-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft allgemein
eine Schneidwerkzeuganordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1, einen Schneideinsatz gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 27 und einen Schneideinsatzhalter gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 40, die für
Fräser
und insbesondere für Stirnradiusfräser verwendet
werden, bei denen ein einzelner austauschbarer Schneideinsatz zwischen Spannbacken
festgehalten wird, zur Verwendung bei Präzisionsfräsarbeiten.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Fräser werden normalerweise zum
Formfräsen
und zum Raumnachformfräsen
in der Kraftfahrzeug-, Flugzeug-, und Formwerkzeugindustrie verwendet.
Um hohe Genauigkeit und gute Oberflächenqualität bei den Bearbeitungserzeugnissen
zu erreichen, die von den Fräsern
hergestellt werden, auf die sich die Erfindung bezieht, sollte der Schneideinsatz
mit einem hohen Grad an Positionierungsgenauigkeit im Fräser gehalten
werden.
-
Ein Problem bei bekannten Fräsern, die
austauschbare Schneideinsätze
verwenden, besteht darin, daß die
letzteren entweder eine flache, plattenähnliche oder allgemein prismatische
Form haben und zwischen zwei Spannbacken eingespannt werden, die
Spannflächen
mit Geometrien aufweisen, die zu denen der Flächen des einzuspannenden Schneideinsatzes
komplementär
sind, d. h. flach bzw. prismatisch. Der Schneideinsatz wird mittels
einer Spannschraube, die durch Durchgangsbohrungen in den Spannbacken
und im Schneideinsatz geführt
wird, in seiner Position fest angeordnet. Aufgrund von Herstellungstoleranzen
ist es schwierig, sicherzustellen, daß der Schneideinsatz auf einer
genauen Mittellinie ist, wenn er im Fräser angeordnet ist. Diese Herstellungstoleranzen
betreffen beispielweise den Durchmesser der Spannschraube, den Durchmesser
der Durchgangsbohrungen und die Lage der Durchgangsbohrungen. Das
heißt,
bei Schneidwerkzeugen, z. B. bei Schaftfräsern, mit einem einzigen austauschbaren
Schneideinsatz, der zwischen Spannbacken gehalten wird, kann die
radiale Lage von zwei diametral entgegengesetzten Schneidkanten
des Schneideinsatzes nur innerhalb der gesamten Herstellungstoleranzen
festgestellt werden. Wenn dies der Fall ist, liegen die Punkte an den
Schneidkanten des Schneideinsatzes nicht unbedingt genau auf einem
Fluchtkreis, der mit der Drehachse des Fräsers konzentrisch ist. Bei
Fräsern mit
flachen, plattenartigen Schneideinsätzen sind die Herstellungstoleranzen
der Spannschraube und der Durchgangsbohrung im Fräser und
im Schneideinsatz die Hauptfaktoren, die zu der Ungenauigkeit der radialen
Lage des Schneideinsatzes beitragen. Die Genauigkeit der radialen
Lage kann verbessert werden, indem Einsätze verwendet werden, die im
allgemeinen prismatische Anschlagflächen haben, die in Spannbacken
mit komplementär
geformten Spannflächen
eingespannt werden. Aber auch in diesem Fall besteht eine Ungenauigkeit
der radialen Lage des Schneideinsatzes. Der Hauptanteil an der Ungenauigkeit
der radialen Lage sind die geometrischen Faktoren, z. B. die Herstellungstoleranz
des Winkels zwischen benachbarten Flächen, einschließlich der prismatischen
Anschlagflächen.
-
In
EP 0 417 862 B1 ist eine Schneidwerkzeuganordnung
beschrieben, die ein effektives Einspannen eines Schneideinsatzes
in einen Einsatzhalter sicherstellt, so daß der Schneideinsatz gegen
eine Verschiebung unter den Schneidkräften effektiv gehalten wird
und so daß die
relative Position des Schneideinsatzes in bezug auf den Schneideinsatzhalter
im wesentlichen unverändert
bleibt, sowohl während
der Schneidvorgänge
als auch wenn der Einsatz ausgetauscht werden muß. In der in
3 von
EP 0 417 862 B1 gezeigten
Ausführungsform
wird das effektive Halten des Schneideinsatzes zwischen Rippen der Spannbacken
des Schneideinsatzhalters und des Schneideinsatzes entlang diskreter,
axial gerichteter Orte erreicht, die in bezug auf eine in Längsrichtung gerichtete
Medianebene und von dieser beabstandet symmetrisch angeordnet sind.
In der in
4 von
EP 0 417 862 B1 gezeigten
Ausführungsform
erfolgt, anstelle des effektiven Haltens entlang diskreter, axial ausgerichteter
Stellen, das Halten entlang enger axial gerichteter gekrümmter Zwischenabschnitte.
-
In beiden Ausführungsformen, die in
EP 0 417 862 B1 beschrieben
sind, sind die Rippen der Spannbacken mit einer Spannfläche mit
einem im wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt ausgebildet, und der Spannkontakt zwischen den Spannflächen der
Spannbacken und dem Schneideinsatz soll entlang vorbestimmter axialer
Stellen stattfinden, indem die Spannflächen des Schneideinsatzes mit
gekrümmten
Seitenabschnitten mit einem größeren Krümmungsradius
als die Spannfläche
der Spannbacke ausgebildet sind und ein gekrümmter Mittelabschnitt mit einem
kleineren Krümmungsradius
als die Spannfläche
der Spannbacke ausgebildet ist.
-
Man beachte, daß in beiden Ausführungsformen,
die in
EP 0 417 862
B1 beschrieben sind, die Spannflächen des Schneideinsatzes einen
ungleichmäßigen Querschnitt
haben, und daß in
beiden Ausführungsformen
die Seitenabschnitte der Spannflächen
der Schneideinsätze
nicht an die Spannflächen der
Spannbacken anstoßen.
Ein Nachteil einer solchen Spannanordnung besteht darin, daß sie nicht auf
Schneidwerkzeuganordnungen, z. B. Schaftfräser, mit einem einzigen austauschbaren
Schneideinsatz, der zwischen ein Paar Spannbacken gehalten wird,
verwendet werden können.
Die Schneideinsätze
dieser Schneidwerkzeuganordnungen haben eine Breite, gemessen zwischen
den Seitenschneidkanten, die größer ist
als ihre Dicke, gemessen zwischen den Spannflächen des Schneideinsatzes,
und die Spannanordnungen, die in
EP 0 417 862 B1 beschrieben sind, würden keinen
entsprechenden Halt für
die Seitenschneidkanten des Schneideinsatzes bieten.
-
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung,
die oben erwähnten
Nachteile zu überwinden
und einen Fräser
bereitzustellen, der eine genaue radiale Lage der austauschbaren
Schneideinsätze
sicherstellt, wenn sie im Fräser
eingespannt sind, wobei gleichzeitig ein entsprechender Halt für die Seitenschneidkanten
des Schneideinsatzes geboten wird.
-
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung,
einen wendbaren Schneideinsatz für
einen solchen Fräser
bereitzustellen.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird eine Schneidwerkzeuganordnung
(20) mit einem Schneideinsatzhalter (22), einem
Schneideinsatz (24) und einer Spannschraube (26)
bereitgestellt, wobei der Schneideinsatzhalter (22) einen
Spannabschnitt (30) umfaßt, der mit einem Körperabschnitt
(28) verbunden ist;
wobei der Spannabschnitt (30)
umfaßt:
eine
untere Spannbacke (34) mit einer unteren Umfangsfläche (46)
und einer oberen Spannfläche
(50);
eine obere Spannbacke (32), die mit
der unteren Spannbacke (34) elastisch verbunden ist, wobei
die obere Spannbacke (32) eine untere Spannfläche (42) und
eine obere Umfangsfläche
(38) aufweist;
eine Durchgangsbohrung (44),
die durch die obere und untere Spannbacke führt, wobei die Durchgangsbohrung
entweder in der oberen oder in der unteren Spannbacke mit Gewinde
versehen ist;
einen Einsatzaufnahmeschlitz (36), der
zwischen der oberen und unteren Spannfläche (50, 42)
eingegrenzt ist; wobei der Schneideinsatz (24) umfaßt:
eine
obere Einsatzspannfläche
(64), die durch eine obere Kante (70) begrenzt
ist;
eine untere Einsatzspannfläche (66), die durch
eine untere Kante (72) begrenzt ist;
eine Umfangsseitenfläche (68)
zwischen der oberen Einsatzspannfläche (64) und der unteren
Einsatzspannfläche
(60);
zumindest eine Schneidkante, die der Umfangsseitenfläche zugeordnet
ist;
zumindest ein Durchgangsloch (118), das durch
den Schneideinsatz (24) zwischen der oberen und der unteren
Einsatzspannfläche
führt;
wobei:
die
obere Einsatzspannfläche
(64) mit einem Abschnitt einer ersten Zylinderfläche mit
einem ersten Krümmungsradius
r1 und einer ersten Zylinderachse übereinstimmt;
die untere
Einsatzspannfläche
(66) mit einem Abschnitt einer zweiten Zylinderfläche mit
einem zweiten Krümmungsradius
r2 und einer zweiten Zylinderachse übereinstimmt;
die obere
Spannfläche
(50) der unteren Spannbacke (34) zumindest teilweise
mit einem Abschnitt einer dritten Zylinderfläche mit einem dritten Krümmungsradius
R2 und einer dritten Zylinderachse übereinstimmt;
die untere
Spannfläche
(42) der oberen Spannbacke (32) zumindest teilweise
mit einem Abschnitt einer vierten Zylinderfläche mit einem vierten Krümmungsradius
R1 und einer vierten Zylinderachse übereinstimmt;
in einer
Vorderansicht der Schneidwerkzeuganordnung die obere und untere
Spannfläche
(50, 42) der oberen und unteren Spannbacke (34, 32)
jeweils zumindest teilweise konvex sind und die untere und die obere
Einsatzspannfläche
(66, 64) konkav sind;
der Schneideinsatz
(24) im Einsatzaufnahmeschlitz (36) in einer festgehaltenen
Position mittels der Spannschraube (26) gehalten wird,
die durch die Durchgangsbohrung (44) in der oberen und
unteren Spannbacke des Schneideinsatzhalters und durch das zumindest
eine Durchgangsloch (118) im Schneideinsatz (24)
reicht und in die Gewindedurchgangsbohrung entweder in der oberen
oder unteren Spannbacke eingeschraubt wird;
die untere Spannfläche (42)
der oberen Spannbacke (32) mit der oberen Einsatzspannfläche (64)
in zumindest einem oberen Kontaktbereich (64') in Eingriff tritt und die obere
Spannfläche
(50) der unteren Spannbacke (34) mit der unteren
Einsatzfläche
(66) in zumindest einem unteren Kontaktbereich (66') in Eingriff
tritt;
dadurch gekennzeichnet, daß:
der zumindest eine
obere Kontaktbereich zumindest zwei Außenbereiche (64') der oberen
Einsatzspannfläche
(64) umfaßt
und der zumindest eine untere Kontaktbereich zumindest zwei Außenbereiche
(66') der
unteren Einsatzspannfläche
(66) umfaßt.
-
Vorzugsweise hat der Schneideinsatzhalter (22)
eine Drehachse (A) und der Schneideinsatz (24) eine Drehsymmetrie-Längsachse (B) und einen Mittelpunkt
(128), durch den die Drehsymmetrie-Längsachse (B) läuft, wobei
die Drehsymmetrie-Längsachse
(B) eine Drehachse des Schneideinsatzes bildet, um den der Schneideinsatz
eine 180°-Drehsymmetrie
hat.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
sind der erste Krümmungsradius
und der zweite Krümmungsradius
gleich, r1 = r2, so daß ein
Krümmungsradius
r der Schneideinsatzspannflächen
definiert ist, und der dritte und vierte Krümmungsradius sind gleich, R1
= R2, so daß ein
Krümmungsradius
R der Spannflächen
der Spannbacken definiert ist.
-
Erfindungsgemäß ist der Krümmungsradius R
der Spannflächen
der Spannbacken größer als
der Krümmungsradius
r der Schneideinsatzspannflächen.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
ist r = 16 mm und R = 16,2 mm.
-
Erfindungsgemäß hat der Schneideinsatz eine
Breite W, die größer ist
als eine Dicke T, wobei die Breite und die Dicke in einer Vorderansicht
des Schneideinsatzes als Abstand zwischen gegenüberliegenden Abschnitten der
Umfangsseitenfläche
bzw. als maximaler Abstand zwischen der oberen und unteren Einsatzspannfläche gemessen
werden.
-
Im allgemeinen liegt das Verhältnis W/T
im Bereich von 2,5 bis 4,0.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
ist W/T gleich 3,3. Ferner hat der Schneideinsatz erfindungsgemäß eine Breite
W, die größer ist
als eine Dicke t, wobei die Breite und die Dicke in einer Vorderansicht
des Schneideinsatzes als Abstand zwischen gegenüberliegenden Abschnitten der
Umfangsseitenfläche
bzw. als minimaler Abstand zwischen der oberen und der unteren Einsatzspannfläche gemessen
werden.
-
Im allgemeinen liegt W/t im Bereich
von 4,0 bis 6,0. Gemäß einer
spezifischen Anwendung ist W/t gleich 5,3. Gemäß noch einer weiteren spezifischen Anwendung
ist der Krümmungsradius
r der Schneideinsatzspannflächen
annähernd
gleich W und der Krümmungsradius
R der Spannflächen
des Spannbackens annähernd
gleich W.
-
Im allgemeinen hat der Einsatzaufnahmeschlitz
(36) ein vorderes Ende (36') zum Aufnehmen eines Schneideinsatzes
und ein hinteres Ende (36''), an dem die
obere Spannbacke elastisch mit der unteren Spannbacke verbunden
ist.
-
Vorzugsweise ist das hintere Ende
(36'') des Einsatzaufnahmeschlitzes
(36) mit zumindest einer Einsatzaxialpositionierungsfläche (56, 58)
quer zur Drehachse (A) des Schneideinsatzhalters (22) versehen.
-
Noch mehr bevorzugt ist das hintere
Ende (36'') des Einsatzaufnahmeschlitzes
(36) mit zumindest einer im allgemeinen zylindrischen Nut
(60, 62) quer zur Drehachse (A) des Schneideinsatzhalters (22)
und angrenzend an die zumindest eine Einsatzaxialpositionierungsfläche (56, 58)
versehen.
-
Noch mehr bevorzugt hat der Schneideinsatz
(24) zwei Endabschnitte (24', 24'')
angrenzend an die Drehachse (B) des Schneideinsatzes (24),
wobei zumindest einer der beiden Endabschnitte (24', 24'') mit axialen Anschlagflächen (88a, 88b, 90a, 90b)
quer zur Drehachse (B) des Schneideinsatzes (24) versehen
ist, Vorzugsweise sind die axialen Anschlagflächen (88a, 88b, 90a, 90b)
geschliffen.
-
Gemäß einer ersten spezifischen
Anwendung ist das zumindest eine Durchgangsloch (118) im
Schneideinsatz (100) als kreisförmige Bohrung (102)
mit einer Bohrungsachse (104) implementiert, die sich im
wesentlichen in der Mitte des Schneideinsatzes in einer Draufsicht
des Schneideinsatzes befindet, wobei die Bohrungsachse senkrecht
zur Drehachse (B) des Schneideinsatzes ist.
-
Gemäß einer zweiten spezifischen
Anwendung ist das zumindest eine Durchgangsloch (118) im
Schneideinsatz (106) als zwei kreisförmige Bohrungen (108, 110)
implementiert, wobei jede kreisförmige
Bohrung eine Bohrungsachse (112, 114) und einen
Bohrungsdurchmesser (D1, D2) hat, wobei der Bohrungsdurchmesser
jeder kreisförmigen
Bohrung im wesentlichen gleich ist (D1 = D2 = D), wobei sich jede
Bohrungsachse im wesentlichen im gleichen Abstand (X1 = X2 = X)
von der Mitte (116) des Schneideinsatzes (106)
in der Draufsicht des Schneideinsatzes befindet, wobei die Bohrungsachsen
senkrecht zur Drehachse (B) des Schneideinsatzes (106)
sind und der Abstand (2X) zwischen den beiden Bohrungsachsen
(112, 114) größer ist
als der Bohrungsdurchmesser (D).
-
Gemäß einer dritten spezifischen
Anwendung der Erfindung ist das zumindest eine Durchgangsloch (118)
durch zwei sich schneidende kreisförmige Bohrungen (120, 122)
implementiert, wobei jede kreisförmige
Bohrung eine Bohrungsachse (134, 126) und einen
Bohrungsdurchmesser (D1, D2) hat, wobei der Bohrungsdurchmesser
jeder kreisförmigen
Bohrung im wesentlichen gleich ist (D1 = D2 = D), wobei sich jede
Bohrungsachse im wesentlichen im gleichen Abstand von der Mitte
(128) des Schneideinsatzes (24) in einer Draufsicht
des Schneideinsatzes befindet, wobei jede Bohrungsachse senkrecht
zur Drehachse (B) des Schneideinsatzes ist und der Abstand (Y) zwischen
den beiden Bohrungsachsen kleiner ist als der Bohrungsdurchmesser
(D) .
-
Gemäß der zweiten spezifischen
Anwendung der Erfindung wird der Schneideinsatz (106) im Einsatzaufnahmeschlitz
(36) in einer festgehaltenen Position mittels einer Spannschraube
(26) gehalten, die durch die Durchgangsbohrung in oberen
und unteren Spannbacken des Schneideinsatzhalters und durch die
kreisförmige
Bohrung im Schneideinsatz reicht, die dem vorderen Ende (36') des Einsatzaufnahmeschlitzes
(36) am nächsten
ist, und in die Gewindedurchgangsbohrung (52) entweder
in der oberen oder unteren Spannbacke eingeschraubt wird.
-
Gemäß der dritten spezifischen
Anwendung der Erfindung wird der Schneideinsatz (24) im
Einsatzaufnahmeschlitz (36) in einer festgehaltenen Position
mittels einer Spannschraube (26) gehalten, die durch die
Durchgangsbohrung in der oberen und unteren Spannbacke des Schneideinsatzhalters
und durch die kreisförmige
Bohrung (120) im Schneideinsatz (24) reicht, die
dem vorderen Ende (36')
des Einsatzaufnahmeschlitzes (36) am nächsten ist, und wird in die
Gewindedurchgangsbohrung (52) entweder in der oberen oder
unteren Spannbacke eingeschraubt.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
der Erfindung ist die Umfangsseitenfläche (68) des Schneideinsatzes
(24, 100, 106) mit zwei diametral entgegengesetzten
Paaren von Schneidkanten (74a, 74b; 76a, 76b)
versehen, so daß,
wenn der Schneideinsatz im Einsatzaufnahmeschlitz gehalten wird,
sich ein Paar Schneidkanten (74a, 74b) näher am vorderen
Ende (36')
des Einsatzaufnahmeschlitzes (36) befindet und ein Paar
betriebsfähige Schneidkanten
bildet und sich das andere Paar Schneidkanten (76a, 76b)
näher am
hinteren Ende (36')
des Einsatzaufnahmeschlitzes befindet und ein Paar nichtbetriebsfähige Schneidkanten
bildet.
-
Vorzugsweise ist die Umfangsseitenfläche mit
zwei diametral entgegengesetzten Kerben (78', 78'')
versehen, die sich auf einer ersten Drehsymmetrie-Querachse (T1)
befinden und die eine Trennung zwischen diametral entgegengesetzten
Sätzen
von Schneidkanten (74a, 74b; 76a, 76b)
bilden, wobei die erste Drehsymmetrie-Querachse (T1) durch die Umfangsseitenfläche (68)
läuft und
senkrecht zur Drehsymmetrie-Längsachse
(B) ist, wobei der Schneideinsatz eine 180°-Drehsymmetrie um die erste
Drehsymmetrie-Querachse (T1) aufweist.
-
Normalerweise umfaßt jedes
Paar Schneidkanten (74a, 74b; 76a, 76b)
eine Schneidkante (74b; 76b), die sich von einem
Bereich nahe der Stelle, wo die Drehsymmetrie-Längsachse (B) durch die Umfangsseitenfläche (68)
läuft,
nach oben zu einer Kerbe erstreckt, während sich die andere Schneidkante (74a; 76a)
von dem gleichen Bereich nahe der Stelle, wo die Drehsymmetrie-Längsachse
durch die Umfangsseitenfläche
läuft,
nach unten zu der diametral entgegengesetzten Kerbe erstreckt.
-
Im allgemeinen ist jede Schneidkante
mit einer Freifläche
(80) und einer Spanfläche
(82) versehen.
-
Es wird ferner erfindungsgemäß bereitgestellt
ein Schneideinsatz (24) mit einer Längsdrehachse (B) und einer
Mitte (128), durch die die Längsachse (B) läuft, wobei
die Längsachse
(B) eine Drehachse des Schneideinsatzes bildet, wobei der Schneideinsatz
(24) umfaßt:
eine
obere Einsatzspannfläche
(64), die durch eine obere Kante (70) begrenzt
ist;
eine untere Einsatzspannfläche (66), die durch
eine untere Kante (72) begrenzt ist;
eine Umfangsseitenfläche (68)
zwischen der oberen Einsatzspannfläche (64) und der unteren
Einsatzspannfläche
(60);
zumindest eine Schneidkante, die der Umfangsseitenfläche zugeordnet
ist;
zumindest ein Durchgangsloch (118), das durch
den Schneideinsatz (24) zwischen der oberen und unteren
Einsatzspannfläche
führt;
wobei:
die
obere Einsatzspannfläche
(64) mit einem Abschnitt einer ersten Zylinderfläche mit
einem ersten Krümmungsradius
r1 und einer ersten Zylinderachse übereinstimmt;
die untere
Einsatzspannfläche
(66) mit einem Abschnitt einer zweiten Zylinderfläche mit
einem zweiten Krümmungsradius
r2 und einer zweiten Zylinderachse übereinstimmt.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
sind der erste Krümmungsradius
und der zweite Krümmungsradius
gleich, r1 = r2, so daß ein
Krümmungsradius
r der Schneideinsatzspannflächen
definiert ist.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
bildet eine Längsachse
(B) ferner eine Drehsymmetrieachse des Schneideinsatzes, um die
der Schneideinsatz eine 180°-Drehsymmetrie
hat.
-
Erfindungsgemäß hat der Schneideinsatz eine
Breite W, die größer ist
als eine Dicke T, wobei die Breite und die Dicke in einer Vorderansicht
des Schneideinsatzes als der Abstand zwischen gegenüberliegenden
Abschnitten der Umfangsseitenfläche bzw.
als maximaler Abstand zwischen der oberen und der unteren Spannfläche gemessen
werden.
-
Im allgemeinen liegt W/T im Bereich
von 2,5 bis 4,0. Entsprechend einer spezifischen Anwendung ist W/T
gleich 3,3.
-
Ferner hat der Schneideinsatz erfindungsgemäß eine Breite
W, die größer ist
als eine Dicke t, wobei die Breite und die Dicke in einer Seitenansicht des
Schneideinsatzes als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Abschnitten der
Umfangsseitenfläche
bzw. ein minimaler Abstand zwischen der oberen und der unteren Einsatzspannfläche gemessen werden.
-
Im allgemeinen liegt W/t im Bereich
von 4,0 bis 6,0. Gemäß einer
spezifischen Anwendung ist W/T gleich 5,3. Noch mehr bevorzugt hat
der Schneideinsatz (24) zwei Endabschnitte (24', 24'') angrenzend an die Drehachse (B)
des Schneideinsatzes (24), wobei zumindest einer der beiden
Endabschnitte (24'; 24'') mit axialen Anschlagflächen (88a, 88b, 90a, 90b)
quer zur Drehachse des Schneideinsatzes (24) versehen ist.
-
Vorzugsweise sind die axialen Anschlagflächen (88a, 88b, 90a, 90b)
geschliffen.
-
Gemäß einer ersten spezifischen
Anwendung ist zumindest ein Durchgangsloch (118) im Schneideinsatz
(100) als kreisförmige
Bohrung (102) durch eine Bohrungsachse (104) implementiert,
die sich im wesentlichen in der Mitte des Schneideinsatzes in einer
Draufsicht des Schneideinsatzes befindet, wobei die Bohrungsachse
senkrecht zur Drehachse (B) des Schneideinsatzes ist.
-
Gemäß einer zweiten spezifischen
Anwendung ist das zumindest eine Durchgangsloch (118) im
Schneideinsatz (106) als zwei kreisförmige Bohrungen (108, 110)
implementiert, wobei jede kreisförmige
Bohrung eine Bohrungsachse (112, 114) und einen
Bohrungsdurchmesser (D1, D2) hat, wobei der Bohrungsdurchmesser
jeder kreisförmigen
Bohrung im wesentlichen gleich ist (D1 = D2 = D), wobei sich jede
Bohrungsachse im wesentlichen im gleichen Abstand (X1 = X2 = X)
von der Mitte (116) des Schneideinsatzes (106)
in einer Draufsicht des Schneideinsatzes befindet, wobei die Bohrungsachsen
senkrecht zur Drehachse (B) des Schneideinsatzes (106)
sind und der Abstand (2X) zwischen den Bohrungsachsen (112, 114)
größer ist
als der Bohrungsdurchmesser (D).
-
Gemäß einer dritten spezifischen
Anwendung der Erfindung ist das zumindest eine Durchgangsloch (118)
durch zwei sich schneidende kreisförmige Bohrungen (120, 122)
implementiert, wobei jede kreisförmige
Bohrung eine Bohrungsachse (124, 126) und einen
Bohrungsdurchmesser (D1, D2) hat, wobei der Bohrungsdurchmesser
jeder kreisförmigen
Bohrung im wesentlichen gleich ist (D1 = D2 = D), wobei sich jede
Bohrungsachse im wesentlichen im gleichen Abstand von der Mitte
(128) des Schneideinsatzes (24) in einer Draufsicht
des Schneideinsatzes befindet, wobei die Bohrungsachsen senkrecht
zur Drehachse (B) des Schneideinsatzes sind und der Abstand (Y)
zwischen beiden Bohrungsachsen kleiner ist als der Bohrungsdurchmesser
(D).
-
Ferner wird erfindungsgemäß noch bereitgestellt
ein Schneideinsatzhalter (22) mit einer Drehachse A und
einem Spannabschnitt (30), der mit einem Körperabschnitt
(28) verbunden ist;
wobei der Spannabschnitt (30)
umfaßt:
eine
untere Spannbacke (34) mit einer unteren Umfangsfläche (46)
und einer oberen Spannfläche
(50);
eine obere Spannbacke (32), die elastisch
mit der unteren Spannbacke (34) verbunden ist, wobei die
obere Spannbacke (32) eine untere Spannfläche (42) und
eine obere Umfangsfläche
(38) hat;
eine Durchgangsbohrung (44), die
durch die obere und untere Spannbacke führt, wobei die Durchgangsbohrung
entweder in der oberen oder in der unteren Spannbacke mit Gewinde
versehen ist; und
einen Einsatzaufnahmeschlitz (36),
der zwischen der oberen und der unteren Spannfläche (50, 42)
eingegrenzt ist; wobei:
die obere Spannfläche (50) der unteren
Spannbacke (34) zumindest teilweise mit einem Abschnitt
einer dritten Zylinderfläche
mit einem dritten Krümmungsradius
R2 und einer dritten Zylinderachse übereinstimmt;
die untere
Spannfläche
(42) der oberen Spannbacke (32) zumindest teilweise
mit einem Abschnitt einer vierten Zylinderfläche mit einem vierten Krümmungsradius
R1 und einer vierten Zylinderachse übereinstimmt; und
in einer
Vorderansicht der Schneidwerkzeuganordnung die obere und untere
Spannfläche
(50, 42) der unteren und oberen Spannbacke (34, 32)
jeweils zumindest teilweise konvex sind.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
sind der dritte Krümmungsradius
und der vierte Krümmungsradius
gleich, R1 = R2, so daß ein
Krümmungsradius
R der Spannflächen
der Spannbacken definiert ist.
-
Im allgemeinen hat der Einsatzaufnahmeschlitz
(36) ein vorderes Ende (36') zum Aufnehmen eines Schneideinsatzes
und ein hinteres Ende (36''), an dem die
obere Spannbacke elastisch mit der unteren Spannbacke verbunden
ist.
-
Vorzugsweise ist das hintere Ende
(36'') des Einsatzaufnahmeschlitzes
(36) mit zumindest einer Einsatzaxialpositionierungsfläche (56, 58)
quer zur Drehachse (A) des Schneideinsatzhalters (22) versehen.
-
Noch mehr bevorzugt ist das hintere
Ende (36'') des Einsatzaufnahmeschlitzes
(36) mit zumindest einer im allgemeinen zylindrischen Nut
(60, 62) quer zur Drehachse (A) des Schneideinsatzhalters (22)
und angrenzend an die zumindest eine Einsatzaxialpositionierungsfläche (56, 58)
versehen.
-
Gemäß einer Ausführungsform
ist die untere Spannfläche
(42) der oberen Spannbacke (32) in drei Bereiche
geteilt, wobei zwei im wesentlichen identische äußere Bereiche (42') einen ersten
Krümmungsradius
haben und ein mittlerer Bereich (42'') einen
zweiten Krümmungsradius
hat, und die obere Spannfläche
(50) der unteren Spannbacke (34) ist in drei Bereiche
geteilt, wobei zwei im wesentlichen identische äußere Bereiche (50') einen ersten
Krümmungsradius
haben und ein mittlerer Bereich (50'') einen
zweiten Krümmungsradius
hat.
-
Vorzugsweise ist der zweite Krümmungsradius
größer als
der erste Krümmungsradius.
-
Ferner wird erfindungsgemäß noch bereitgestellt
eine Spannschraube (26) mit einer Schraubenachse C und
mit:
einem oberen Abschnitt (140);
einem mittleren
Abschnitt (142); und
einem unteren Abschnitt (144);
wobei
der obere Abschnitt (140) einen oberen zylindrischen Abschnitt
(146) und einen oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt (148)
umfaßt,
der obere kegelstumpfförmige
Abschnitt (148) sich vom oberen zylindrischen Abschnitt
(146) nach unten und nach innen zum mittleren Abschnitt
(142) verjüngt,
der obere Spannschraubenabschnitt (140) mit einem Steckschlüsseleinsatz
(149) versehen ist, zum Aufnehmen eines Schlüssels zum
Anziehen oder Lösen der
Spannschraube (26), der mittlere Spannschraubenabschnitt
(142) einen mittleren zylindrischen Abschnitt (150)
hat, der an seinem oberen Ende mit dem oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt
(148) und an seinem unteren Ende mit einem mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitt
(152) verbunden ist, der mittlere kegelstumpfförmige Abschnitt
(152) sich von seinem oberen Ende nach unten und nach innen
zu seinem unteren Ende verjüngt,
an seinem unterem Ende der mittlere kegelstumpfförmige Abschnitt (152) durch
einen schmalen Halsabschnitt (154) mit dem unteren Spannschraubenabschnitt
(144) verbunden ist, der untere Spannschraubenabschnitt
(144) einen Gewindeabschnitt (156) der Spannschraube
(26) umfaßt,
der mittlere kegelstumpfförmige
Abschnitt (152) sich mit einem Winkel Q zur Schraubenachse C
verjüngt.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
Zum besseren Verständnis der
Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen mit Bezug auf die
beigefügten
Zeichnungen die Erfindung beschrieben, wobei die Zeichnungen folgendes
zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht einer Schneidwerkzeuganordnung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
-
2 eine
auseinandergezogene Ansicht der Schneidwerkzeuganordnung in 1;
-
3a eine
perspektivische Unteransicht des Schneideinsatzhalters, der in 2 gezeigt ist, wobei die
untere Spannbacke der Übersichtlichkeit halber
entfernt ist;
-
3b eine
perspektivische Draufsicht des Schneideinsatzhalters, der in 2 gezeigt ist, wobei die
obere Spannbacke der Übersichtlichkeit
halber entfernt ist;
-
4a entspricht 3a bis auf einen Schneideinsatzhalter,
bei dem die untere Spannfläche
der oberen Spannbacke in drei Bereiche geteilt ist;
-
4b entspricht 3b bis auf einen Schneideinsatzhalter,
bei dem die obere Spannfläche
der unteren Spannbacke in drei Bereiche geteilt ist;
-
5a ist
eine Vorderansicht des Schneideinsatzhalters gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
5b entspricht 5a bis auf einen Schneideinsatzhalter,
bei dem die Spannflächen
der Spannbacken in drei Bereiche geteilt sind;
-
6 ist
eine Vorderansicht des Schneideinsatzes gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Schneideinsatzes, der in 2 gezeigt
ist;
-
8 ist
eine Draufsicht des Schneideinsatzes, der in 7 gezeigt ist;
-
9 ist
eine Draufsicht eines Schneideinsatzes gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung mit einer kreisförmigen
Durchgangsbohrung;
-
10 ist
eine Draufsicht eines Schneideinsatzes gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung mit zwei sich nichtüberschneidenden kreisförmigen Durchgangsbohrungen;
-
11 ist
eine Seitenansicht einer Spannschraube, die zum Einspannen eines
Schneideinsatzes in einem Schneideinsatzhalter gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird.
-
12 ist
eine Seitenschnittansicht in einer Längsmedianebene der Schneidwerkzeuganordnung
in 1 und zeigt die Spannschraube
in einer Ausgangsposition vor Eingriff mit der oberen Spannbacke
des Schneideinsatzhalters;
-
13 ist
eine Seitenschnittansicht in einer Längsmedianebene der Schneidwerkzeuganordnung
in 1 und zeigt eine
Spannschraube in einer Ausgangsposition in Eingriff mit der oberen
Spannbacke des Schneideinsatzhalters, aber vor Ausübung einer
Kraft auf die Spannbacken;
-
14 ist
eine Vorderansicht der Schneidwerkzeuganordnung und zeigt die Lage
der Einsatzspannflächen
relativ zu den Spannflächen
der Spannbacken für 12 und 13;
-
15 ist
eine Seitenschnittansicht der Schneidwerkzeuganordnung von 1 in einer Längsmedianebene
und zeigt die Spannbacken in Eingriff mit den Einsatzspannflächen, aber
vor dem endgültigen
Anziehen der Spannschraube;
-
16 ist
eine Seitenschnittansicht der Schneidwerkzeuganordnung von 1 in einer Längsmedianebene
und zeigt die axialen Anschlagflächen
hinter dem Schneideinsatz, die mit den Einsatzaxialpositionierungsflächen hinter
dem Einsatzaufnahmeschlitz in Eingriff sind, nach dem endgültigen Anziehen
der Spannschraube;
-
17 ist
eine Vorderansicht der Schneidwerkzeuganordnung gemäß 16; und
-
18 ist
eine Vorderansicht der Schneidwerkzeuganordnung mit einem Schneideinsatzhalter, bei
dem die Spannflächen
der Spannbacken in drei Bereiche geteilt sind, und zeigt die Situation
nach dem endgültigen
Anziehen der Spannschraube.
-
Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
-
Zuerst betrachten wir 1, 2, 3a, 3b und 5a. Wie gezeigt, umfaßt eine Schneidwerkzeuganordnung 20 einen
Schneideinsatzhalter 22 mit einer Drehachse A, einen Schneideinsatz 24 und
eine Spannschraube 26 zum festen Anordnen des Schneideinsatzes
im Schneideinsatzhalter. Der Schneideinsatzhalter 22 umfaßt einen
langgestreckten zylindrischen Körperabschnitt 28 und
in seinem vorderen Abschnitt einen Spannabschnitt 30. Der Spannabschnitt 30 besteht
aus einer oberen Spannbacke 32, die von einer unteren Spannbacke 34 durch
einen Einsatzaufnahmeschlitz 36 getrennt ist. Die obere
Spannbacke 32 hat eine obere Umfangsfläche 38 mit einer Spanabführungsvertiefung 40 in ihrem
vorderen Abschnitt, eine untere Spannfläche 42 und eine Durchgangsbohrung 44 quer
zur Drehachse A. Die untere Spannbacke 34 hat eine untere Umfangsfläche 46 mit
einer Spanabführungsvertiefung 48 in
ihrem vorderen Abschnitt, eine obere Spannfläche 50 und eine Gewindebohrung 52 quer zur
Drehachse A und ausgerichtet mit der Durchgangsbohrung 44 in
der oberen Spannbacke. Die Begriffe "obere", "untere", "vordere" und "hintere" werden hier mit
Bezug auf die Ausrichtung des Schneideinsatzhalters 22 und
des Schneideinsatzes 24 verwendet, wie in 1 und 2 gezeigt.
Somit hat der Schneideinsatz 24 ein vorderes Ende 24' und ein hinteres
Ende 24''. Ebenso hat
der Einsatzaufnahmeschlitz 36 ein vorderes Ende 36' und ein hinteres Ende 36''.
-
Die obere Spannbacke ist mit der
unteren Spannbacke am hinteren Ende des Einsatzaufnahmeschlitzes über einen
Schlitz 54 quer zur Drehachse A elastisch verbunden. Angrenzend
an den Schlitz 54 sind zwei Einsatzaxialpositionierungsflächen quer zur
Drehachse A, eine untere Einsatzaxialpositionierungsfläche 56 und
eine obere Einsatzaxialpositionierungsfläche 58. Eine untere
im allgemeinen zylindrische Nut 60 quer zur Drehachse A
befindet sich zwischen der unteren Einsatzaxialpositionie rungsfläche 56 und
der oberen Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34. Eine obere, im allgemeinen zylindrische
Nut 62 quer zur Drehachse A befindet sich zwischen der
oberen Einsatzaxialpositionierungsfläche 58 und der unteren
Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform
des Schneideinsatzhalters 22 stimmt die untere Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 mit einem Abschnitt einer Zylinderfläche mit
einem Krümmungsradius
R1 und einer Zylinderachse im allgemeinen parallel zur Drehachse
A überein,
so daß in
einer Seitenansicht des Schneideinsatzhalters 22 die untere Spannfläche der
oberen Spannbacke konvex ist (siehe 3a und 5a). Die obere Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34 stimmt mit einem Abschnitt einer
Zylinderfläche
mit einem Krümmungsradius
R2 und einer Zylinderachse im allgemeinen parallel zur Drehachse
A überein,
so daß in
einer Seitenansicht des Schneideinsatzhalters 22 die obere
Spannfläche der
unteren Spannbacke konvex ist (siehe 3b und 5a). Im allgemeinen müssen die
Krümmungsradien
R1 und R2 der oberen und der unteren Spannfläche 50, 42 nicht
identisch sein.
-
4a, 4b und 5b zeigen eine zweite Ausführungsform
des Schneideinsatzhalters 22. Gemäß dieser Ausführungsform,
die eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist, ist die untere Spannfläche 42 der oberen
Spannbacke 32 in drei Bereiche geteilt, zwei im wesentlichen
identische äußere Bereiche 42' auf beiden
Seiten eines mittleren Bereichs 42''.
Der Begriff "im
wesentlichen identisch" wird
in diesem Zusammenhang verwendet, um anzugeben, daß die beiden äußeren Bereiche 42' innerhalb der Herstellungstoleranzen
miteinander identisch sind. Jeder der beiden äußeren Bereiche stimmt mit einem Abschnitt
einer gemeinsamen Zylinderfläche
mit einem Krümmungsradius
R1 und einer Zylinderachse im allgemeinen parallel zur Drehachse
A überein, während der
mittlere Bereich 42'' entweder planar
ist oder mit einem Abschnitt einer Zylinderfläche mit einem Krümmungsradius
R1' übereinstimmt,
der größer ist
als der Krümmungsradius
R1 der äußeren Bereiche 42'. Deshalb stimmt
gemäß dieser
Ausführungsform
die untere Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 zumindest teilweise mit einem Ab schnitt
einer Zylinderfläche überein.
Ebenso kann die obere Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34 so ausgebildet sein, daß sie zumindest
teilweise mit einem Abschnitt einer Zylinderfläche übereinstimmt, indem sie in
drei Bereiche geteilt ist, zwei im wesentlichen identische äußere Bereiche 50' auf beiden
Seiten eines mittleren Bereichs 50''.
Jeder der beiden äußeren Bereiche
stimmt mit einem Abschnitt einer gemeinsamen Zylinderfläche mit
einem Krümmungsradius
R2 und einer Zylinderachse überein,
die im allgemeinen parallel zur Drehachse A ist, während der mittlere
Bereich 50'' entweder eben
ist oder mit einem Abschnitt einer Zylinderfläche mit einem Krümmungsradius
R2' übereinstimmt,
der größer ist
als der Krümmungsradius
R2 der äußeren Bereiche 50'.
-
Wir betrachten nunmehr 6 bis 8. Der Schneideinsatz 24 umfaßt eine
obere Einsatzspannfläche 64,
eine untere Einsatzspannfläche 66 und eine
Umfangsseitenfläche 68 zwischen
der oberen Einsatzspannfläche
und der unteren Einsatzspannfläche.
Die obere Einsatzspannfläche 64 schneidet die
Umfangsseitenfläche 68 an
einer oberen Kante 70, und die untere Einsatzspannfläche 66 schneidet die
Umfangsseitenfläche 68 an
einer unteren Kante 72. Die obere Kante 70 bildet
eine Umfangsgrenze der oberen Einsatzspannfläche 64, und ebenso
bildet die untere Kante 72 eine Umfangsgrenzfläche der unteren
Einsatzspannfläche 66.
Der Schneideinsatz 24 hat eine Längsdrehachse B. Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
bildet die Drehachse B eine Symmetriedrehachse des Schneideinsatzes, um
die der Schneideinsatz eine 180°-Drehsymmetrie hat,
und die untere Kante 72 entspricht in der Form der oberen
Kante 70, infolge der 180°-Drehsymmetrie des Schneideinsatzes
um die Drehsymmetrieachse B.
-
Der Schneideinsatz 24 ist
wendbar, und daher ist die Umfangsseitenfläche 68 des Schneideinsatzes
mit zwei diametral entgegengesetzten Paaren von Schneidkanten versehen,
einem vorderen Paar von Schneidkanten 74a, 74b und
einem hinteren Paar von Schneidkanten 76a, 76b.
Wenn der Schneideinsatz 24 im Einsatzaufnahmeschlitz 36 gehalten
wird, befindet sich das vordere Paar von Schneidkanten 74a, 74b näher am vorderen
Ende der Einsatzaufnahmevertiefung und bildet ein Paar betriebsfä hige Schneidkanten,
und ein hinteres Paar Schneidkanten 76a, 76b befindet
sich näher
am hinteren Ende der Einsatzaufnahmetasche und bildet ein Paar nichtbetriebsfähige Schneidkanten.
-
Der Schneideinsatz hat eine erste
Querachse T1, die durch die Umfangsseitenfläche 68 läuft und
senkrecht zur Längsdrehachse
B ist. Der Schneideinsatz hat eine zweite Querachse T2 senkrecht
zur Längsdrehachse
B und zur ersten Querachse T1, wobei der Schneideinsatz eine 180°-Drehsymmetrie
um die zweite Drehsymmetrie-Querachse T2 hat.
-
Die Umfangsseitenfläche ist
mit zwei diametral entgegengesetzten Kerben 78', 78'' versehen, die sich auf der ersten
Querachse T1 befinden und die eine Trennung zwischen den diametral
entgegengesetzten Paaren von Schneidkanten, d. h. zwischen dem vorderen
Paar 74a, 74b und dem hinteren Paar von Schneidkanten 76a, 76b,
darstellt.
-
Was das vordere Paar von Schneidkanten betrifft,
so erstreckt sich die Schneidkante 74a von einem Bereich
nahe der Stelle, wo die Drehsymmetrie-Längsachse B durch die Umfangsseitenfläche 68 läuft, nach
unten und nach hinten zur Kerbe 78', während sich die andere Schneidkante 74b vom
gleichen Bereich nahe der Stelle, wo die Drehsymmetrie-Längsachse
B durch die Umfangsseitenfläche 68 läuft, nach
unten und nach hinten zur diametral gegenüberliegenden Kerbe 78''. Infolge der symmetrischen Eigenschaft
des Schneideinsatzes ist das hintere Paar Schneidkanten identisch
mit dem vorderen Paar Schneidkanten. Jede Schneidkante ist mit einer Freifläche 80 und
einer Spanfläche 82 versehen.
-
Die obere Einsatzspannfläche 64 stimmt
mit einem Abschnitt einer Zylinderfläche mit einem Krümmungsradius
r1 und einer Zylinderachse im allgemeinen parallel zur Drehsymmetrie-Längsachse B überein. Ebenso stimmt die untere
Einsatzspannfläche 66 mit
einem Abschnitt einer Zylinderfläche
mit einem Krümmungsradius
r2 und einer Zylinderachse im allgemeinen parallel zur Drehsymmetrie-Längsachse
B überein.
Daher sind in einer Seitenansicht des Schneideinsatzes 24 die
obere und die untere Spannfläche
des Einsatzes konkav (siehe 6).
Im allgemeinen müssen
die Krümmungsradien
r1, r2 der oberen und der unteren Einsatzspannfläche nicht identisch sein.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Krümmungsradien
r1, r2 der oberen und der unteren Einsatzspannfläche im wesentlichen gleich,
r1 = r2 = r, so daß ein
einziger Radius r als Krümmungsradius
für jede
der Schneideinsatzspannflächen
definiert ist. Die Zylinderachse der unteren Spannfläche ist
parallel zur Zylinderachse der oberen Spannfläche, und beide Zylinderachsen liegen
in einer vertikalen Längsmedianebene
des Schneideinsatzes, der die Achsen T2 und B aufweist. Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
sind die Längsdrehachse
B und die erste Querachse T1 Drehsymmetrieachsen. Der Schneideinsatz 24 hat eine
180°-Drehsymmetrie
um jede der Achsen. In dieser Ausführungsform ist die untere Spannfläche 66 in
ihrer Form identisch mit der oberen Spannfläche 64, und die untere
Kante 72 ist in ihrer Form identisch mit der oberen Kante 70.
-
In 6 sind
W, T und t dargestellt, die die linearen Hauptabmessungen des Schneideinsatzes in
einer Seitenansicht definieren. Die Breite W des Schneideinsatzes
ist als Abstand zwischen gegenüberliegenden
Abschnitten der Umfangsseitenfläche definiert.
Die maximale Dicke T des Schneideinsatzes ist als der maximale Abstand
zwischen der oberen und der unteren Einsatzspannfläche definiert,
gemessen in einer Seitenansicht. Die minimale Dicke t des Schneideinsatzes
ist als der minimale Abstand zwischen der oberen und der unteren
Spannfläche definiert,
gemessen in einer Seitenansicht.
-
Im allgemeinen liegt W/T im Bereich
von 2,5 bis 4,0, und W/t liegt in einem Bereich von 4,0 bis 6,0. Entsprechend
einer spezifischen Anwendung ist W/T gleich 3,3 und W/t gleich 5,3.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Krümmungsradien
R1, R2 der unteren und der oberen Spannfläche der Spannbacken im wesentlichen
gleich, R1 = R2 = R, wobei ein einziger Wert als Krümmungsradius
R für jede
der Spannflächen
der Spannbacken definiert ist. Die Zylinderachsen der unteren und
oberen Spannfläche der
Spannbacken sind parallel und liegen in der vertikalen Medianebene
des Schneideinsatzes, wenn der Schneideinsatz im Schneideinsatzhalter
gehalten wird.
-
Erfindungsgemäß ist der Krümmungsradius der
Spannflächen
des Spannbackens R größer als der
Krümmungsradius
r der Schneideinsatzspannflächen.
Das heißt,
für den
allgemeinen Fall ist der Wert R1 größer als der Wert r1, und der
Wert R2 ist größer als
der Wert r2. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
gilt: R1 = R2 = R und r1 = r2 = r, und der Wert R ist größer als
der Wert r. Mit Symbolen kann dies folgendermaßen beschrieben werden: R =
r + δ, wobei δ eine positive
Zahl ist.
-
Gemäß einer spezifischen Anwendung
ist r = 16 mm und R = 16,2 mm.
-
Der Schneideinsatz 24 ist
mit zwei axialen Anschlagflächen 88a, 88b an
seinem vorderen Ende 24' und
mit zwei axialen Anschlagflächen 90a, 90b an
seinem hinteren Ende 24'' versehen. Die
axialen Anschlagflächen
sind quer zur Drehachse B des Schneideinsatzes. Wenn der Schneideinsatz 24 im Einsatzaufnahmeschlitz 36 gehalten
wird, wie in 1 gezeigt,
stößt die untere
hintere Anschlagfläche 90b an
die obere axiale Einsatzlagefläche 58 an, und
die untere hintere Anschlagfläche 90a (in
den Figuren nicht zu sehen) schlägt
an die untere Einsatzaxialpositionierungsfläche 56 an, so daß die axiale Lage
des Schneideinsatzes im Schneideinsatzhalter feststehend ist. Die
axialen Anschlagflächen 88a, 88b; 90a, 90b sind
vorzugsweise geschliffen, um die Genauigkeit der axialen Lage des
Schneideinsatzes im Schneideinsatzhalter zu erhöhen.
-
Nunmehr betrachten wir 7 bis 10. Um den Schneideinsatz im Schneideinsatzhalter
sicher einzuspannen, ist der Schneideinsatz mit zumindest einem
Durchgangsloch versehen, das durch den Schneideinsatz zwischen der
oberen und der unteren Einsatzspannfläche führt. Im allgemeinen hat ein Schneideinsatz
zum Einspannen im Einsatzhalter, der in 1 gezeigt ist, entweder ein oder zwei Durchgangslöcher, je
nach Länge
des Schneideinsatzes. Der Grund dafür ist, daß sich die Durchgangsbohrung 44 in
der oberen Spannbacke 32 und die dazugehörige Gewindebohrung 52 in
der unteren Spannbacke 34 vorzugsweise so nahe wie möglich am
vorderen Ende des Schneideinsatzhalters befinden, um sicherzustellen,
daß die
vorderen Endabschnitte der Spannbacken den festgehaltenen Schneideinsatz
eng umschließen.
-
8 bis 10 zeigen Schneideinsätze verschiedener
Längen.
Die Länge
eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes
wird entlang der Drehachse B von einem Ende des Schneideinsatzes
bis zum anderen gemessen. Beispielweise wird in 8 die Länge des Schneideinsatzes 24 entlang
der Achse B von seinem vorderen Ende 24' bis zu seinem hinteren Ende 24'' gemessen. Normalerweise können die Einsatzlängen erfindungsgemäß von sehr
kurz, mit einer Länge
von annähernd
0,5 W, bis sehr lang, mit einer Länge von annähernd 2 W, variieren. Der Schneideinsatz 100,
der in 9 gezeigt ist,
ist relativ kurz und mit einem einzigen Durchgangsloch versehen,
nämlich
einer kreisförmigen
Bohrung 102 mit einer Bohrungsachse 104, die sich
im wesentlichen in der Mitte des Schneideinsatzes in einer Draufsicht des
Schneideinsatzes befindet. Die Bohrungsachse 104 ist senkrecht
zur Drehachse B des Schneideinsatzes und liegt in einer vertikalen
Längsmedianebene
des Schneideinsatzes. Der Schneideinsatz 100 ist mit zwei
axialen Anschlagflächen 88a, 88b an
seinem vorderen Ende 100' und
zwei axialen Anschlagflächen 90a, 90b an
seinem hinteren Ende 100'' versehen (nur
eine vordere axiale Anschlagfläche 88b und
eine hintere axiale Anschlagfläche 90b sind
in 9 zu sehen. Die Anordnung
der Anschlagflächen ist
die gleiche wie die der Anschlagflächen bei dem mittellangen Schneideinsatz 24,
der in perspektivischer Ansicht in 7 gezeigt
ist). Die axialen Anschlagflächen
sind quer zur Drehachse B des Schneideinsatzes. Der Schneideinsatz 106,
der in 10 gezeigt ist,
ist relativ lang und mit zwei kreisförmigen Bohrungen versehen,
einer kreisförmigen vorderen
Bohrung 108 und einer kreisförmigen hinteren Bohrung 110 mit
Bohrungsachsen 112 bzw. 114. Der Bohrungsdurchmesser
D1, D2 jeder der beiden kreisförmigen
Bohrungen ist im wesentlichen gleich, D1 = D2 = D, und jede Bohrungsachse
befindet sich im wesentlichen im gleichen Abstand X1 = X2 = X von
der Mitte des Schneideinsatzes 116 in einer Draufsicht
des Schneideinsatzes. Der Abstand zwischen den beiden Bohrungsachsen
X + X = 2X ist größer als
ein Bohrungsdurchmesser D. Die Bohrungsachsen 112, 114 sind
senkrecht zur Drehachse B des Schneideinsatzes und liegen in einer
vertikalen Längsmedianebene
des Schneideinsatzes.
-
Der Schneideinsatz 24, der
in 7 und 8 gezeigt ist, hat eine mittlere Länge, wobei
seine Länge
normalerweise in der Größenordnung
von 1,5 W ist, und ist mit einem einzigen Durchgangsloch 118 versehen,
das aus zwei sich schneidenden kreisförmigen Bohrungen besteht, einer
kreisförmigen
vorderen Bohrung 120 und einer kreisförmigen hinteren Bohrung 122 mit
Bohrungsachsen 124 bzw. 126. Der Bohrungsdurchmesser
der vorderen kreisförmigen Bohrung 120 ist
im wesentlichen gleich dem Bohrungsdurchmesser der hinteren kreisförmigen Bohrung 122,
und in einer Draufsicht des Schneideinsatzes 24 befindet
sich jede Bohrungsachse im wesentlichen im gleichen Abstand von
der Mitte 128 des Schneideinsatzes 24. Der Abstand
zwischen den beiden Bohrungsachsen ist kleiner als ein Bohrungsdurchmesser,
und daher überschneiden
sich die beiden Bohrungen. Die Bohrungsachsen 124, 126 sind senkrecht
zur Drehachse B des Schneideinsatzes und liegen in einer vertikalen
Längsmedianebene des
Schneideinsatzes.
-
Die beiden gestrichelten Linien in 7 teilen die obere Einsatzspannfläche 64 in
drei Bereiche, zwei im wesentlichen identische äußere Bereiche 64', die durch
einen mittleren Bereich 64'' getrennt sind.
Diese Teilung in drei Bereiche ist keine physische Teilung, da alle
Abschnitte der oberen Einsatzspannfläche 64 auf der gleichen
konkaven Fläche
liegen. Wenn der Schneideinsatz jedoch in dem Schneideinsatzhalter 22 der
in 4a, 4b und 5b gezeigten
Ausführungsform
eingespannt ist (wie nachstehend ausführlicher mit Bezug auf 18 beschrieben wird), stoßen die äußeren Bereiche 42' der unteren
Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 an die obere Einsatzspannfläche 64 entlang
ihrer äußeren Bereiche 64' an. Daher sind
die äußeren Bereiche 64' der oberen
Einsatzspannfläche 64 Bereiche, die
den äußeren Bereichen 42' der unteren
Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 entsprechen. Ebenso ist die untere
Einsatzspannfläche 66 in
drei Bereiche geteilt, zwei im wesentlichen identische äußere Bereiche 66', die durch
einen mittleren Bereich 66'' getrennt sind.
Die beiden äußeren Bereiche 66' entsprechen
den beiden äußeren Bereichen 50' der oberen
Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34.
-
Man beachte, daß sich die äußeren Bereiche 64' der oberen
Einsatzspannfläche 64 bis
zu ihrer oberen Kante 70 erstrecken. Ebenso erstrecken
sich die äußeren Bereiche 66' der unteren
Einsatzspannfläche 66 bis
zu ihrer oberen Kante 72. Auf die gleiche Weise sind die
Spannflächen
der Schneideinsätze 100, 106,
die in 9 und 10 gezeigt sind, in drei Bereiche
geteilt.
-
Nunmehr betrachten wir 11. Die erfindungsgemäße Spannschraube 26 hat
eine Schraubenachse C und umfaßt
im allgemeinen drei Abschnitte; einen oberen Abschnitt 140,
einen mittleren Abschnitt 142 und einen unteren Abschnitt 144.
Der obere Abschnitt 140 umfaßt einen oberen zylindrischen
Abschnitt 146 und einen oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 148.
Der obere kegelstumpfförmige
Abschnitt 148 verjüngt
sich vom oberen zylindrischen Abschnitt 146 nach unten
und nach innen zum mittleren Abschnitt 142. Der obere Spannschraubenabschnitt 140 ist
mit einem Steckschlüsseleinsatz 149,
z. B. Torx- oder Sechkanteinsatz, zum Aufnehmen eines Schlüssels zum
Anziehen oder Lösen
der Spannschraube 26 versehen. Der mittlere Spannschraubenabschnitt 142 hat
einen mittleren zylindrischen Abschnitt 150, der an seinem
oberen Ende mit dem oberen kegelstumpfförmigen Abschnitt 148 und an
seinem unteren Ende mit einem mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitt 152 verbunden
ist. Der mittlere kegelstumpfförmige
Abschnitt 152 verjüngt sich
von seinem oberen Ende, wo er mit dem mittleren zylindrischen Abschnitt 150 verbunden
ist, nach unten und nach innen zu seinem unteren Ende, wo er durch
einen schmalen Halsabschnitt 154 mit dem unteren Spannschraubenabschnitt 144 verbunden
ist. Der untere Spannschraubenabschnitt 144 umfaßt einen
Gewindeabschnitt 156 der Spannschraube 26. Der
mittlere kegelstumpfförmige
Abschnitt 152 verjüngt
sich in einem Winkel θ zur
Schraubenachse C. Dieser Winkel wird hier als Verjüngungswinkel
des mittleren kegelstumpfförmigen
Abschnitts 152 bezeichnet.
-
Nunmehr betrachten wir 12 bis 16, die die prinzipiellen Schritte zeigen,
die zum Einspannen des Schneideinsatzes im Schneideinsatzhalter 22 gehören. Zu
Darstellungszwecken entspricht der Schneideinsatzhalter 22,
der in 12 bis 16 gezeigt ist, der ersten
Ausführungsform,
wo in einer Endansicht des Schneideinsatzhalters 22 die
untere Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 und die obere Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34 beide gleichmäßig konvex sind. Der in diesen
Figuren gezeigte Schneideinsatz ist ein Schneideinsatz 100 mit einer
einzigen kreisförmigen
Durchgangsbohrung 102. Ferner wird der Einfachheit der
Darstellung halber der folgende Fall betrachtet: R1 = R2 = R und
r1 = r2 = r. Die Lücken
zwischen dem Schneideinsatz 100 und dem Schneideinsatzhalter 22,
zwischen der Spannschraube 26 und dem Schneideinsatzhalter 22 und
zwischen der Spannschraube 26 und dem Schneideinsatz 100 sind
nicht maßstabsgerecht
und sind zu Darstellungszwecken übertrieben
dargestellt.
-
12 und 14 zeigen die anfängliche
Anordnung, nachdem der Schneideinsatz 100 in den Einsatzaufnahmeschlitz 36 eingelegt
worden ist und die Spannschraube 26 im Schneideinsatzhalter 22 so positioniert
worden ist, daß sie
durch die Bohrung 44 in der obere Spannbacke 32 und
durch die Durchgangsbohrung 102 im Schneideinsatz 100 reicht
und in der Gewindebohrung 52 in der unteren Spannbacke 34 aufgenommen
ist. In dieser Position ruht die untere Einsatzspannfläche 66 aufgrund
der Tatsache, daß R
= r + δ,
auf der oberen Spannfläche 50 der unteren
Spannbacke 34, wobei die äußeren Bereiche 66' der unteren
Einsatzspannfläche 66 mit
der oberen Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34 in Eingriff sind und ein maximaler
Abstand d zwischen dem mittleren Bereich 66'' der
unteren Einsatzspannfläche 66 und
dem mittleren Bereich 50'' der oberen Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34 ist. Entsprechend einer spezifischen
Anwendung ist der Abstand d normalerweise in der Größenordnung
von 0,005 bis 0,02 mm. Es besteht außerdem ein Abstand h zwischen
der oberen Einsatzspannfläche 64 und
der unteren Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32.
-
Die Durchgangsbohrung 44 in
der oberen Spannbacke 32 und die Gewindebohrung 52 in
der unteren Spannbacke 34 haben eine gemeinsame Längsbohrungsachse
E. Die Schraubenachse C stimmt mit der Längsbohrungsachse E überein und bildet
einen Winkel φ mit
einer Senkrechten N in Bezug auf die Drehachse A des Schneideinsatzhalters 22.
Der Winkel φ ist
so gewählt,
daß er
dem Verjüngungswinkel Θ des mittleren
kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 entspricht.
Bei dieser Wahl des Winkels φ ist
der hinterste Generator 153'' (d. h. die
hinterste in Längsrichtung
gerichtete gerade Linie am mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitt 152)
des mittleren kegelstumpfförmigen
Abschnitts 152 parallel zur Senkrechten N in Bezug auf
die Drehachse A.
-
13 zeigt
die Situation, nachdem die Spannschraube 26 angezogen worden
ist, bis der obere kegelstumpfförmige
Abschnitt 148 der Spannschraube 26 mit der entsprechenden
kegelstumpfförmigen
Bohrung 158 in Eingriff ist, die einen Teil der Durchgangsbohrung 44 in
der oberen Spannbacke 32 bildet. Es wird aufgrund der Tatsache,
daß der
hinterste Generator 153'' des mittleren
kegelstumpfförmigen
Abschnitts 152 parallel zur Senkrechten N ist, auf folgendes
hingewiesen: Wenn die Spannschraube 26 angezogen wird,
bewegt sich der hinterste Generator des mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 parallel
zu sich selbst und ist daher immer parallel zur Senkrechten N in
Bezug auf die Drehachse A ist. In einem unverbindlichen Beispiel ist
bei der Position, die in 13 gezeigt
ist, der Abstand h zwischen der oberen Einsatzspannfläche 64 und
der unteren Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 annähernd 0,1 mm. Es besteht ein
Abstand x von annähernd
0,035 mm zwischen dem hintersten Generator 153'' des mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 und
dem hinteren Abschnitt 102'' der kreisförmigen Bohrung 102 des
Schneideinsatzes 100.
-
15 zeigt
die Situation nach weiterem Anziehen der Spannschraube 26.
Während
des Anziehens der Spannschraube 26 wird der Abstand h zwischen
der oberen Einsatzspannfläche 64 und
der unteren Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 allmählich reduziert, und es wird
durch die Spannbacken auf die Einsatzspannflächen eine Kraft ausgeübt, die
bewirkt, daß der
Schneideinsatz 100 in Längsrichtung
im Schneideinsatzhalter 22 ausgerichtet wird, so daß die Drehsymmetrie-Längsachse
B des Schneideinsatzes mit der Drehachse A des Schneideinsatzhalters 22 ausgerichtet
wird. Beim Übergang
von der Situation, die in 13 gezeigt
ist, zu der Situation, die in 15 gezeigt
ist, hat sich die Spannschraube 26 um eine vertikale Strecke von
annähernd
0,1 mm und um eine entsprechende horizontale Strecke von 0,005 mm
bewegt, wobei der Abstand x zwischen dem hintersten Generator 153'' des mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 und dem
hinteren Abschnitt 102'' der kreisförmigen Bohrung 102 des
Schneideinsatzes 100 auf annähernd 0,03 mm reduziert worden
ist.
-
Wenn die Spannschraube 26 weiter
angezogen wird, tritt der hinterste Generator 153'' des mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 mit
dem hinteren Abschnitt 102'' der kreisförmigen Bohrung 102 des
Schneideinsatzes 100 in Eingriff und drückt den Schneideinsatz nach
hinten, bis der Zwischenraum zwischen den axialen Anschlagflächen 90a, 90b auf
der Rückseite 100'' des Schneideinsatzes 100 und
der Einsatzaxialpositionierungsflächen 56, 58 auf
der Rückseite 36'' des Einsatzaufnahmeschlitzes 36 vollständig geschlossen
ist und die axialen Anschlagflächen 90a, 90b mit
den Einsatzaxialpositionierungsflächen 56, 58 in
Eingriff sind. Wie in 16 und 17 gezeigt, ist der Schneideinsatz 100 nun
fest in den Einsatzaufnahmeschlitz 36 des Schneideinsatzhalters 22 eingespannt,
sowohl in radialer als auch in Längsrichtung.
-
Bei dem relativ langen Schneideinsatz 106 gleicht
der Ablauf zum Einspannen des Schneideinsatzes in den Schneideinsatzhalter
dem Ablauf, der oben für
den kurzen Schneideinsatz 100 beschrieben ist. Das heißt, die
axiale Abmessung des Einsatzaufnahmeschlitzes 36 ist in
diesem Fall länger.
Ferner ist der Schneideinsatzhalter vorzugsweise so ausgeführt, daß die Spannschraube 26 in
die vordere kreisförmige
Bohrung 108 aufgenommen wird, und während des Einspannens des Schneideinsatzes 106 tritt die
Spannschraube 26 mit dem hinteren Abschnitt 108'' der kreisförmigen Bohrung 108 in
Eingriff.
-
Was den Schneideinsatz 24 mit
mittlerer Länge
betrifft, so ist der Schneideinsatzhalter vorzugsweise so ausgeführt, daß die Spannschraube 26 in
die vordere kreisförmige
Bohrung 120 aufgenommen wird. Im Gegensatz zum relativ
kurzen Schneideinsatz 100 und zum relativ langen Schneideinsatz 106 schneidet
jedoch beim Schneideinsatz 24 mit mittlerer Länge die
vordere kreisförmige
Bohrung 120 die hintere kreisförmige Bohrung 122,
und dadurch hat die vordere kreisförmige Bohrung 120 kei nen
hinteren Abschnitt (siehe 8).
Während
des Spannvorgangs tritt daher der mittlere kegelstumpfförmige Abschnitt 152 der Spannschraube 26 mit
der vorderen kreisförmigen Bohrung 120 an
zwei hinteren Abschnitten 120'',
die sich nahe an der Schnittlinie der vorderen und der hinteren
kreisförmigen
Bohrung 120, 122 und auf beiden Seiten der Längsmedianebene
M und der Drehachse B befinden, durch die zweite Drehsymmetrie-Querachse T2 des
Schneideinsatzes 24 hindurch in Eingriff. Die vordere kreisförmige Bohrung 120 ist mit
der Spannschraube 26 an den beiden hinteren Abschnitten
des mittleren kegelstumpfförmigen
Abschnitts 152 entsprechend den hinteren Abschnitten 120'' der vorderen kreisförmigen Bohrung 120 in
Eingriff. Jeder der beiden hinteren Abschnitte des mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 befindet sich
in einem Bereich eines Abschnitts eines hinteren Generators 153' des mittleren
kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 der
Spannschraube 26. Ein hinterer Generator 153' ist in 11 mit einer Strichlinie
dargestellt. In 11 ist
nur einer der beiden hinteren Generatoren 153' zu sehen, während der
andere auf der Seite des mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitts 152 ist,
der in der Figur nicht zu sehen ist und der parallel zum hinteren
Generator 153' ist,
der zu sehen ist, und "direkt
hinter" ihm. Um
die Flächen
des Eingriffs zwischen den beiden hinteren Abschnitten des mittleren
kegelstumpfförmigen
Abschnitts der Spannschraube und den beiden hinteren Abschnitten 120'' der vorderen kreisförmigen Bohrung 120 zu
vergrößern, kann
die Ausführung
des Durchgangslochs 118 in den Bereichen der beiden hinteren
Abschnitte 120'' entsprechend
geändert
werden, wie der Fachmann erkennen wird.
-
18 zeigt
die Situation nach dem endgültigen
Anziehen der Spannschraube 26 bei einer Schneidwerkzeuganordnung
mit einem Schneideinsatzhalter 22, bei dem die Spannflächen der
Spannbacken entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in
drei Bereiche geteilt sind (wie in 5b gezeigt).
Wie man sehen kann, sind die Bereiche des Anschlags zwischen der
oberen Fläche
des Schneideinsatzes und der unteren Spannfläche der oberen Spannbacke 32 auf
die äußeren Bereiche 64' der Spannflächen des Schneideinsatzes
und die ent sprechenden äußeren Bereiche 42' der unteren
Spannfläche
der oberen Spannbacken 32 beschränkt. Da der mittlere Bereich 42'', der unteren Spannfläche 42 einen
größeren Krümmungsradius
hat als die äußeren Bereiche 42', entsteht ein
Zwischenraum zwischen dem mittleren Bereich 42'' der unteren Spannfläche 42 und
dem mittleren Bereich 64'' der oberen
Einsatzspannfläche 64.
Deshalb wird gemäß der Ausführungsform
des Schneideinsatzhalters, bei dem die Spannflächen der Spannbacken in drei
Bereiche geteilt sind, der mittlere Bereich 42'' der unteren Spannfläche 42 zu einer
Zwischenraumfläche
und tritt nicht mit dem mittleren Bereich 64'' der
oberen Einsatzspannfläche 64 in
Eingriff. Ebenso sind die Anschlagbereiche zwischen der unteren
Einsatzspannfläche 66 und
der oberen Spannfläche 50 des
unteren Spannbackens 34 auf die äußeren Bereiche 66' der unteren
Einsatzspannfläche 66 und
die entsprechenden äußeren Bereiche 50' der oberen
Spannfläche 50 der
unteren Spannbacke 34 beschränkt. Deshalb wird entsprechend
der Ausführungsform
des Schneideinsatzhalters, bei dem die Spannflächen der Spannbacken in drei
Bereiche geteilt sind, der mittlere Bereich 50'' der oberen Spannfläche 50 zu
einer Zwischenraumfläche
und tritt nicht mit dem mittleren Bereich 66'' der unteren
Einsatzspannfläche 66 in
Eingriff. Diese Anordnung stellt sicher, daß die Spannkräfte, die
von den Spannbacken des Schneideinsatzhalters auf die Spannflächen des
Schneideinsatzes ausgeübt
werden, auf die äußeren (oder
seitlichen) Bereiche der Spannflächen
ausgeübt
werden, so daß die
Schneidkanten, die sich entlang der Seiten des Schneideinsatzes
von der Vorderseite des Schneideinsatzes bis zur Rückseite
des Schneideinsatzes erstrecken, Unterstützung erfahren.
-
Man beachte, daß die obere Einsatzspannfläche
64 mit
der unteren Spannfläche
42 der
oberen Spannbacke
32 und die untere Einsatzspannfläche
66 mit
der oberen Spannfläche
50 der
unteren Spannbacke
34 erfindungsgemäß in Eingriff treten. Ferner
treten gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung der mittlere Bereich
42'' der
unteren Spannfläche
42 nicht
mit dem mittleren Bereich
64'' der oberen
Einsatzspannfläche
64 und
der mittlere Bereich
50'' der oberen
Spannfläche
50 nicht
mit dem mittleren Bereich
66'' der unteren
Einsatzspannfläche
66 in Eingriff,
und folglich treten nur die äußeren Bereiche
64' und
66' des Schneideinsatzes
mit den Spannflächen
42,
50 der
Spannbacken in Eingriff. Dies steht im vollständigen Widerspruch zu der Situation
in
EP 0 417 862 B1 ,
wo die Seitenabschnitte (mit den Bezugszeichen
16a,
16b und
16'a,
16'b) des hier
beschriebenen Schneideinsatzes nicht mit den Spannflächen der
Spannbacken in Eingriff treten.
-
In 18 sind
zwei Winkel α1
und α2 relativ zur
Krümmungsmitte 0 der
unteren Spannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 definiert. Die Winkel α1 und α2 sind in
einer Ebene senkrecht zu der Drehachse A des Schneideinsatzhalters 22 definiert.
Daher liegen die gestrichelten Linien und die Punkte 0, P1
und P2 alle auf der gleichen Ebene senkrecht zur Drehachse A. Der
Winkel α1
definiert die Winkellage des innersten Kontaktpunktes P1 zwischen
dem äußeren Bereich 42' der unteren
Spannfläche 42 der oberen
Spannbacke 32 und der oberen Einsatzspannfläche 64.
Der Winkel α2
definiert die Winkellage des äußersten
Kontaktpunktes P2 zwischen dem äußeren Bereich 42' der unteren
Spannfläche 42 der oberen
Spannbacke 32 und der oberen Einsatzspannfläche 64.
Da α2 größer ist
als α1 und
da die Spannkraft auf den Schneideinsatz in einer Richtung parallel
zur in Längsrichtung
verlaufenden vertikalen Medianrichtung M des Schneideinsatzes ausgeübt wird,
was mit einer in Längsrichtung
verlaufenden vertikalen Medianebene der Schneidwerkzeuganordnung übereinstimmt,
wenn der Schneideinsatz im Schneideinsatzhalter gehalten wird, wobei
die Bedingung für
den Gleitkontakt zwischen der oberen Einsatzspannfläche 64 und
der unteren Einsatzspannfläche 42 der
oberen Spannbacke 32 darin besteht, daß α1 größer ist als der Reibungswinkel.
Entsprechend einer spezifischen Anwendung besteht der Schneideinsatzhalter 22 aus
Stahl und der Schneideinsatz 24, 100, 106 besteht
aus Sintercarbid. Entsprechend dieser spezifischen Anwendung sollte α1 größer als
10° sein.
Vorzugsweise ist α2
annähernd
30°.
-
Obwohl in der vorliegenden Erfindung
bis zu einem bestimmten Grad Einzelheiten beschrieben worden sind,
versteht es sich, daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich
sind, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er
in den Ansprüchen
definiert ist. Insbesondere ist die Erfindung mit Bezug auf einen
Stirnradiusfräser
mit einem einzelnen austauschbaren Schneideinsatz dargestellt, der
zwischen den Spannbacken des Stirnradiusfräsers gehalten wird. Man wird
anerkennen, daß die
Erfindung nicht einen speziellen Typ des Fräsers betrifft, sondern jeden
Fräser
mit einem einzelnen austauschbaren Schneideinsatz, der zwischen
den Spannbacken des Fräsers
gehalten wird, vorausgesetzt, daß die Spannflächen der
Spannbacken zumindest teilweise konvex sind und die Einsatzspannflächen konkav
sind und daß der
Krümmungsradius der
Spannflächen
der Spannbacken größer ist
als der Krümmungsradius
der Einsatzspannflächen.