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Schneidplatte, insbesondere Wendeschneidplatte
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viereckiger, insbesondere quadrntischer, Gestalt Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schneidplatte, insbesondere eine Wendeschneidplatte viereckiger, insbesondere
quadrntischer, Gestalt für Bohr- und/ oder Senkwerkzeuge oder -köpfe, mit von der
vorderen Brustflöche zur RUckenfläche hin abfallenden Schmalflächen und zwischen
letzteren und der Brustfläche im Kantenbereich gebildeten Schneidkanten, wobei jeweils
zwei uber Eck aneinandergrenzende Schmalflächen und die Rückenfläche beim Einspannen
der Schneidplatte den Sitz sichernde Anlageflächen bilden.
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Schneidplatten, insbesondere Wendeschneidplatten, dieser Art sind
eben und bestehen meist aus Hartmetall. Sie werden mittels eingesenkten Kegelkopfschrauben
am Schneidkopf des Werkzeuges lösbar befestigt. Meist wird der Schneidkopf mit zwei
Schneidplatten ausgerustet, die im wesentlichen innerhalb einer Diametralen verlaufen
und z.B. mit einem Spanwinkel von 00 parallel zur Werkzeugmittelachse und in axialer
Richtung ausgerichtet sind. Jeweils eine Längskante der Schneidplatten steht dabei
geringfügig axial über das stirnseitige Schneidkopfende über und bewirkt mit ihrer
Schneidkante die Zerspanung. Die andere, an letztere ueber Eck angrenzende und radial
außen verlaufende Längskante steht radial Uber und überfährt beim Bohr- oder Senkvorgang
die bereits hergestellt Bohrungswandung. Bekannte Wéndeschneidplatten
dieser
Art sind an allen vie; Längskanten mit Schneidkanten versehen. Jede an die Schneidkante
ruckseiiig angrenzende Schmalfläche ist als Freifläche 0 gestaltet, die zur Rückenfläche
hin unter einem Freiwinkel von z.B. 5 oder 70 abfallend verläuft. Der Freiwinkel
ist standardisiert und für die Freifläche der entsprechend der jeweiligen Einspannung
die Zerspanungsarbeit ausführenden Schneidkante notwendig. Dies bedingt, daß dann
auch die rückseitig der radial außen verlaufenden Längskante jeder Schneidplatte
befindliche Freifläche diesen Freiwinkel hat, sich somit also in sehr geringem Abstand
von der Wandung der erzeugten Bohrung befindet. Bei Werkzeugmaschinen mit nicht
besonders steifer und aufwendiger Spindel lagerung und/oder bei vor allem kleineren,
herzustellenden Bohrungen kann dieser geringe Radialabstand zwischen Bohrungswandung
und äußerer Freifläche dazu führen, daß letztere in Beruhrung mit der Bohrungswandung
gelangt, mit evtl. starker Preßwirkung und Hitzeentwicklung dazwischen, bedingt
durch den starken Reibungskontakt.
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Daraus können Beschädigungen der Bohrungswandung, unpräzise Bohrungen
und vorzeitiger Verschleiß oder Brüche der Schneidplatten resultieren. Will man
derartiges vermeiden, müssen Werkzeugmaschinen mit besonders steifer und somit aufwendiger
Spindel lagerung eingesetzt werden, die eine genaue Zentrierung des Werkzeuges im
Bohrloch sicherstellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidplatte, insbesondere
Wendeschneidplatte, der eingangs genannten Art zu schaffen, die es gestattet, auch
unter Einsatz von hinsichtlich der Spindellagewng weniger aufwendigen Werkzeugmaschinen
hochpräzise Bohrungen herzustellen ohne Gefahr von Beschädigungen der Bohrungswandung
und vorschnellem Verschleiß oder gar Brüchen der Schneidplat#n.
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Die Aufgabe ist bei einer Schneidplatte, insbesondere Wendeschneidplatte,
der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß lediglich an
zwei einander gegenüberliegenden Längskanten Schneidkanten vorgesehen sind, deren
angrenzende Schmalflächen als mit Freiwinkel zur Rückenfläche hin abgeschrägte Freiflächen
gestaltet sind, und daß die Schmalflächen der beiden übrigen, einander gegenüberliegenden,
schneidkantenfreien Längskanten
jeweils eine von der Längskante
ausgehende und sich über einen Teil der Schmalfläche zur Rückenfläche hin erstreckende
Führungsfläcne aufweisen, die im Querschnitt mit zu den Schneidkanten paralleler
Schnittebene gesehen entlang dem Abschnitt eines Kreisbogens verläuft, dessen Radius
zumindest im wesentlichen auf denjenigen der herzustellenden Bohrung abgestimmt
ist.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist erreicht, daß beim Zerspanen
die jeweils radial außen befindliche, rückseitig an die Längskante anschließende
Schmalfläche mit ihrer fasenartigen Führungsfläche, deren Krümmung an die Zylinderwandung
der herzustellenden Bohrung angepaßt ist, entlang der Zylinderwandung der Bohrung
mit Radialcbstützung und -führung umläuft. Das Werkzeug wird somit über diese bogenförmigen,
fasenartigen Ftihrungsflächen radial zentriert und geführt. Dadurch können auch
auf weniger aufwendigen Werkzeugmaschinen, deren Spindel lagerung nicht besonders
hochwertig und steif, und somit teuer, gestaltet ist, hochpräzise Zerspanungsarbeiten
durchgeführt werden, ohne Gefahr von Beschädigungen der hergestellten Bohrungswandung
oder eines vorzeitigen Verschleißes oder gar Bruches der Schneidplatten Eine vorteilhafte
Ausführungsform sieht vor, daß sich an die bogenförmige Führungsfläche der Schmalfläche
der beiden schneidkantenfreien Längskanten jeweils eine zur Rückenfleche hin mit
gleichem Freiwinkel wie die Freiflächen abgeschrägte Teilfläche anschließt, die
beim Einspannen der Schneidplatte vorzugsweise jeweils eine Anlogefläche bildet.
Hierdurch ist erreicht, daß die Schneidplatte nach wie vor beim Einspannen mit ihrer
Teilfläche Anlage und Abstützung an den werkzeugseitig vorgesehenen, dem Freiwinkel
entsprechend geschrägten Aufnahmen erfährt und somit eine zuverlässige und feste
Einspannung garnnflert ist, ohne dazu werkzeugseitig die Aufnahmen ändern zu müssen.
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Dadurch ist auch die nachträgliche Ausrüstung vorhandener Schneidköpfe
mit erfi ndungsgemäßen Schneidplatten problemlos möglich.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß der sich
an die bogenförmige Führungsfläche, insbesondere die abgeschrägte Teilfläche,der
Schmalfläche der beiden schneidkantenfreien Längskanten anschließende Flächenbereich
mit gegenuber dem Freiwinkel größerer Schräge zur Rückenfläche hin überleitet. Durch
diesen Flächenbereich mit gegenüber dem Freiwinkel größerer Schräge ist erreicht,
daß selbst bei kleinen, herzustellenden Bohrungen jeglicher Berührungskontakt der
radial äußeren Schmalflächen rückseitig der bogenförmigen Führungsfläche, vor allem
auch dort, wo die Schmalfläche an die Rückenfläche der Schneidplatte angrenzt, mit
der Bohrungswandung ausgeschlossen ist. Auch Bohrungen kleinen Durchmessers sind
daher ohne eingangs aufgezeig # Schwierigkeiten herstellbar.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten
Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht
auf das untere Ende eines Bohr- und Senkwerkzeuges mit gestrichelt angedeuteter
Bohrlochwandung, Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer Wendeschneidplatte in Richtung
des Pfeiles II des Werkzeuges in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt enlang der Linie 111-111
in Fig. 2 mit gestrichelt angedeutetem Teil des Werkzeuges, Fig. 4 einen Ausschnitt
IV eines Teiles der Wendeschneidplatte in Fig. 3, in demgegenüber größerem Maßstab,
Fig. 5 einen Schnitt der Wendeschneidplatte entlang der Linie V-V in Fig. 2.
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In Fig. 1 ist ein Werkzeug 10, z.B. Bohrer und/oder Senker, gezeigt,
das einen Schaft 11 und einen Schneidkopf 12 am stirnseitigen Ende aufweist.
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Der Schneidkopf 12 trägt zwei ebene Wendeschneidplatten 13 und 14
z.B.
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aus Hartmetall, die jeweils in zugeordneten Aufnahmen 15 bzw. 16 eingespannt
und mittels nicht weiter gezeigter, eingesenkter Kegelkopfschrauben lösbar befestigt
sind. Die Wendeschneidplatten 13 und 14 verlaufen im wesentlichen entlang einer
Diametralen, d.h. mit Umfangswinkel von 1800 voneinander. Sie sind mit einem Spanwinkel
von 0o parallel zur Mittelachse 17 und in axialer Richtung ausgerichtet. Mittels
der Wendeschneidplatten 13 und 14 ist beim gezeigten Åusführungsbeispiel eine nicht
sichtbare, zuvor mit kleinerem Durchmesser erstellte Bohrung auf die Bohrung 18
(gestrichelt) mit entsprechend der Geometrie des Werkzeuges 10 größerem Bohrlochdurchmesser
aufbohrbar. Die Arbeitsrichtung verläuft gemäß Fig. 1 und dortigem Pfeil 19 im Gegenuhrzeigersinn.
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Die besondere Gestaltung der Wendeschneidplatten 13 und 14 ist nachfolgend
der besseren Übersicht wegen anhand von Fig. 2 - 5 am Beispiel der Wendeschneidplatte
13 erläutert.
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Die Wendeschneidplatte 13 besitzt viereckige, und zwar quadratische
Gestalt.
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Sie hat eine im wesentlichen ebene, vordere Brustfläche 20 und rückseitige
RUckenfläche 21. Wie insbesondere Fig. 3 und 5 zeigen, besitzt die Wendeschneidplatte
13 zwischen der Brustfläche 20 und Rückenfläche 21 an allen vier Seiten jeweils
Schmalflächen 22 - 25, die von der Brustfläche 20 zur Rückenfläche 21 hin abfallen.
Jeweils zwei über Eck aneinandergrenzende Schmalflächen, hier die Schmalflächen
23 und 25, und ferner die Rückenfläche 21 bilden beim Einspannen (Fig. 1) der Schneidplatte
13 den Sitz in der Aufnahme 15 sichernde Anlageflächen. Die Schneidplatte 13 liegt
dabei mit ihrer Rückenfläche 21 satt an einer zugeordneten Fläche der Aufnahme 15
an. Ferner steht die Schneidplatte 13 mit ihrer in Fig. 3 rechten Schmalfläche 25
in fester Anlageberührung mit einer Seitenfläche 26 der Aufnahme 15. Nicht sichtbar
ist in Fig. 1, daß ferner in gleicher Weise, wie
zuvor beschrieben,
die Schneidplatte 13 auch mit ihrer in Fig. 5 unteren Schmalfläche 23 in fester
Anlageberührung mit einer zugeordneten, in Fig. 1 nicht sichtbaren Seitenfläche
der Aufnahme 15 steht.
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Im Kantenbereich an allen vier Rändern zwischen der Brustfläche 20
und den vier Schmalflächen 22 - 25 sind jeweils vier Längskanten 27 - 30 gebildet,
von denen die jeweils einander gegenüberliegenden parallel zueinander verlaufen.
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In die Brustfläche 20 ist im Bereich jeder Längskante 27 - 30 eine
dazu im wesentlichen parallele, ausgetiefte Spannut 31 - 34 eingearbeitet.
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Die Anordnung ist nun so getroffen, daß lediglich die in Fig. 2 und
5 obere Längskante 27 und die dieser gegenüberliegende, untere Längskante 28 als
Schneidkante ausgebildet und wirksam ist. Die Längskanten 27 und 28 sind daher nachfolgend
als Schneidkanten bezeichnet. Die an die Schneidkanten 27, 28 angrenzenden Schmalflächen
22 bzw. 23 sind als zur Rückenfläche 21 hin abgeschrägte Freiflächen gestaltet,
die einen Freiwinkel von z.B.
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70 besitzen. Demgemäß sind die Schmalflächen 22 und 23 nachfolgend
als Freiflächen bezeichnet. Beim in Fig. 1 gezeigten Werkzeug 10 wird die Zerspanungsarbeit
hinsichtlich der Wendeschneidplatte 13 daher von der Schneidkante 27 geleistet,
die in Richtung der Mittelachse 17 über das stirnseitige Ende des Schneidkopfes
12 zumindest geringfügig übersteht, was für die gesamte, rückseitig daran angrenzende
Freifläche 22 gilt. Soll die gegenüberliegende Schneidkante 28 zur Zerspanungsarbeit
herangezogen werden, wird die Wendeschneidplatte 13, nach Lösen der Befestigung,
um 1800 gedreht und wieder in der Aufnahme 15 fixiert. Dann erfolgt die Zerspanung
durch die andere, nun stirnseitig überstehende Schneidkante 28 mit rückseitiger
Freifläche 23.
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Die beiden übrigen Längskanten 29 und 30 haben hingegen nicht die
Funktion von Schneidkanten. Die sich rückseitig an diese Längskanten 29, 30 anschließenden
Schmalflächen 24 bzw. 25 weisen jeweils eine Führungsfläche 35 bzw. 36 auf. Jede
Führungsfläche 35, 36 geht von der zugeordneten Längskante 29 bzw. 30 aus und erstreckt
sich über einen Teil der Schmalfläche
24 bzw. 25 in Richtung zur
Rückenfläche 21 hin. Das Erstreckungsmaß in dieser Richtung ist in Fig. 3 mit a
angedeutet. Wichtig ist, daß jede Führungsfläche 35, 36 im Querschnitt mit zu den
Schneidkanten 27, 28 paralleler Schnittebene, also in Fig. 3 gesehen, entlang dem
Abschnitt eines Kreisbogens verläuft. Der Kreisbogenabschnitt der Führungsfläche
35 ist in Fig. 3 gleich demjenigen der Bohrung 18. Der Radius des Kreisbogenabschnittes
der FührungsFläche 35 ist mit r1 eingezeichnet. Der Radius der in Fig. 3 rechten,
kreisbogenförmigen Führungsfläche 36 ist genauso groß gewählt und in Fig. 3 mit
r2 eingezeichnet. Die Radien rl bzw. r2 sind generell zumindest im wesentlichen
auf den Radius der herzustellenden Bohrung abgestimmt, also beim gezeigten Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 3 entsprechend dem Radius der Bohrung 18 gewählt. Es versteht sich jedoch,
daß mittels der beschriebenen Wendeschneidplatte 13 auch Bohrungen z.B. aufgebohrt
werden können, die einen kleineren oder auch in Grenzen größeren Radius besitzen,
als die bogenförmigen Führungsflächen 35, 36.
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An die bogenförmigen Führungsflächen 35 und 36 der Schmalfläche 24
bzw.
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25 schließt sich jeweils eine zur Rückenfläche 21 hin mit gleichem
Freiwinkel, wie die Freiflächen 22, 23, also mit 70 Freiwinkel, abgeschrägte Teilfläche
37 bzw. 38 an. Das Erstreckungsmaß jeder Teilfläche 37 bzw. 38 ist in Fig. 3 jeweils
mit b angedeutet. Ersichtlich ist, daß jede Teilfläche 37, 38 nicht mit Freiwinkel
von 70 bis hin zur Rückenfläche 21 verläuft. Vielmehr schließt sich an jede Teilfläche
37, 38 ein weiterer Flächenbereich 39 bzw. 40 an, der zur Rückenfläche 21 hin überleitet.
Von besonderer Bedeutung ist, daß jeder Flächenbereich 39, 40 zur Rückenfläche 21
hin mit beachtlich größerer Schräge abfällt, als dem Freiwinkel von 70 z.B.
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der Teilflächen 37 bzw. 38. Der Erstreckungsbereich der Flächenbereiche
39, 40 ist in Fig. 3 mit c angedeutet.
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Beim gezeigten Einspannzustand der Wendeschneidplatte 13 steht von
deren in Fig. 3 rechter Schmalfläche 25 zumindest die Teilfläche 38 mit Freiwinkel
von 70 in fester Anlageberührung mit der entsprechend geschrägten
Seitenfläche
26 der zugeordneten Aufnahme 15. Betrachtet man in Fig. 3 und 4 die beim Bohrvorgang
radial außen liegende, linke Schmalfläche 24 der Wendeschneidplatte 13, so ist sofort
erkennbar, daß letztere mit ihrer bogenförmigen Führungsfläche 35 entlang der Wandung
der Bohrung 18 mit Radialabstutzung und -führung umläuft. Da die andere Wendeschneidplatte
14 in völlig gleicher Weise gestaltet ist, sind die Verhältnisse auf der in Fig.
1 rechten Seite ebenso. Das Werkzeug 10 wird somit innerhalb der Bohrung 18 radial
einwandfrei zentriert und geführt. Dadurch können auch auf weniger aufwendigen Werkzeugmaschinen,
deren Spindellagerung nicht besonders steif und aufwendig gestaltet ist, qualitativ
hochwertige Bohrungen 18 mit hoher Oberflächengüte hergestellt werden, ohne die
Gefahr einer Beschädigung der hergestellten Bohrungswandung oder eines vorzeitigen
Verschleißes oder gar Bruches der Wendeschneidplatten 13 und 14.
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Durch die bei der Wendeschneidplatte 13 auf beiden Schmalseiten 24
und 25 vorgesehenen Teilflächen 37 bzw. 38 mit Freiwinkel von z.B. 70 ist erreicht,
daß jede Wendeschneidplatte nach wie vor beim Einspannen mit ihrer Teilfläche, z.B.
der Teilfläche 38 der Wendeschneidplatte 13,feste Anlage und Abstützung an den werkzeugseitig
vorgesehenen, dem Freiwinkel entsprechend geschrägten Aufnahmen, z.B. der Seitenfläche
26 der Aufnahme 15, erfährt und somit eine zuverlässige, feste Einspannung garantiert
ist, ohne dazu werkzeugseitig die Aufnahmen nun besonders anpassen oder ändern zu
müssen. Dies macht es möglich, vorhandene Schneidköpfe auch nachträglich mit beschriebenen
Wendeschneidplatten 13, 14 auszurüsten.
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Durch den stark abgeschrägten Flächenbereich 39, 40 ist erreicht,
daß selbst bei kleinen herzustellenden Bohrungen 18 jeglicher Berührungskontakt
der radial äußeren Schmalflächen 24 bzw.25, vor allem auch dort, wo der Übergang
in die Rückenfläche 21 erfolgt, mit der Wandung der Bohrung 18 ausgeschlossen ist.
Somit sind Bohrungen auch sehr kleiner Durchmesser herstellbar, ohne daß die eingangs
beschriebenen Schwierigkeiten bestehen.
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Wird die Wendeschneidplatte 13, wie eingangs erläutert, so gewendet,
daß statt der in Fig. 2 oberen Schneidkante 27 nun die dortige, untere Schneidkante
28 die Zerspanungsarbeit leistet, so befindet sich dann die in Fig. 3 rechte, bogenförmige
Führungsfläche 36 radial außen. Dann erfolgt die radiale Führung und Zentrierung
in der Bohrung 18 durch die nun außen liegende, bogenförmige Führungsfläche 36.
Die abgeschrägte Teilfläche 37 ist dann fest an die Seitenfläche 26 der Aufnahme
15 angepreßt.
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