radialen Schneidkräfte
im allgemeinen radial nach innen gerichtet, wobei sie den Schneideinsatz
gegen eine radiale Anschlagfläche
drücken.
Daher tragen die Schneidkräfte
dazu bei, den Schneideinsatz in der Einsatzaufnahmetasche fest anzuordnen.
Ebenso, wenn eine vordere Schneidkante wirksam ist, sind die auf
den Schneideinsatz wirkenden axialen Schneidkräfte im allgemeinen axial nach
hinten gerichtet, wobei sie den Schneideinsatz gegen eine axiale
Anschlagfläche
drücken. Auch
in diesem Fall tragen die Schneidkräfte dazu bei, den Schneideinsatz
in der Einsatzaufnahmetasche fest anzuordnen.
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Wenn
schräg
einstechende Bearbeitungsvorgänge
durchgeführt
werden, benutzt der Schneideinsatz eine innere Schneidkante, die
axial nach hinten und radial nach außen gerichteten Schneidkräften unterworfen
ist. Die radial nach außen
gerichteten Schneidkräfte
neigen dazu, den Schneideinsatz aus der Vertiefung zu schieben,
wodurch sie den Vorschub und die Schnittiefe des Schneideinsatzes
begrenzen.
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Um
das Festhalten des Schneideinsatzes im Werkzeug zu verbessern, sind
Schneidwerkzeuge mit Vorsprüngen
bekannt, die mit Nuten zwischen der unteren Fläche des Schneideinsatzes und
der Grundfläche
der SchneidEinsatzaufnahmetasche verbunden sind. Ein Beispiel eines
solchen Schneidwerkzeugs ist im US-Patent 5 542 795 von Mitchell gezeigt.
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In
US 5 542 795 ist ein Fräser offenbart,
der für
Einstech-, Winkel- und Stirnfräsvorgänge geeignet
ist. Der Fräser
hat einen Schneidkörper
12 mit Einsatzaufnahmen
26.
Jede Einsatzaufnahme
26 weist eine untere Wand
28,
eine Seitenschulter
30 und eine vordere Schulter
31 auf.
Die untere Wand
28 jeder Aufnahme
26 weist einen
längs ausgerichteten
Schlitz oder eine längs
ausgerichtete Aussparung
32 zum Aufnehmen einer komplementär geformten Schiene
50 auf,
die von der hinteren Fläche
jedes der Einsätze
36 vorspringt
und entlang einer Längsachse
50a ausgerichtet
ist. Der Schlitz und die Schiene bilden eine Einrichtung zur verbesserten
seitlichen und Drehbewegungsunterstützung für den Schneideinsatz
36.
Wenn der Schneideinsatz in der Einsatzaufnahme mittels der Befestigungsschraube
53 fest
angeordnet ist, drückt
die Befestigungsschraube den Schneideinsatz nach unten und innen
gegen den Boden
28 und die Seitenwand
30 der Einsatzaufnahme und
richtet den Einsatz
36 in der Aufnahme
26 entsprechend
aus.
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Der
Fräser
aus
US 5 542 795 hat
eine Anzahl von Nachteilen. Erstens ist es verständlich, daß die Nut, um die Einfügung der
Schiene
50 in die Nut
32 zu ermöglichen,
etwas breiter als die Breite der Schiene sein muß. Zweitens, um zu ermöglichen
und sicherzustellen, daß die
Seitenwand
41a des Einsatzes an der Seitenwand
30 der
Einsatzaufnahme anliegt, sollte die Seitenwand der Schiene
50 von
der Seitenwand der Nut
32 beabstandet sein. Eine Herstellung
des Einsatzes und der Einsatzaufnahme mit geringen Toleranzen ist
teuer und zeitintensiv.
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Wenn
der Schneideinsatz in
US 5 542
795 während
eines schräg
einstechenden Bearbeitungsvorgangs radial nach außen gerichteten
Schneidkräften
ausgesetzt ist, kann die Schiene- Nut-Konfiguration
das auf die Befestigungsschraube
53 wirkende Biegemoment
nicht verhindern, da die Funktionslinie der radial nach außen gerichteten
Schneidkräfte,
die auf die wirksame Schneidkante in der Schrägeinstichrichtung wirken, von
der Anschlagfläche,
die solchen Kräften
standhält,
relativ entfernt ist, nämlich vom
hinteren Abschnitt der Nut
32, der hinter der Befestigungsschraube
53 ist.
Auch wenn die Schiene
50 beim Festhalten des Schneideinsatzes
36 Unterstützung leistet,
kann sie daher eine geringfügige
radiale Auswärtsbewegung
des Schneideinsatzes im Ergebnis einer kleinen Verbiegung der Befestigungsschraube
nicht verhindern, wenn der Schneideinsatz großen radial nach außen gerichteten
Kräften
ausgesetzt ist.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Schneidwerkzeug bereitzustellen,
das die oben genannten Nachteile deutlich reduziert oder überwindet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein
Schneidwerkzeug (10) mit einer Drehachse (A) mit einem
Werkzeug (12) und mindestens einem Schneideinsatz (14),
der darin in einer entsprechenden Einsatzaufnahmetasche (16)
angeordnet ist, die in einem vorderen Abschnitt des Werkzeugs ausgebildet
ist, bereitgestellt;
wobei die Einsatzaufnahmetasche (16)
aufweist: eine sich in Längsrichtung
erstreckende Innenwand (20), die mit der Drehachse (A)
des Schneidwerkzeugs im wesentlichen ausgerichtet ist, wobei mindestens
ein Abschnitt der Innenwand (20) eine radiale Anschlagfläche (22)
der Einsatzaufnahmetasche bildet, eine hintere Wand (24)
nahe der Innenwand (20) und im wesentlichen senkrecht dazu,
eine untere Wand (26) nahe der Innenwand (20)
und der hinteren Wand (24) und im wesentlichen senkrecht
dazu, wobei ein vorderes Ende (28) der unteren Wand (26) nach
vorn in bezug auf einen Mittelabschnitt (30) des Werkzeugs
(12) nahe der Drehachse (A) des Schneidwerkzeugs vorsteht,
wobei sich eine Gewindebohrung (36) von der unteren Wand
(26) nach unten erstreckt,
wobei sich ein vorderer
Vorsprung (40) von der unteren Wand (26) nach
oben erhebt und sich von einem Umfang (44) des Werkzeugs
(12) nach innen und hinten erstreckt, wobei der vor dere
Vorsprung (40) eine vordere Fläche (46), die senkrecht
zur unteren Wand (26) der Einsatzaufnahmetasche (16)
ist, eine hintere Fläche
(48) und eine obere Fläche
(50) hat, die eine Verbindung zwischen der vorderen Fläche (46)
und der hinteren Fläche
(48) herstellt;
wobei der mindestens eine Schneideinsatz
(14) aufweist: eine obere Fläche (58), eine untere
Fläche
(60) und eine Seitenfläche
(62), die sich zwischen der oberen und unteren Fläche des
mindestens einen Schneideinsatzes erstreckt, wobei sich eine mittige Durchgangsbohrung
(64) mit einer Achse (66) zwischen der oberen
Fläche
(58) und der unteren Fläche (60)
des mindestens einen Schneideinsatzes erstreckt, wobei eine Nut
(74) in der unteren Fläche (60)
des mindestens einen Schneideinsatzes ausgebildet ist, wobei die
Nut aufweist: eine distale Seitenwand (76), die von der
Achse (66) der Durchgangsbohrung distal und senkrecht zur
unteren Fläche
(60) des mindestens einen Schneideinsatzes ist, eine proximale
Seitenwand (78), die zur Achse (66) der Durchgangsbohrung
proximal ist, und eine obere Fläche
(80), die eine Verbindung zwischen der distalen Seitenwand
(76) und der proximalen Seitenwand (78) herstellt;
wobei
in einer montierten Position des mindestens einen Schneideinsatzes
(14) in der jeweiligen Einsatzaufnahmetasche (16)
der mindestens eine Schneideinsatz (14) von einer Klemmschraube
(38) festgehalten wird, die durch die Durchgangsbohrung (64)
reicht und mit der Gewindebohrung (36) in Gewindeeingriff
ist, wobei die untere Fläche
des mindestens einen Schneideinsatzes an der unteren Wand (26)
der Einsatzaufnahmetasche (16) anliegt, wobei eine radiale
Anschlagfläche
(84), die in der Seitenfläche (62) des mindestens
einen Schneideinsatzes nahe der Innenwand (20) der Einsatzaufnahmetasche
(16) ausgebildet ist, an der radialen Anschlagfläche (22)
der Einsatzaufnahmetasche anliegt, wobei die vordere Fläche (46)
des vorderen Vorsprungs (40) an der vorderen distalen Seitenwand
(76) der Nut (74) anliegt und ein hinterer Abschnitt
(67) des mindestens einen Schneideinsatzes (14)
von der hinteren Wand (24) der Einsatzaufnahmetasche (16)
beabstandet ist.
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Der
vordere Vorsprung (40) ist vorzugsweise mit der unteren
Wand (26) der Einsatzaufnahmetasche integral ausgebildet.
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Der
vordere Vorsprung (40) endet typischerweise benachbart
der Gewindebohrung (36).
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Ein
vorderes inneres Ende (32) der unteren Wand (26)
erstreckt sich ferner typischerweise vom vorderen Ende (28)
in Richtung des Mittelabschnitts (30) nach innen und hinten
in einem spitzen zweiten Winkel (θ) in bezug auf die Drehachse
(A), wobei der zweite Winkel (θ)
im Bereich von 20° bis
60° liegt.
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Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung beträgt
der zweite Winkel (θ)
45°.
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Der
vordere Vorsprung (40) erstreckt sich typischerweise vom
Umfang (44) des Werkzeugs (12) nach innen und
hinten in einem spitzen dritten Winkel (δ) in bezug auf das vordere innere
Ende (32) der unteren Wand (26), wobei der dritte
Winkel (δ)
im Bereich von 0° bis
20° liegt.
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Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung beträgt
der dritte Winkel (δ)
15°.
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Der
vordere Vorsprung (40) erstreckt sich typischerweise vom
Umfang (44) des Werkzeugs (12) nach innen und
hinten in einem spitzen kombinierten vierten Winkel (λ) in bezug
auf die Drehachse (A), wobei der vierte Winkel (λ) im Bereich von 20° bis 80° liegt.
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Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung beträgt
der vierte Winkel (λ)
60°.
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Die
hintere Fläche
(48) des vorderen Vorsprungs (40) bildet bei Bedarf
einen äußeren stumpfen
fünften
Winkel (β)
in bezug auf einen benachbarten Abschnitt der unteren Wand (26)
der Einsatzaufnahmetasche (16).
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Die
Einsatzaufnahmetasche (16) ist vorzugsweise mit einem hinteren
Vorsprung (42) versehen, der sich parallel zum vorderen
Vorsprung (40) erstreckt.
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Der
hintere Vorsprung (42) hat im allgemeinen eine vordere
Fläche
(52), die im wesentlichen senkrecht zur unteren Wand (26)
der Einsatzaufnahmetasche (16) ist, eine hintere Fläche (54),
die im wesentlichen senkrecht zur unteren Wand (26) der Einsatzaufnahmetasche
(16) ist, und eine obere Fläche (56), die eine
Verbindung zwischen der vorderen und der hinteren Fläche (52, 54)
des hinteren Vorsprungs (42) herstellt und im wesentlichen
parallel zur unteren Wand (26) der Einsatzaufnahmetasche (16)
ist.
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Der
vordere Vorsprung (40) und der hintere Vorsprung (42)
erheben sich vorzugsweise von der unteren Wand (26) der
Einsatzaufnahmetasche (16) gleichmäßig nach oben.
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Ein
oberer Abschnitt der Innenwand (20) der Einsatzaufnahmetasche
(16) ist typischerweise flach und bildet die radiale Anschlagfläche (22).
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Eine Überschneidung
zwischen der oberen Fläche
(58) und der Seitenfläche
(62) des mindestens einen Schneideinsatzes (14)
definiert im allgemeinen Schneidkanten, wobei jede der Schneidkanten
mit benachbarten Schneidkanten durchgehend verbunden ist.
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Jede
der Schneidkanten ist vorteilhafterweise einer Spanfläche (63)
zugeordnet, wobei die Spanflächen
(63) positiv sind und sich durchgehend ganz um den Umfang
der oberen Fläche
(58) erstrecken.
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Die
Durchgangsbohrung (64) ist typischerweise senkrecht zur
oberen Fläche
(58) und zur unteren Fläche
(60) des mindestens einen Schneideinsatzes (14).
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Der
mindestens eine Schneideinsatz (14) hat vorzugsweise eine
180°-Drehsymmetrie
um die Achse (66) der Durchgangsbohrung (64).
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In
einer Draufsicht hat der mindestens eine Schneideinsatz (14)
typischerweise eine im allgemeinen parallelogrammartige Form, die
ein Paar lange Schneidkanten (68), ein Paar kurze Schneidkanten (70),
die quer zu den langen Schneidkanten (68) gerichtet sind
und sich von diesen erstrecken, und ein Paar gerundete Schneidkanten
(72) definiert, wobei jede der gerundeten Schneidkanten
(72) sich zwischen einer langen Schneidkante (68)
und einer kurzen Schneidkante (70) erstreckt.
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Die
untere Fläche
(60) des mindestens einen Schneideinsatzes (14)
ist vorzugsweise mit zwei identischen parallelen Nuten (74)
versehen, die in bezug auf die Achse (66) der Durchgangsbohrung
(64) symmetrisch angeordnet sind.
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Die
proximale Seitenwand (78) einer Nut (74) ist bei
Bedarf in einem inneren stumpfen neunten Winkel (γ) in bezug
auf die untere Fläche
(60) des mindestens einen Schneideinsatzes geneigt.
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Ferner
wird erfindungsgemäß bereitgestellt: ein
Schneideinsatz (14) mit einer oberen Fläche (58), einer unteren
Fläche
(60) und einer Seitenfläche (62),
die sich zwischen der oberen und unteren Fläche erstreckt, wobei sich eine
mittige Durchgangsbohrung (64) mit einer Achse (66)
zwischen der oberen Fläche
(58) und der unteren Fläche
(60) erstreckt, wobei die untere Fläche (60) mit zwei
identischen parallelen Nuten (74) versehen ist, die sich
auf gegenüberliegenden
Seiten der Durchgangsbohrung (64) befinden, wobei die Nuten
(74) in bezug auf eine Längsachse (B) des Schneideinsatzes
(14) quer ausgerichtet sind,
wobei jede der beiden
Nuten aufweist: eine distale Seitenwand (76), die von der
Achse (66) der Durchgangsbohrung distal und senkrecht zur
unteren Fläche
(60) des Schneideinsatzes ist, eine proximale Seitenwand
(78), die zur Achse (66) der Durchgangsbohrung
proximal ist, und eine obere Fläche
(80) hat, die eine Verbindung zwischen der distalen Seitenwand
(76) und der proximalen Seitenwand (78) herstellt.
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Jede
der proximalen Seitenwände
(78) ist bei Bedarf in einem inneren stumpfen neunten Winkel
(γ) in bezug
auf die untere Fläche
(60) des Schneideinsatzes geneigt.
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Eine Überschneidung
zwischen der oberen Fläche
(58) und der Seitenfläche
(62) des Schneideinsatzes (14) definiert im allgemeinen Schneidkanten,
wobei jede der Schneidkanten mit benachbarten Schneidkanten durchgehend
verbunden ist.
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Jede
der Schneidkanten ist vorteilhafterweise einer Spanfläche (63)
zugeordnet, wobei die Spanflächen
(63) positiv sind und sich durchgehend ganz um den Umfang
der oberen Fläche
(58) erstrecken.
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Die
Durchgangsbohrung (64) ist typischerweise senkrecht zur
oberen Fläche
(58) und zur unteren Fläche
(60) des Schneideinsatzes (14).
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Der
Schneideinsatz (14) hat vorzugsweise eine 180°-Drehsymmetrie um
die Achse (66) der Durchgangsbohrung (64).
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In
einer Draufsicht hat der Schneideinsatz (14) typischerweise
eine im allgemeinen parallelogrammartige Form, die ein Paar lange
Schneidkanten (68), ein Paar kurze Schneidkanten (70),
die quer zu den langen Schneidkanten (68) gerichtet sind
und sich von diesen erstrecken, und ein Paar gerundete Schneidkanten
(72) definiert, wobei jede der gerundeten Schneidkanten
(72) sich zwischen einer langen Schneidkante (68)
und einer kurzen Schneidkante (70) erstreckt.
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Die
kurzen Schneidkanten (70) sind ferner typischerweise in
einem spitzen sechsten Winkel (θ1)
in bezug auf die Längsachse
(B) des Schneideinsatzes (14) geneigt, wobei der sechste Winkel
(θ1) im
Bereich von 20° bis
60° liegt.
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Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung beträgt
der sechste Winkel (θ1)
45°.
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Die
Nuten (74) sind typischerweise in einem spitzen siebenten
Winkel (δ1)
in bezug auf die kurzen Schneidkanten (70) geneigt, wobei
der siebente Winkel (δ1)
im Bereich von 0° bis
20° liegt.
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Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung beträgt
der siebente Winkel (δ1)
15°.
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Die
Nuten (74) sind typischerweise in einem spitzen kombinierten
achten Winkel (λ1)
in bezug auf die Längsachse
(B) des Schneideinsatzes (14) geneigt, wobei der achte
Winkel (λ1)
im Bereich von 20° bis
80° liegt.
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Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung beträgt
der achte Winkel (λ1)
60°.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie diese in der Praxis ausgeführt werden
kann, wird nun auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, wobei diese folgendes zeigen:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Schneidwerkzeugs von 1,
wobei ein Schneideinsatz in einer auseinandergezogenen Ansicht dargestellt
ist;
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3 ist
eine Draufsicht eines vorderen Abschnitts des Schneidwerkzeugs von 1;
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4 ist
eine Draufsicht eines vorderen Abschnitts des Werkzeugs von 1;
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5 ist
eine Seitenansicht eines vorderen Abschnitts des Schneidwerkzeugs
von 1;
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6 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 3;
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7 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von 4;
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8 ist
eine perspektivische Unteransicht des Schneideinsatzes von 1;
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9 ist
eine Draufsicht des Schneideinsatzes von 8;
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10 ist
eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von 8;
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11 ist
eine Vorderansicht des Schneideinsatzes von 8; und
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12 ist
eine Unteransicht des Schneideinsatzes von 8.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Wir
betrachten nachstehend 1 bis 12. Wie
dargestellt, weist ein Schneidwerkzeug 10 mit einer Drehachse
A ein Werkzeug 12 und drei Schneideinsätze 14 auf, die in
gleichmäßig am Umfang
verteilten Einsatzaufnahmetascheen 16 angeordnet sind,
die in einem vorderen Abschnitt des Werkzeugs 12 ausgebildet
sind. Jede der Einsatzaufnahmetascheen ist einer Spanrinne 18 und
einer Kühlmittel-Durchgangsbohrung 19 zugeordnet.
In der beschriebenen Ausführungsform
des Schneidwerkzeugs 10 werden drei Schneideinsätze verwendet.
Es ist jedoch verständlich,
daß die
Erfindung ebenso auf ein Schneidwerkzeug mit mindestens einem Schneideinsatz
anwendbar ist. Alle Schneideinsätze 14 und
die Einsatzaufnahmetascheen 16 sind identisch, daher wird
nur eine von ihnen beschrieben.
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Jede
der Einsatzaufnahmetaschen 16 weist eine sich in Längsrichtung
erstreckende Innenwand 20 auf, die im wesentlichen mit
der Drehachse A ausgerichtet ist. Ein oberer Abschnitt der Innenwand 20 ist
flach und bildet eine radiale Anschlagfläche 22. Die radiale
Anschlagfläche 22 muß nicht
aus einer einzelnen ebenen Fläche
ausgebildet sein. Vielmehr kann sie aus zwei getrennten Flächen ausgebildet sein,
die durch eine Nut getrennt sind. In diesem Fall können die
zwei getrennten Flächen
eben und koplanar sein, oder jede von ihnen kann konvex sein. Eine hintere
Wand 24 der Einsatzaufnahmetasche 16 ist benachbart
der Innenwand 20 und im wesentlichen senkrecht dazu ausgebildet.
Wie unten beschrieben wird, bildet die hintere Wand 24 keine
Anschlagfläche.
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Eine
untere Wand 26 der Einsatzaufnahmetasche 16 ist
im wesentlichen senkrecht mit der Innenwand 20 und der
hinteren Wand 24 verbunden. Die untere Wand 26 ist
eben und bildet eine tangentiale Anschlagfläche. In einer Seitenansicht
des Werkzeugs 12 bildet die untere Wand 26 mit
der Drehachse A einen spitzen ersten Winkel α. Ein vorderes Ende 28 der
unteren Wand 26 steht nach vorn in bezug auf einen Mittelabschnitt 30 des
Werkzeugs 12 nahe der Drehachse A vor. Ein vorderes inneres Ende 32 der
unteren Wand 26 erstreckt sich vom vorderen Ende 28 zum
Mittelabschnitt 30 nach innen und hinten in einem spitzen
zweiten Winkel θ in
bezug auf die Drehachse A (in 4 in bezug
auf eine Linie parallel zur Achse A gezeigt). Der zweite Winkel θ liegt im
Bereich von 20° bis
60°. Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform
der Erfindung beträgt
der zweite Winkel θ 45°. Das vordere
innere Ende 32 erstreckt sich im allgemeinen senkrecht
zu einer Schrägeinstechrichtung
bzw. einer Richtung schräg
abwärts 34,
in der zu schneiden das Schneidwerkzeug 10 ausgelegt ist.
Eine Gewindebohrung 36 erstreckt sich von der unteren Wand 26 abwärts und
kann dort einen Gewindeabschnitt einer Klemmschraube 38 aufnehmen.
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Ein
vorderer Vorsprung 40 und ein hinterer Vorsprung 42,
die mit der unteren Wand 26 einstückig ausgebildet sind, erheben
sich von dieser gleichmäßig nach
oben. Die Vorsprünge 40 und 42 sind
im wesentlichen parallel zueinander, erstrecken sich nach innen
und hinten vom Umfang 44 des Werkzeugs 12 in einem
spitzen dritten Winkel δ in
bezug auf das vordere innere Ende 32 und enden annähernd nahe den
Seiten der Gewindebohrung 36. Der dritte Winkel δ liegt im
Bereich von 0° bis
20°. Daher
erstrecken sich die Vorsprünge 40 und 42 nach
innen und hinten in einem spitzen kombinierten vierten Winkel λ = θ + δ in bezug
auf die Drehachse A. Daher liegt der kombinierte vierte Winkel λ im Bereich
von 20° bis
80°. Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform
der Erfindung beträgt
der vierte Winkel λ 60°. Die Größe des dritten
Winkels δ hängt von
zwei gegensätzlichen Bedingungen
ab. Erstens, je kleiner der dritte Winkel δ ist, um so besser ist die Unterstützung des Schneideinsatzes
in der Schrägeinstechrichtung
gegen radial nach außen
gerichtete Schneidkräfte. Zweitens,
je größer der
dritte Winkel δ ist,
um so besser ist die Präzision
der axialen Positionierung des Schneideinsatzes in der Einsatzaufnahmevertiefung. Es
ist verständlich,
daß die
Größe des dritten
Winkels δ ein
Gestaltungskompromiß zwischen
den beiden gegensätzlichen
Bedingungen ist. Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform
der Erfindung beträgt
der dritte Winkel δ 15°.
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Der
vordere Vorsprung 40 hat eine vordere Fläche 46,
die senkrecht zur unteren Wand 26 ist, eine hintere Fläche 48 und
eine obere Fläche 50,
die eine Verbindung zwischen der vorderen Fläche 46 und der hinteren
Fläche 48 herstellt
und im wesentlichen parallel zur unteren Wand 26 ist. Die
hintere Fläche 48 bildet
einen äußeren stumpfen
fünften Winkel β mit einem
benachbarten Abschnitt der unteren Wand 26. Der hintere
Vorsprung 42 hat eine vordere Fläche 52, die im wesentlichen
senkrecht zur unteren Wand 26 ist, eine hintere Fläche 54,
die im wesentlichen senkrecht zur unteren Wand 26 ist,
und eine obere Fläche 56,
die eine Verbindung zwischen der vorderen und der hinteren Fläche 52 und 54 herstellt
und im wesentlichen parallel zur unteren Wand 26 ist.
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Der
Schneideinsatz 14 weist eine obere Fläche 58, eine untere
Fläche 60 und
eine Seitenfläche 62 auf,
die sich zwischen der oberen und unteren Fläche erstreckt. Die Überschneidung
zwischen der oberen Fläche 58 und
der Seitenfläche 62 bildet Schneidkanten.
Jede der Schneidkanten ist mit benachbarten Schneidkanten durchgehend
verbunden und ist einer Span fläche 63 in
der oberen Fläche 58 zugeordnet.
Alle Spanflächen 63 sind
vorzugsweise positiv und erstrecken sich durchgehend um den Umfang
der oberen Fläche 58.
Positiv bedeutet, daß sich die
Spanfläche
von der Schneidkante im allgemeinen nach unten zur unteren Fläche erstreckt,
wie in 6 zu sehen ist. Eine mittige Durchgangsbohrung 64 mit einer
Achse 66 erstreckt sich senkrecht zwischen der oberen Fläche 58 und
der unteren Fläche 60.
Der Schneideinsatz 14 hat eine 180°-Drehsymmetrie um die Achse 66.
In einer Draufsicht hat der Schneideinsatz eine im allgemeinen parallelogrammartige
Form, die ein Paar lange Schneidkanten 68, ein Paar kurze Schneidkanten 70,
die quer zu den langen Schneidkanten 68 gerichtet sind
und sich von diesen erstrecken, und ein Paar gerundete Schneidkanten 72 definiert.
Jede der gerundeten Schneidkanten 72 erstreckt sich zwischen
einer langen Schneidkante 68 und einer kurzen Schneidkante 70.
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Die
untere Fläche 60 des
Schneideinsatzes 14 ist mit zwei identischen parallelen
Nuten 74 versehen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der Durchgangsbohrung 64 befinden.
Die Nuten 74 sind im allgemeinen in der gleichen Richtung
wie die kurzen Schneidkanten 70 ausgerichtet und sind in
bezug auf eine Längsachse
B des Schneideinsatzes 14 quer ausgerichtet. Wie in 12 gezeigt,
entspricht die Ausrichtung der kurzen Schneidkanten 70 und der
Nuten 74 in bezug auf die Längsachse B des Schneideinsatzes 14 im
allgemeinen der Ausrichtung des vorderen inneren Endes 32 der
unteren Wand 26 und der Vorsprünge 40 und 42 in
bezug auf die Drehachse A.
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Die
kurzen Schneidkanten 70 sind in einem spitzen sechsten
Winkel θ1
in bezug auf die Längsachse
B des Schneideinsatzes 14 geneigt. Der sechste Winkel θ1 ist dem
zweiten Winkel θ ähnlich und
liegt im Bereich von 20° bis
60°. Gemäß einer spezifischen
Ausführungsform
der Erfindung beträgt der
sechste Winkel θ1
45°. Die
Nuten 74 sind in einem spitzen siebenten Winkel δ1 in bezug
auf die kurzen Schneidkanten 70 geneigt. Der siebente Winkel δ1 ist dem
dritten Winkel δ ähnlich und
liegt im Bereich von 0° bis
20°. Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform
der Erfindung beträgt
der siebente Winkel δ1
15°. Die
Nuten 74 sind in einem spitzen kombinierten achten Winkel λ1 in bezug
auf die Längsachse
B geneigt. Der kombi nierte achte Winkel λ1 ist dem kombinierten vierten
Winkel λ ähnlich und liegt
im Bereich von 20° bis
80°. Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform
der Erfindung beträgt
der achte Winkel λ1
60°.
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Die
Nuten 74 erstrecken sich zwischen den Seitenflächen, die
den langen Schneidkanten 68 zugeordnet sind. Jede Nut 74 hat
in bezug auf die Achse 66 eine distale Seitenwand 76,
die senkrecht zur unteren Fläche 60 ist,
und eine proximale Seitenwand 78, die in einem inneren
stumpfen neunten Winkel γ in
bezug auf die untere Fläche 60 geneigt ist.
Eine obere Fläche 80,
die im wesentlichen parallel zur unteren Fläche 60 ist, stellt
eine Verbindung zwischen der distalen Seitenwand 76 und
der proximalen Seitenwand 78 her. Der Zwischenraum zwischen
den Nuten 74 nahe der Durchgangsbohrung 64 bildet
eine Aussparung 82.
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In
einer montierten Position des Schneideinsatzes 14 in einer
Einsatzaufnahmetasche 16 wird der Schneideinsatz 14 von
einer Klemmschraube 38 festgehalten, die durch die Durchgangsbohrung 64 reicht
und mit der Gewindebohrung 36 in Gewindeeingriff ist. Die
untere Fläche 60 des
Schneideinsatzes, die eine tangentiale Anschlagfläche bildet,
liegt an der unteren Wand 26 der Einsatzaufnahmetasche an.
Eine Seitenfläche 84,
die eine radiale Anschlagfläche
des Schneideinsatzes bildet und die der langen Schneidkante benachbart
der Innenwand 20 der Einsatzaufnahmetasche zugeordnet ist,
liegt an der radialen Anschlagfläche 22 der
Einsatzaufnahmetasche an. Ein hinterer Abschnitt 67 des
Schneideinsatzes 14 bleibt unberührt und ist von der hinteren
Wand 24 der Einsatzaufnahmetasche beabstandet.
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Wie
am besten in 7 zu sehen ist, stehen die Vorsprünge 40 und 42 der
Einsatzaufnahmetasche 16 mit den entsprechenden Nuten 74 in
der unteren Fläche 60 des
Schneideinsatzes in Eingriff. Jedoch nur eine Fläche der Vorsprünge 40 und 42 liegt am
Schneideinsatz an. Das heißt,
die vordere Fläche 46 des
vorderen Vorsprungs 40 liegt an einer vorderen distalen
Seitenwand 76 der vorderen Nut 74 an, der Schneideinsatz
wird nämlich
anfänglich
in der Richtung der Schneidkräfte
unterstützt,
die während eines
Schrägeinstechbearbeitungsvor gangs
auf ihn einwirken. Alle anderen Flächen der Vorsprünge, nämlich die
obere Fläche 50,
die hintere Fläche 48, die
vordere Fläche 52,
die obere Fläche 56 und
die hintere Fläche 54,
bleiben unberührt.
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Durch
die oben genannte Konstruktion, bei der die vordere Fläche 46 des
vorderen Vorsprungs 40 an einer vorderen distalen Seitenwand 76 des Schneideinsatzes 14 anliegt,
wird sichergestellt, daß während eines
Schrägeinstechbearbeitungsvorgangs
der Schneideinsatz 14 gut gegen radial nach außen gerichtete
Kräfte,
die dazu neigen, den Schneideinsatz aus der Einsatzaufnahmevertiefung zu
schieben, unterstützt
wird. Da der Schneideinsatz schon anfänglich in der Richtung der
Schneidkräfte unterstützt ist,
die auf ihn während
eines Schrägeinstechbearbeitungsvorgangs
wirken, wirkt ferner tatsächlich
kein Biegemoment auf die Klemmschraube 38, und der Schneideinsatz
bleibt während
des Schneidbetriebs in seiner anfänglichen Lage, wobei er kein
Spiel hat und dadurch gute Wiederholbarkeit und gute Oberflächenqualität bietet.
Da die vordere Fläche 46 des
vorderen Vorsprungs 40 relativ nahe am vorderen Ende 28 und
am vorderen inneren Ende 32 der unteren Wand 26 angeordnet
ist, wird sichergestellt, daß die
radial nach außen
gerichteten Momente, die auf den Schneideinsatz während der Schrägeinstechbearbeitungsvorgänge einwirken,
auf ein Minimum reduziert sind.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
bilden die langen Schneidkanten 68 seitliche Schneidkanten
des Schneidwerkzeugs 10, die kurzen Schneidkanten 70 bilden
innere Schneidkanten und die gerundeten Schneidkanten 72 bilden
vordere Schneidkanten. Wenn die wirksamen Schneidkanten verschlissen
sind, wird die Klemmschraube 38 gelöst, und der Schneideinsatz 14 wird
um 180° um
die Achse 66 gedreht, um frische Schneidkanten in Betriebsposition
zu bringen.
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Wie
bereits erwähnt,
wenn der Schneideinsatz 14 in der Einsatzaufnahmevertiefung 16 festgehalten
wird, liegt der hintere Vorsprung 42 an keiner Fläche in der
hinteren Nut 74 an. Die Aufgabe des hinteren Vorsprungs 42 ist
es, zu verhindern, daß die produzierten
Späne in
die hintere Nut 74 eintreten, so daß, wenn der Schneideinsatz
gewendet und gedreht wird, und die vorherige hintere Nut 74 eine
vordere und wirksame Nut wird, die Nut dann frei von Spänen und
nicht beschädigt
ist, so daß die
distale Seitenwand 76 der Nut an der vorderen Fläche 46 des
vorderen Vorsprungs 40 richtig anliegen kann.
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Um
den Schneideinsatz 14 genau und wiederholt in der Einsatzaufnahmetasche 16 anzuordnen,
sind die radiale Anschlagfläche 84,
die untere Fläche 60 und
die Nuten 74 vorzugsweise geschliffen.
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Obwohl
die Erfindung mit einem bestimmtem Grad an Detailliertheit beschrieben
worden ist, ist es verständlich,
daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich
sind, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie er nachstehend in
den Ansprüchen
definiert ist, abzuweichen.