DE69301622T2

DE69301622T2 - Frässchneideinsatz

Info

Publication number: DE69301622T2
Application number: DE69301622T
Authority: DE
Inventors: Amir Satran; Carol Smilovici
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: CN1038659C; DE566085T1; IL101636A0; EP0566085B1; CA2094232A1; ES2048136T3; JPH068030A; IL101636A; ES2048136T1; DE69301622D1; RU2100149C1; CA2094232C; ZA932647B; ATE134546T1; EP0566085A1; CN1082470A

Description

Frässchneideinsatz

Die Erfindung betrifft auswechselbare Hartmetall- Schneideinsätze für Drehfräswerkzeuge mit einem Halter, in dem eine oder mehrere Umfangsvertiefungen ausgebildet sind, in denen jeweils eine entsprechende Anzahl solcher Einsätze lösbar gehalten werden, wobei durch die oder jede Vertiefung außerdem ein vor jedem Einsatz angeordneter Spanraum gebildet wird.

Hintergrund der Erfindung

In der EP-A-0480576 wird ein Schneideinsatz für ein Drehfräswerkzeug beschrieben, wobei der Einsatz eine zwischen einer Spanfläche und einer Freifläche definierte Schneidkante und eine zwischen der Freifläche und einer Basisfläche definierte Basiskante aufweist. Die Schneidkante des Schneideinsatzes weist mehrere aufeinanderfolgende Teilschneidkanten und jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Teilschneidkanten angeordnete Zwischenkanten auf und jede Teilschneidkante weist ein vorderes und ein hinteres Ende auf, wobei das hintere Ende einer Teilschneidkante über eine Zwischenkante in das vordere Ende einer folgenden Teilschneidkante übergeht und wobei die Zwischenkante vom vorderen Ende einer Teilschneidkante zur Basiskante hin ausgerichtet ist und jede Normale zur Drehachse des Schneidwerkzeugs, die durch ein hinteres Ende einer Teilschneidkante verläuft, die nachfolgende Teilschneidkante schneidet, so daß während eines Fräsvorgangs aufeinanderfolgende Teilschneidkanten sich überlappen.
Wie in der EP-A-0480576 erläutert wird, sind bei einem solchen Schneideinsatz und hinsichtlich der Tatsache, daß die Teilschneidkanten sehr kurz sind, die resultierenden Kräfte, die durch die durch diese kurzen Schneidkanten gebildeten Späne auf den Schneideinsatz ausgeübt werden, relativ gering, so daß die auf das Werkzeug übertragenen Schwingungen oder Vibrationen und "Zittererscheinungen" minimiert werden.
Obwohl, wie dargestellt, die bei der Verwendung eines solchen Schneideinsatzes bei Fräsarbeiten auftretenden ungewünschten Vibrationen und "Zittererscheinungen" wirksam reduziert werden, kann die derart erzeugte Oberfläche jedoch unerwünscht gezackt oder gezahnt ausgebildet sein, was in vielen Fällen unerwünscht ist.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen und verbesserten auswechselbaren Frässchneideinsatz bereitzustellen, durch den der vorstehend erwähnte Nachteil im wesentlichen vermindert oder beseitigt wird.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Schneideinsatz für ein Drehfräswerkzeug bereitgestellt, wobei der Schneideinsatz eine zwischen einer Spanfläche und einer Freifläche definierte Schneidkante und eine zwischen der Freifläche und einer Basisfläche definierte Basiskante aufweist, die Schneidkante mehrere aufeinanderfolgende Teilschneidkanten aufweist und zwischen aufeinanderfolgenden Teilschneidkanten jeweils Zwischenkanten angeordnet sind, jede Teilschneidkante ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, das hintere Ende einer Teilschneidkante über eine Zwischenkante in das vordere Ende einer folgenden Teilschneidkante übergeht, die Zwischenkante vom hinteren Ende der einen Teilschneidkante zur Basiskante hin ausgerichtet ist, so daß aufeinanderfolgende Teilschneidkanten sich während eines Fräsvorgangs überlappen, und wobei die aufeinanderfolgenden und jeder Freifläche zugeordneten Teilschneidkanten konvex ausgebildet und im wesentlichen auf einer gekrümmten Einhüllenden angeordnet sind, die durch die Drehung einer im wesentlichen koplanar mit der Drehachse ausgerichteten Erzeugenden um eine Drehachse des Einsatzes gebildet wird.
Durch einen solchen Frässchneideinsatz wird der in der EP-A-0480576 beschriebene vibrations und "zitter" -freie Betrieb erreicht, wobei durch die vorliegende Erfindung jedoch eine im wesentlichen glatte gefräste Oberfläche erzeugt werden kann.
Kurze Zusammenfassung der Zeichnungen Nachstehend wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hartmetall-Schneideinsatzes für ein Drehfräswerkzeug anhand eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes:
Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;
Fig. 3 eine Seitenansicht des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einsatzes;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellten Einsatzes im eingebauten Zustand in einem zylinderförmigen Fräswerkzeug;
Fig. 5 eine schematische Darstellung von Teilschneidkanten eines in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellten Einsatzes in Verbindung mit einer gekrümmten Einhüllenden, auf der die Teilschneidkanten angeordnet sind; und
Fig. 6 eine Ansicht eines in Fig. 5 dargestellten Details im vergrößerten Maßstab.

Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Gemäß Fig. 1, 2 und 3 ist der aus Wolframkarbid hergestellte Schneideinsatz im wesentlichen dreieckig und weist eine in der Mitte angeordnete, obere ebene Fläche 11 auf, an deren Umfang eine obere Spanfläche 12 angeordnet ist. Der Einsatz weist eine bezüglich der in der Mitte angeordneten ebenen Fläche 11 parallel ausgerichtete ebene Basisfläche (nicht dargestellt) auf. Der Einsatz weist ferner Freiflächen 13 und an den Ecken herkömmlich aufgebaute Planschneiden 14 auf. Jede Freifläche 13 weist drei obere Teilfreiflächen 13a, 13b, 13c, die auf eine nachstehend beschriebene Weise winklig zueinander ausgerichtet sind, und einen unteren ebenen Freiflächenabschnitt 13d auf.
Jeder obere Spanflächenabschnitt 12 weist eine sich in Längsrichtung erstreckende Spanbildungsnut 15 und drei Teilspanf lächen 16a, 16b und 16c auf.
Teilschneidkanten 17a, 17b, 17c sind zwischen den jeweiligen Teilfreiflächen und Teilspanflächen durch entsprechende Schneidrücken 18a, 18b, 18c definiert.
Die vordere Teilschneidkante 17a geht an ihrem Ende über eine Zwischenkante 19, die nach unten zu einer Basiskante 20 des Einsatzes hin geneigt ist, in die nachfolgende Teilschneidkante 17b über. Ahnlicherweise geht die Teilschneidkante 17b über eine Zwischenkante 21, die ebenfalls nach unten zur Basiskante 20 des Einsatzes hin geneigt ist, in die nachfolgende Schneidkante 17c über. Wie in Fig. 3 verdeutlicht wird, definieren die Teilschneidkanten 17a, 17b und 17c bezüglich der Basiskante 20 verschiedene Winkel βB, βB wobei die für diese Winkel bevorzugten Bereiche sind:
βA= 2º - 4º
βB= 10º - 12º
βC= 8º - 10º
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird der vorstehend unter Bezug auf Fig. 1, 2 und 3 beschriebene Einsatz in einem Drehfräswerkzeug 25 mit einem zylinderförmigen Halter 26 montiert, wobei der Einsatz derart montiert wird daß dessen Teilschneidkanten 17a, 17b, 17c verschiedene Axial-Spanwinkel bezüglich einer Drehachse des Werkzeugs aufweisen. Diese Winkel können alle positiv oder alle negativ sein. Alternativ können einige der Winkel positiv und die anderen Winkel negativ oder einige der Winkel positiv oder negativ sein und die übrigen Axial-Spanwinkel den Wert Null haben. Einige oder alle Winkel können gleich oder verschieden sein. Außerdem kann jede Schneidkante aus zwei oder mehr Teilschneidkanten gebildet werden, wobei die Anzahl der Teilschneidkan ten der jeweiligen Schneidkanten gleich oder verschieden sein kann.
Außerdem können die Längen der einer vorgegebenen Freifläche zugeordneten Teilschneidkanten sowie die Längen der zwei oder mehr Freiflächen zugeordneten Teilschneidkanten gleich oder verschieden sein.
Wie in der EP-A-0480576 verdeutlicht und erläutert wird, überlappen sich die jeder Freifläche zugeordneten Teilschneidkanten während eines Fräsvorgangs wirksam, wodurch ein Fräsvorgang mit wesentlich verminderten "Zittererscheinungen" oder unerwünschten Vibrationen durchgeführt werden kann.
Um zusätzlich zu gewährleisten, daß die durch einen solchen Einsatz erzeugte gef räste Fläche im wesentlichen glatt ist, müssen alle jeder Freifläche zugeordneten aufeinanderfolgenden Teilschneidkanten im wesentlichen auf einer gekrümmten Einhüllenden angeordnet sein, die durch die Drehung einer Erzeugenden um die Drehachse des Einsatzes definiert wird, wobei die Erzeugende im wesentlichen koplanar mit der Drehachse ausgerichtet ist.
Nachstehend wird Bezug genommen auf Fig. 5, in der die drei Teilschneidkanten 17a, 17b, 17c schematisch dargestellt sind, deren Enden jeweils durch A'A'', B'B'' bzw. C'C'' bezeichnet sind. Gemäß der in Fig. 6 dargestellten vergrößerten Detailansicht überlappen sich benachbarte Enden aufeinanderfolgender Teilschneidkanten, wobei die überlappenden Abschnitte der Teilschneidkanten 17b und 17c als Abschnitte B'''-B'' bzw. C'-C''' bezeichnet sind.
Der Einsatz, dessen Teilschneidkanten 17a, 17b, 17c schematisch dargestellt sind, dreht sich um eine Drehachse
Die Teilschneidkanten 17a, 17b, 17c sind so geformt und ausgerichtet, daß sie im wesentlichen vollständig auf einer gekrümmten Fläche liegen, die durch die Drehung einer mit der Drehachse D koplanaren Erzeugenden E-E erzeugt wird. Zum Darstellen der Tatsache, daß alle Punkte entlang den Teilschneidkanten auf der gekrümmten Fläche liegen, sind in den Figuren Bogen A'&sub1;A''&sub1;, B'&sub1;8''&sub1; und C'&sub1;C''&sub1; dargestellt, die die jeweiligen Bewegungsbahnen der Enden A'A'', B'B'' bzw. c'c'' darstellen.
In der Figur sind auch die von der Drehachse D-D zu den Enden verlaufenden Radien dargestellt. Wenn, wie in der Figur dargestellt, die Erzeugende E-E parallel zur Drehachse D-D ausgerichtet ist, ist die erzeugte Fläche kreisförmig und weisen alle Radien die gleiche Länge auf. Wenn die Erzeugende bezüglich der Drehachse winklig ausgerichtet ist, ist die erzeugte Fläche kegelförmig und verändern sich die Längen der Radien gleichmäßig.
Obwohl die Erfindung insbesondere unter Bezug auf einen dreieckigen Frässchneideinsatz beschrieben wurde, kann der Einsatz gleichermaßen auch rechteckig oder rund ausgebildet sein. In allen Fllen kann durch die Verwendung des Einsatzes ein Fräsvorgang ausgeführt werden, bei dem der größte Teil der Gesamtlänge der Schneidkante ausgenutzt wird und minimale Vibrationen oder "Zittererscheinungen" auftreten. Gleichzeitig kann durch die vorliegende Erfindung eine im wesentliche glatte gefräste Fläche hergestellt werden.

Claims

1. Schneideinsatz für die Verwendung mit einem Drehfrässchneidwerkzeug (25) und mit einer zwischen einer Spanfläche (12) und einer Freifläche (13, 13a, 13b, 13c) gebildeten Schneidkante und einer zwischen der Freifläche und einer Basisfläche gebildeten Basiskante (20), wobei die Schneidkante mehrere aufeinanderfolgende Teilschneidkanten (17a, 17b, 17c) bzw. zwischen den aufeinanderfolgenden Teilschneidkanten angeordnete Zwischenkanten (19, 21) aufweist, jede Teilschneidkante je ein Vorder- und ein Hinterende hat, das Hinterende einer Teilschneidkante in das Vorderende einer nachfolgenden Teilschneidkante über eine Zwischenkante übergeht, die Zwischenkante von dem Hinterende der einen Teilschneidkante zur Basiskante ausgerichtet ist, und wobei sich aufeinanderfolgende Teilschneidkanten überlappen, so daß sich während eines Fräsbetriebes die aufeinanderfolgenden Teilschneidkanten überlappen, dadurch gekennzeichnet daß die aufeinanderfolgenden und mit jeder Freif läche (13a, 13b, 13c) verbundenen Teilschneidkanten (17a, 17b, 17c) konvex ausgebildet und im wesentlichen auf einer gekrümmten Einhüllenden angeordnet sind, die durch die Drehung einer Erzeugenden (E- E) um eine Drehachse (D-D) des Einsatzes qebildet wird, wobei die Erzeugende (E-E) im wesentlichen koplanar mit der Drehachse (D-D) ist.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende (E-E) im wesentlichen parallel zu der Drehachse (D-D) ist.

3. Schneideinsatznach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende (E-E) winkelversetzt bezüglich der Drehachse (D-D) ist.

4. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine im wesentlichen dreieckige Form aufweist.

5. Schneideinsatznach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine im wesentlichen rechteckige Form aufweist.

6. schneideinsatznach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er eine im wesentlichen länglich rechtwinklige Form aufweist.

7. Schneideinsatznach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß er eine im wesentlichen quadratische Form aufweist.

8. Schneideinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschneidkanten (17a, 17b, 17c) axiale Spanwinkel bezüglich der Drehachse (D- D) des Werkzeugs bilden, wobei die Winkel positiv sind.

9. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschneidkanten (17a, 17b, 17c) axiale Spanwinkel bezüglich der Drehachse (D-D) des Werkzeugs bilden, wobei die Winkel negativ sind.

10. Schneideinsatznach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschneidkanten (17a, 17b, 17c) axiale Spanwinkel bezüglich der Drehachse (D-D) des Werkzeugs bilden, wobei einige der Winkel positiv und die anderen negativ sind.

11. Schneideinsatznach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschneidkanten (17a, 17b, 17c) axiale Spanwinkel bezüglich der Drehachse (D-D) des Werkzeugs bilden, wobei einige der Winkel positiv oder negativ und die anderen 0 sind.

12. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Winkel gleich sind.