"Wendeschneidplatte und zugehöriges Werkzeug"
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 sowie ein zur Verwendung dieser Wendeschneidplatte bestimmtes Werkzeug insbesondere in Gestalt eines Fräswerkzeuges.
Wendeschneidplatten mit einem Plattenkörper, der als Basis¬ fläche eine ebene Auflagefläche sowie mindestens zwei Schneidkanten an seiner der Auflagefläche gegenüberliegen¬ den, zugleich als Haltefläche dienenden Seite aufweist, sind in vielfältiger Form bekannt. Sie erfüllen ihren Zweck grundsätzlich auch in zufriedenstellender Weise und besit¬ zen in der Regel eine ausreichende Zerspanleistung. Dennoch
besteht das Problem, die Standzeit, die Qualität der herge¬ stellten Flächen und auch die Spanleistung weiter zu ver¬ bessern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wende¬ schneidplatte zu schaffen, die höchsten Anforderungen hin¬ sichtlich Standzeit und Oberflächengüte sowie Zerspanlei¬ stung gerecht wird. Ferner ist wichtig, daß sich die Wende¬ schneidplatte zugleich auf einfache und unproblematische Weise herstellen läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Plattenkörper quaderförmig ist, daß mindestens eine Haupt¬ schneide und mindestens eine Nebenschneide vorgesehen sind, daß die Schneidkanten von Hauptschneide und Nebenschneide entgegengesetzt schräg zur Auflagefläche stehen und daß die Freifläche der Hauptschneide rechtwinklig zur Auflagefläche angeordnet ist und daß die Freifläche der Nebenschneide schräg zur Auflagefläche angeordnet ist.
Mit den besagten Merkmalen wird eine Wendeschneidplatte geschaffen, die den an sie gestellten Anforderungen bei vielen Anwendungsfällen in hohem Maße gerecht wird. Zu¬ gleich ist es möglich, eine derartige Wendeschneidplatte auf besonders zweckmäßige Art und Weise und somit kosten¬ günstig herzustellen.
Äußerst vorteilhaft ist in Weiterbildung der Erfindung fer¬ ner, wenn die Wendeschneidplatte vier Hauptschneiden und jeweils dazwischen vier Nebenschneiden aufweist, wobei die Schneidkanten von jeweils benachbarten Hauptschneiden bzw.
von Nebenschneiden in gleicher Richtung steigend bzw. fal¬ lend angeordnet sind. Die Nebenschneiden gehen dabei je¬ weils schrägstehend vom Niveau der einen benachbarten Hauptschneide auf das Niveau der anderen, benachbarten Hauptschneide über.
Die als Hauptschneiden dienenden Schneidkanten können gerade oder leicht bogenförmig sein und grundsätzlich Gleiches gilt auch für die Nebenschneiden.
Ein zur Verwendung der Wendeschneidplatten dienendes Werk¬ zeug ist vorzugsweise ein Fräswerkzeug. Hier ist es insbe¬ sondere vorteilhaft, wenn bei positivem Axialwinkel A der Hauptschneide und bei positiven Winkel H der Spanfläche die Sitzfläche der Wendeschneidplatte unter einem negativen Radialwinkel 0 zu einer Radialebene steht.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung her¬ vor.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei¬ spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher be¬ schrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht der Wende¬ schneidplatte in größerem Maßstab;
Fig. 2: eine Seitenansicht der Wendeschneidplatte in ebenfalls größerem, jedoch anderem Maßstab;
Fig. 3: eine Draufsicht auf die Wendeschneidplatte gemäß Fig. 2;
Fig. 4: schematisch sowie zum Teil im Schnitt eine Seitenansicht eines Fräsers mit der Darstel¬ lung einer Wendeschneidplatte in ihrer Ein¬ baulage;
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht der Wende¬ schneidplatte entsprechend ihrer Einbaulage gemäß Fig. 4 in größerem Maßstab;
Fig. 6: eine schematische Stirnansicht eines Fräsers mit der Anordnung der Wendeschneidplatte unter einem negativen Radialwinkel 0 für die Sitzfläche der Wendeschneidplatte;
Fig. 7: eine schematische Seitenansicht eines Fräsers mit der Darstellung der Wendeschneidplatte und von wesentlichen Winkeln;
Fig. 8: in größerem Maßstab eine Einzelheit aus Fig. 6;
Fig. 9: in nochmals größerem Maßstab eine Ansicht einer Hauptschneide mit benachbarten Neben¬ schneiden sowie einer bevorzugten Spanfläche mit Spanformungselementen;
Fig.10: einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 9 in nochmals größerem Maßstab;
Fig.11: eine Ansicht wie in Fig. 9 von einer abge¬ wandelten Ausführungsform;
Fig.12: einen Schnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 11 in nochmals größerem Maßstab;
Fig.13: eine perspektivische Ansicht wie in Fig. 1 von einem weiteren, abgewandelten Ausfüh¬ rungsbeispiel mit jeweils zweiten oder Sekun- där-Nebenschneiden und
Fig.14: eine Abwicklung der Haupt- und Nebenschnei¬ den.
Eine Wendeschneidplatte 1 gemäß Fig. 1 umfaßt einen Plat¬ tenkörper 2 mit einer ebenen, als Basisfläche dienenden Auflagefläche 3 und mit Schneidkanten 4 und 5 an seiner, der Auflagefläche 3 gegenüberliegenden Seite 6. Die Wende¬ schneidplatte 1 weist gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vier als Hauptschneiden 4a und ent¬ sprechend vier als Nebenschneiden 5a verwendbare Schneid¬ kanten 4 bzw. auf. Ferner stehen die als Hauptschneiden 4a und als Nebenschneiden 5a dienenden Schneidkanten 4 bzw. 5 jeweils schräg zur Auflagefläche 3-
In Umfangsrichtung benachbarte Hauptschneiden 4a und ebenso in Umfangsrichtung benachbarte Nebenschneiden 5a sind je¬ weils gleichsinnig steigend bzw. fallend angeordnet, wobei sich die Nebenschneiden 5a jeweils zwischen den als Haupt¬ schneiden 4a dienenden Schneidkanten 4 bzw. 5 befinden. Ferner gehen die Nebenschneiden 5a jeweils entgegen der Steigung der Hauptschneiden 4 schräg vom Niveau H1 (Fig. 2) der einen Hauptschneide 4a auf das Niveau H2 der be¬ nachbarten Hauptschneide 4a über. Dabei ist das Niveau H1 niedriger als das Niveau H2, so daß die Hauptschneiden 4a gemäß der Darstellung in Fig. 2 von dem niedrigen Niveau H1 rechts in Fig. 2 auf das höhere Niveau H2 links in Fig. 2 ansteigen, woraufhin die nächste Nebenschneide 5a von dem Niveau H2 auf das Niveau H1 der nächsten Hauptschneide abfällt. Der Winkel V , unter dem die Nebenschneide 5a in Fig. 2 zur Horizontalen steht, beträgt ungefähr 25°.
Die Nebenschneiden 5a sind im Bereich der vier Ecken 7 (Fig. 3) der Wendeschneidplatte 1 angeordnet. Die Länge ihrer Schneidkanten 5 ist im Vergleich zur Länge der
Schneidkanten 4 der Hauptschneiden 4a sehr kurz und kann gegebenenfalls in einer Größenordnung von nur 1,5 mm lie¬ gen.
Die Hauptschneiden 4a sind geradlinige Schneidkanten 4- Auch die Nebenschneiden 5a sind vorzugsweise geradlinig. Grundsätzlich können die Hauptschneiden 4 und die Neben¬ schneiden 5a aber auch geringfügig bogenförmig sein und dann längs einer Kurve von dem Niveau H2 auf das Niveau H1 abfallen.
Der Plattengrundkörper 2 ist quaderförmig. Die zu den Hauptschneiden 4a gehörenden Freiflächen 8 stehen jeweils senkrecht zur Auflagefläche 3. Die zu den Nebenschneiden 5a gehörenden Freiflächen 9 stehen schräg zur Auflage¬ fläche 3 derart, daß ihre jeweilige Basiskante 9a länger ist als die Länge der Nebenschneiden 5a. Ferner sind vor¬ zugsweise Fasen im Ubergangsbereich der beiden Freiflächen 8 und 9 vorgesehen, wie ebenfalls Fig. 1 zeigt.
Aufgrund der in Fig. 1 von rechts nach links ansteigenden Hauptschneide 4a und der sich rechts anschließenden, eben¬ falls ansteigenden Nebenschneide 5a und der sich links (in Fig. 1) fallend an die Hauptschneide 4a anschließenden Nebenschneide 5a sind die Spanflächen 10 der Hauptschneiden 4a und die Spanflächen 10' der Nebenschneiden unsymme¬ trisch. Ferner fallen die Spanflächen 10 und 10' auf der der Auflagefläche 3 gegenüberliegenden Seite 6 zum Inneren der Wendeschneidplatte 1 hin ab und bilden eine Vertiefung 11. Diese Vertiefung 11 reicht bis zu einer Haltefläche 12 für ein Befestigungsmittel wie z.B. für eine Schraube.
Die Haltefläche 12 ist somit abgesenkt gegenüber allen Schneidkanten 4, 5 und liegt parallel zur Auflagefläche 3, wie Fig. 2 zeigt. Eine Bohrung 13 für das Befestigungsmit¬ tel durchgreift ferner den Plattenkörper 2 im Bereich der Haltefläche 12.
Die Verwendung der Wendeschneidplatte 1 erfolgt zweckmäßi¬ gerweise in Verbindung mit einem Werkzeug 14 in Gestalt eines Fräswerkzeuges. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Radialwinkel €T zwischen der Sitzfläche 15, auf der die Wendeschneidplatte 1 mit ihrer Auflagefläche 3 aufliegt, und einer Radialebene 14' gemäß Fig. 6 negativ ist. Die Nebenschneide 5a liegt dann auch unmittelbar oder annähernd in der besagten Radialebene (Fig. 6).
Ferner geht aus Fig. 7 hervor, daß die Winkel der Wende¬ schneidplatte 1 derart gewählt sind und die Wendeschneid¬ platte 1 ferner derart eingebaut ist, daß der Axialwinkel der Hauptschneide positiv ist und daß auch der in radialer Richtung gemessene Winkel y , (Radialwinkel) zwischen Spanfläche 10 und Rotationsachse 14' ' positiv ist.
Der Freiwinkel tf (Fig. 7) für die Freifläche 9 der Neben¬ schneide 5a beträgt z.B. 5-6° bzw. vorzugsweise 5° und für die anderen, hier interessierenden Winkel gelten dann vor¬ zugsweise folgende Werte:
negativer Radialwinke1 d = -15° bis -30° ,insbesondere -25° positiver Axialwinkel/lj = +10° bis +25° ,insbesondere +21° Radialwinkel Y*» = + 5° bis +15° ,insbesondere +12°
Aufgrund des beschriebenen Einbaues der Wendeschneidplatte 1 ist es möglich, einen quaderförmigen Plattenkörper 2 zu verwenden, wobei ferner die Freiflächen 8 der Hauptschnei¬ den 4a rechtwinklig zur Auflagefläche 3 stehen. Nur die kleinen Freiflächen 9 der Nebenschneiden 5a müssen zurück¬ gesetzt sein. Die quaderf rmige Grundform der Wendeschneid¬ platte 1 bietet den Vorteil einer besonders einfachen Be¬ arbeitung auch bei der Herstellung des Plattensitzes im Fräsergrundkörper. Aufgrund der geringfügig zurückgesetzten Nebenschneiden-Freiflächen 9 weist der quaderförmige Plat¬ tenkörper 2 eine negative Grundform auf. Durch die radial¬ negative Einbettung des Plattenkörpers 2 im Grundkörper des Werkzeuges 14 wird ferner ein radialer Freiwinkel erzeugt.
Die versenkt angeordnete Haltefläche 12 wird gebildet durch Spanflächen 10 bzw. 10', die unter einem Winkel zu den Freiflächen 8 bzw. 9 stehen, der kleiner als 90° ist. Der daraus entstehende Keilwinkel beträgt ungefähr 65° und der zugehörige Spanwinkel 1, beträgt ungefähr 25° (Fig. 2).
Die Nebenschneiden 5a stehen zur Auflagefläche 3 unter einem Winkel, der größer als 90° ist. Damit verbunden ist die Erzeugung eines Wendelspans, der bereits aufgrund seiner Gestalt aus der Spankammer heraustritt und somit eine reibungslose Spanabfuhr gewährleistet.
Die abfallende Nebenschneide 5a ist für die auftretenden Zerspankräfte von Bedeutung. Wie vor allem Fig. 6 und in größerem Maßstab auch Fig. 8 zeigen, steht die Nebenschnei¬ de 5a annähernd parallel zu der Radialebene 14' bzw. zu einer radialen Mittellinie 14' des um die Rotationsachse 14'' (Fig. 6) rotierenden Werkzeuges (Fräsers) 14- Die Lage der Nebenschneide 5a ist gemäß Fig. 8 entweder parallel zu der Radialebene 14' oder sie ist geringfügig bzw. schwach radial negativ (Fig. 8). Dadurch wird ein Drücken oder Vor¬ schneiden der Nebenschneide 5a verhindert.
Die Nebenschneiden 5a bilden die Ecken 7 bzw. sie erstrek- ken sich jeweils um die Ecken 7 der Wendeschneidplatte 1 herum und weisen zusammen mit jeweils einer benachbarten Hauptschneide 4 ein gemeinsames Niveauminimum 17 auf. Das Niveauminimum 17 befindet sich im Bereich der Freifläche 8 bzw. ihrer Ebene 18 sowie in geringem Abstand von der Ebene 19 der in Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn an¬ schließenden Freifläche 8. Das Niveaumaximum 20 befindet sich in diesem Fall am jeweils anderen Ende der Haupt¬ schneide a bzw. der Nebenschneide 5a.
Die beiden Figuren 9 und 10 zeigen schließlich noch eine nicht ausschließlich glatte und in sich leicht gewölbte Spanfläche 10 für die Hauptschneide 4a, sondern eine mit mehreren Spanformungselementen 21 versehene Spanfläche 10. Die Spanformungselemente 21 sind etwas längliche, leicht buckeiförmige Erhebungen, die aus der Spanfläche 10 all¬ mählich ansteigen und auf der jeweils gegenüberliegenden Seite auch wieder allmählich in die Spanfläche 10 über¬ gehen. Die Kontur der Spanformungselemente 21 ist im Schnitt daher sowohl konkav als auch konvex, wie auch die Teilbereiche 22 und 23 in Fig. 10 erkennen lassen.
Gemäß Ausführungsbeispiel befinden sich sechs Spanformungs¬ elemente 21 auf der Spanfläche 10. Mit ihrer größten Länge erstrecken sich die buckeiförmigen Spanformungselemente 21 quer zur Hauptschneide 4 in Spanlaufrichtung.
Die Fig. 10 zeigt im Vergleich mit Fig. 9 insbesondere, daß sich die buckeiförmigen Spanformungselemente 21 unmittel¬ bar aus der von der Hauptschneide 4a her abfallenden Span¬ fläche 10 erheben.
Die beiden Figuren 11 und 12 betreffen ebenfalls buckei¬ förmige Spanformungselemente 24 auf der Spanfläche 10 der Hauptschneide 4a. Die buckeiförmigen Spanformungselemente 24 erheben sich jedoch nicht unmittelbar aus der Spanfläche 10 heraus, sondern jeweils aus einer ringförmigen Vertie¬ fung 25. Fußseitig läuft jedes Spanformungselement 24 im Inneren der ringförmigen Vertiefung 25 sowie unterhalb des Niveaus der Spanfläche 10 aus, wie der Schnitt von Fig. 12 zeigt.
Die Spanflächen 10 der Hauptschneiden können somit glatt sein oder Spanformungselemente aufweisen. Darüber hinaus sind aber auch noch weitere Abwandlungen und Ergänzungen möglich, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.
In Fig. 13 ist schließlich noch in perspektivischer Dar¬ stellung ein letztes Ausführungsbeispiel von einer Wende¬ schneidplatte 1b entsprechend der Wendeschneidplatte 1 in Fig. 1 dargestellt und umfaßt zusätzlich zweite oder Sekun- där-Nebenschneiden 5b mit jeweils zugehörigen Freiflächen
9b. Gleiche bzw. übereinstimmende Merkmale der Wende¬ schneidplatte 1b tragen dieselben Bezugszahlen wie die Wendeschneidplatte 1 gemäß Fig. 1. Lediglich die zusätz¬ lichen Merkmale weisen den zusätzlichen Buchstabenindex b auf.
Übereinstimmend mit der Wendeschneidplatte 1 gemäß Fig. 1 ist bei der Wendeschneidplatte 1b vorgesehen, daß sich vier Hauptschneiden 4a auf einer Seite 6 des Plattenkörpers 2b befinden und jeweils im gleichen Sinn (z.B. im Uhrzeiger¬ sinn) zu Nebenschneiden 5a hin ansteigen, die an den Ecken 7b bzw. an den Eckbereichen 7b des Plattenkörpers 2b an¬ geordnet sind. Die Nebenschneiden 5a fallen jeweils wieder auf das Niveau der nächsten Hauptschneide 4a ab, wobei sich jedoch zwischen dem unteren Niveau der Nebenschneide 5a und dem unteren Niveau der nächsten Hauptschneide 4a noch eine Sekundär-Nebenschneide 5b befindet, wie auch die Abwicklung in Fig. 14 zeigt. Die Sekundär-Nebenschneide 5b verläuft im wesentlichen parallel zur Auflagefläche 3 des Platten¬ körpers 2b der Wendeschneidplatte 1b. Die Hauptschneide 4a, die Sekundär-Nebenschneide 5b und die Nebenschneide 5a sind somit jeweils winklig zueinander angeordnet, wobei ferner die Hauptschneiden 4a und die Nebenschneiden 5a jeweils zu den Sekundär-Nebenschneiden 5b hin abfallen.
Die zur Sekundär-Nebenschneide 5b gehörende Freifläche 9b bildet mit der Auflagefläche 3 des Plattenkörpers 2b einen stumpfen Winkel, ebenso wie dies für die Freifläche 9 der Nebenschneide 5a gilt. Lediglich die Freifläche 8 bildet vorzugsweise zusammen mit der Auflagefläche 3 einen rech¬ ten Winkel.
Die Sekundär-Nebenschneide ist relativ kurz. Die zu ihr ge¬ hörende Freifläche 9b ist trapezf rmig.
Schließlich stehen die Hauptschneide 4a, die Sekundär- Nebenschneide 5b und die Nebenschneide 5a nicht nur in der Abwicklung gemäß Fig. 14 und somit in Seitenprojektion winklig zueinander, sondern sie sind auch in der Draufsicht auf die Wendeschneidplatte 1b jeweils winklig zueinander angeordnet. Dabei steht die Nebenschneide 5a zur angrenzen¬ den Hauptschneide 4a etwa unter einem Winkel von 45° und die Sekundär-Nebenschneide 5b steht zu der an sie angren¬ zenden Hauptschneide 4a unter einem Winkel von z.B. 30°.
Im Ubergangsbereich zwischen den Freiflächen 8, 9 bzw. 9a und 9b können jeweils noch Fasen vorgesehen sein, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. Auch zwischen den Freiflächen 8 und 9 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 sind Fasen vorzugsweise angeordnet. Anstelle der Fasen können in allen Fällen auch Rundungen in grundsätzlich bekannter Weise vor¬ gesehen sein.
Schließlich können sich auch noch Spanformungselemente 21 auf den verschiedenen Spanflächen 10 der Wendeschneidplatte 1b gemäß Fig. 13 befinden, wie dies anhand von einem einzi¬ gen Spanformungselement 21 in gestrichelter Weise schema¬ tisch in Fig. 13 angedeutet ist. Es können Spanformungsele¬ mente 21 oder 24 gemäß den verschiedenen in den Figuren 9 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispielen auch bei der Wendeschneidplatte 1b vorgesehen sein und sind in Fig. 13 nur der besseren Übersicht wegen nicht vollständig darge¬ stellt.
Die Erfindung ist daher nicht auf die in den Figuren kon¬ kret dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt viel¬ mehr sind auch noch Abwandlungen und Ergänzungen möglich, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuwei¬ chen.