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Die
Erfindung betrifft ein Stechwerkzeug zum Einstechen oder Abstechen
bei der spanabhebenden Verformung mit einem Werkzeughalter zur Aufnahme eines
auswechselbaren Schneideinsatzes, dessen aus einem Hartmaterial
gebildeter Körper
eine auf dem Werkzeughalter abgestützte ebene Grundfläche und
eine parallel zur Grundfläche
verlaufende im wesentlichen ebene Deckfläche aufweist, gegen die ein am
Werkzeughalter angeordnetes flächiges
Klemmelement andrückbar
ist, und wobei der Schneideinsatz an dem seiner Schneidkante gegenüberliegenden
Endbereich ein Prisma mit Seitenflächen zum Eingriff in eine im
Werkzeughalter ausgebildete Aufnahmetasche aufweist.
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Ein
derartiges Stechwerkzeug ist aus der
US 4
334 446 bekannt und verfügt über einen plattenförmigen Schneideinsatz,
der in Draufsicht als gleichschenkliges Dreieck ausgebildet ist.
Die Oberseite und die Unterseite des dreieckigen plattenförmigen Schneideinsatzes
sind als ebene Grundfläche
und als ebene Deckfläche
ausgebildet. Zur Befestigung des Schneideinsatzes im Werkzeughalter
ist an dessen vorderem Ende eine in Gestalt eines horizontalen Schlitzes
ausgebildete Aufnahmetasche vorgesehen. Im horizontal verlaufenden
Schlitz sind treppenartig gebildete Führungsstufen angeordnet, die
das Positionieren des Schneideinsatzes erleichtern. Vor dem Einklemmen
des Schneideinsatzes im Schlitz des Stechwerkzeuges wird der Schneideinsatz
so im Schlitz positioniert, dass die Schneidkante des Schneideinsatzes
unsymmetrisch über
das vordere Ende des Werkzeughalters vorsteht. Nach dem Festziehen
einer Klemmschraube ist der Schneideinsatz seitlich gegenüber der Längsachse
seiner Befestigungsvorrichtung versetzt, weshalb es mit dem bekannten
Stechwerkzeug nicht möglich
ist, schmale, aber tiefe Einstiche in einem Werkstück zu erzeugen.
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Ein
weiterer Nachteil des bekannten Stechwerkzeuges besteht darin, dass
der Schneideinsatz im Werkzeughalter im wesentlichen durch Reibungskräfte fixiert
ist. Daher besteht die Gefahr, dass der aus dem Werkzeughalter hervorstehende Schneideinsatz
bei starker Belastung tiefer in die schlitzförmige Aufnahmetasche verschoben
wird oder sogar seitlich aus der Aufnahmetasche herausgepresst wird,
und dabei die Schneidkante des Schneideinsatzes in unerwünschter
Weise zurückversetzt
wird.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Stechwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem
es möglich
ist, mit Hilfe einfach herstellbarer kleiner Schneideinsätze, die
präzise
und sicher im Werkzeughalter aufnehmbar sind, möglichst schmale und möglichst
tiefe Einstiche in einem Werkstück
vorzunehmen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Aufnahmetasche als keilförmige Ausnehmung in einem leistenförmigen Steg
am vorderen Ende des Werkzeughalters vorgesehen ist, wobei die Aufnahmetasche
durch zwei sich vertikal erstreckende Führungswände und einen Boden so begrenzt
ist, dass die Seitenflächen
des Schneideinsatzes im prismatischen Endbereich von den beiden Führungswänden der
Aufnahmetaschen seitlich vollflächig
geführt
sind.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen Ausbildung
ist es möglich,
klein dimensionierte Schneideinsätze
zu verwenden, deren Herstellung keine komplizierten Führungsflächen erfordert.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Stechwerkzeug gemäß der Erfindung
in einer stark vergrößerten Explosionszeichnung,
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2 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes,
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3 den
Schneideinsatz gemäß 2 in einer
Seitenansicht,
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4 den
Schneideinsatz gemäß 2 in einer
Draufsicht,
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5 den
Schneideinsatz gemäß 2 in einer
Ansicht von vorne, und
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6 verschiedene
Ausführungsformen
von erfindungsgemäßen Schneideinsätzen mit
unterschiedlich verlaufenden Schneidkanten.
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In 1 erkennt
man in perspektivischer Ansicht die Einzelteile eines Stechwerkzeuges 1 zum Einstechen
oder Abstechen bei der spanabhebenden Verformung. Das Stechwerkzeug 1 besteht
aus einem Werkzeughalter 2 z.B. aus Stahl, der im wesentlichen
die Gestalt eines Stabes mit quadratischem Querschnitt aufweist.
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Am
in 1 linken Ende verfügt der Werkzeughalter 2 über eine
Ausnehmung 3. Die Ausnehmung 3 erstreckt sich
beispielsweise in Längsrichtung
des Werkzeughalters 2 über
etwa 10 Millimeter, wenn der Werkzeughalter 2 eine Breite
und eine Höhe
von etwa 20 Millimetern aufweist. Quer zur Längsrichtung des Werkzeughalters 2 erstreckt
sich die Ausnehmung 3 so weit, dass ein leistenförmiger Steg 4 gebildet
ist, der beispielsweise über
eine Stärke
von knapp 3 Millimetern verfügt,
wenn die Ausnehmung 3 in Querrichtung über etwa 17 Millimeter erstellt
worden ist.
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Wie
man in 1 weiter erkennt, verfügt der leistenförmige Steg 4 an
dem in 1 oberen Ende über
eine rechteckige Aussparung 5, die in axialer Richtung
des Werkzeughalters 2 durch eine keilförmige Aufnahmetasche 6 erweitert
ist.
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Die
Aufnahmetasche 6 kann durch ein nicht-spanabtragendes Verfahren
in den Werkzeughalter 2 eingebracht werden, wobei im leistenförmigen Steg 4 durch
die keilförmige
Aufnahmetasche 6 eine Prismenführung erodiert wird, die als
Sitz für
einen Schneideinsatz 7 so ausgebildet ist, dass der Schneideinsatz 7 nach
dem Einsetzen in den Werkzeughalter 2 in 1 nach
links mit seiner Schneidkante 8 über die Stirnfläche 9 des
leistenförmigen Steges 4 etwas übersteht.
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Der
Schneideinsatz 7, der in 2 vergrößert dargestellt
ist, besteht aus einem Hartmaterial, insbesondere Hartmetall, und
verfügt über einen
im wesentlichen fast quadertörmigen
Stirn bereich 10 mit der Schneidkante 8 und einem
Endbereich 11 in Gestalt eines dreiseitigen geraden Prisma 12.
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Das
Prisma 12 verfügt über eine
ebene Grundfläche 13,
die mit der Unterseite 14 des Stirnbereiches 10 fluchtet.
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Nach
dem Einsetzen des Schneideinsatzes 7 in die Aussparung 5 liegen
die Grundfläche 13 des Prismas 12 und
die Unterseite 14 des Stirnbereichs 10 des Schneideinsatzes 7 vollflächig auf
dem Boden 15 der Aussparung 5 auf. Dabei kann
die Unterseite 14 des Schneideinsatzes 7 etwas über die
Stirnfläche 9 des
Steges 4 überstehen.
Zur Schaffung eines Freiwinkels ist vorgesehen, dass die Schneidkante 8 weiter
aus dem Werkzeughalter herausragt als die Unterkante 16 am
vorderen Rand der Unterseite 14 des Schneideinsatzes 7.
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Aufgrund
der Ausgestaltung des Schneideinsatzes 7 mit einem Prisma 12 verfügt der Schneideinsatz 7 neben
der Grundfläche 13 und
der Unterseite 14 über
weitere ebene Berührungsflächen mit
der Aufnahmetasche 6 des Werkzeughalters 2. Das
Prisma 12 ist als schlankes Prisma mit einem Keilwinkel zwischen
15 und 65°,
vorzugsweise 30°,
ausgebildet.
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Die
Grundfläche 13 bildet
zusammen mit einer Deckfläche 17 und
Seitenflächen 18 den
Mantel des Prisma 12, der ausschließlich durch ebene Flächen gebildet
ist, die sich besonders einfach, insbesondere durch Schleifen, präzise herstellen
lassen. Wie man in 2 erkennt, ist das Prisma 12 an
seinem schmalen Ende 19 abgeschnitten, um eine scharfe
Kante zu vermeiden.
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Nach
dem Einsetzen des Schneideinsatzes 7 mit seinem Prisma 12 in
die Aufnahmetasche 6 liegen die Seitenflächen 18 des
Schneideinsatzes 7 vollflächig gegen die sich in 1 vertikal
erstreckenden Führungswände 20 der
durch die Aussparung 5 gebildeten keilförmigen Aufnahmetasche 6 an,
so dass eine präzise
und belastbare Führung
und Fixierung des Schneideinsatzes 7 auf einfache Weise
gewährleistet
ist.
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Die
Höhe des
Schneideinsatzes 7 ist vorzugsweise so gewählt, dass
die Deckfläche 17 des Schneideinsatzes 7 nach
dem Einsetzen in die keilförmige
Aufnahmetasche 6 mit der Oberseite 21 des Werkzeughalters 2 fluchtet
oder geringfügig übersteht,
damit der Schneideinsatz 7 mit Hilfe eines Spannfingers 22 in
der Aufnahmetasche 6 eingeklemmt werden kann. Dazu verfügt der Spannfinger 22 an
seinem freien Ende vorzugsweise über
eine etwas vorstehende Andruckfläche 23.
Die Andruckfläche 23 ist
dabei vorzugsweise so positioniert, dass sie unmittelbar vor der
keilförmigen
Aufnahmetasche 6 mit der Deckfläche 17 des Schneideinsatzes 7 in Eingriff
kommt.
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Da
all sich gegenseitig berührenden
Kontaktflächen
des Schneideinsatzes 7 mit der Aufnahmetasche 6 und
mit dem Spannfinger 22 ebene Flächen sind, ist eine hoch belastbare,
genaue Halterung und Führung
des Schneideinsatzes 7 im Hinblick auf eine präzise Werkstückbearbeitung
gewährleistet.
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Der
Spannfinger 22 ist an einem Klemmelement 24 ausgebildet,
das mit Hilfe einer Spannschraube 25 und einer Gewindebohrung 26 an
der Oberseite 21 des Werkzeughalters 2 befestigbar
ist. Hierzu verfügt
das Klemmelement 24 über
eine Durchgangsbohrung 27 und eine Führungsleiste 28, die
zum Eingriff in eine Längsnut 29 auf
der Oberseite 21 des Werkzeughalters 2 vorgesehen
ist.
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Falls
die Längsnut 29 und
die Führungsleiste 28 des
Klemmelements 24 als Schwalbenschwanzverbindung ausgestaltet
sind, ist es möglich,
beim Wechseln des Schneideinsatzes 7 nach dem Lösen der
Spannschraube 25 das Klemmelement 24 seitlich
nach außen
bis zur Freigabe des Schneideinsatzes 7 zu verschieben,
ohne dass die Gefahr besteht, dass das Klemmelement 24 nach
dem Lösen
der Spannschraube 25 herunterfällt.
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In 3 ist
eine stark vergrößerte Seitenansicht
des in den 1 und 2 perspektivisch
dargestellten Schneideinsatzes 7 zu erkennen. Der Schneideinsatz 7 verfügt in der
Nähe der
Schneidkante 8 vorzugsweise über eine auch in den 1 und 2 erkennbare
Spanleitstufe 30. In 3 erkennt
man weiterhin deutlich die über
den Bereich des Prisma 12 hinausgehende ebene Deckfläche 17, die
in 3 rechts von der Spanleitstufe 30 mit
der Andruckfläche 23 des
Spannfingers 22 in Berührung kommen
soll. Eine Trennlinie 31 in 3 verläuft im wesentlichen
parallel zur Berandung des Stirnbereiches 10, und nicht
parallel zum Scheitel des Prisma 12, da, wie in 4 erkennbar,
der Stirnbereich 10 zwischen der Schneidkante 8 und
dem Prisma 12 einen Verjungungsbereich 32 aufweist.
Der Verjungungsbereich 32 verjüngt sich nicht nur ausgehend von
der Schneidkante 8 in Richtung des Prismas, sondern auch
ausgehend von der Schneidkante 8 in Richtung auf die Unterseite 14 des
Stirnbereiches 10, wie in 5 veranschaulicht
ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
des Schneideinsatzes weist die Schneidkante 8 eine Länge von
etwa 3 Millimetern auf. Der Verjungungswinkel des Stirnbereiches 10 in
Richtung auf die Unterkante 16 beträgt beidseits etwa 2°. Die Höhe des in 3 stark
vergrößert dargestellten
Schneideinsatzes 7 beträgt
bei einem Ausführungsbeispiel
4 Millimeter, wobei das Prisma 12 eine Länge von
4 Millimetern aufweist. Insgesamt verfügt der Schneideinsatz 7 bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel über eine
Länge von
7 Millimetern bei einem Freiwinkel von 6° im Stirnbereich 10.
Der Verjungungsbereich 32 verjüngt sich beispielsweise mit
einem Winkel von 2° auf
jeder Seite. Selbstverständlich
sind die jeweiligen Abmessungen der vorgesehe nen Anwendung angepaßt. Dies
gilt insbesondere auch für
den Verlauf der Schneidkante 8.
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Verschiedene
Verläufe
der Schneidkante 8 sind in 6 dargestellt.
Dort erkennt man eine schräg
verlaufende Schneidkante 38, eine zur Herstellung einer
Rinne vorgesehene gekrümmte Schneidkante 39,
eine konkav verlaufende Schneidkante 40, eine halbkreisförmig verlaufende
Schneidkante 41 sowie eine stufenförmig verlaufende Schneidkante 42.
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Weitere
Formen für
Schneidkanten sind je nach der vorgesehenen spanabhebenden Werkstückbearbeitung
möglich,
wobei es für
eine einfache und präzise
Lagerung des Schneideinsatzes jeweils erforderlich ist, den von
den Schneidkanten 8, 38 bis 42 wegweisenden
Bereich als spitzes Prisma 12 mit glatten Flächen vorzusehen.