DE29904501U1

DE29904501U1 - Modulare Schneidwerkzeug-Anordnung

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Publication number: DE29904501U1
Application number: DE29904501U
Authority: DE
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2009-03-12
Also published as: IL123685A0; IL123685A; WO1999047298B1; DE69909070T2; CA2323658A1; WO1999047298A1; JP2002506738A; US6152658A; KR20010041926A; CZ295282B6; TW438637B; EP1068039B1; KR100563898B1; EP1068039A2; HUP0104319A2; CA2323658C; AU2851299A; DE69909070D1; CZ20003386A3

Description

Gebrauchsmusteranmeldung
ISCAR, LTD.
Tefen 24959, Israel
'■* U.Z.: 124-8/rf

MODULARE S CHNEm WERKZEUG-ANORDNUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Schneidwerkzeuge und, insbesondere, eine modulare Schneidwerkzeug-Anordnung, in der Schneideinsätze mit verschiedenen Schneidpunkt-Nasenwinkeln austauschbar verwendet werden können.

Es ist bekannt, Schneideinsätze zu verwenden, die aus verschiedenen harten Materialien hergestellt sind und polygonale, runde oder auf andere Weise drehsymmetrische Schneidkanten aufweisen, und die in einer aufnehmenden Tasche des Werkzeughalters eines Schneidwerkzeugs befestigt sind. Während eines Span-abhebenden Formgebungsvorgangs (Drehen, Fräsen, usw.) schneidet ein Abschnitt der verfügbaren Schneidkante das Werkstück typischerweise entlang Kanten, die an einen Schneidpunkt angrenzen. Wenn die an einen Punkt eines regulären Einsatzes angrenzenden Schneidkanten verschlissen sind, wird der Einsatz gewendet, so daß ein ganzer neuer Schneidpunkt erscheint.

Viele verschiedene Formen von Schneideinsätzen werden weithin verwendet. Bei Dreharbeiten beispielsweise ist eines der Hauptkriterien für die Auswahl eines geeigneten Einsatztyps der erforderliche Nasen winkel. Um den Ausdruck "Nasenwinkel" zu definieren, sollte beachtet werden, daß die meisten Schneidpunkte in Draufsicht aus zwei geraden oder wenig gekrümmten Linien, die in einem Punkt zusammenlaufen, aufgebaut sind, wobei die Schneidpunkte manchmal dadurch modifiziert sind, daß sie sich zu einem relativ kleinen Nasenradius im Punktbereich, d.h. Schneidpunkten, abrunden. Der Winkel, den die geraden oder wenig gekrümmten Linien einschließen würden, wird hier, ungeachtet der Abrundung des Punktes selbst, als der "Nasenwinkel" bezeichnet. Der so definierte Nasenwinkel hat im allgemeinen einen genau festgelegten Wert für jeglichen Schneideinsatz, mit der hervorzuhebenden Ausnahme von runden Einsätzen, bei denen der Nasenradius zum Radius der gesamten Einsatz-Schneidgeometrie wird.

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Ein Bereich von Einsatz-Nasenwinkeln wird gewöhnlich durch Schneideinsätze mit mehreren verschiedenen Gesamtformen bereitgestellt, wie in Figur 1 gezeigt ist. Winkel von nahe 90° werden durch quadratische Einsätze vom Typ "S" bereitgestellt. 80°-Schneidpunkte werden durch den quadratischen Typ "Q" mit konkaven Seiten, den konvex-dreieckigen Typ "B" oder "Trigon" und den rautenförmigen Typ "C" bereitgestellt. 60°-Schneidwinkel werden durch dreieckige Typ "T"-Einsätze bereitgestellt. Kleinere Nasenwinkel werden typischerweise durch rautenförmige Typen wie den 55°-Typ "D" und den 35°-Typ "V" oder durch den 55°- Parallelogramm-Typ "K" bereitgestellt.

Es ist klar, daß die Erfordernisse zur wirksamen Fixierung dieser verschiedenen Schneideinsatztypen innerhalb einer Tasche in sehr spezifischer Weise von der Geometrie der Schneidkante abhängen. Daher ist jeder Einsatztyp mit einer daran angepaßten Werkzeughalter-Ausführung mit einer entsprechenden Taschenform ausgestattet. Daher ist die Verwendung von mehreren Einsatztypen von Bereitstellungs- und Lagerkosten für mehrere Werkzeughalter begleitet und erfordert zusätzlich Arbeit für den Austausch des gesamten Werkzeugs zwischen Schneidvorgängen.

In dem Versuch, diese Kosten und Arbeit zu verringern, wurden modulare Systeme auf der Basis von austauschbaren Klemmhaltern entwickelt. Bei diesen Systemen kommen austauschbare Adapter-Klemmhalter zum Einsatz, von denen jeder eine Tasche mit einer Klemm-Geometrie bereitstellt, die an einen spezifischen Schneideinsatz angepaßt ist. Obwohl diese Systeme die Verwendung des Hauptwerkzeughalters mit verschiedenen Schneideinsatztypen zulassen, fügt der Austausch der Klemmhalter dem Wechselvorgang einen aufwendigen, zusätzlichen Zerleg-ZZusammenbauschritt hinzu.

Es besteht daher ein Bedarf für eine modulare Schneidwerkzeug-Anordnung, die eine abwechselnde Verwendung von mehreren Schneideinsätzen mit verschiedenen Nasenwinkeln innerhalb einer einzigen Werkzeughaltertasche zuläßt. Es besteht auch ein Bedarf für Schneideinsätze und Werkzeughalter zur Verwendung in einer derartigen Anordnung.

Die vorliegende Erfindung ist eine modulare Schneid werkzeug-Anordnung mit einer entsprechenden Einsatzausfuhrung, die eine abwechselnde Verwendung von mehreren Schneideinsätzen mit verschiedenen Nasenwinkeln innerhalb einer einzigen Werkzeughaltertasche zulassen.

Erfindungsgemäß wird bereitgestellt: eine modulare Schneidwerkzeug-Anordnung, umfassend: (a) einen Werkzeughalter, der wenigstens eine Einsatz-aufhehmende Tasche mit einem Sockel sowie einer Vielzahl von Seitenstützflächen aufweist, wobei eine Beziehung zu einer Taschenachse der Einsatz-aufhehmenden Tasche, mit welcher eine Symmetrieachse eines Einsatzes axial auszurichten ist, hergestellt wird, und wobei eine erste der Seitenstützflächen einen Winkel &thgr; mit einer zweiten der Seitenstützflächen ausbildet, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Taschenachse verläuft; (b) wenigstens zwei Schneideinsätze, die austauschbar in der Tasche aufgenommen werden können, wobei jeder der Schneideinsätze eine obere Fläche, eine untere Fläche, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Einsatzachse mit Drehsymmetrie aufweist, wobei die Umkreis-Flankenfläche so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Widerlage-Merkmalen bereitzustellen, wobei eine erste der Widerlageflächen einen Winkel &thgr; mit einer zweiten der Widerlageflächen ausbildet, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Einsatzachse verläuft, und zwar für ein Positionieren in Widerlage mit den Seitenstützflächen, wobei die Umkreis-Flankenfläche eines ersten Schneideinsatzes weiterhin so konfiguriert ist, um wenigstens zwei Schneidpunkte mit einem ersten Nasenwinkel bereitzustellen, und wobei die Umkreis-Flankenfläche eines zweiten der Schneideinsätze weiterhin so konfiguriert ist, um wenigstens zwei Schneidpunkte mit einem zweiten Nasen winkel, der sich von dem ersten Nasen winkel unterscheidet, bereitzustellen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Winkel &thgr; im wesentlichen gleich zu einem 90°-Winkel.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung beträgt der erste Nasenwinkel im wesentlichen 80°.

Erfindungsgemäß wird auch ein Schneideinsatz bereitgestellt, der eine unitäre Struktur umfaßt, mit einer oberen Fläche, die durch eine Schneidkante begrenzt ist, einen Sockel, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Mittelachse, wobei die Schneidkante im wesentlichen rautenförmig mit einem Nasenwinkel &phgr; < 90° ist, wobei die Umkreis-Flankenfläche derart konfiguriert ist, um eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen auszubilden, die zwischen sich Winkel &thgr; ausbilden, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittelachse ist, wobei &thgr; < &phgr; ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung beträgt der Winkel &thgr; im wesentlichen 90°.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung beträgt der Winkel &phgr; im wesentlichen 80°.

Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Ausbilden einer modularen Schneidwerkzeug-Anordnung bereitgestellt, die einen ersten Schneideinsatz mit einer Vielzahl von Schneidpunkten mit einem ersten Nasenwinkel einschließt, sowie einen zweiten Schneideinsatz, der eine Vielzahl von Schneidpunkten mit einem zweiten Nasenwinkel aufweist, der unterschiedlich zu dem ersten Nasenwinkel ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) das Definieren einer ersten Schneid-Geometrie für den ersten Schneideinsatz, um so eine Vielzahl von Schneidpunkten mit dem ersten Nasenwinkel bereitzustellen; (b) das Definieren einer zweiten Schneid-Geometrie für den zweiten Schneideinsatz, um so eine Vielzahl von Schneidpunkten mit dem zweiten Nasenwinkel bereitzustellen; (c) das Definieren eines gemeinsamen Satzes von Widerlagemerkmalen, die eine Vielzahl von Seiten-Widerlageflächen einschließen, die winklig um eine Achse beabstandet sind; (d) das Ausbilden einer ersten Umkreis-Flankenfläche, die einen oberen Abschnitt aufweist, der mit der ersten Schneid-Geometrie korrespondiert, sowie einen unteren Abschnitt, der den gemeinsamen Satz von Widerlage-Merkmalen bereitstellt; und (e) das Bereitstellen einer zweiten Umkreis-Flankenfläche, die einen oberen Abschnitt aufweist, der mit der zweiten Schneid-Geometrie korrespondiert, sowie einen unteren Abschnitt, der den gemeinsamen Satz von Widerlage-Merkmalen bereitstellt.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung weisen die erste Schneid-Geometrie und die zweite Schneid-Geometrie in Bezug auf die Drehsymmetrie unterschiedliche Grade auf.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die unterschiedlichen Grade der Drehsymmetrie 2 und 4.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung stellt die Vielzahl der seitlichen Widerlageflächen eine vierfache Drehsymmetrie dar.

Erfindungsgemäß wird auch ein Schneideinsatz bereitgestellt, der eine unitäre Struktur mit einer oberen, durch eine Schneidkante begrenzte Fläche aufweist, einen Sockel, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Mittelachse, wobei die Schneidkante so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Schneidpunkten bereitzustellen, wobei wenigstens einer der Schneidpunkte einen Nasenwinkel &phgr; aufweist, wobei die Umkreis-Flankenfläche so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen bereitzustellen, wobei zwei der seitlichen Widerlageflächen, die am nächsten zu dem wenigstens einen Schneidpunkt liegen, zwischen sich einen Winkel &thgr; ausbilden, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittelachse ist, wobei der Winkel &thgr; Φ &phgr; ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Winkel &phgr; im wesentlichen gleich einem Winkel von 80° und der Winkel &thgr; im wesentlichen gleich einem Winkel von 90°.

Erfindungsgemäß wird auch ein Schneideinsatz bereitgestellt, der eine unitäre Struktur mit einer oberen, durch eine Schneidkante begrenzte Fläche umfaßt, einen Sockel, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Mittelachse, wobei die Schneidkante &eegr; im wesentlichen gerade Abschnitte einschließt, die derart angeordnet sind, um eine &eegr;-fache Drehsymmetrie um die Mittelachse auszubilden, wobei &eegr; > 2 ist, und wobei die Umkreis-Flankenfläche so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen bereitzustellen und wobei die seitlichen Widerlageflächen derart angeordnet sind, daß Unterbrechungslinien zwischen den seitlichen Widerlageflächen und einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittelachse ist, einen Win-

kel &thgr; ausbilden, und zwar im Verhältnis zu einer Verlängerung der im wesentlichen geraden Abschnitte auf die Ebene, wobei 0 < &thgr; < 360°/n ist.

Die Erfindung wird durch Beispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

Figur 1 ein Verzeichnis der gebräuchlichen Nomenklatur für Formen von polygonalen Schneideinsätzen ist;

Figur 2 eine isometrische Ansicht einer modularen Schneidwerkzeug-Anordnung ist, die erfindungsgemäß konstruiert und betätigbar ist, einschließlich eines Werkzeughalters und eines Satzes von vier austauschbaren Schneideinsätzen;

Figuren 3 A-3D Draufsichten des Werkzeughalters von Figur 2 sind, wobei jede Ansicht einen anderen der vier Schneideinsätze, befestigt am Werkzeughalter, zeigt;

Figur 4A eine Draufsicht einer Einsatz-aufnehmenden Tasche des Werkzeughalters von Figur 2 ist;

Figur 4B- eine isometrische Ansicht der Einsatz-aufnehmenden Tasche von Figur 4A ist;

Figur 5A eine isometrische Ansicht von oben eines ersten der Schneideinsätze des Satzes von Figur 2 ist;

Figur 5B eine isometrische Ansicht von unten des Schneideinsatzes von Figur 5 A ist;
Figur 5C eine Bodenansicht des Schneideinsatzes von Figur 5A ist;
Figur 5D ein Querschnitt entlang der Linie I-I von Figur 5C ist;

Figur 5E ein Querschnitt entlang der Linie H-II von Figur 5C ist;

Figur 6A eine isometrische Ansicht von oben eines zweiten der Schneideinsätze des Satzes von Figur 2 ist;

Figur 6B eine isometrische Ansicht von unten des Schneideinsatzes von Figur 6A ist; 5

Figur 6C eine Bodenansicht des Schneideinsatzes von Figur 6A ist; Figur 6D ein Querschnitt entlang der Linie III-III von Figur 6C ist; Figur 6E ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV von Figur 6C ist;

Figur 7A eine isometrische Ansicht von oben eines dritten der Schneideinsätze des Satzes von Figur 2 ist;

Figur 7B eine isometrische Ansicht von unten des Schneideinsatzes von Figur 7A ist; Figur 7C eine Bodenansicht des Schneideinsatzes von Figur 7A ist; Figur 7D ein Querschnitt entlang der Linie V-V von Figur 7C ist;

Figur 7E ein Querschnitt entlang der Linie VI-VI von Figur 7C ist;

Figur 8 A eine isometrische Ansicht von oben eines vierten der Schneideinsätze des Satzes von Figur 2 ist;

Figur 8B eine isometrische Ansicht von unten des Schneideinsatzes von Figur 8A ist; Figur 8C eine Bodenansicht des Schneideinsatzes von Figur 8A ist; Figur 8D ein Querschnitt entlang der Linie VII-VII von Figur 8C ist; Figur 8E ein Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII von Figur 8C ist;

Figuren 9A und 9&Bgr; Draufsichten einer weiteren Ausfuhrungsform einer modularen Schneidwerkzeug-Anordnung sind, wobei jede Figur einen Einsatz mit dreifacher Symmetrie mit einem verschiedenen Nasenwinkel zeigt.

Die vorliegende Erfindung ist eine modulare Schneidwerkzeug-Anordnung mit einer entsprechenden Einsatzausführung, die die abwechselnde Verwendung von mehreren Schneideinsätzen mit verschiedenen Nasenwinkeln innerhalb einer einzelnen Werkzeughaltertasche ermöglicht.

Die Prinzipien und der Betrieb von erfindungsgemäßen modularen Schneidwerkzeugen und Schneideinsätzen können unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die begleitende Beschreibung besser verstanden werden.

Die Figuren 2 und 3A-3D zeigen eine modulare Schneidwerkzeug-Anordnung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und die erfindungsgemäß konstruiert und betätigbar ist, einschließlich eines Werkzeughalters 12 mit einer Einsatz-aufhehmenden Tasche 14 zur Aufnahme einer Anzahl von austauschbaren Schneideinsätzen, hier veranschaulicht durch die Schneideinsätze 16, 18, 20 und 22. Jeder Schneideinsatz enthält ein Befestigungsloch 23 zur Fixierung des Einsatzes innerhalb der Tasche 14 unter Verwendung einer Anzugsschraube 25. Der Aufbau der Tasche 14 ist in den Figuren 4A und 4B gezeigt, während die Details der verschiedenen veranschaulichten Einsätze in den Figuren 5-8 gezeigt sind.

Im allgemeinen stellt die Schneidwerkzeug-Anordnung 10 einen Werkzeughalter 12 mit wenigstens einer Einsatz-aufnehmenden Tasche 14 mit einem Sockel 24 und einer Anzahl von Seitenstützflächen 26, 28 und 30 bereit. Wenigstens zwei dieser Seitenstützflächen bilden zwischen sich einen Winkel &thgr; aus, gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu einer Achse der Einsatz-aufnehmenden Tasche verläuft, mit welcher die Symmetrieachse eines Einsatzes auszurichten ist. Die Schneidwerkzeug-Anordnung 10 beinhaltet auch wenigstens zwei Schneideinsätze, die austauschbar innerhalb der Tasche 14 aufgenommen werden können.

Jeder der Schneideinsätze weist eine Umkreis-Flankenfläche auf, die so konfiguriert ist, um Widerlage-Merkmale bereitzustellen. Die Umkreis-Flankenfläche ist im wesentlichen in eine

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obere Entlastungs-Flankenfläche nahe der Schneidkante, die eine mechanische Abstützung für die Schneidkante bereitstellt, und eine untere Flankenfläche aufgeteilt, die die Widerlage-Merkmale bereitstellt. Die Widerlage-Merkmale bilden zwischen sich einen Winkel &thgr; aus, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu einer Einsatzachse mit Drehsymmetrie verläuft, so daß sie mit den Seitenstützflächen 26, 28 und 30 zusammenpassen. Die Umkreis-Flankenfläche von einem der Schneideinsätze ist so konfiguriert, um Schneidpunkte mit einem ersten Nasen winkel bereitzustellen, und die Umkreis-Flankenfläche eines zweiten der Schneideinsätze ist so konfiguriert, um Schneidpunkte mit einem zweiten Nasenwinkel, der sich von dem ersten Nasenwinkel unterscheidet, bereitzustellen.

Die Erfindung wird hier durch einen Satz von vier Schneideinsätzen veranschaulicht, die austauschbar innerhalb der Tasche 14, für die &thgr; 90° beträgt, befestigt sind (vgl. Figur 4A). Aus den Figuren 3A-3D ist ersichtlich, daß dieser Satz Einsätze mit einem Bereich von verschiedenen Nasenwinkel-Optionen bereitstellt. Zusätzlich kann der Satz von Einsätzen weiter gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ergänzt werden, um weitere Optionen für diese und andere Parameter bereitzustellen.

Bemerkenswert an der vorliegenden Erfindung ist, daß sie innerhalb eines weiten Bereichs von Schneideinsätzen mit drehsymmetrischen Schneidkanten anwendbar ist. Der Begriff "drehsymmetrisch" wird in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, um auf Formen Bezug zu nehmen, die bei Drehung über einen Winkel von 360°/n invariant sind, wobei &eegr; wenigstens den Wert 2 hat. Der so definierte Begriff beinhaltet Rauten, Parallelogramme und reguläre Polygone, entweder mit geraden Seiten oder bestehend aus komplexeren Kombinationen von geraden oder gekrümmten Liniensegmenten. Der Begriff beinhaltet auch kreisförmige Formen. Es sollte beachtet werden, daß die Symmetrie der erfindungsgemäßen Einsätze, falls nichts anderes angegeben ist, auf die Symmetrie der zugrundeliegenden Geometrie der Schneidkante bezogen ist, unabhängig von Sekundärmerkmalen wie spanbrechenden Merkmalen oder Bezugszeichen. Folglich kann in bestimmten Fällen ein sich wiederholendes Muster wie Verzahnungen und bogenförmige oder gewellte Schneidkanten der Grundform überlagert sein. Die Schneidkante kann äquivalente oder höhere Symmetriegrade als die Widerlageflächen aufweisen. Es ist anzumerken, daß Drehsymmetrie nicht Spiegelsymmetrie (symmetry under reflection) impliziert.

In der Beschreibung und den Ansprüchen wird auf eine Mittelachse eines Einsatzes A und auf eine Einsatz-aufnehmende Taschenachse B Bezug genommen (vgl. Figur 2). Die Achse A ist die Achse, um die die Schneidkante drehsymmetrisch ist. Es wird auch auf die "Oberseite" und die "Unterseite" des Einsatzes Bezug genommen. Wo auch immer eine solche Bezugnahme erscheint, wird davon ausgegangen, daß der Einsatz mit nach unten gerichtetem Sockel montiert wird, so daß die Schneidkante des Einsatzes nach oben zeigt, und wobei die Achse des Einsatzes vertikal verläuft. Die Achse B der Einsatz-aufnehmenden Tasche ist entsprechend als eine Linie durch die Tasche definiert, mit der die Schneideinsatzachse A auszurichten ist.

In einer detaillierteren Beschreibung der Merkmale der modularen Schneidwerkzeug-Anordnung 10 weist die Tasche 14 vorzugsweise mindestens eine seitliche Entlastungsausnehmung 32 auf. Die Position und die Größe der Entlastungsausnehmungen 32 werden so gewählt, daß ein Zwischenraum für verschiedene Schneidkanten-Seitenverstärkungsmerkmale von bestimmten Einsätzen bereitgestellt wird, ohne die Seitenstützflächen zu behindern.

Das hier gezeigte spezielle Beispiel verwendet einen Satz von Einsätzen mit vertikalen Widerlageflächen, d.h., alle Widerlageflächen sind parallel zur Achse A des Einsatzes ausgerichtet. Entsprechend sind die Seitenstützflächen 26, 28 und 30 alle vertikal, d.h., sie stehen parallel zur Taschenachse B. Es ist klar, daß dieses Merkmal für die vorliegende Erfindung nicht kritisch ist und daß die Einsatz-Widerlageflächen und die Seitenstützflächen der Tasche nach oben auswärts abgeschrägt sein könnten, in Bezug auf die Einsatz- bzw. Taschenachsen.

Darüber hinaus ist es wichtig anzumerken, daß die vorliegende Erfindung die geometrischen Merkmale der Widerlageflächen größtenteils unabhängig von den Merkmalen der oberen Entlastungs-Flankenflächen macht. Als ein Ergebnis können die Widerlageflächen vertikal sein, während die oberen Entlastungs-Flankenflächen, angrenzend an die Schneidkanten der hier beschriebenen Einsätze, gewinkelt sind, um eine inhärente Entlastung zwischen den oberen Entlastungs-Flankenflächen und der Oberfläche des spanabhebend bearbeiteten Werkstücks bereitstellen.

Wie vorstehend erwähnt, bildet eine der Stützflächen 26 einen Winkel von &thgr; = 90° mit einer, oder in diesem Fall beiden, der anderen Stützflächen 28 und 30 aus. Es ist klar, daß die innerste Stützfläche, d.h. Stützfläche 28, weggelassen werden kann, da die verbleibenden Stützflächen 26 und 30 vollständig ein wirksames Seitenstütz-/Fixiersystem definieren. In den meisten Fällen ist jedoch eine Drei-Punkt-, oder genauer, Drei-Flächen-Stützgeometrie bevorzugt.

In dem hier gezeigten Beispiel ist der Sockel 24 im wesentlichen eben und enthält eine zentrale Gewindebohrung 34 zur Aufnahme der Anzugsschraube 25. Die Gewindebohrung 34 ist vorzugsweise in einem sehr geringen Ausmaß von der Taschenachse versetzt angeordnet, um zu gewährleisten, daß die Widerlageflächen des Einsatzes gegen die entsprechenden Stützflächen der aufnehmenden Tasche vorbelastet sind. Bemerkenswert ist, daß die spezielle Klemmtechnik, die zur Klemmung der Schneideinsätze innerhalb der Tasche 14 verwendet wird, nicht per se einen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt und daß Variationen in Übereinstimmung mit jeglicher anderen Klemmtechnik durchgeführt werden können, ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 5A-5E wird ein rautenförmiger Schneideinsatz 16, erfindungsgemäß konstruiert und der erfindungsgemäß betätigbar ist, detaillierter beschrieben. Der Ausdruck "rautenförmig" wird hier verwendet, um einen Einsatz zu bezeichnen, dessen Draufsicht auf die Schneidkante im wesentlichen einem gleichseitigen, aber nicht-orthogonalen Parallelogramm entspricht. In diese Definition eingeschlossen sind Modifikationen wie das Abrunden von Ecken und spanbrechende Merkmale, wie die gezeigten.

Der Schneideinsatz 16 weist eine unitäre Struktur auf, die eine obere Fläche 36 einschließt, die durch eine Schneidkante 38 begrenzt ist, sowie einen Sockel 40 und eine Umkreis-Flankenfläche 42. Die Schneidkante 38 ist im wesentlichen rautenförmig. Die Umkreis-Flankenfläche 42 ist derart konfiguriert, um eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen 44 bereitzustellen, die zwischen sich Winkel von im wesentlichen 90° ausbilden, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittelachse des Einsatzes ist. Dieses macht den Einsatz 16 kompatibel mit den orthogonalen Stützflächen der Tasche 14, während ein Nasenwinkel von signifikant weniger als 90° bereitgestellt wird. Diese Struktur ist besonders vorteilhaft

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für eine rautenförmige Schneidkante mit einem Nasenwinkel von im wesentlichen 80°, die den herkömmlichen Einsatz vom Typ "C" ersetzt.

Die Widerlageflächen 44 können am einfachsten als ein quadratischer Abschnitt des Einsatzes 16, angrenzend an den Sockel 40, ausgeführt werden (vgl. Figuren 5C und 5D). Um eine wirksame Stütze für die überstehenden Schneidpunkte 46 bereitzustellen, enthält die Flankenfläche 42 vorzugsweise auch kegelförmige Verstärkungsmerkmale 48.

In den Figuren 6A-6E wird ein Schneideinsatz 18 mit einer quadratischen Schneidkante mit konvexen Seiten gezeigt, die den herkömmlichen Einsatz vom Typ "Q" ersetzt.

Auch hier nimmt der untere Teil des Einsatzes eine reguläre quadratische Form an, um die erforderlichen orthogonalen Widerlageflächen 58 bereitzustellen, wobei der obere Teil 60 der Umkreis-Flankenflächen geeignet ausgeformt ist, um die Schneidkante zu stützen. Speziell beinhaltet die Umkreis-Flankenfläche hier vier kegelförmige Verstärkungsmerkmale 62. Der Einsatz 18 stellt eine Option von vier wendbaren Schneidpositionen anstelle der zwei von Einsatz 16 bereit.

Die Figuren 7A-7E veranschaulichen, wie ein Einsatz, in diesem Fall Einsatz 20 mit einer regulären quadratischen Schneidkante 54, konfiguriert werden kann, um Schneidkanten bereitzustellen, die um einen Winkel, hier 45°, relativ zur Orientierung der Seitenstützflächen der Tasche gedreht sind. Die Auswirkungen dieser Drehung können durch den Vergleich der Orientierungen der Einsätze 18 und 20 innerhalb der Tasche 14, wie in den Figuren 3B und 3 C gezeigt, betrachtet werden. Es ist klar, daß eine Drehkonfiguration gleichermaßen mit Schneidkantenformen konstruiert werden könnte, die von der Form eines regulären Quadrats verschieden sind.

Die gedrehte Befestigungsorientierung wird durch Bereitstellen von orthogonalen Widerlageflächen 52 erreicht, die mit etwa 45° aus den Richtungen der geraden Abschnitte der Schneidkante 54 gedreht sind. Eine Stütze für die Ecken des Einsatzes wird durch kegelförmige Verstärkungsmerkmale 46 bereitgestellt, die so angeordnet sind, daß sie in der seitlichen Entla-

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stungsausnehmung 32 zwischen den Stützflächen der Tasche 14 zu liegen kommen, wenn der Einsatz darin befestigt wird.

Unter Bezugnahme auf die Anordnung 10 zeigen die Figuren 8 A bis 8E schließlich einen runden Einsatz 22, der in vier wendbaren Positionen innerhalb der Tasche 14 befestigt werden kann. Auch hier werden orthogonale Widerlageflächen 64 durch einen primär quadratischen unteren Abschnitt des Einsatzes mit dazwischenliegenden Verstärkungsüberständen 66 bereitgestellt, die der Schneidkante 68 an dazwischenliegenden Positionen um den Einsatz zusätzliche Stütze verleihen.

An dieser Stelle sollte klar sein, daß die modulare Schneidwerkzeug-Anordnung 10 als das Ergebnis eines verallgemeinerbaren Verfahrens zum Entwurf einer modularen Schneidwerkzeug-Anordnung gesehen werden kann. Das Verfahren beginnt mit der Definition des Ziels, d.h., mit der Auswahl von mindestens zwei einzelnen Schneideinsatz-Geometrien, die man austauschbar verwenden möchte. Auf der Basis der gewünschten Schneid-Geometrien wird ein gemeinsamer Satz von Widerlage-Merkmalen ausgewählt. Die Widerlage-Merkmale beinhalten eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen, die winklig um eine Achse beabstandet sind und innerhalb der Umrisse der beiden gewünschten Schneid-Geometrien liegen. Für jeden Einsatz wird dann eine Umkreis-Flankenfläche so entworfen, daß sie einen oberen Abschnitt entsprechend der jeweiligen Schneid-Geometrie aufweist, und einen unteren Abschnitt, der den gemeinsamen Satz von Widerlage-Merkmalen bereitstellt. Die Ausrichtung der Widerlageflächen wird in Übereinstimmung mit einer gewünschten Ausrichtung des Einsatzes, wenn er in der Werkzeughaltertasche befestigt wird, gewählt.

Gegebenenfalls können die erste Schneid-Geometrie und die zweite Schneid-Geometrie verschiedene Grade von Drehsymmetrie aufweisen, wie es durch die vorstehend beschriebene zweifache Symmetrie des Einsatzes 16 und die vierfache Symmetrie des Einsatzes 18 veranschaulicht wird. In diesem Zusammenhang wird der Begriff "Grad der Drehsymmetrie" ausschließlich in Bezug auf den maximal vorliegenden Grad von Drehsymmetrie verwendet.

Eine weitere Anwendung dieses Verfahrens wird schematisch in den Figuren 9A und 9B veranschaulicht. Diese zeigen eine Anordnung für einen Satz von Schneideinsätzen mit dreifa-

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eher Drehsymmetrie. In diesem Beispiel bilden die Seitenstützflächen 70 und 72 einen Winkel von 60° mit einer dritten Seitenstützfläche 74 aus.

Es ist klar, daß die vorstehende Beschreibung nur als ein Beispiel dienen soll und daß viele weitere Ausfuhrungsformen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung möglich sind.

Claims

1. Modulare Schneidwerkzeug-Anordnung, die umfaßt:

a) einen Werkzeughalter, der wenigstens eine Einsatz-aufnehmende Tasche mit einem Sockel sowie einer Vielzahl von Seitenstützflächen aufweist, wobei eine Beziehung zu einer Taschenachse einer Einsatz-aufnehmenden Tasche, mit welcher eine Symmetrieachse eines Einsatzes axial auszurichten ist, hergestellt wird, und wobei eine erste der Seitenstützflächen einen Winkel θ mit einer zweiten der Seitenstützflächen ausbildet, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Taschenachse verläuft;

b) wenigstens zwei Schneideinsätze, die austauschbar in der Tasche aufgenommen werden können, wobei jeder der Schneideinsätze eine obere Fläche, eine untere Fläche, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Einsatzachse mit Drehsymmetrie aufweist, wobei die Umkreis-Flankenfläche so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Widerlage-Merkmalen bereitzustellen, wobei eine erste der Widerlageflächen einen Winkel θ mit einer zweiten der Widerlageflächen ausbildet und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Einsatzachse verläuft, und zwar für ein Positionieren in Widerlage mit den Seitenstützflächen,

wobei die Umkreis-Flankenfläche eines ersten Schneideinsatzes weiterhin so konfiguriert ist, um wenigstens zwei Schneidpunkte mit einem ersten Nasenwinkel bereitzustellen, und wobei die Umkreis-Flankenfläche eines zweiten der Schneideinsätze weiterhin so konfguriert ist, um wenigstens zwei Schneidpunkte mit einem zweiten Nasenwinkel, der sich von dem ersten Nasenwinkel unterscheidet, bereitzustellen.

2. Modulare Schneidwerkzeug-Anordnung nach Anspruch 1, in welcher der Winkel θ im wesentlichen gleich zu einem 90°-Winkel ist.

3. Modulare Schneidwerkzeug-Anordnung nach Anspruch 1, in welcher der erste Nasenwinkel im wesentlichen 80° beträgt.

4. Schneideinsatz, der eine unitäre Struktur umfaßt, mit einer oberen Fläche, die durch eine Schneidkante begrenzt ist, einen Sockel, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Mittelachse, wobei die Schneidkante im wesentlichen rautenfbnnig mit einem Nasenwinkel φ < 90° ist, wobei die Umkreis-Flankenfläche derart konfiguriert ist, um eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen auszubilden, die zwischen sich Winkel θ ausbilden, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittelachse ist, wobei θ < φ.

5. Schneideinsatz nach Anspruch 4, in welchem der Winkel θ im wesentlichen 90° beträgt.

6. Schneideinsatz nach Anspruch 5, in welchem der Winkel φ im wesentlichen 80° beträgt. -

7. Schneideinsatz, der eine unitäre Struktur mit einer oberen, durch eine Schneidkante begrenzte Fläche aufweist, einen Sockel, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Mittelachse, wobei die Schneidkante so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Schneidpunkten bereitzustellen, wobei wenigstens einer der Schneidpunkte einen Nasenwinkel φ aufweist, wobei die Umkreis-Flankenfläche so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen bereitzustellen, wobei zwei der seitlichen Widerlageflächen, die am nächsten zu dem wenigstens einen Schneidpunkt liegen, zwischen sich einen Winkel θ ausbilden, und zwar gemessen in einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittelachse ist, wobei der Winkel θ ≠ φ ist.

1. Schneideinsatz nach Anspruch 7, in welchem der Winkel φ im wesentlichen gleich einem Winkel von 80° ist und der Winkel θ im wesentlichen gleich einem Winkel von 90° ist.

9. Schneideinsatz, der eine unitäre Struktur mit einer oberen, durch eine Schneidkante begrenzte Fläche aufweist, einen Sockel, eine Umkreis-Flankenfläche sowie eine Mittelachse, wobei die Schneidkante n im wesentlichen gerade Abschnitte einschließt, die derart angeordnet sind, um eine n-fache Drehsymmetrie um die Mittelachse auszubilden, wobei n ≥ 2 ist, und wobei die Umkreis-Flankenfläche so konfiguriert ist, um eine Vielzahl von seitlichen Widerlageflächen bereitzustellen und wobei die seitlichen Widerlageflächen derart angeordnet sind, daß Unterbrechungslinien zwischen den seitlichen Widerlageflächen und einer Ebene, die rechtwinklig zu der Mittelachse ist, einen Winkel θ ausbilden, und zwar im Verhältnis zu einer Verlängerung der im wesentlichen geraden Abschnitte auf die Ebene, wobei 0 < θ < 360°/n ist.