Hintergrund und Umfeld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein drehbares
Schneidwerkzeug, in dem Schlicht-Schneidplättchen (wiper
inserts) eingebaut sind, und im besonderen eine
Verbesserung der Lage-Genauigkeit der
Schlicht-Schneidplättchen.
Stand der Technik
Es ist ein Schneidwerkzeug, wie z.B. ein Stirnfräser mit
eingesetzten Schneidplättchen, bekannt (im weiteren als
"Stirnfräser" bezeichnet), an welchem eine Vielzahl von
auswechselbaren oder Wegwerf-Schneidplättchen (hiernach
als "Schneidplättchen" bezeichnet) angebracht sind. Bei
einer bestimmten Bauart dieses Stirnfräsers sind einige
Schlicht-Schneidplättchen zwischen den normalen oder
üblichen Schneidplättchen eingebaut, um einen
Schlicht- oder Finish-Arbeitsgang ebenso ausführen zu
können, wie einen Schrupp-Arbeitsgang im Laufe eines
einzigen Schneidvorganges. Bei einem solchen Stirnfraser
stehen die Endschneidkanten der Schlicht-Schneidplättchen
über die Endschneidkanten der üblichen Schneidplättchen in
bezug auf den Werkzeugkörper um beispielsweise 0,06 mm
vor, wodurch erreicht wird, daß die Werkstückoberfläche,
die durch die üblichen Schneidplättchen geschruppt worden
ist, durch die Schlicht-Schneidplättchen geschlichtet wird.
Der Werkzeugkörper des Stirnfräsers, wie er oben
beschrieben worden ist, hat einen vorderen Endabschnitt,
dessen äußerer Umfang mit einer Anzahl von
Schneidplättchen-Befestigungssitzen versehen ist. Die
üblichen und die Schlicht-Schneidplättchen sind in den
Schneidplättchensitzen angeordnet und werden darin jeweils
durch keilförmige Glieder und Klemmbolzen gehalten und
befestigt. Alle Schneidplättchen-Befestigungssitze sind
mit einer üblichen Herstellungstoleranz ausgebildet. Bei
einem Stirnfräser der oben bezeichneten Art erfordert
jedoch das Positionieren der Schlicht-Schneidplättchen,
welche den Schlicht-Arbeitsgang bewirken, eine besonders
hohe Genauigkeit im Vergleich mit den üblichen
Schneidplättchen. Aus diesem Grunde wird üblicherweise
dann, wenn der Stirnfräser auf einer Fräsmaschine montiert
ist, eine Meßuhr oder ein ähnliches Werkzeug benutzt, um
das Maß des Vorstehens der Endschneidkanten der
Schlicht-Schneidplättchen zu messen, um die Lage der
Schlicht-Schneidplättchen sehr fein einzustellen. Eine
hohe Positionierungs-Genauigkeit kann durch diese
Einstellungsart jedoch nicht erwartet werden. Die
Schlicht-Schneidplättchen werden auf diese Weise vorzeitig
abgenutzt und die Genauigkeit des Arbeitsganges
verschlechtert sich. Darüber hinaus werden ein
sachkundiger Maschinenbediener und eine lange Zeit
benötigt, um einen solchen Stirnfräser einzurichten.
Wenn darüber hinaus jedes Schlicht-Schneidplättchen eine
relativ lange Endschneidkante aufweist, steht dieses
Schlicht-Schneidplättchen um einen beträchtlichen Betrag
von der Schneidplättchenunterlage vor, so daß sich die
Auflagestabilität des Schlicht-Schneidplättchens
verschlechtert. Daher können sogenannte Rattermarken
entstehen, wodurch wiederum ein Ausbrechen der
Schneidkante und eine Oberflächenrauhigkeit der
behandelten Oberfläche resultiert.
Kurzfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein drehbares
Schneidwerkzeug mit eingesetzten Schneidplättchen
anzugeben, das in der Lage ist, die Positionierung der
Schlicht-Schneidplättchen leicht und mit hoher Genauigkeit
zu bewirken.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein drehbares
Schneidwerkzeug mit eingesetzten Schneidplättchen
anzugeben, bei dem die Sitzstabilität der
Schlicht-Schneidplättchen vergrößert ist.
Das drehbare Schneidwerkzeug mit eingesetzten
Schneidplättchen gemäß der Erfindung enthält: einen
Werkzeugkörper mit einer durch ihr hindurchgehenden
Drehachse und einer Vielzahl von
Schneidplättchen-Befestigungssitzen, die an seinem
vorderen Ende ausgebildet sind; und wenigstens ein erstes
Schneidplättchen und wenigstens ein
Schlicht-Schneidplättchen, die jeweils lösbar in einem
Schneidplättchen-Befestigungssitz angeordnet sind, wobei
jedes Schneidplättchen wenigstens eine Schneidkante
aufweist und so angeordnet ist, daß die Endschneidkante
des Schlicht-Schneidplättchens über die Endschneidkante
des ersten Schneidplättchens, vom Werkzeugkörper aus
gesehen, vorsteht; die Erfindung ist dabei gekennzeichnet
durch Kennzeichnungsmittel am Werkzeugkörper zum Hinweis
auf den Schlicht-Schneidplättchen-Befestigungssitz, in dem
das Schlicht-Schneidplättchen befestigt ist; der
Schlicht-Schneidplättchen-Befestigungssitz, der durch ein
solches Hinweiszeichen bezeichnet ist, hat eine
Maßgenauigkeit innerhalb 0,01 mm in Richtung längs der
Drehachse des Schneidwerkzeuges.
Die Positionierungsgenauigkeit der Endschneidkante jedes
Schlicht-Schneidplättchens liegt im allgemeinen innerhalb
0,036 mm in axialer Richtung. Andererseits liegt die
Herstellungstoleranz des Schlicht-Schneidplättchens
innerhalb 0,026 mm an seiner Endschneidkante. Da die
Maßgenauigkeit einiger Schneidplättchensitze bei einem
Schneidwerkzeug mit eingesetzten Schneidplättchen nach der
oben beschriebenen Art innerhalb 0,01 mm ist, beträgt die
gesamte Maßabweichung höchstens 0,036 mm, wenn das
Schlicht-Schneidplättchen in einen solchen
Schneidplättchen-Befestigungssitz eingebaut wird. Die
Lagen der Endschneidkanten der Schlicht-Schneidplättchen
können folglich auf eine vorbestimmte Maßgenauigkeit
dadurch eingestellt werden, daß die Schneidplättchen in
die jeweiligen Schneidplättchen-Befestigungssitze
eingebaut werden, die durch die Hinweiszeichen
gekennzeichnet sind. Dies ist selbst dann der Fall, wenn
eine Feinausrichtung der Schlicht-Schneidplättchen nicht
ausgeführt wird. Auf diese Weise kann auf die übliche
Lage-Einstellung der Schlicht-Schneidplättchen verzichtet
werden, wodurch es möglich wird, das Einrichten der
Schlicht-Schneidplättchen schnell und leicht auszuführen.
Da die Schlicht-Schneidplättchen ferner mit hoher
Genauigkeit eingerichtet werden können, ist es möglich,
deren Lebensdauer zu verlängern und die Genauigkeit des
Arbeitsganges zu erhöhen. Da darüber hinaus lediglich
diejenigen Schneidplättchensitze, in denen die
Schlicht-Schneidplättchen eingesetzt werden, mit hoher
Maßgenauigkeit ausgebildet werden, ist es möglich, die
Herstellungskosten des Gesamtwerkzeuges zu vermindern.
Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß das
Schneidwerkzeug mit eingesetzten Schneidplättchen
weiterhin eine Vielzahl von Schneidplättchenunterlagen
aufweist, mit deren Hilfe sowohl die ersten als auch die
Schlicht-Schneidplättchen jeweils in den
Schneidplättchen-Befestigungssitzen montiert werden, wobei
jedes Schlicht-Schneidplättchen die Form einer vieleckigen
Platte aufweist, die obere und untere Oberflächen hat, und
ferner wenigstens eine Kante an wenigstens einer der
oberen und unteren Flächen, deren im wesentlichen gesamte
Länge als Schneidkante dient, wobei wenigstens ein
vorderer Abschnitt der Schneidplättchenunterlage, mit
deren Hilfe das Schlicht-Schneidplättchen in dem
Schneidplättchen-Befestigungssitz befestigt ist, eine Form
hat, die im wesentlichen dieselbe ist wie der vordere
Abschnitt dere Sitzfläche des Schlicht-Schneidplättchens,
so daß eine obere Fläche des vorderen Abschnitts der
Schneidplättchenunterlage in Berührung steht mit im
wesentlichen dem gesamten vorderen Abschnitt der
Sitzfläche des Schlicht-Schneidplättchens, und wobei die
Schneidplättchen-Befestigungssitze, in denen die
Schneidplättchenunterlagen befestigt sind, in einer Form
ausgebildet sind, die im wesentlichen dieselbe ist wie die
der Schneidplättchenunterlagen, so daß die Oberfläche
jedes Schneidplättchen-Befestigungssitzes in Berührung
steht mit wenigstens der gesamten unteren Fläche der
jeweiligen Schneidplättchenunterlage.
Bei einer solchen Anordnung wird der Schneidwiderstand,
der auf jedes Schlicht-Schneidplättchen einwirkt, durch
eine entsprechende Schneidplättchenunterlage abgestützt
und der Schneidwiderstand, der auf diese
Schneidplättchenunterlage einwirkt, wird durch einen
entsprechenden Schneidplättchen-Befestigungssitz
abgestützt. Auf diese Weise ist es möglich, die Stabilität
der Befestigung der Schlicht-Schneidplättchen zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 ist eine Ansicht eines Stirnfräsers gemäß der
Erfindung von unten her;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie II-II
in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Teilansicht aus der Perspektive des
Pfeiles III in Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Teilansicht aus der Perspektive des
Pfeiles IV in Fig. 3;
Fig. 5 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt eines
üblichen Schneidplättchens, das mit Hilfe
einer Schneidplättchenunterlage in einem
Schneidplättchen-Befestigungssitz montiert
ist, wobei ein Schlicht-Schneidplättchen durch
strichpunktierte Linien angedeutet ist;
Fig. 6 ist ein vergrößerter Teilquerschnitt einer
Schneidplättchenunterlage, die auf einem
Schneidplättchen-Befestigungssitz befestigt
ist, wobei ein übliches Schneidplättchen durch
strichpunktierte Linien angedeutet ist;
Fig. 7 ist eine Teilansicht ähnlich wie Fig. 6, wobei
jedoch das Schlicht-Schneidplättchen durch
strichpunktierte Linien angedeutet ist;
Fig. 8 ist ein teilweiser Schnitt längs der Linie
VIII-VIII in Fig. 6;
Fig. 9 ist eine Teilansicht aus der Perspektive des
Pfeiles IX in Fig. 6;
Fig. 10 ist eine Teilansicht aus der Perspektive des
Pfeiles X in Fig. 6;
Fig. 11 ist eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 5, wobei
jedoch ein verändertes
Schlicht-Schneidplättchen durch
strichpunktierte Linien angedeutet ist;
Fig. 12 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7, wobei
jedoch eine Schneidplättchenunterlage
dargestellt ist, auf der das veränderte, in
Fig. 11 dargestellte Schlicht-Schneidplättchen
montiert ist; und
Fig. 13 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die
eine übliche Schneidplättchenunterlage
darstellt, die auf einem
Schneidplättchen-Befestigungssitz angeordnet
ist.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen nach der
Erfindung
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 10, ist dort ein
Stirnfräser gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, der allgemein mit der Bezugsziffer 10
bezeichnet ist. Der Stirnfräser 10 besitzt einen
Werkzeugkörper 12 von kreisrundem Querschnitt mit einer
hindurchführenden Drehachse 0 und mit einer Umfangsfläche
14 sowie einer vorderen Endfläche 16, die senkrecht zur
Drehachse 0 verläuft. Der Werkzeugkörper 12 hat an seinem
hinteren Ende eine Nabe 18 angeformt, so daß er an der
Spindel einer Fräsmaschine angebracht werden kann.
Der Werkzeugkörper 12 weist eine Vielzahl von Taschen 20
auf, die am Umfang in gleichem Abstand voneinander
angeordnet im vorderen Ende des Werkzeugkörpers so
ausgebildet sind, daß sie radial nach außen und nach vorne
offenstehen. Jede der Taschen 20 hat eine Wand, die in
Drehrichtung des Werkzeugkörpers 12 hinten liegt und diese
Wand ist in Form eines Rechtecks ausgebildet, um einen
Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 zu bilden. Unter
allen Schneidplättchen-Befestigungssitzen 22 sind vier
solcher Sitze, die mit der Bezugsziffer 22 a bezeichnet
sind, um 90° in bezug auf die Drehachse 0 voneinander
entfernt und haben eine Maßgenauigkeit innerhalb von
0,01 mm in Richtung der Drehachse 0. Diese vier
Schneidplättchen-Befestigungssitze 22 a sind jeweils
vorgesehen zum Befestigen von Schlicht- oder von flachen
Räum-Einsätzen 24. Um diese vier
Schneidplättchen-Befestigungssitze 22 a zu bezeichnen, sind
vier Markierungen A, jede in der Form eines Kreises in die
vordere Endfläche des Werkzeugkörpers 12 eingeschlagen,
und zwar an Orten, die den
Schneidplättchen-Befestigungssitzen 22 a benachbart sind,
und dienen als Anzeigemittel. Die
Schneidplättchen-Befestigungssitze 22 mit Ausnahme der
Sitze 22 a haben eine übliche Maßgenauigkeit, die sich
innerhalb von 0,025 mm bewegt.
Ein Sitzglied oder Schneidplättchenunterlage 26 wird mit
Hilfe einer Schraube 28 auf jeden der
Schneidplättchen-Befestigungssitze 22, 22 a befestigt, wie
dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die
Schneidplättchenunterlage 26 hat im wesentlichen die Form
eines Trapezoids, wie in Fig. 6 dargestellt. Die
Schneidplättchenunterlage 26 hat eine obere Fläche mit
einer Kante, die sich rechtwinklig zur Drehachse 0
erstreckt. Jeder der Schneidplättchen-Befestigungssitze
22, 22 a hat eine Form, die im wesentlichen dieselbe ist
wie die Schneidplättchenunterlage 26. Jeder der
Schneidplättchen-Befestigungssitze 22, 22 a erstreckt sich
weiter über die vordere Endfläche 16 des Werkzeugkörpers
12 von der Nabe 18 weg, verglichen mit einem üblichen
Schneidplättchen-Befestigungssitz 3 gemäß Fig. 13. Bei
einem üblichen Stirnfräser, wie er in Fig. 13 gezeichnet
ist, wird das Sitzglied 4 auf dem Schneidplättchensitz 3
gelagert, der in einem Werkzeugkörper 1 ausgebildet ist,
dessen vordere Endfläche mit 1 a bezeichnet ist.
Wie dies in den Fig. 8 bis 10 dargestellt ist, ist bei dem
Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 oder 22 a dessen
Fläche in Berührung mit der gesamten unteren Fläche der
Schneidplättchenunterlage 26, um diese vor einem Überhang
zu bewahren. Wie dies in den Fig. 4 und 6 dargestellt ist,
hat die Schneidplättchenunterlage 26 eine obere Fläche,
auf der ein übliches Schneidplättchen (erstes
Schneidplättchen) 30 oder das Schlicht-Schneidplättchen 24
montiert ist. Das Schneidplättchen 24 oder 30 ist
abnehmbar mit Hilfe eines keilförmigen Gliedes 32
befestigt, welches mit Hilfe einer Klemmschraube 34 in
einen Ausschnitt 20 a gezogen wird, der am Boden der Tasche
20 ausgebildet ist. Das übliche Schneidplättchen 30 hat
die Form einer rechteckigen Platte mit einer oberen
Fläche, die vier Ecken und vier Kanten hat, wie dies in
Fig. 5 dargestellt ist. Ein vorbestimmter Abschnitt jeder
Kante, die von der Ecke aus in Gegenuhrzeigerrichtung
verläuft, dient als Hauptschneidkante 30 a. Ein kürzerer
Abschnitt, der zum inneren des Schneidplättchens hin
geneigt ist, und der in der Länge kürzer ist als die
Hauptschneidkante 30 a, dient als Endschneidkante 30 b. Die
Maßtoleranz von einander gegenüberliegenden
Endschneidkanten 30 b und 30 b ist 0,026 mm. Das
Schneidplättchen 30 ist so angeordnet, daß die
Hauptschneidkante 30 a nach außen weist und daß die
Endschneidkante 30 b sich rechtwinklig zur Drehachse 0
erstreckt.
Wie dies in strichpunktierten Linien in Fig. 5 dargestellt
ist, ist das Schlichtschneidplättchen 24 andererseits
abnehmbar mit Hilfe der Schneidplättchenunterlage 26 auf
dem Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 a montiert, und
zwar in derselben Art und Weise wie das Schneidplättchen
30. Das Schlicht-Schneidplättchen 24 hat in Draufsicht im
wesentlichen dieselbe Form wie die
Schneidplättchenunterlage 26, eine einzelne Schneidkante
24 a des Schlicht-Schneidplättchens 24 ist jedoch etwas
länger als die Hauptschneidkante 30 a des Schneidplättchens
30. Das Schlicht-Schneidplättchen 24 ist so angeordnet,
daß die Endschneidkante 24 a sich senkrecht zu der Achse 0
erstreckt, und sich über die Schneidkante 30 b des
Schneidplättchens 30 um einen vorbestimmten Abstand T nach
vorne, vom Werkzeugkörper aus gesehen, erstreckt. Der
vorbestimmte Abstand T ist auf ein Maß von 0,01 bis 0,1 mm
festgesetzt. Im allgemeinen wird jedoch ein Maß von
0,06 mm als geeignet für das vorbestimmte Maß T angesehen.
Bei einem Stirnfräser nach der obigen Bauart bewegt sich
die Maßgenauigkeit des Schneidplättchen-Befestigungssitzes
22 für das Schlicht-Schneidplättchen 24 innerhalb von
0,01 mm, gesehen in Richtung längs der Achse 0. Wenn das
Schlicht-Schneidplättchen 24 seine Maßgenauigkeit
innerhalb von 0,026 mm hat und auf den
Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 a montiert wird,
bewegt sich die mögliche Gesamtabweichung innerhalb von
0,036 mm, so daß sich die Lagegenauigkeit auch der
Schneidkante 24 a des Schlicht-Schneidplättchens 24
innerhalb dieser 0,036 mm bewegt. Wenn demzufolge das
Schlicht-Schneidplättchen 24 auf den
Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 a befestigt wird, der
durch die entsprechende Markierung A gekennzeichnet ist,
dann ist die Lage der Endschneidkante 24 a unzweifelhaft
innerhalb der vorbestimmten Maßgenauigkeit. Auf diese
Weise kann die Ausrichtung der Lage eines normal
befestigten Schlicht-Schneidplättchens 24 vermieden
werden, wodurch es möglich wird, das Einrichten des
Stirnfräsers schnell und leicht zu bewerkstelligen. Da das
Schlicht-Schneidplättchen 24 ferner mit hoher Genauigkeit
in seine Lage gebracht werden kann, ist es möglich, die
Lebensdauer des Schlicht-Schneidplättchens 24 zu
vergrößern und die Bearbeitungs-Genauigkeit zu erhöhen. Da
ferner nur der Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 für
das Schlicht-Schneidplättchen 24 mit hoher Maßgenauigkeit
ausgebildet werden muß, ist es möglich, die
Gesamtherstellungskosten des Werkzeuges zu vermindern.
Darüber hinaus ist die gesamte Auflagefläche des
Schlicht-Schneidplättchens 24 vollständig in Berührung mit
der oberen Fläche der Schneidplättchenunterlage 26 und
deren untere Fläche ist ebenso in Berührung mit dem
Schneidplättchen-Befestigungssitz 22. Bei einer solchen
Anordnung wird der Schneidwiderstand, der auf das
Schlicht-Schneidplättchen 24 einwirkt, voll auf die
Schneidplättchenunterlage 26 übertragen und die Kraft, die
auf diese Schneidplättchenunterlage 26 einwirkt, wird von
dem Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 a aufgenommen. Es
ist folglich möglich, die Sitzstabilität des
Schlicht-Schneidplättchens 24 zu vergrößern, und zwar
selbst dann, wenn das letztere eine relativ lange
Endschneidkante 24 a hat. Da das Schlicht-Schneidplättchen
24 ferner in sehr stabiler Lage verwendet wird, ist es
möglich, die Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche zu
erhöhen.
Bei der Ausführungsform, wie sie in den Fig. 1 bis 10
dargestellt ist, sind die Markierungen A, die als
Anzeigemittel dienen, auf der Vorderseite 16 des
Werkzeugkörpers 12 angeordnet. Als Anzeigemittel können
jedoch auch die üblichen Schneidplättchenunterlagen 4
dienen, wie sie in Fig. 13 dargestellt sind, und die am
jeweiligen Schneidplättchen-Befestigungssitz 22 für die
üblichen Schneidplättchen 30 angebaut sind. Wahlweise
können die Anzeigemittel auch von den Taschen für die
Schlicht-Schneidplättchen 24 gebildet werden, die sich von
den Taschen für die üblichen Schneidplättchen 30
unterscheiden.
In den Fig. 11 und 12 ist ein etwas abgewandeltes
Schlicht-Schneidplättchen 40 dargestellt, welches im
wesentlichen dieselbe Form hat wie ein übliches
Schneidplättchen 42 mit Haupt- und Endschneidkanten 42 a
und 42 b, und das eine Schneidkante hat, die etwas länger
ist als die bei einem üblichen Schneidplättchen 42. Auf
diese Weise hat das Schlicht-Schneidplättchen 40 vier
Endschneidkanten 40 a. Falls ein solches
Schlicht-Schneidplättchen 40 verwendet wird, wird
vorzugsweise eine Schneidplättchenunterlage 44 benutzt,
die im wesentlichen dieselbe Form hat wie das
Schlicht-Schneidplättchen 40, um das
Schlicht-Schneidplättchen 40 davor zu bewahren, über die
Schneidplättchenunterlage 44 hinauszuragen. Das
Schlicht-Schneidplättchen 40 ist so angeordnet, daß die
Endschneidkante 40 a sich senkrecht zu der Achse 0 des
Werkzeugkörpers 12 erstreckt. Ähnlich wie beim oben
beschriebenen Schlicht-Schneidplättchen 24 ist das
Schlicht-Schneidplättchen 40 so angeordnet, daß es sich
von der Endschneidkante 42 b des Schneidplättchens 42 um
ein vorbestimmtes Maß T 1 vom Werkzeugkörper weg nach
vorne erstreckt. Das vorbestimmte Maß T 1 beträgt
zwischen 0,01 und 0,1 mm. Im allgemeinen ist jedoch der
Wert von 0,06 mm geeignet für das vorbestimmte Maß T 1.
Im Falle der Ausbildung, wie sie in den Fig. 11 und 12
dargestellt ist, kann die Schneidplättchenunterlage 24,
die auf den Schneidplättchen-Befestigungssitz montiert
ist, auch als Anzeigemittel dienen.
Die Ausführungsform und deren Abwandlung sind bisher in
Anwendung bei einem Stirnfräser beschrieben worden. Es
versteht sich jedoch, daß die Erfindung ebenso bei einem
Fingerfräser, einem Scheibenfräser oder bei ähnlichen
Werkzeugen angewendet werden kann. Das heißt, daß ähnliche
oder gleiche Vorteile erzielt werden können, wenn die
Erfindung bei anderen geeigneten Schneidwerkzeugen
angewendet wird, bei denen Schlicht-Schneidplättchen
verwendet werden.