DE69915654T2

DE69915654T2 - Werkzeug mit schneideinsatz zum fräsen

Info

Publication number: DE69915654T2
Application number: DE69915654T
Authority: DE
Inventors: Jonas Jordberg; Stefan Hedberg
Original assignee: Seco Tools AB
Current assignee: Seco Tools AB
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: EP1112137A1; KR100643224B1; DE69915654D1; SE9803056D0; HK1040658B; CN1315892A; CN1113719C; KR20010074998A; JP2002524275A; EP1112137B1; US6142716A; SE514032C2; HK1040658A1; WO2000013831A1; SE9803056L

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft entsprechend dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche einen Schneideinsatz zum Fräsen sowie ein Werkzeug mit einem solchen Schneideinsatz.
Stand der Technik
Die U.S. Patentschriften mit den Seriennummern 5,145,295; 5,207,538 und 5,078,550 zeigen Fräseinsätze des oben erwähnten Typs. Jeder bekannte Schneideinsatz umfaßt ebene Hauptseiten, die während der Unterbringung in einem Fräskörper oder einer Schleifvorrichtung aufgrund von Staubansammlungen die Positionierung instabil werden lassen können. Die Instabilität bringt Nachteile für die Ergebnisse aus dem Fräsvorgang und aus dem Schleifen durch die Schneidkanten mit sich. Zusätzlich verlangt der bekannte Schneideinsatz ein hohes Maß an Schleifung bei der Herstellung der Schneidkanten. Die U.S. Patentschrift Nr. 5,803,674 beschreibt einen Fräseinsatz, der eine Verstärkungsrippe hat, die sich umfänglich und in der Ebene der zugehörigen Halterungsfläche erstreckt.
Ziele der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug und einen Schneideinsatz für das Fräsen bereitzustellen, welcher die starre Unterbringung des Schneideinsatzes sowohl in dem Fräskörper als auch der Schleifvorrichtung ermöglicht.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schneideinsatz für das Fräsen bereitzustellen, welcher die zu schleifende Menge an Material verringert. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schneideinsatz für das Fräsen bereitzustellen, welcher die geometrische Freiheit während des Schleifens erhöht.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schneideinsatz für das Fräsen bereitzustellen, welcher die Umweltverschmutzung beim Schleifen verringert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug und einen Schneideinsatz für das Fräsen bereitzustellen, bei dem das Ausmaß an Verschleiß an der Freifläche vorbestimmt ist.
Diese und andere Ziele sind durch ein Werkzeug und einen Schneideinsatz für das Fräsen gemäß den anschließenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erreicht worden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1A und 1B zeigen einen Schneideinsatz gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht beziehungsweise einer Bodenansicht.
2 zeigt den Schneideinsatz in einer Seitenansicht.
3 zeigt den Schneideinsatz in einem Querschnitt gemäß der Linie III-III in 1A.
4 zeigt den Schneideinsatz in einer perspektivischen Ansicht.
5 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer Schneidecke gemäß der Linie V in 1A.
6 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer Schneidecke gemäß der Linie VI in 1A.
7 zeigt Schneideinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung, die an einem Frässchneidkörper montiert sind.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die 1A–4 wird ein einseitiger Schneideinsatz 10 für das Fräsen gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, welcher eine parallelepipedische Grundform hat und aus einem direkt gepreßten Hartmetall besteht. Mit "Hartmetall" ist hier WC, TaC, NbC etc. in gesinterter Kombination mit einem Bindemetall, wie etwa zum Beispiel Co oder Ni, gemeint. Der Schneideinsatz ist an einem nicht gezeigten Fräskörper montiert, der für das Drehen in einer Fräsmaschine vorgesehen ist. Der Fräskörper umfaßt zumindest eine Tasche, um den parallelepipedischen Schneideinsatz aufzunehmen. Der Schneideinsatz 10 umfaßt zwei, in einer Draufsicht betrachtet, im wesentlichen parallele Hauptseiten 11, 12 und diese vereinigende Nebenseiten 13, 14 sowie untere und obere Seiten 15 und Halterungsfläche 16. Die obere Seite 14 bildet die Hauptschneidkanten 17, 18 an Überschneidungslinien mit den Hauptseiten 11, 12. Die Hauptschneidkanten verlaufen derart in entgegengesetzte Richtungen nach unten, daß jede Kante einen spitzen Winkel mit der unteren Seite 16 bildet. Dadurch verleihen sie den entgegengesetzten Seiten des Schneideinsatzes zugenommene, aber einander entgegengesetzt ausgerichtete axiale Winkel. Jede Hauptschneidkante läßt den operativen, positiven axialen Winkel des Werkzeugs zunehmen, wenn es in der Schneideinsatztasche in dem Fräskörper montiert ist. Darüber hinaus bildet die obere Seite 15 Nebenschneidkanten oder Nockenkanten 19, 20 an Überschneidungslinien mit einem kleineren Abschnitt jeder Nebenkante 13, 14. Die Hauptschneidkante 17, 18 und die jeweils zugehörige Nebenschneidkante 19, 20 bilden ein Schneidkantenpaar, welches während des Fräsens aktiv ist, wohingegen das andere Paar passiv ist. Zwei verbundene Kanten überschneiden sich in dem Bereich einer Schneidecke 28. Die Schneidecke begrenzt eine Winkelhalbierende B, welche die Ecke in zwei gleiche Winkel unterteilt. Die Winkelhalbierende B überschneidet sich nicht mit der Radiusmitte der Ecke 28, 29. Wenn ein Schneidkantenpaar abgenutzt ist, wird der Schneideinsatz so weitergeschaltet, daß das andere Paar Schneidkanten in eine aktive Position gelangt. Die obere Seite stellt eine Spanfläche in dem Bereich der Schneidkanten dar und bildet einen Kantenwinkel mit den Haupt- und Nebenseiten, welcher kleiner als 90° ist, d. h. der Schneideinsatz hat eine positive Grundform. Darüber hinaus bildet die Spanfläche 15 einen sich bevorzugt schrittweise verändernden positiven Spanwinkel, um leicht in dem Werkstück zu schneiden. Die untere Seite 16 bildet einen stumpfen inneren Winkel mit den zugehörigen Teilen 24–27 der Neben- und Hauptseiten, um in Bezug auf das Werkstück einen Freiraum zu erzielen. Ein zentral plaziertes Loch 21 ist dafür vorgesehen, eine Befestigungsvorrichtung, wie etwa eine Schraube, beim Montieren in dem Fräskörper 40 aufzunehmen, siehe 7. Der Frässchneider ist bevorzugt für das Schulterfräsen von 90°-Ecken vorgesehen.
Soweit hält sich der beschriebene Schneideinsatz gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen an den Stand der Technik.
Jedes Schneidkantenpaar 17, 19 und 18, 20 ist in Richtung auf die untere Seite 16 an eine Verstärkungsrippe oder eine hervorragende erste Freifläche 22 beziehungsweise 23 gebunden. Die Verstärkungsrippe 22, 23 ragt im wesentlichen aus den Ebenen P1, P2 nach außen hervor, die die Hauptteile der Neben- und Hauptseiten enthalten, d. h. die Teile 24–27. Die Verstärkungsrippe hat eine größte Höhe in der Größenordnung von 0,4 bis 2 mm oder etwa 10–20% der Höhe des Schneideinsatzes 10. Die Verstärkungsrippe 22B, 23B ist an der Nebenschneidkante höher, siehe H1 in 5, als bei 22A, 22B an der Hauptschneidkante, siehe H2 in 6. Die Verstärkungsrippe 23, siehe 2, erstreckt sich von der zugehörigen Ebene P2 der Nebenseite 14 aus entlang der gesamten Hauptseite 12 über die Schneidecke hinweg und endet in einer Entfernung L in der anderen Nebenseite 13. Somit ist die Verstärkungsrippe 23B zur Verringerung der Schleifarbeit kürzer als die Länge der Nebenseite 13. Der verbleibende Teil der Nebenseitenkante ist nicht für das Schneiden vorgesehen. Die Verstärkungsrippe ragt in dem Intervall von etwa 0,02 bis 0,1 mm an der Linie III-III in 1A hervor. Die Entfernung L wird senkrecht von einer imaginären Erstreckungslinie der Hauptschneidkante 18 aus bis zu etwa einem Viertel der Länge der Nebenseiten 13, 14 gemessen. Die Verstärkungsrippe ragt auf diese Weise relativ zu den verbleibenden Freiflächen hervor, so daß fortgeschrittenes Schleifen der Schneidkanten 17–20 durch herkömmliche Schleifverfahren durchgeführt werden kann, indem man die Verstärkungsrippe gleichzeitig mit einem Minimum an zu bearbeitendem Material schleift, was zusätzlich die Umweltverschmutzung während des Schleifens verringert. Darüber hinaus dient die Verstärkungsrippe als ein Schutz für den Fräskörper bei einem Bruch der Schneidkante.
Die untere Seite 16 bildet, wie oben gesagt, stumpfe innere Winkel mit den Teilen 24–27 der zugehörigen Neben- und Hauptseiten, wobei diese Teile Positionierungsflächen in einer Schleifvorrichtung und einem Fräskörper darstellen werden. Diese Teile werden direkt gepreßt und sollten folglich nicht geschliffen werden. Die Ausnehmungen 30, 31 sind in den Teilen 24, 25 gebildet, die in den Hauptseiten enthalten sind. Die Ausnehmungen 30, 31 sind im wesentlichen rechteckig und sind längs zentral plaziert, um die Oberfläche auf den Teilen 24, 25 auf eine solche Weise zu reduzieren, daß die verfügbare Oberfläche in der Ebene P1 in Richtung auf die Ecken des Schneideinsatzes versetzt ist. Jede Ausnehmung 30 und 31 hat die gleiche Größe wie oder ist etwas größer als jede Anstoßfläche 24A, 24B beziehungsweise 25A, 25B, welche an jeder Seite jeder Ausnehmung gebildet ist. Dadurch werden die Anstoßflächen zusammen mit den Oberflächen 26 und 27 in einer vorteilhaften Weise für den Schneideinsatz begrenzt. Darüber hinaus wird der Schneideinsatz weniger anfällig für Unregelmäßigkeiten in den zusammenarbeitenden Oberflächen in der Schleifvorrichtung und in dem Fräskörper. Jede Ausnehmung 30, 31 hat eine im wesentlichen konkave Form und erstreckt sich in der Höhenrichtung von nahe der unteren Seite 16 bis nahe der Verstärkungsrippe 23, 24, so daß weder die Größe der unteren Seite noch die Stärke der Verstärkungsrippe beeinflußt werden.
Die Schneidkanten 17–20 schließen sich an eine Verstärkungsfase 32 an, siehe 5 und 6, welche eine Breite W entlang der Hauptschneidkanten 17, 18 und den Nebenschneidkanten 19, 20, und eine größere Breite an den Schneidkanten 28 haben, die im wesentlichen symmetrisch um die Winkelhalbierende B liegen. Dadurch wird die Stärke an den Schneidecken erhöht. Ferner bildet eine Abschrägung 32 einen spitzen Winkel mit einer Ebene P3 parallel zu der unteren Seite 16. An der Nebenschneidkante beträgt der Winkel α1, gemäß 5, etwa 13°, und an der Hauptschneidkante, gemäß 6, beträgt der Winkel α2 etwa 9°.
Die vorliegende Erfindung betrifft auf diese Weise ein Werkzeug und einen Schneideinsatz für das Fräsen, wobei die starre Unterbringung des Schneideinsatzes sowohl in dem Fräskörper als auch der Schleifvorrichtung ermöglicht wird, wodurch die Menge des zu schleifenden Materials verringert und die Schleifmöglichkeiten erhöht werden. Die Oberfläche, auf der der Verschleiß an der Freifläche auftritt, wird durch die Höhe der Verstärkungsrippe bestimmt.
Die Erfindung ist keinesfalls auf die oben beschrieben Ausführungsform beschränkt und kann frei innerhalb der Grenzen der anschließenden Ansprüche variiert werden.

Claims

Schneideinsatz zum Fräsen, der in einem Fräskörper angebracht werden soll, um in einer Fräsmaschine gedreht zu werden, wobei der Fräskörper mindestens eine Tasche aufweist, um einen parallelepipedischen Schneideinsatz aufzunehmen, der zwei Hauptseiten (11, 12) und sie vereinigende Nebenseiten (13, 14) sowie obere (15) und untere Seiten (16) hat und mindestens ein Paar von Schneidkanten (17, 19; 18, 20) hat, welches an einem Übergang der oberen Seite und einer Hauptseite und einer Nebenseite des Schneideinsatzes gebildet ist, wobei die obere Seite (15) eine Spanfläche bildet und die Hauptseite und die Nebenseite Freiflächen bilden, jedes Paar von Schneidkanten aus einer Hauptschneidkante (17, 18) an der Hauptseite und einer Nebenschneidkante (19, 20) an der Nebenseite gebildet ist, die sich in einem Bereich einer Schneidecke (28, 29) schneiden, welche innerhalb einer imaginären Linie der Verlängerung eines Hauptteils der Nebenseite vorgesehen ist, die Nebenschneidkante vorgesehen ist, um eine Oberfläche eines Werkstückes zu erzeugen, wobei die Hauptschneidkante schräg verläuft, um einen spitzen Winkel mit der unteren Seite (16) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von Schneidkanten (17, 19; 18, 20) in Richtung zu der unteren Seite (16) hin die Verbindung zu einer ersten Freifläche (22, 23) schafft, die relativ zu Ebenen (P1, P2) vorstehen, welche die Hauptteile der Neben- bzw. Hauptseiten (11–14) berühren, und daß Ausnehmungen (30, 31) in Oberflächen (24, 25) gebildet sind, die in den Hauptseiten (11, 12) vorgesehen sind, deren eine Oberfläche vorgesehen ist, um gegen die Tasche des Fräskörpers zu stoßen, und daß sich die erste Freifläche (22, 23) von der Ebene (P2) der Nebenseite (14, 13) längs der ganzen Hauptseite (11, 12) und an der Schneidecke (29, 28) vorbei erstreckt und in einem Abstand (L) in die andere Nebenseite (13, 14) hinein endet.
Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmungen (30, 31) längs mittig angeordnet sind, um die Fläche der Oberflächen (24, 25) zu verringern, wodurch Widerlagerflächen (24A, 24B; 25A, 25B) an jeder Seite jeder Ausnehmung gebildet werden, und wobei die Ausnehmungen nach außen relativ zu den Widerlagerflächen im Abstand angeordnet sind.
Schneideinsatz nach Anspruch 2, wobei jede Ausnehmung (30, 31) im wesentlichen rechtwinklig ist.
Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der Abstand (L) senkrecht von einer imaginären Verlängerungslinie der Hauptschneidkante (18) zu etwa einem Viertel der Länge der Nebenseite (13, 14) gemessen ist.
Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die erste Freifläche (22, 23) an der Nebenschneidkante (19, 20) breiter ist als an der Hauptschneidkante (12, 18).
Schneideinsatz nach Anspruch 5, wobei die erste Freifläche (22, 23) eine größte Breite (H1, H2) in der Größe von 0,4 bis 2 mm oder etwa 10 bis 20% der Breite des Schneideinsatzes (10) hat.
Schneideinsatz nach Anspruch 2, wobei jede Ausnehmung (30, 31) eine im wesentlichen konkave Gestalt hat und sich in Höhenrichtung von dicht neben der unteren Seite (16) zu dicht neben der ersten Freifläche (22A, 23A) erstreckt und daß jede Ausnehmung (30, 31) dieselbe Größe hat oder vorzugsweise etwas größer ist als jede Widerlagerfläche (24A, 24B, 25A, 25B).
Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die Haupt- und Nebenschneidkanten (17–20) die Verbindung zu einer Verstärkungsabschrägung (32) vorsehen, welche eine Breite entlang der Hauptschneidkanten (17, 18) und der Nebenschneidkanten (19, 20) und eine größere Breite an den Schneidecken (28, 29) hat, die im wesentlichen um die Winkelhalbierende (B) symmetrisch sind.
Fräswerkzeug mit einem Fräskörper, der in einer Fräsmaschine angebracht werden soll, wobei der Fräskörper mindestens eine Tasche aufweist mit einer axialen Neigung, um einen parallelepipedischen Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufzunehmen, wobei der Einsatz aus Sinterkarbid hergestellt ist.