DE102014106216B4

DE102014106216B4 - Wendeschneideinsatz mit einer dreieckigen Form sowie Fräswerkzeug

Info

Publication number: DE102014106216B4
Application number: DE102014106216.7A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Francis Kovac; Jeremy Joseph Verellen; Konrad SPITZENBERGER
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2021-08-19
Anticipated expiration: 2034-05-06
Also published as: DE102014106216A1; CN104174918A; CN104174918B; US9296054B2; US20140348599A1

Abstract

Wendeschneideinsatz (10, 100) mit einer dreieckigen Form, der Folgendes umfasst:drei Seiten (12, 14, 16) und drei Schneidecken (18, 20, 22) an Schnittpunkten der Seiten (12, 14, 16), wobei die drei Schneidecken (18, 20, 22) mit einem Schneideckenradius (18a, 20a, 22a) ausgebildet sind;eine erste planare Oberfläche (24), die die drei Seiten (12, 14, 16) verbindet, und eine zweite planare Oberfläche (26), die zur ersten Oberfläche (24) parallel ist und auch die drei Seiten (12, 14, 16) verbindet, wobei eine der ersten und der zweiten planaren Oberfläche (24, 26) als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz (10, 100) in einem Einsatzsitz eines Fräskörpers montiert ist;ein Montageloch (28), das zentral im Schneideinsatz (10, 100) angeordnet ist, wobei das Montageloch (28) sowohl die erste als auch die zweite planare Oberfläche (24, 26) durchdringt und eine zentrale Achse (30) aufweist;drei Hauptschneidkanten (32, 34, 36), die an einer Schnittlinie zwischen einer jeweiligen Seite (12, 14, 16) und der ersten planaren Oberfläche (24) ausgebildet sind und sich auf einer ganzen Länge L der jeweiligen Seite (12, 14, 16) erstrecken;drei Nebenschneidkanten (38, 40, 42), die an einer Schnittlinie zwischen einer Seite (12, 14, 16) und einer benachbarten Seite (12, 14, 16) ausgebildet sind, wobei sich jede Nebenschneidkante (38, 40, 42) von einer jeweiligen Schneidecke (18, 20, 22) in Richtung der zweiten planaren Oberfläche (26) erstreckt; unddrei Rampenschneidkanten (44, 46, 48), die an einer Schnittlinie zwischen einer Seite (12, 14, 16) und einer benachbarten Seite (12, 14, 16) ausgebildet sind, wobei sich jede Rampenschneidkante (44, 46, 48) von einer jeweiligen Nebenschneidkante (38, 40, 42) zur zweiten planaren Oberfläche (26) erstreckt.

Description

Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Schneideinsatz, der lösbar an einem Werkzeughalter montiert werden kann, zum Schneiden eines Werkstücks und insbesondere auf einen dreieckförmigen Wendeschneideinsatz mit mehreren Kanten zum Fräsen eines Absatzes mit neunzig Grad im Werkstück.
Schneideinsätze mit einer dreieckigen Form sind im Allgemeinen bekannt. Herkömmliche dreieckige Schneideinsätze sind jedoch durch die Anzahl von Schneidkanten begrenzt. Die Anzahl von Schneidkanten steht direkt mit dem Kosten des Schneideinsatzes in Beziehung. Je mehr Schneidkanten zur Verfügung stehen, desto weniger kostet der Schneideinsatz. Außerdem schafft ein dreieckförmiger Schneideinsatz die kosteneffizienteste Form für die maschinelle Bearbeitung eines Absatzes mit neunzig Grad im Werkstück. Folglich ist es erwünscht, einen dreieckförmigen Wendeschneideinsatz mit mehreren Schneidkanten und mit der Fähigkeit, einen Absatz mit neunzig Grad im Werkstück zu erzeugen, zu schaffen.
In der EP 2 722 120 B1 , der US 2011 /0 150 582 A1 , der DE 20 16 193 A sowie der US 5 876 160 A sind Schneideinsätze mit einer dreieckigen Form gezeigt.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wendeschneideinsatz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein Fräswerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Wendeschneideinsatz mit einer dreieckigen Form drei Seiten und drei Schneidecken an Schnittpunkten der Seiten, wobei die drei Schneidecken mit einem Schneideckenradius ausgebildet sind; eine erste planare Oberfläche, die die drei Seiten verbindet, und eine zweite planare Oberfläche, die zur ersten Oberfläche parallel ist und auch die drei Seiten verbindet, wobei eine der ersten und der zweiten planaren Oberfläche als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz in einem Einsatzsitz eines Fräskörpers montiert ist; ein Montageloch, das zentral im Schneideinsatz angeordnet ist, wobei das Montageloch sowohl die erste als auch die zweite planare Oberfläche durchdringt und eine zentrale Achse aufweist; drei Hauptschneidkanten, die an einer Schnittlinie zwischen einer jeweiligen Seite und der ersten planaren Oberfläche ausgebildet sind und sich auf einer ganzen Länge L der jeweiligen Seite erstrecken; drei Nebenschneidkanten, die an einer Schnittlinie zwischen einer Seite und einer benachbarten Seite ausgebildet sind, wobei sich jede Nebenschneidkante von einer jeweiligen Schneidecke in Richtung der zweiten planaren Oberfläche erstreckt; und drei Rampenschneidkanten, die an einer Schnittlinie zwischen einer Seite und einer benachbarten Seite ausgebildet sind, wobei sich jede Rampenschneidkante von einer jeweiligen Nebenschneidkante zur zweiten planaren Oberfläche erstreckt.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Zeichen in den ganzen Zeichnungen gleiche Teile darstellen, wobei:

1 eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von 1 zeigt;
3 eine planare Ansicht des Schneideinsatzes von 1 zeigt;
4 eine weitere planare Ansicht des Schneideinsatzes von 1 zeigt;
5 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes von 1 ist, wenn er in einem Schneidwerkzeug montiert ist;
6 eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes mit V-förmigen Sitzoberflächen gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von 6 ist;
8 eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
9 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von 8 zeigt;
10 eine planare Ansicht des Schneideinsatzes von 8 zeigt;
11 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes von 8 zeigt, wenn er im Schneidwerkzeug montiert ist;
12 eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes von 12 zeigt;
14 eine planare Ansicht des Schneideinsatzes von 12 zeigt;
15 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes von 12 ist, wenn er im Schneidwerkzeug montiert ist; und
16 ein Schneidwerkzeug wie z. B. ein Fräswerkzeug, das mit Schneideinsätzen gemäß der Erfindung versehen ist, zeigt.

Mit Bezug auf 1-4 ist ein Schneideinsatz 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Wie in 3 gezeigt, weist der Schneideinsatz 10 in der Draufsicht eine im Allgemeinen dreieckige Form auf. Der Schneideinsatz 10 weist drei Seiten 12, 14 und 16 und drei Schneidecken 18, 20 und 22 an den Schnittpunkten der Seiten 12, 14 und 16 auf. Die drei Schneidecken 18, 20, 22 sind mit einem Schneideckenradius 18a, 20a, 22a ausgebildet. Jede Seite 12, 14 und 16 weist ungefähr dieselbe Länge L auf und sie bilden gegenseitig einen Winkel 23 von etwa sechzig (60) Grad in Bezug aufeinander, d. h. einen entsprechenden Winkel eines gleichseitigen Dreiecks, wie in 3 gezeigt. Der Schneideinsatz 10 umfasst auch eine erste planare Oberfläche 24, die mit den drei Seiten 12, 14 und 16 des Schneideinsatzes 10 verbindet. Entsprechend weist der Schneideinsatz 10 eine zweite planare Oberfläche 26 auf, die im Allgemeinen zur ersten Oberfläche 24 parallel ist, die auch die drei Seiten 12, 14 und 16 verbindet und als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz 10 in einem Einsatzsitz eines Fräskörpers montiert ist. Die erste und die zweite planare Oberfläche 24, 26 weisen im Wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks auf, wie in 3 gezeigt.
Zum Montieren des Schneideinsatzes 10 in einem Einsatzsitz eines Fräskörpers ist der Schneideinsatz 10 mit einem Montageloch 28 versehen, das zentral im Schneideinsatz 10 angeordnet ist. Das Montageloch 28 durchdringt sowohl die erste als auch die zweite planare Oberfläche 24, 26 und weist eine zentrale Achse 30 auf.
Der Schneideinsatz 10 in dieser Ausführungsform weist drei (3) Hauptschneidkanten 32, 34, 36, drei (3) Nebenschneidkanten 38, 40, 42 und drei (3) Rampenschneidkanten 44, 46, 48 auf. Die drei Hauptschneidkanten 32, 34, 36 sind an der Schnittlinie zwischen einer jeweiligen Seite 12, 14, 16 und der ersten planaren Oberfläche 24 ausgebildet und erstrecken sich im Wesentlichen auf der ganzen Länge L der jeweiligen Seite 12, 14, 16, d. h. von einer Schneidecke 18, 20, 22 zu einer andreren Schneidecke 18, 20, 22. Die Hauptschneidkante 32 erstreckt sich beispielsweise im Wesentlichen auf der ganzen Länge L von der Schneidecke 18 zur Schneidecke 22, wie in 3 gezeigt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind die Nebenschneidkanten 38, 40, 42 an der Schnittlinie zwischen einer Seite 12, 14, 16 und einer benachbarten Seite 12, 14 16 ausgebildet. Die Nebenschneidkanten 38, 40, 42 sind ungefähr senkrecht zu den Hauptschneidkanten 32, 34, 36 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich jede Nebenschneidekante 38, 40, 42 von einer jeweiligen Schneidecke 18, 20, 22 in Richtung der zweiten Oberfläche 26 für ungefähr eine Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 10. Es ist jedoch zu erkennen, dass die Erfindung nicht durch die Länge der Nebenschneidkanten 38, 40, 42 begrenzt ist und dass die Erfindung mit Nebenschneidkanten mit irgendeiner gewünschten Länge in Bezug auf die Dicke T des Schneideinsatzes 10 ausgeführt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform können sich die Nebenschneidkanten 38, 40, 42 beispielsweise auf der ganzen Dicke T des Schneideinsatzes erstrecken. In dieser alternativen Ausführungsform würden die Nebenschneidkanten 38, 40, 42 eine Wischwirkung für Halbfertigungsanwendungen schaffen.
Rampenschneidkanten 44, 46, 48 sind auch an der Schnittlinie zwischen einer Seite 12, 14, 16 und einer benachbarten Seite 12, 14, 16 ausgebildet. Insbesondere ist jede Rampenschneidkante 44, 46, 48 durch eine abgewinkelte Abschrägung 49 ausgebildet, die in einer jeweiligen Seite 12, 14, 16 ausgebildet ist, die sich von der zweiten planaren Oberfläche 26 erstreckt, wie in 4 gezeigt. Die Rampenschneidkante 46 ist beispielsweise durch die abgewinkelte Abschrägung 49 in der Seite 12 ausgebildet, wie in 1 und 2 gezeigt. Jede Rampenschneidkante 44, 46, 48 erstreckt sich von einer jeweiligen Nebenschneidkante 38, 40, 42 zur zweiten Oberfläche 26 für ungefähr eine Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 10 zur zweiten Oberfläche 26. Es ist jedoch zu erkennen, dass die Erfindung nicht durch die Länge der Rampenschneidkanten 44, 46, 48 begrenzt ist und dass die Erfindung mit Rampenschneidkanten mit einer Länge in einem Bereich zwischen etwa einem Viertel bis etwa drei Viertel der Dicke T des Schneideinsatzes 10 ausgeführt werden kann. Die Rampenschneidkanten 44, 46, 48 sind in einem Winkel 50 in Bezug auf die Nebenschneidkanten 38, 40, 42 ausgebildet, wie in 2 gezeigt. Der Winkel 50 kann in einem Bereich zwischen etwa fünf (5) Grad und etwa fünfunddreißig (35) Grad liegen. In der alternativen Ausführungsform, in der sich die Nebenschneidkanten 38, 40, 42 auf der ganzen Dicke T des Schneideinsatzes 10 erstrecken, würden die Rampenschneidkanten 44, 46, 48 nicht existieren.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst jede Seite 12, 14, 16 ein Paar von Aussparungen 52, 54, die durch einen im Wesentlichen planaren Verbindungsabschnitt 56 getrennt sind. Die Aussparungen 52, 54 sind in Bezug auf die Schneidkanten versenkt und verleihen den Schneidkanten einen positiven Spanwinkel, um leicht in ein maschinell zu bearbeitendes Stück zu schneiden. Jede Aussparung 52, 54 weist eine Breite von etwa einer Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 10 auf. Jede Aussparung 52, 54 weist eine im Wesentlichen planare Sitzoberfläche 58, 60 auf. Folglich weist jede Seite 12, 14, 16 des Schneideinsatzes 10 zwei (2) Sitzoberflächen 58, 60 auf. Die Sitzoberflächen 58, 60 sind in einem Winkel 62 in Bezug auf eine Ebene 64 ausgebildet, die zum Verbindungsabschnitt 56 parallel ist (und auch zu den Hauptschneidkanten 32, 34, 36 parallel ist). Der Winkel 62 kann zwischen etwa fünf (5) Grad und etwa fünfunddreißig (35) Grad liegen. Außerdem sind die Sitzoberflächen 58, 60 zur ersten und zur zweiten planaren Oberfläche 24, 26 im Wesentlichen senkrecht.
5 zeigt den Schneideinsatz 10 in einer montierten Position eines Schneidwerkzeugs. Die zweite Oberfläche 26 und die zwei Sitzoberflächen 58, 60 werden verwendet, um einen Drei-Punkt-Kontakt zu schaffen, wenn sich der Schneideinsatz 10 in der montierten Position befindet. Wie in 5 gezeigt, ist die Nebenschneidkante 38 in einer höheren Höhe in Bezug auf das Werkstück als die Rampenschneidkante 44 angeordnet. Die Differenz der Höhe wird dem zugeschrieben, dass die Rampenschneidkante 44 in einem Winkel 50 in Bezug auf die Nebenschneidkante 38 ausgebildet ist. Während eines Frässchneidvorgangs sind die Hauptschneidkante 32 und die Nebenschneidkante 38 die aktiven Schneidkanten, während die Rampenschneidkante 44 inaktiv ist. Die Hauptschneidkante 32 und die Nebenschneidkante 38 sind in der Lage, einen Absatz von neunzig (90) Grad, der in das Werkstück 172 geschnitten wird, zu erzeugen. Außerdem ist der Schneideinsatz 10 in der Lage, einen Rampenschneidvorgang durchzuführen. Während eines Rampenschneidvorgangs ist die Rampenschneidkante 44 auch eine aktive Schneidkante. In einer alternativen Ausführungsform ist das Paar von Aussparungen 52, 54 nicht durch einen im Wesentlichen planaren Verbindungsabschnitt 56 getrennt und der Verbindungsabschnitt 56 und jede der Sitzoberflächen 58, 60 sind im Wesentlichen V-förmig, wie in 6 und 7 gezeigt. In dieser alternativen Ausführungsform umfassen der Verbindungsabschnitt 56 und jede Sitzoberfläche 58, 60 jeweils ein Paar von abgewinkelten Oberflächen 56a, 56b, 58a, 58b, 60a, 60b, die in einem Winkel 61 zwischen etwa zehn (10) Grad und etwa zwanzig (20) Grad in Bezug auf eine Ebene 63 ausgebildet sind, die zur ersten und zur zweiten planaren Oberfläche 24, 26 im Wesentlichen senkrecht ist. In einer Ausführungsform kann der Winkel 61 etwa fünfzehn (15) Grad sein.
Mit Bezug auf 8-11 ist ein Schneideinsatz 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Ähnlich zum Schneideinsatz 10 weist der Schneideinsatz 100 eine im Allgemeinen dreieckige Form in der Draufsicht auf, wie in 10 gezeigt. Der Schneideinsatz 100 weist drei Seiten 102, 104 und 106 und sechs (6) Schneidecken 108, 110, 112, 114, 116 und 118 an Schnittpunkten der Seiten 102, 104 und 106 auf. Jede Schneidecke 108, 110, 112, 114, 116 und 118 ist jeweils mit einem Schneideckenradius 108a, 110a, 112a, 114a, 116a, 118a ausgebildet. Ähnlich zum Schneideinsatz 10 weist jede Seite 102, 104 und 106 ungefähr dieselbe Länge L auf und sie bilden gegenseitig einen Winkel 123 von etwa sechzig (60) Grad in Bezug aufeinander, d. h. einen entsprechenden Winkel eines gleichseitigen Dreiecks, wie in 10 gezeigt. Der Schneideinsatz 100 umfasst auch eine erste planare Oberfläche 120, die mit den drei Seiten 102, 104 und 106 des Schneideinsatzes 100 verbindet und als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz 100 in einem Fräskörper montiert ist. Ebenso weist der Schneideinsatz 100 eine zweite planare Oberfläche 122 auf, die im Allgemeinen zur ersten Sitzoberfläche 120 parallel ist und auch mit den drei Seiten 102, 104 und 106 des Schneideinsatzes 100 verbindet und auch als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz 100 im Fräskörper montiert ist. Ähnlich zum Schneideinsatz 10 weisen die erste und die zweite planare Oberfläche 120, 122 im Wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks auf, wie in 10 gezeigt.
Zum Montieren des Schneideinsatzes 100 in einem Einsatzsitz des Fräskörpers ist der Schneideinsatz 100 mit einem Montageloch 124 versehen, das zentral im Schneideinsatz 100 angeordnet ist. Das Montageloch 124 durchdringt sowohl die erste planare Oberfläche 120 als auch die zweite planare Oberfläche 122. Ähnlich zum Schneideinsatz 10 weist das Montageloch 124 eine zentrale Achse 125 auf, wie in 10 gezeigt.
Der Schneideinsatz 100 in dieser Ausführungsform weist sechs (6) Hauptschneidkanten 126, 128, 130, 132, 134, 136 (die Hauptschneidkante 136 ist in 8 nicht gezeigt, liegt jedoch entgegengesetzt zur Schneidkante 130) und sechs (6) Nebenschneidkanten 138, 140, 142, 144, 146, 148 auf. Die sechs Hauptschneidkanten 126, 128, 130, 132, 134, 136 sind an den Schnittlinien zwischen den Seiten 102, 104, 106 und der ersten und der zweiten planaren Oberfläche 120, 122 ausgebildet und erstrecken sich im Wesentlichen auf der ganzen Länge L der Seiten 102, 104, 106, d. h. von der Schneidecke 108, 110, 112, 114, 116, 118 zu einer anderen Schneidecke 108, 110, 112, 114, 116, 118. Beispielsweise erstreckt sich die Hauptschneidkante 126 im Wesentlichen auf der ganzen Länge L von der Schneidecke 108 zur Schneidecke 112, wie in 10 gezeigt.
Die Nebenschneidkanten 138, 140, 142, 144, 146, 148 sind an der Schnittlinie zwischen einer Seite 102, 104, 106 und einer benachbarten Seite 102, 104, 106 ausgebildet. Jede Nebenschneidkante 138, 140, 142, 144, 146, 148 erstreckt sich von einer jeweiligen Schneidecke 108, 110, 112, 114, 116, 118 für ungefähr eine Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 10. Die Nebenschneidkanten 138, 140, 142, 144, 146, 148 sind ungefähr senkrecht zu den Hauptschneidkanten 126, 128, 130, 132, 134, 136 ausgebildet. Die Nebenschneidkante 138 erstreckt sich beispielsweise von der Schneidecke 118 für ungefähr eine Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 10 und ist im Wesentlichen senkrecht zur Hauptschneidkante 126, wie in 8 und 9 gezeigt.
Jede Seite 102, 104, 106 umfasst ein Paar von Aussparungen 152, 154, die durch einen im Wesentlichen planaren Verbindungsabschnitt 156 getrennt sind. Die Aussparungen 152, 154 sind in Bezug auf die Schneidkanten versenkt und verleihen den Schneidkanten einen positiven Spanwinkel, um leicht in ein maschinell zu bearbeitendes Stück zu schneiden. Jede Aussparung 152, 154 weist eine Breite von etwa einer Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 100 auf. Jede Aussparung 152, 154 weist eine im Wesentlichen planare Sitzoberfläche 158, 160 auf. Folglich weist der Schneideinsatz 100 insgesamt sechs (6) Sitzoberflächen 158, 160, d. h. zwei (2) Sitzoberflächen 158, 160 für jede Seite 102, 104, 106, auf. Die Sitzoberflächen 158, 160 sind in einem Winkel 162 in Bezug auf eine Ebene 164 ausgebildet, die zum Verbindungsabschnitt 156 parallel ist (und auch zu den Hauptschneidkantnten 126, 128, 130, 132, 134, 136 parallel ist). Der Winkel 162 kann zwischen etwa fünf (5) Grad und etwa fünfunddreißig (35) Grad sein.
11 zeigt den Schneideinsatz 100 in einer montierten Position eines Schneidwerkzeugs. Eine der ersten und der zweiten planaren Oberfläche 120, 122 und die zwei Sitzoberflächen 158, 160 werden verwendet, um einen Drei-Punkt-Kontakt zu schaffen, wenn sich der Schneideinsatz 100 in einer montierten Position befindet. In 11 liegt die Nebenschneidkante 138 im Wesentlichen in der Ebene des Papiers, während die benachbarte Nebenschneidkante 140 sich quer zur Ebene des Papiers erstreckt. Der Schneideckenradius 114a, der an der Schneidecke 114 ausgebildet ist, führt dazu, dass die Nebenschneidkante 140 in einem Freiwinkel 166 von etwa 3,0 Grad bis etwa 3,5 Grad zwischen der inaktiven Nebenschneidkante 140 und der Oberfläche 170 des Werkstücks 172 liegt. Folglich sind die Hauptschneidkante 130 und die Nebenschneidkante 138 die aktiven Schneidkanten, während die benachbarte Nebenschneidkante 140 aufgrund des Freiwinkels 166 inaktiv ist. Die Hauptschneidkante 130 und die Nebenschneidkante 140 sind in der Lage, einen Schnitt eines Absatzes von neunzig (90) Grad im Werkstück 172 zu erzeugen.
Mit Bezug auf 12-15 ist ein Schneideinsatz 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Ähnlich zu den Schneideinsätzen 10, 100 weist der Schneideinsatz 200 eine im Allgemeinen dreieckige Form in der Draufsicht auf, wie in 14 gezeigt. Der Schneideinsatz 200 weist drei Seiten 202, 204 und 206 und sechs Schneidecken 208, 210, 212, 214, 216 und 218 an Schnittpunktn der Seiten 202, 204 und 206 auf. Die sechs Schneidecken 208, 210, 212, 214, 216 und 218 sind jeweils mit einer abgewinkelten Abschrägung 208a, 210a, 212a, 214a, 216a, 218a ausgebildet. Ähnlich zu den Schneideinsätzen 10, 100 weist jede Seite 202, 204 und 206 ungefähr dieselbe Länge L auf und sie bilden gegenseitig einen Winkel 223 von etwa sechzig (60) Grad in Bezug aufeinander, d. h. einen entsprechenden Winkel eines gleichseitigen Dreiecks, wie in 14 gezeigt. Der Schneideinsatz 200 umfasst auch eine erste planare Oberfläche 220, die mit den drei Seiten 202, 204 und 206 des Schneideinsatzes 200 verbindet und als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz 200 in einem Fräskörper montiert ist. Ebenso weist der Schneideinsatz 200 eine zweite planare Oberfläche 222 auf, die zur ersten Sitzoberfläche 220 im Allgemeinen parallel ist und auch mit den drei Seiten 202, 204 und 206 des Schneideinsatzes 200 verbindet und als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz 200 in einem Fräskörper montiert ist. Ähnlich zu den Schneideinsätzen 10, 200 weisen die erste und die zweite planare Oberfläche 220, 222 im Wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks auf, wie in 14 gezeigt.
Zum Montieren des Schneideinsatzes 200 in einem Einsatzsitz des Fräskörpers ist der Schneideinsatz 200 mit einem Montageloch 224 versehen, das zentral im Schneideinsatz 200 angeordnet ist. Das Montageloch 224 durchdringt sowohl die erste als auch die zweite planare Oberfläche 220, 222 und weist eine zentrale Achse 225 auf, wie in 14 gezeigt.
In dieser Ausführungsform weist der Schneideinsatz 200 sechs (6) rechtsgängige Hauptschneidkanten 226, 228, 230, 232, 234, 236 (die Hauptschneidkante 236 ist in 13 nicht gezeigt, aber sie liegt entgegengesetzt zur Schneidkante 230), sechs (6) linksgängige Hauptschneidkanten 227, 229, 231, 233, 235, 237 (die Schneidkante 237 ist in 13 nicht gezeigt, aber sie liegt entgegengesetzt zur Schneidkante 231) und sechs (6) Nebenschneidkanten 238, 240, 242, 244, 246, 248 auf. Folglich weist der Schneideinsatz 200 insgesamt zwölf (12) Hauptschneidkanten (d. h. sechs (6) rechtsgängige Schneidkanten 226, 228, 230, 232, 234, 236 und sechs (6) linksgängige Schneidkanten 227, 229, 231, 233, 235, 237) auf. Die sechs (6) rechtsgängigen Hauptschneidkanten 226, 228, 230, 232, 234, 236 und die sechs (6) linksgängigen Hauptschneidkanten 227, 229, 231, 233, 235, 237 sind an der Schnittlinie zwischen den Seiten 202, 204, 206 und den planaren Oberflächen 220, 222 ausgebildet. Im Gegensatz zu den Schneideinsätzen 10, 100 erstreckt sich jede der rechtsgängigen Haupt- und der linksgängigen Hauptschneidkanten des Schneideinsatzes 200 von einer Schneidecke in Richtung der anderen Schneidecke für ungefähr eine Hälfte der Länge L der Seiten 202, 204, 206. Die rechtsgängige Hauptschneidkante 226 erstreckt sich beispielsweise von der Schneidecke 208 in Richtung der Schneidecke 212 für etwa eine Hälfte der Länge L der Seite 202, während sich die linksgängige Hauptschneidkante 227 von der Schneidecke 212 in Richtung der Schneidecke 208 für etwa eine Hälfte der Länge L der Seite 202 erstreckt. Es wird angemerkt, dass die rechtsgängige Hauptschneidkante 226 und die linksgängige Hauptschneidkante 227 sich zusammen im Wesentlichen auf der ganzen Länge L der Seite 202 erstrecken. In einer alternativen Ausführungsform würden sich die Hauptschneidkanten auf der ganzen Länge L der Seiten 202, 204, 206 erstrecken. In dieser alternativen Ausführungsform hätte der Schneideinsatz 200 sechs (6) rechtsgängige Hauptschneidkanten oder sechs (6) linksgängige Hauptschneidkanten.
Die Nebenschneidkanten 238, 240, 242, 244, 246, 248 sind an der Schnittlinie zwischen einer Seite 202, 204, 206 und einer benachbarten Seite 202, 204, 206 ausgebildet. Jede Nebenschneidkante 238, 240, 242, 244, 246, 248 erstreckt sich von einer jeweiligen Schneidecke 208, 210, 212, 214, 216, 218 für ungefähr eine Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 10. Die Nebenschneidkanten 238, 240, 242, 244, 246, 248 sind ungefähr senkrecht zu den Hauptschneidkanten ausgebildet, wie in 13 gezeigt.
Jede Seite 202, 204, 206 umfasst ein Paar von Aussparungen 252, 254, die durch einen im Wesentlichen planaren Verbindungsabschnitt 256 getrennt sind. Die Aussparungen 252, 254 sind in Bezug auf die Schneidkanten versenkt und verleihen den Schneidkanten einen positiven Spanwinkel, um leicht in ein maschinell zu bearbeitendes Stück zu schneiden. Jede Aussparung 252, 254 weist eine Breite von etwa einer Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes 200 auf. Jede Aussparung 252, 254 weist eine im Wesentlichen planare Sitzoberfläche 258, 260 auf. Folglich weist der Schneideinsatz 200 insgesamt sechs (6) Sitzoberflächen 258, 260, d. h. zwei (2) Sitzoberflächen 258, 260 für jede Seite 202, 204, 206, auf. Die Sitzoberflächen 258, 260 sind in einem Winkel 262 in Bezug auf eine Ebene 264 ausgebildet, die zum Verbindungsabschnitt 256 parallel ist (und auch zu den Hauptschneidkanten parallel ist). Der Winkel 262 kann zwischen etwa fünf (5) Grad und etwa fünfunddreißig (35) Grad sein.
15 zeigt den Schneideinsatz 200 in einer montierten Position eines Schneidwerkzeugs. Eine der ersten und der zweiten planaren Oberfläche 220, 222 und die zwei Sitzoberflächen 258, 260 werden verwendet, um einen Drei-Punkt-Kontakt zu schaffen, wenn sich der Schneideinsatz 200 in der montierten Position befindet. In 15 liegt die Nebenschneidkante 238 im Wesentlichen in der Ebene des Papiers, während die benachbarte Nebenschneidkante 140 sich quer zur Ebene des Papiers erstreckt. Die abgewinkelte Abschrägung 214a, die an der Schneidecke 214 ausgebildet ist, führt dazu, dass die Nebenschneidkante 240 um einen Abstand 268 in einer höheren Höhe in Bezug auf die Nebenschneidkante 238 liegt. Folglich sind die Hauptschneidkante 230 und die Nebenschneidkante 238 die aktiven Schneidkanten, während die benachbarte Nebenschneidkante 240 inaktiv ist. Die Hauptschneidkante 230 und die Nebenschneidkante 238 sind in der Lage, einen Schnitt eines Absatzes von neunzig (90) Grad im Werkstück 172 zu erzeugen.
Mit Bezug auf 16 ist ein Schneidwerkzeug 300 wie z. B. ein Fräswerkzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Fräswerkzeug 300 weist eine Anzahl von Schneideinsätzen 10, 100 oder 200, die tangential daran montiert sind, auf. Wie in 16 gezeigt, weist das Fräswerkzeug 300 beispielsweise eine Anzahl von Schneideinsätzen 100 auf, die tangential daran montiert sind, d. h. die Montagelöcher 124 und die zentrale Achse 125 der Schneideinsätze 100 erstrecken sich in einer im Wesentlichen radialen Richtung. Wie in 16 gezeigt, dreht sich das Fräswerkzeug 300 in einer Richtung im Uhrzeigersinn.
Das Fräswerkzeug 300 umfasst einen Fräskörper 302 mit einer Anzahl von Einsatzsitzen, die im Allgemeinen bei 304 gezeigt sind. Jeder Schneideinsatz 100 ist in einem jeweiligen Einsatzsitz 304 mittels einer Montageschraube 306 montiert. Wie in 16 zu sehen, bildet die aktive Hauptschneidkante 130 einen zweiten Freiwinkel 168 mit der Oberfläche 172, die im Werkstück 170 maschinell bearbeitet wird. Dieser zweite Freiwinkel 168 liegt im Bereich von etwa fünfzehn (15) Grad bis etwa fünfundzwanzig (25) Grad, vorzugsweise bei etwa zwanzig (20) Grad. Wie in 16 gezeigt, weist der Schneideinsatz 10, 100, 200 der Erfindung einen Keilwinkel 174 zwischen der Seite 104 und der Seite 102 von ungefähr sechzig (60) Grad auf, was bedeutet, dass der Schneideinsatz 10, 100, 200 eine echte dreieckige Form anstatt einer Trigonform aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, schaffen die abgewinkelten Stützoberflächen 58, 60, 158, 160, 258, 260 und die planaren Oberflächen 26, 120, 122, 220, 222 einen Drei-Punkt-Kontakt, wenn der Einsatz 10, 100, 200 im Einsatzsitz 304 montiert ist. Folglich erhält der Schneideinsatz 10, 100, 200 eine außergewöhnliche Sitzstabilität, wenn er im Fräskörper 302 montiert ist. Außerdem schafft die dreieckige Basisform des Schneideinsatzes 10, 100, 200 eine höhere Schnitttiefe und dass mehr Material von der Oberfläche 170 des Werkstücks 172 entfernt wird, als herkömmliche trigonförmige Schneideinsätze. Außerdem ist der Schneideinsatz 10 in der Lage, Eintauchvorgänge durchzuführen. Ferner ist der Schneideinsatz 200 in der Lage, entweder in linksgängigen oder rechtsgängigen Schneidkörpern zu arbeiten.
Die Dokumente, Patente und Patentanmeldungen, auf die hier Bezug genommen wird, werden hiermit durch den Hinweis aufgenommen.
Obwohl die Erfindung speziell in Verbindung mit bestimmten spezifischen Ausführungsformen davon beschrieben wurde, dient dies selbstverständlich zur Erläuterung und nicht zur Begrenzung und der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche sollte so breit aufgefasst werden, wie es der Stand der Technik gestattet.

Claims

Wendeschneideinsatz (10, 100) mit einer dreieckigen Form, der Folgendes umfasst: drei Seiten (12, 14, 16) und drei Schneidecken (18, 20, 22) an Schnittpunkten der Seiten (12, 14, 16), wobei die drei Schneidecken (18, 20, 22) mit einem Schneideckenradius (18a, 20a, 22a) ausgebildet sind; eine erste planare Oberfläche (24), die die drei Seiten (12, 14, 16) verbindet, und eine zweite planare Oberfläche (26), die zur ersten Oberfläche (24) parallel ist und auch die drei Seiten (12, 14, 16) verbindet, wobei eine der ersten und der zweiten planaren Oberfläche (24, 26) als Sitzoberfläche wirkt, wenn der Schneideinsatz (10, 100) in einem Einsatzsitz eines Fräskörpers montiert ist; ein Montageloch (28), das zentral im Schneideinsatz (10, 100) angeordnet ist, wobei das Montageloch (28) sowohl die erste als auch die zweite planare Oberfläche (24, 26) durchdringt und eine zentrale Achse (30) aufweist; drei Hauptschneidkanten (32, 34, 36), die an einer Schnittlinie zwischen einer jeweiligen Seite (12, 14, 16) und der ersten planaren Oberfläche (24) ausgebildet sind und sich auf einer ganzen Länge L der jeweiligen Seite (12, 14, 16) erstrecken; drei Nebenschneidkanten (38, 40, 42), die an einer Schnittlinie zwischen einer Seite (12, 14, 16) und einer benachbarten Seite (12, 14, 16) ausgebildet sind, wobei sich jede Nebenschneidkante (38, 40, 42) von einer jeweiligen Schneidecke (18, 20, 22) in Richtung der zweiten planaren Oberfläche (26) erstreckt; und drei Rampenschneidkanten (44, 46, 48), die an einer Schnittlinie zwischen einer Seite (12, 14, 16) und einer benachbarten Seite (12, 14, 16) ausgebildet sind, wobei sich jede Rampenschneidkante (44, 46, 48) von einer jeweiligen Nebenschneidkante (38, 40, 42) zur zweiten planaren Oberfläche (26) erstreckt.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 1, wobei sich jede Nebenschneidkante (38, 40, 42) von der jeweiligen Schneidecke (18, 20, 22) für eine Hälfte einer Dicke T des Schneideinsatzes (10, 100) erstreckt.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 1, wobei jede Rampenschneidkante (44, 46, 48) in einem Winkel (50) in Bezug auf die jeweilige Nebenschneidkante (38, 40, 42) ausgebildet ist.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 1, wobei jede Rampenschneidkante (44, 46, 48) sich von der jeweiligen Nebenschneidkante (38, 40, 42) für eine Hälfte der Dicke T des Schneideinsatzes (10, 100) zur zweiten planaren Oberfläche (26) erstreckt.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 1, wobei jede Rampenschneidkante (44, 46, 48) durch eine abgewinkelte Abschrägung (49) gebildet ist, die in einer jeweiligen Seite (12, 14, 16) ausgebildet ist, die sich von der zweiten planaren Oberfläche (26) erstreckt.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 1, wobei jede Seite (12, 14, 16) ein Paar von Aussparungen (52, 54) umfasst, die durch einen Verbindungsabschnitt (56) getrennt sind.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 6, wobei jede Aussparung (52, 54) eine Sitzoberfläche (58, 60) aufweist.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 7, wobei die Sitzoberfläche (58, 60) in einem Winkel (62) in Bezug auf eine Ebene (64) ausgebildet ist, die zum Verbindungsabschnitt (56) parallel ist.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 7, wobei die Sitzoberfläche (58, 60) in einem Winkel (262) in Bezug auf eine Ebene (264) ausgebildet ist, die zu den Hauptschneidkanten (32, 34, 36) parallel ist.
Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 1, wobei der Schneideinsatz (10, 100) einen Keilwinkel (174) von sechzig Grad aufweist.
Schneideinsatz (100) nach Anspruch 1, wobei der Schneideinsatz (100) sechs Schneidecken (108, 110, 112, 114, 116, 118) an Schnittpunkten der Seiten (102, 104, 106) aufweist, wobei jede Schneidecke (108, 110, 112, 114, 116, 118) mit einem Schneideckenradius (108a, 110a, 112a, 114a, 116a, 118a) ausgebildet ist.
Schneideinsatz (100) nach Anspruch 11, wobei der Schneideinsatz (100) sechs Hauptschneidkanten (126, 128, 130, 132, 134, 136) aufweist, die an einer Schnittlinie zwischen einer jeweiligen Seite (102, 104, 106) und der ersten und der zweiten planaren Oberfläche (120, 122) ausgebildet sind.
Schneideinsatz (100) nach Anspruch 12, wobei der Schneideinsatz (100) sechs Nebenschneidkanten (138, 140, 142, 144, 146, 148) aufweist, die an einer Schnittlinie zwischen einer Seite (102, 104, 106) und einer benachbarten Seite (102, 104, 106) ausgebildet sind.
Schneideinsatz (100) nach Anspruch 13, wobei der Schneideckenradius (108a, 110a, 112a, 114a, 116a, 118a) einen Freiwinkel (166) zwischen einer inaktiven Nebenschneidkante (138, 140, 142, 144, 146, 148) und einer Oberfläche (170) eines Werkstücks (172) schafft.
Fräswerkzeug (300) mit einem Fräskörper (302) mit mehreren Einsatzsitzen (304), wobei in mindestens einem der Einsatzsitze (304) ein Schneideinsatz (10, 100) nach Anspruch 1 in der Weise aufgenommen ist, dass der Schneideinsatz (10, 100) tangential im Fräskörper (302) montiert ist.
Fräswerkzeug (300) nach Anspruch 15, wobei der Schneideinsatz (10, 100) einen zweiten Freiwinkel (168) in Bezug auf eine Oberfläche (170) eines Werkstücks (172) aufweist.
Fräswerkzeug (300) nach Anspruch 16, wobei der zweite Freiwinkel (168) im Bereich zwischen fünfzehn Grad und fünfundzwanzig Grad liegt.