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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf einen Fräser und auf einen Schneideinsatz zum Fräsen eines Werkstücks aus Metall, beispielsweise Aluminium und dergleichen. Im Besonderen bezieht sich diese Erfindung auf einen Hochgeschwindigkeitsfräser und eine Wendeschneidplatte, die ein sich von der unteren Fläche erstreckendes abgewinkeltes Seitenwandpaar aufweist, welches zur Minimierung oder Eliminierung einer Bewegung des Schneideinsatzes und des (der) sich daraus ergebenden Biegemoments und Scherkräfte an der Einsatzmontageschraube den Schneideinsatz gegen die radiale Sitzwand der Einsatztasche festklemmt.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Fräser zum Ausführen von Bearbeitungsvorgängen an Werkstücken aus Metall sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Solche Fräser umfassen in der Regel einen zylindrischen oder scheibenförmigen Körper, der mit einer rotierenden Antriebswelle lösbar verbunden werden kann. Zum Erzeugen einer Reihe von metallspanabhebenden Schnitten an einem Werkstück sind am Außenumfang des Schneidkörpers mehrere Schneideinsätze montiert. Während des Betriebs rotieren solche Fräser in der Regel mit Geschwindigkeiten von einigen tausend Umdrehungen pro Minute, während die sich im Schneidkörper befindenden Einsätze in ein Werkstück aus Metall eingreifen.
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In letzter Zeit hat sich der Bedarf an Fräsern verstärkt, die mit Rotationsgeschwindigkeiten von weit über einigen tausend Umdrehungen pro Minute betrieben werden können. Die Vorteile, die mit einem solchen Hochgeschwindigkeitsfräsen zusammenhängen, sind u. a. ein schnellerer Schneidvorgang, der eine erhöhte Zerspanungsleistung am Werkstück ergibt, eine Reduzierung bei den Schneidkräften, die vom Werkstück auf die Schneideinsätze einwirken, sowie ein glatterer Fertigschnitt. Solche reduzierten Schneidkräfte verlängern die Betriebslebensdauer der Einsätze, wobei nicht nur die mit dem Austausch der Einsätze zusammenhängenden Kosten reduziert werden, sondern auch die Stillstandzeiten, die zum Neuausrichten der Schneidkanten von Wendeplatten notwendig sind. Die Kosten und die Zeit für die Fixierung werden auch reduziert, weil höhere Schneidkräfte eine aufwändigere und stabilere Fixierung benötigen, um die gewünschte Präzision zu erreichen.
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Als Folge dieser Vorteile werden mit einem Hochgeschwindigkeitsfräser bei gesteigerter Produktivität nicht nur die Bearbeitungskosten reduziert, sondern es wird auch die Qualität des fertigbearbeiteten Werkstücks verbessert, da der Schneidvorgang glatter ist und eine bessere Oberflächenbeschaffenheit erzielt wird. Es versteht sich, dass sich die wesentliche Drehzahlsteigerung, die zur Erzielung aller obenerwähnten Vorteile benötigt wird, auch in einer wesentlichen Zunahme der im Körper des Fräsers erzeugten Zentrifugalkräfte niederschlägt. Im Allgemeinen hängt die Zentrifugalkraft Fc von der Masse (m) des den Schneideinsatz tragenden Fräserkörpers, der Länge des Radius (r) des Fräserkörpers und dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit (Ω) des Körpers ab. Die Korrelation zwischen diesen Parametern lässt mit der Gleichung Fc = (mΩ2)(r) ausdrücken. Die Tatsache, dass die Zentrifugalkraft (und somit die Zugbelastung) auf den Fräserkörper mit dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit zunimmt, hat sich bislang als wesentliche Hürde bei der Entwicklung eines Fräsers erwiesen, der mit Geschwindigkeiten von mehr als einigen tausend U/min betrieben werden kann. Ein Fräser, der mit 10000 U/min rotiert, würde an seinem Umfang mit einer 25-mal höheren Zentrifugalzugbelastung belastet als bei 2000 U/min. Würde der gleiche Fräser mit 20000 U/min rotieren, würde er mit einer über 100-mal höheren Zentrifugalzugbelastung belastet.
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Zudem ergibt sich als Folge der wesentlichen Drehzahlsteigerung, die zur Erzielung aller obenerwähnten Vorteile notwendig ist, auch eine wesentliche Zunahme der Zentrifugalkräfte, die an den Einsätzen der Fräser erzeugt werden. Genauer gesagt neigen die Einsätze dazu, sich während Fräsvorgängen bei hoher Geschwindigkeit aufgrund der Zentrifugalkräfte von der Einsatztasche zu lösen. Somit besteht ein Bedarf nach einem Hochgeschwindigkeitsfräser, der mit hohen Geschwindigkeiten von beispielsweise ungefähr 20000 U/min betrieben werden kann und die Schneideinsätze in den Einsatztaschen des Fräserkörpers sicher und zuverlässig festhält. Idealerweise sollten ein solcher Hochgeschwindigkeitsfräser und solche Schneideinsätze in der Herstellung verhältnismäßig kostengünstig sein sowie kostengünstige, einfach auszutauschende Schneideinsätze verwenden, so dass sowohl die Herstellungs- als auch die Betriebskosten der Vorrichtung minimiert werden.
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Schlussendlich lehrt die Fachkunde der spanabhebenden Bearbeitung von Materialien wie Aluminium, dass der Trend hin zur Eingliederung von Vakuumsystemen geht, um Späne aus dem Arbeitsbereich in der unmittelbaren Umgebung des Werkzeugs zu entfernen. Diese Systeme verstopfen sehr rasch, falls sich die Späne hinsichtlich ihrer Form bzw. Größe nicht innerhalb eines akzeptablen Rahmens bewegen. Somit handelt es sich beim erfolgreichen Werkzeug um eines, dessen Einsatztopografie den beherrschbaren Span erzeugt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben diese sowie andere Probleme im Zusammenhang mit Hochgeschwindigkeitsfräsern und zugehörigen Schneideinsätzen erkannt. Kurz gefasst wird gemäß dieser Erfindung das Problem der adäquaten Sicherung des Schneideinsatzes in der Fräsertasche bei Hochgeschwindigkeitsfräsvorgängen dadurch gelöst, dass ein abgewinkeltes Seitenflächenpaar bereitgestellt wird, welches sich von der unteren Fläche des Schneideinsatzes erstreckt und entsprechende abgewinkelte radiale Stützflächen berührt, die sich von der unteren Fläche der Einsatztasche aus erstrecken, wodurch vier Berührungspunkte zwischen dem Schneideinsatz und der Einsatztasche bereitgestellt werden.
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Bei einem Aspekt umfasst eine Wendeschneidplatte für einen Hochgeschwindigkeitsfräser Folgendes: eine obere Fläche mit einem im Wesentlichen planaren Mittelabschnitt, eine im Wesentlichen planare untere Fläche und mehrere Seitenflächen, wobei sich mindestens zwei der Seitenflächen diagonal gegenüberliegen; eine Hauptschneidekante, die an einem Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und den zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen gebildet ist; eine Rampenschneidkante, die an einem Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und einer anderen der Seitenflächen gebildet ist; eine Wiper-Schneidkante, die am Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und einer anderen der Seitenflächen gebildet ist; und eine Eckenradiusschneidkante, die am Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und zwei der mehreren Seitenflächen gebildet ist, wobei die zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen des Weiteren eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche umfassen, wobei sich die zweite Seitenfläche über eine gesamte Länge der Hauptschneidekante erstreckt, und wobei die erste Seitenfläche in einem Winkel zur im Wesentlichen planaren unteren Fläche gebildet ist, und wobei die zweite Seitenfläche in einem Winkel zur im Wesentlichen planaren unteren Fläche gebildet ist, und wobei mindestens von den zwei Seitenflächen, die von den zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen verschieden sind, eine Einsatztasche berühren, und wobei die erste und zweite Seitenfläche der zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen die Einsatztasche berühren, wodurch vier Berührungspunkte zwischen dem Schneideinsatz und der Einsatztasche bereitgestellt werden, wenn der Schneideinsatz in der Einsatztasche des Hochgeschwindigkeitsfräsers montiert ist.
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Bei einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein mit Schneideinsatz kombinierter Hochgeschwindigkeitsfräser einen Hochgeschwindigkeitsfräser, der Folgendes umfasst: eine Einsatztasche, die eine untere Fläche, eine radiale Stützwand, eine axiale Stützwand und ein Stützwandpaar, welches sich von der unteren Fläche aus erstreckt, aufweist, wobei die Stützwände in einem Winkel zur unteren Fläche gebildet sind; und einen Schneideinsatz, der in der Einsatztasche montiert ist, wobei der Schneideinsatz Folgendes umfasst: eine obere Fläche, die einen im Wesentlichen planaren Mittelabschnitt aufweist, eine im Wesentlichen planare untere Fläche und mehrere Seitenflächen, wobei sich mindestens zwei der Seitenflächen diagonal gegenüberliegen; eine Hauptschneidkante, die an einem Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und den zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen gebildet ist; eine Rampenschneidkante, die an einem Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und einer anderen der Seitenflächen gebildet ist; eine Wiper-Schneidkante, die am Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und einer anderen der Seitenflächen gebildet ist; und eine Eckenradiusschneidkante, die am Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche und zwei der mehreren Seitenflächen gebildet ist, wobei die zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen des Weiteren eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche umfassen, wobei sich die zweite Seitenfläche über eine gesamte Länge der Hauptschneidkante erstreckt, und wobei die erste Seitenfläche in einem Winkel zur im Wesentlichen planaren unteren Fläche gebildet ist, und wobei die zweite Seitenfläche in einem Winkel zur im Wesentlichen planaren unteren Fläche gebildet ist, und wobei mindestens von den Seitenflächen, die von den zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen verschieden sind, eine Einsatztasche berühren, und wobei die erste und zweite Seitenfläche der zwei sich diagonal gegenüberliegenden Seitenflächen die Einsatztasche berühren, wodurch vier Berührungspunkte zwischen dem Schneideinsatz und der Einsatztasche bereitgestellt werden, wenn der Schneideinsatz in der Einsatztasche des Hochgeschwindigkeitsfräsers montiert ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die sich daraus ergebenden Vorteile werden durch die nachstehende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Wendeschneidplatte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 zeigt eine Draufsicht auf den Schneideinsatz von 1;
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3 zeigt eine Querschnittsansicht des Schneideinsatzes entlang der Linie 3-3 von 2;
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4 zeigt eine Endansicht des Schneideinsatzes von 1;
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5 zeigt eine Ansicht des Schneideinsatzes von 1 von vorne;
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6 zeigt eine Ansicht des Schneideinsatzes von 1 von unten;
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Hochgeschwindigkeitsfräsers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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8 zeigt eine Ansicht des Hochgeschwindigkeitsfräsers von 7 von der Seite;
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9 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Einsatztasche des Hochgeschwindigkeitsfräsers von 7; und
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10 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Einsatztasche des Hochgeschwindigkeitsfräsers mit dem darin angebrachten Schneideinsatz.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Bezugnehmend auf 1–6, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente darstellen, weist eine Wendeschneidplatte 10 allgemein eine obere Fläche 12, eine im Wesentlichen planare untere Fläche 14 und sechs (6) Seitenflächen 16, 18, 20, 22, 24, 26 auf. Der Einsatz 10 ist allgemein rautenförmig, wobei sich die Seitenflächen 16, 22 diagonal gegenüberliegen, sich die Seitenflächen 18, 24 diagonal gegenüberliegen und sich die Seitenflächen 20, 26 diagonal gegenüberliegen. Der Einsatz 10 ist vorzugsweise aus Hartmetall oder aus anderen Materialen gefertigt, die dem Fachmann auf dem Gebiet des Fräsens eines (nicht gezeigten) Werkstücks aus Metall, wie z. B. Aluminium oder dergleichen, bekannt sind.
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Des Weiteren umfasst die Seitenfläche 16 eine erste Seitenfläche 16a und eine zweite Seitenfläche 16b, die zueinander abgewinkelt sind. Genauer gesagt bildet die erste Seitenfläche 16a zur unteren Fläche 14 einen Winkel 17, der weniger als neunzig (90) Grad beträgt. Der Winkel 17 kann beispielsweise im Bereich von ungefähr siebzig (70) bis ungefähr achtzig (80) Grad zu unteren Fläche 14 liegen. Bei einer Ausführungsform beträgt der Winkel 17 ungefähr fünfundsiebzig (75) Grad. Zudem bildet die zweite Seitenfläche 16b zur unteren Fläche 14 einen Winkel 19. Der Winkel 19 kann beispielsweise im Bereich von ungefähr zwanzig (20) bis ungefähr fünfzig (50) Grad zur unteren Fläche 14 liegen. Bei einer Ausführungsform beträgt der Winkel 17 ungefähr dreißig (30) Grad. Beim Winkel 19 wird im Allgemeinen eine höhere Größenordnung bevorzugt. Bei allen Ausführungsformen ist der Winkel 17 größer als der Winkel 19 (d. h. der Winkel 19 ist kleiner als der Winkel 17). Mit anderen Worten schließen die erste Seitenfläche 16a und die zweite Seitenfläche 16b einen Winkel 21 von mehr als neunzig (90) Grad ein.
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Des Weiteren umfasst die Seitenfläche 22 in ähnlicher Weise eine erste Seitenfläche 22a und eine zweite Seitenfläche 22b, die auch zueinander abgewinkelt sind. Genauer gesagt bildet die erste Seitenfläche 22a zur unteren Fläche 14 einen Winkel 23 aus, der weniger als neunzig (90) Grad beträgt. Der Winkel 23 kann beispielsweise im Bereich von ungefähr siebzig (70) bis ungefähr achtzig (80) Grad zur unteren Fläche 14 liegen. Bei einer Ausführungsform beträgt der Winkel 23 ungefähr fünfundsiebzig (75) Grad. Zudem bildet die zweite Seitenfläche 22b zur unteren Fläche 14 einen Winkel 25. Der Winkel 25 kann beispielsweise im Bereich von ungefähr zwanzig (20) bis ungefähr fünfzig (50) Grad zur unteren Fläche 14 liegen. Bei einer Ausführungsform ist der Winkel 25 gleich dem Winkel 19 und beträgt ungefähr dreißig (30) Grad. Die Winkel 19, 25 können voneinander verschieden sein, aber es würde sich dann beim Schneideinsatz 10 nicht mehr um eine Wendeschneidplatte handeln. Beim Winkel 25 wird im Allgemeinen eine höhere Größenordnung bevorzugt. Bei allen Ausführungsformen ist der Winkel 23 größer als der Winkel 25 (d. h. der Winkel 25 ist kleiner als der Winkel 23). Mit anderen Worten schließen die erste Seitenfläche 22a und die zweite Seitenfläche 22b einen Winkel 27 von mehr als neunzig (90) Grad ein. Wie aus 5 und 6 ersichtlich, erstrecken sich die zweiten Seitenflächen 16b, 22b von der unteren Fläche 14 aus über die gesamte Länge der Hauptschneidkanten 28, 30.
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Die Hauptschneidkanten 28, 30 werden am Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche 12 und den Seitenflächen 16 bzw. 22 gebildet. Die Rampenschneidkanten 32, 34 werden am Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche 12 und den Seitenflächen 18 bzw. 24 gebildet. Die Wiper-Schneidkanten 36, 38 werden am Kreuzungspunkt zwischen der oberen Fläche 12 und den Seitenflächen 20 bzw. 26 gebildet. Eine Eckenradiusschneidkante 40 wird an den Kreuzungspunkten zwischen der oberen Fläche 12 und den Seitenflächen 20 und 22 gebildet, und eine Eckenradiusschneidkante 42 wird an den Kreuzungspunkten zwischen der oberen Fläche 12 und den Seitenflächen 16 und 26 gebildet. Eine gerundete Ecke 44 wird zwischen den Seitenflächen 16, 18 gebildet, eine gerundete Ecke 46 wird zwischen den Seitenflächen 18, 20 gebildet, eine gerundete Ecke 48 wird zwischen den Seitenflächen 22, 24 gebildet, und eine gerundete Ecke 50 wird zwischen den Seitenflächen 24, 26 gebildet.
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Die obere Fläche 12 des Schneideinsatzes 10 enthält eine Spanfläche 52, die sich von der Hauptschneidkante 28 aus erstreckt, eine Spanfläche 54, die sich von der Hauptschneidkante 30 aus erstreckt, eine Spanfläche 56, die sich von der Rampenschneidkante 32 aus erstreckt, eine Spanfläche 58, die sich von der Rampenschneidkante 34 aus erstreckt, eine Spanfläche 60, die sich von der Wiper-Schneidkante 36 aus erstreckt, und eine Spanfläche 62, die sich von der Wiper-Schneidkante 38 aus erstreckt. Die Spanflächen 52, 54, 56, 58, 60, 62 sind in einem Winkel 51 im Bereich von ungefähr zehn (10) Grad bis ungefähr fünfundzwanzig (25) Grad zur unteren Fläche 14 nach oben geneigt, so dass, wie in 3 gezeigt, alle Schneidkanten in derselben Ebene liegen. Bei einer Ausführungsform beträgt der Winkel 51 ungefähr fünfzehn (15) Grad. Die Spanflächen 52, 54, 56, 58, 60, 62 werden verwendet, um die während der Fräsvorgänge gebildeten Späne in Bezug auf die obere Fläche 12 wirksam abzuführen. Die obere Fläche 12 des Schneideinsatzes 10 weist auch einen im Wesentlichen planaren mittleren Abschnitt 64 auf, der zur im Wesentlichen planaren unteren Fläche 14 allgemein parallel ist. Somit sind die Spanflächen 53, 54, 56, 58, 60, 62 in einem Winkel 51 im Bereich von ungefähr zehn (10) Grad bis ungefähr fünfundzwanzig (25) Grad zum mittleren Plateau 64 geneigt, so dass alle Schneidkanten in derselben Ebene liegen.
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Die obere Fläche 12 weist weiterhin mehrere Radiusmischungen auf, die für die Topografie der oberen Fläche 12 einen Übergang zwischen dem mittleren Abschnitt 64 und den mehreren Spanflächen des Schneideinsatzes 10 bereitstellen. Die Radiusmischungen können im Querschnitt beispielsweise leicht konkav sein, um einen Übergang zwischen der im Wesentlichen planaren Topografie des mittleren Abschnitts 64 und den Spanflächen, die zu ihrer jeweiligen Schneidkante in einem Winkel 51 nach oben geneigt sind, bereitzustellen. Genauer gesagt sind die Radiusmischungen 66, 68 zwischen dem mittleren Abschnitt 64 und den Spanflächen 52, 54 angeordnet, die nach oben zu den Hauptschneidflächen 28 bzw. 30 geneigt sind. Die Radiusmischungen 70, 72 sind zwischen dem mittleren Abschnitt 64 und den Spanflächen 56, 58 angeordnet, die nach oben zu den Rampenschneidkanten 32 bzw. 34 geneigt sind. Sehr kleine Radiusmischungen 74, 76 sind zwischen dem mittleren Abschnitt 64 und den Spanflächen 60, 62 angeordnet, die nach oben zu den Wiper-Schneidkanten 36 bzw. 38 geneigt sind.
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Zudem werden Radiusmischungen zwischen den mehreren Spanflächen des Schneideinsatzes 10 bereitgestellt. Genauer gesagt ist eine Radiusmischung 78 zwischen den Spanflächen 52, 56, eine Radiusmischung 80 zwischen den Spanflächen 56, 60, eine Radiusmischung 82 zwischen den Spanflächen 54, 60, eine Radiusmischung 84 zwischen den Spanflächen 54, 58, eine Radiusmischung 86 zwischen den Spanflächen 58, 62 und eine Radiusmischung 88 zwischen den Spanflächen 52, 62 angeordnet.
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Es versteht sich, dass die Erfindung nicht durch den Grad, in dem die Spanflächen von ihren jeweiligen Radiusmischungen aus nach oben zu ihren jeweiligen Schneidkanten geneigt sind, begrenzt ist, und dass sich die Erfindung mit jeder Winkelgröße zur Verbesserung der Spanbildung und -festigkeit in die Praxis umsetzen lässt. So ist die Topografie der oberen Fläche 12 des Schneideinsatzes 10 der Erfindung derart, dass es sich beim mittleren Abschnitt 64 im Wesentlichen um einen planaren Abschnitt und um den tiefsten, der seicht nach oben zu den Schneidkanten 28, 30, 32, 34, 36, 38 geneigt ist, handelt.
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Bezugnehmend auf 1, 2 und 6 wird zur Erleichterung des Einsetzens und Entfernens des Schneideinsatzes 10 in eine bzw. aus einer Einsatztasche, die nachstehend beschrieben wird, eine ausgesenkte Bohrung 90 bereitgestellt, die sich von der oberen Fläche 12 bis zur unteren Fläche 14 des Schneideinsatzes 10 erstreckt und vorzugsweise im mittleren Abschnitt 64 der oberen Fläche 12 des Schneideinsatzes 10 angeordnet ist.
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Wie in 1–6 dargestellt, weist der Schneideinsatz 10 vorzugsweise, aber nicht zwingend, die oben beschriebenen Schneidkanten, Spanflächen, Radiusmischungen und andere Merkmale an sich diagonal gegenüberliegenden Ecken auf. Somit ist der Schneideinsatz 10 wendbar und entlang einer Linie, die durch eine Mittelachse 92 und die Hautschneidkanten 28, 30 verläuft, oder entlang einer Linie, die durch die Mittelachse 92 und die Rampenschneidkanten 32, 24 verläuft, oder einer Linie, die durch die mittlere Achse 92 und die Wiper-Schneidkanten 36, 38 verläuft, spiegelsymmetrisch. Die Spiegelsymmetrie des Schneideinsatzes 10 gestattet es, den Schneideinsatz 10 vor dem Entsorgen zweimal durch Drehen des Schneideinsatzes um ungefähr 180 Grad um die Mittelachse 92 zu wenden.
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Nun bezugnehmend auf 7–10 wird ein Fräser 100 zur Verwendung mit dem Schneideinsatz 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Fräser 100 weist allgemein einen Schaft 102, einen vorderen Abschnitt 104 und eine Übergangsfläche 106 zwischen dem Schaft 102 und dem vorderen Abschnitt 104 auf. Der Fräser 100 wird vorzugsweise aus wärmbehandeltem Stahl, wie z. B. H13-Werkzeugstahl, oder anderen dem Fachmann bekannten Materialien, gefertigt. Das spezifisch verwendete Material wird je nach den erwünschten Gestaltungskriterien des Fräsers 100 verschieden sein. Der Fräser 100 wird um eine Drehachse 108 rotiert. Der Fräser 100 weist auch eine Einsatztasche auf, die bei 110 allgemein gezeigt wird und die im vorderen Abschnitt 104 am vorderen Ende des Fräsers 100 ausgebildet ist. Wenn der Schneideinsatz 10 in der Einsatztasche 110 des Fräsers 100 montiert ist, stellt er einen effektiv positiven radialen Spanwinkel von zwischen ungefähr fünf (5) und ungefähr fünfunddreißig (35) Grad bereit.
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Wie in 9 gezeigt, weist die Einsatztasche 110 eine untere Fläche 112, eine radiale Stützwand 114 und eine axiale Stützwand 116 auf. Die Einsatztasche 110 weist auch ein Stützwandpaar 118, 120 auf, das sich von der unteren Fläche 112 aus erstreckt. Die Stützwände 118, 120 sind jeweils in einem Winkel 122, 124 zur unteren Fläche 112 ausgebildet. Die Winkel 122, 124 sind annähernd gleich den Winkeln 19, 15, die zwischen den zweiten Seitenflächen 16b, 22b und der unteren Fläche 14 des Schneideinsatzes 10 gebildet sind. Die Winkel 122, 124 können beispielsweise im Bereich zwischen ungefähr zwanzig (20) bis ungefähr fünfzig (50) Grad zur unteren Fläche 112 liegen. Allgemein wird bei den Winkeln 112, 124 eine höhere Größenordnung bevorzugt. Bei einer Ausführungsform ist der Winkel 122 gleich dem Winkel 124 und beträgt ungefähr dreißig (30) Grad. Die Winkel 122, 124 können jedoch voneinander verschieden sein, aber der Schneideinsatz 10 wäre dann nicht mehr wendbar. Die Einsatztasche 110 kann zwischen der unteren Fläche 112 und der Stützwand 118 eine Radiusmischung 126 und zwischen der unteren Fläche 112 und der Stützwand 120 eine Radiusmischung 128 aufweisen. Zudem kann die Einsatztasche 110 zwischen der radialen Stützwand 114 und der Stützwand 118 einen Eckenhinterschnitt 130 und zwischen der unteren Fläche 112 und der axialen Stützwand 116 einen Eckenhinterschnitt 132 aufweisen. Die untere Fläche 112 der Einsatztasche 110 weist auch eine Gewindebohrung 134 zur Aufnahme einer Montageschraube 136 auf.
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Bei der dargestellten Ausführungsform des in 7 und 8 gezeigten Fräsers 100 ist der Fräser 100 für die Montage von drei Schneideinsätzen 10 geeignet, die innerhalb einer jeweiligen Einsatztasche 110 bezüglich einander um ungefähr 120 Grad ausgerichtet sind. Es versteht sich jedoch, dass der erfindungsgemäße Fräser nicht durch die Anzahl von Schneideinsätzen 10, die in den Einsatztaschen 110 montiert werden können, beschränkt ist, und dass die sich die Erfindung mit jeglicher gewünschter Anzahl von Schneideinsätzen, die lediglich durch die physikalischen Grenzen der Materialeigenschaften des Fräser beschränkt ist, ausüben lässt. Der Fräser kann beispielsweise für die Montage einer geringeren Anzahl von Schneideinsätzen 10 oder eine größeren Anzahl von Schneideinsätzen 10 in einer jeweiligen Einsatztasche 110 ausgestaltet sein. Wie in 7 und 8 ersichtlich, ist der Schneideinsatz 10 je nach Fräserdurchmesser mit einen axialen Spanwinkel 111 von zwischen ungefähr fünf (5) und achtzehn (18) Grad sowie mit einem radialen Spanwinkel 113 von zwischen plus zehn (10) und minus zehn (10) Grad in der Einsatztasche 110 montiert.
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Wie in 10 ersichtlich, berühren die zweiten Seitenflächen 16b, 22b des Schneideinsatzes 10 die Stützwände 118 bzw. 120, wenn der Schneideinsatz 10 in der Einsatztasche 110 montiert ist. Zudem berührt die erste Seitenfläche 16a der Seitenfläche 16 des Schneideinsatzes 10 die radiale Stützfläche 114, und die Seitenfläche 24 des Schneideinsatzes 10 berührt die axiale Stützfläche 116, wenn der Schneideinsatz 10 in der Einsatztasche 110 (in 10 nicht sichtbar) montiert ist. Es ist anzumerken, dass die untere Fläche 14 des Schneideinsatzes 10 die untere Fläche 112 der Einsatztasche nicht berührt, wenn der Schneideinsatz 10 in der Einsatztasche 112 montiert ist. Somit ergibt sich ein Spalt 138 zwischen der unteren Fläche 14 des Schneideinsatzes 10 und der unteren Fläche 112 der Einsatztasche, wenn der Schneideinsatz 10 in der Einsatztasche 112 montiert ist.
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Wie oben beschrieben, bestehen vier Berührungspunkte zwischen dem Schneideinsatz 10 und der Einsatztasche 112, wodurch sich ein weitaus besseres Zurückhalten des Schneideinsatzes 10 in der Einsatztasche 112 ergibt und sich während Hochgeschwindigkeitsfräsvorgängen maximale Drehzahlen des Fräsers 100 erzielen lassen. Zudem gestatten der rautenförmige Schneideinsatz 10 und der Fräser 100 große Rampenwinkel, die bei der Herstellung von Aluminiumbauteilen manchmal erforderlich sind.
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Die Schriften, Patente und Patentanmeldungen, auf die hier Bezug genommen wird, sind hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen.
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Obgleich die Erfindung spezifisch im Zusammenhang mit diversen Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, versteht es sich, dass dies lediglich veranschaulichend und nicht einschränkend geschieht, und dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche so allgemein wie durch den Stand der Technik gestattet auszulegen ist.