DE1602779A1 - Schneidwerkzeug - Google Patents

Description

DipWng. Lothar Michaelis Dr. Erl·

Patentanwalt Patentanwalt 1602779

Frönltfurf/Main 1 ⁶ Frankfurt, Main 1

Postfach 3011 Postfach 3011 676-8DM-82

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y.,USA

Schneidwerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug mit einem umstellbaren Schneideinsatz, der es ermöglicht, eine neue Schneidkante einer Seite in Schneidstellung zu bringen, wenn die vorher benutzte Schneidkante dieser Seite unbrauchbar geworden ist, wobei der Schneideinsatz außerdem umgekehrt werden kann, so daß die auf seiner anderen Seite angeordneten Schneidkanten nacheinander in Arbeitsstellung gebracht werden könnnen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen umkehrbaren und umstellbaren Einsatz, der sich besonders für Hochleistungsschneidarbeiten eignet und Erhöhungen neben den Schneidkanten jeder Seite hat, durch die die Richtung der Bewegung des vom Werkstück entfernten Materials wirksam kontrolliert wird, so daß es tatsächlich in Späne zerbrochen werden kann.

Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit Schneidwerkzeugen mit Einsätzen der gegenwärtigen Art wird ein Streifen Material durch Eingriff der Schneidkante des Einsatzes mit dem Werkstück abgehoben. Wie bekannt, besteht dabei eins der Haupt-

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problerne bei solchen Bearbeitungsvorgängen darin, daß der von dem WErkstück abgehobene Materialstreifen derart kontrolliert werden muß, ddSer in kurze, handliche Längen oder Späne zerbricht und das entfernte Material den Schneidvorgüng nicht behindert. Besonders schwierig ist das Zerbrechen dieser Streifen in Späne beim Hochleistungsschneiden, wo ein sehr dicker Streifen von dem Werkstück entfernt wird.

Solches Hochleistungsschneiden liegt immer dann vor, wenn der Vorschub ca. 0,75 mm (0,03 Zoll) oder mehr und die Schnittiefe mehr als ca. 12,5 mm (1/2 Zoll) beträgt. Das heißt, Hochleistungsschneiden liegt vor, wenn die Stärke des vom Werkstück entfernten Materialstreifens, i.e. die Stärke der Späne, mehr als ca. 0,75 mm und die Breite 12,5 mm oder meht beträgt. Allgemein gesprochen, arbeiten die bisherigen für HOchleistungsschneidarbeiten verwendeten Spansteuerungen proportional in dem Maß weniger zufriedenstellend, in dem der Vorschub zunimmt, d.h., in dem Maße, in dem die Stärke des vom Werkstück abgehobenen Materialstreifens zunimmt.

Im allgemeinen können die Vorzüge dieser Erfindung durch eine bevorzugte Ausführungsform erreicht werden, bei der ein Schaft an einem Ende eine Tasche hat, die zur Aufnahme eines umkehrbaren und umstellbaren Wegwerfschneideinsatzes dient. Der Schneideinsatz hat zwei im Abstand angeordnete Seiten- oder Stirnflächen, die durch vier flache Kanten oder Mantelflächen mit-einander verbunden sind. Die Verbindung von mindestens zwei der Kantenober-

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flächen mit den Seitenflächen bildet die Schneidkanten zum Entfernen des Materials von einem Werkstück. Jede Seitenfläche hat eine ebene Aussparung mit flacher Oberfläche, die mit Abstand zu den Schneidkanten angeordnet ist und zwischen jeder Schneidkante und der dazugehörigen Aussparung eine Erhöhung bildet. Der Einsatz wird in der Tasche des Schneidwerkzeugschaftes in geeigneter Weise befestigt. Der Schaft kann neben dem Werkstück so angeordnet werden, daß eine Schnittkante des Schneideinsatzes das Werkstück abarbeitet, wobei sich das vom Werkstück entfernte Material aufwickelt und in Späne zerbricht, sobald es sich über die von der Schneidkante ausgehende Erhöhung bewegt.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 ist eine fragmentarische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung bei der Bearbeitung eines Werkstückes.

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Einsatzes.

Fig. 3 ist eine vergrißerte fragmentarische Querschnittsansicht und zeigt die Lage eines Spans relativ zur Schnittkante beim Abheben vom Werkstück und

Fig. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines andereH Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Einsatzes.

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In den Zeichnungen geben gleiche Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile bei den verschiedenen Ansichten wieder. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs ist allgemein mit 10 bezeichnet. Das Schneidwerkzeug besitzt einen Schaft 12 mit einer allgemein mit 14 bezeichneten Tasche am einen Ende. Ein umkehrbarer und umstellbarer Wegwerfschneideinsatz ist allgemein mit 16 bezeichnet und in der Tasche 14 durch geeignete Mittel befestigt, z.B. die durch angedünstete Befestigung. Der Einsatz 16 kann in der Tasche des Schaftes 12 z.B. mittels der in dem US-Patent 3 097 417 oder dem Gebrauchsmuster ... (Gebrauchsmusteranmeldung G 34 O28/49a Gbm) beschriebenen Befestigungen gehalten werden. Zusätzlich kann der Einsatz 16 auf einem Sitz (nicht gezeigt) in der Tasche 14 angeordnet werden, und zwar gemäß dem Patent .... , für das die Priorität der amerikanischen Anmeldung 537 129 vom 24. März 1966 beansprucht wird.

Der Einsatz 16 aus Fig. 1 ist bei der Bearbeitung des Werkstückes 20 gezeigt, und ein Span 22, der vom Werkstück 20 abgehoben wird, ist durch strichpunktierte Linien angedeutet.

Aus Fig. 2 geht deutlich hervor, daß der Einsatz 16 zwei im Abstand voneinander angeordnete, parallele Seitenflächen hat, die allgemein mit 30 und 32 bezeichnet sind. Eine ümfangsfläche erstreckt sich zwischen den Seitenflächen 30 und 32 und umfaßt ein erstes PaaT flacher Kanten- oder Mantelflächen 34 und ein zweites Paar flacher Kantenflächen 36, wobei je eine der

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Flächen 34 und 36 nicht gezeigt ist. Die beiden Flächen 34 und die beiden Flächen 36 sind je parallel zueinander. Das zweite Flächenpaar 36 steht senkrecht zu dem ersten Paar 34 und stellt eine Verbindung desselbendar.

Die Stoßkanten zwischen der Seitenfläche 30 und den Flächen 34 bilden die Schneidkanten 38 und 40. Die beiden Stoßkanten zwischen der Seitenfläche 32 und den Flächen 34 bilden die Schneidkanten. 42 und 44. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Einsatz 16 in der Tasche 14 so montiert, daß eine der Schneidkanten.mit dem Werkstück 20 zum Eingriff kommt und Material entfernen kann.

Der Einsatz 16 hat eine erste ebene Abstufung 46 mit flacher Oberfläche in der Seitenfläche 30 mit Abstand zu den Schneidkanten 3jJ und 40, wodurch die Erhöhungen oder erhöhten Stellen 48 und 50 gebildet werden. Die Erhöhung 48 erstreckt sich zwischen der Schneidkante 38 und der Abstufung oder Vertiefung 46, und die Erhöhung 50 erstreckt sich zwischen der Schneidkante 40 und der Abstufung 46. Die zweite Seitenfläche 32 enthält ebenfalls eine ebene Aussparung oder Abstufung 52 mit flacher Oberfläche, die die erhöhten Stellen 45 und 56 der Seitenfläche 32 ergibt und zwischen ihr liegt. Der Einsatz 16 hat auf diese Weise vier Schneidkanten, die durch die Stoßlinien der Flächen 34 und der Seitenflächen 30 und 32 festgelegt sind. Die Aussparungen 46 und 52 erstrecken sich zwischen Flächen 36, so daß auf jeder Seitenfläche 30,32 zwei ERhöhungen entstehen. Bei solcher Anordnung

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ist jede der Flächen 36 im wesentlichen H-förmig und der Einsatz 16 hat einen im we seitlichen H-förmigen Querschnitt bei einem Schnitt durch den Einsatz senkrecht zu den Schneidkanten

Der Einsatz 16 hat eine Bohrung 58 für die Befestigungsmittel 18, die den Einsatz 16 in der Tasche 14 des Schaftes 12 festhalten. Wie bekannt, bestimmt die Lage in der ein Einsatz montiert wird, die Stellungen der Flächen, welche die Schneidkante ergeben, und diese Stellung kann so festgelegt werden, daß das Schneidkwerkzeug einen positiven oder negativen Spanwinkel (rake) hat. Außerdem kann der Winkel zusehen den für jede Schneidkante eines Einsatzes maßgeblichen Flöächen so festgelegt werden, daß man einen bestimmten Spanwinkel für den speziellen Einsatz positiv oder negativ erhält. Entsprechend hat jeder der erhöhten Teile 48,50,54 und eine obere flache Oberfläche, die sich von der zugehörigen Schneidkante zu der benachbarten Vertiefung erstreckt, und obwohl die Oberfläche parallel zu der flachen Oberfläche der Aussparung 46 sein kann, d.h., senkrecht zu den Kantenoberflächen, kann sie auch einen spitzen Winkel mit der Aussparung einschließen, um positive und negative Spanwinkel zu ergeben. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind die oberen flachen Oberflächen der ERhöhungen 48, 50, 54 und 56 im spitzen Winkel zu den benachbarten Aussparungen angeordnet, wobei sie von den jeweiligen Schneidkanten abwärts verlaufen; die entsprechenden Flächen können jedoch einen spitzen Winkel zu den benachbarten Aussparungen haben, wobei sie von den Schneidkanten aus gesehen aufwärts verlaufen.

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Gemäß Fig. 3 kann der Schaft neben dem Werkstück so angeordnet sein, daß eine Schneidkante 38 gegenüber dem Werkstück eine Stellung doart einnimmt, daß das vom Werkstück entfernte Material, wie bei 22 gezeigt, sich beim Bewegen über die sich an die Schnittkante 38 anschließende Erhöhung 48 rollt. Beim Hochleistungsschneiden, d.h. bei einem Werkzeugvorschub von mehr als ca. 0,75 mm und einer Spanstärke von mehr als ca. 0,75 mm rollen sich die Späne und zerbrechen in gewünschte Längen, wenn man einen Einsatz mit einem erhöhten Teil, der sich an die Schnittkante anschließt, benutzt. Durch die Verwendung des Einsatzes 16 läßt sich auch die Erwärmung während des Spanens im Vergleich mit bisher bekannten Einsätzen verringern. Diese Erfindung ergibt also einen Einsatz, mit gutem Wirkungsgrad und verringertem Werkzeugverschleiß und -bruch.

Der in Fig. 4 allgemein mit 60 bezeichnete Einsatz ist eine umkehrbare und umstellbare Ausführungsform mit zwei im Abstand angeordneten Seitenflächen, von denen eine allgemein als 62 bezeichnet ist. Eine ümfangsfläche liegt zwischen den Seitenflächen 62 und hat zwei Kantenflächen 64, die parallel zueinander verlaufen, sowie zwei weitere ebenfalls zueinander parallele Kantenflächen 66. Die Kantenflachen 62 sind senkrecht zu den Kantenflachen 64_o Der Einsatz 60 hat Schneidkanten 68 an den Stoßliaien der ICssatenf lichen 64 mit den Seitenflächen 62. Außerdem " hat ä®s iissstg SctimeiÄanteii 70, an den Stoßliaiesi der Kanten- £MeIa©m 66 saifc den Seitenfläefoea 62 * Demgemäß hat der Einsatz acht Sefeneidkanten₉ am den St©£lini@s άοτ Kantenflachen mit den

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Seitenflachen. Obwohl nur eine Seitenfläche dargestellt ist, haben beide Seitenflächen (62) eine Aussparung oder Vertiefung 72, so daß vier erhöhte Teile 74 gebildet werden. Die Erhöhungen 74 sind miteinander verbunden und bilden eine umlaufende Erhöhung am Umfang der Seitenfläche 62. Wie bei der Beschreibung des Einsatzes 16 ausgeführt wurde, können die oberen Flächen der jeweiligen Erhöhungen 74 des Einsatzes.60 in der einen oder anderen Richtung von der zugehörigen Schneidkante aus geneigt sein, so daß sie einen spitzen Winkel mit der Aussparung 72 bilden und einen positiven oder negativen Spanwinkel ergeben.

Der Einsatz 60 hat nicht nur einen im wesentlichen H-förmigen Querschnitt in einer senkrecht zu den Schneidkanten 68 verlaufenden Schnittebene, sondern hat auch einen im wesentlichen H-förmigen Querschnitt in einer zweiten senkrecht zu der ersten Schnittebene und senkrecht zu den Schneidkanten 70 verlaufenden Schnittebene. Der Einsatz 60 hat eine Bohrung 76 zur Aufnahme geeigneter Befestigungsmittel und zur Befestigung des Einsatzes in einer Tasche des Werkzeugschafts. Wie bereits in der Beschreibung des Einsatzes 16 erwähnt wurde, können bekannte Befestigungsmittel für diesen Zweck verwendet werden.

Das Verhältnis zwischen den jeweiligen Größen der Kantenflächen und der Seitenflächen dient nur zur Erläuterung und kann entsprechend dem besonderen Einsatz und der Art seines Einbaus in einem Schaft oder ein anderes Schneidwerkzeug geändert werden. Es sei erwähnt, daß jede der Flächen 34 des Ensatzes 16 so dargestellt ist, als wäre sie erößer als eine der Flächen 30, 32 oder

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36", und daß die größten Flächen häufig als "Seintenflachen" bezeichnet werden. Die Flächen 30 und 32 wurden jedoch in der Beschreibung zur Vereinfachung derselben als "Seitenflächen" bezeichnet. Die gewählten Bezeichnungen sollen nicht als Beschränkung aufgefaßt werden. Es sei noch erwähnt, daß die Tiefe der Aussparung und damit die Tiefe der erhöhten Teile auch größer oder kleiner sein kann. Tatsächlich sind die Aussparungen in der Praxis sehr flach und in der Größenordnung von 0,05 mm bis 0,25 mm oder möglicherweise 0,50 mm.

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Claims (6)

Ansprüche

1. Schneideinsatz mit zwei im Abstand zueinander liegenden Seitenflächen und einer dazwischen angeordneten Vmiergs- oder Mantelfläche, deren Stoßlinie mit den Seitenflächen mindestens eine Schneidkante bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (16, 60) wenigstens eine ebene Aussparung (46,52,72) mit flacher Oberfläche hat, die im Abstand von der Schneidkante (38, 40; 42,44; 68,70) angeordnet ist, und daß entsprechend eine Erhöhung (48,50; 54,56; 74) zwischen der Schneidkante und der Aussparung vorhanden ist.

2. Schneideinsatz gemäß Anspruch 1, mit einer Mehrzahl von umstellbaren Schneidkanten an den Stoßlinien der Seitenflächen und Umfangsflächen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Seitenflächen (30,32; 62) des Einsatzes 06; 60) wenigstens eine mit Abstand gegenüber den Schneidkanten (38, 40; 42,44; 68,70) angeordnete Vertiefung (46,52;72) hat und entsprechend erhöhte Teile (48,50,54,56,74) zwischen den Schneidkanten und der Aussparung (46,52; 72) liegen.

3. Schneideinsatz gemäß Anspruch 1 oder 2 mit Schneidkanten an den Stoßlinien der Seitenflächen mit der Umfangsflache, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (16,60) einen im wesentlichen H-förmigen Querschnitt in einer senkrecht zu den Schneidkanten (38,40; 42,44; 68,70) verlaufenden Schnittebene hat. __„.

BAD ORlGINAl,

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4. Schneideinsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Mehrzahl von umstellbaren Schneidkanten an beiden Seitenflächen des umkehrbaren Einsatzes, dadurch gekennzeich net, daß beide Seitenflächen (30,32,62) mit Vertiefungen (46,52,72) und zwischen ihnen und den Schneidkanten (38,40; 42,44; 68,70) liegenden Erhöhungen (48,50,54,56,74) versehen sind.

5. Schneideinsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schneidkanten (38,40; 42,44; 68,70) und den Vertiefungen (46,52, 72) liegenden Erhöhungen (48,50,54,56,74) eine flache Ob-erfläcfee haben, deren Ebene mit der Ebene der Vertiefung einen spitzen Winkel bildet.

6. Schneideinsatz gemäl einem der Ansprüche 1 bis S₉ dadurch gekennzeichnet, daß vi©r senkrecht zueinaader angeoriaete ICanteafllchem (64_S66) von "d@a©a je zwei pa rallel zueinander lieg©a_g verges ©la @b sind und j ed© Seitenfläche (62) Tier Seliaeidlkaatem {§fl_s?ö) Mid ©im© gemeinsame V@Ttie£ung (72) fo©sitst_a- daß dl© Eihdtaag 74 @im© imlamfesii© Erfiitaimg am Omfaag j©(ä©r S©it©iafli<ch@ darstellt w&a äsi> - sn©imsmd©ir s®mlsrechte

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kennzeichnet, daß eine Schneidkante des Einsatzes so einstellbar ist, daß sie mit einem zu bearbeitenden Werkstück (20) in Eingriff kommt und das vom Werkstück entfernte Material (22) sich rollt, wenn es sich über den erhöhten Teil (48) in die ebene Aussparung (46) des Einsatzes bewegt (Fig. 1 und 3).

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