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Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz mit den Merkmalen gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie Drehschneidewerkzeuge mit einem derartigen Schneideinsatz.
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Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Wegwerf- oder auswechselbaren Schneideeinsatz zum Gebrauch in einem Drehschneidewerkzeug. Genauer gesagt betrifft die Erfindung einen solchen Wegwerf- oder auswechselbaren Schneideeinsatz, der in dem Drehschneidewerkzeug verwendbar ist, ungeachtet dessen, ob das Schneidewerkzeug dazu gestaltet ist, für seinen Schneidevorgang in der Uhrzeigersinn oder in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht werden, und welches in der Lage ist, einen hohen Genauigkeitsgrad einer spanabhebenden Bearbeitung selbst dann zu schaffen, wenn der Schneideeinsatz an einem zylindrischen Werkzeugkörper des Drehschneidewerkzeug mit einem positiven oder negativen axialen Spanwinkel montiert ist (d. h., einem axialen Spanwinkel, der sich von 0° unterscheidet).
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Ein Drehschneidewerkzeug mit einem zylindrischen Werkzeugkörper und auswechselbaren Schneideeinsätzen, von denen jede eine Schneidekante hat und an dem zylindrischen Werkzeugkörper auswechselbar montiert ist, ist wohlbekannt. Bei einem Schneidevorgang wird das Drehschneidewerkzeug um seine Achse gedreht, so dass die Schneidekante jedes Schneideeinsatzes als eine Rand- oder Endschneidekante des Schneidewerkzeugs dient. Als ein Beispiel eines solchen Drehschneidewerkzeugs, offenbart die
JP 2001 212 712 A (im Jahr 2001 offengelegte Veröffentlichung einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung) eine Schaftfräse, bei der jeder Schneideeinsatz eine Form eines gleichschenkligen Trapezes hat und dementsprechend zwei parallele Seiten (von denen eine länger als die andere ist) und zwei nicht parallele Seiten (die gleich lang sind) hat. Bei diesem Drehschneidewerkzeug ist einer der Schneideeinsätze an einem vorbestimmten Abschnitt des zylindrischen Werkzeugkörpers so angebracht, dass eine der nicht parallelen Seiten und eine Längere der parallelen Seite als eine Randschneidekante bzw. eine Endschneidekante des Schneidewerkzeugs dienen, während der Andere der Schneideeinsätze an einem Abschnitt des zylindrischen Werkzeugkörpers angebracht ist, der dem vorstehend beschriebenen vorbestimmten Abschnitt diametral so gegenüber steht, dass eine Längere der parallelen Seiten und eine der nicht parallelen Seite als eine Randschneidekante bzw. eine Endschneidekante des Schneidewerkzeugs dienen.
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Wenn bei dem in der
JP 2001 212 712 A offenbarten Drehschneidewerkzeug jeder Schneideeinsatz an dem zylindrischen Werkzeugkörper mit einem gewissen Grad eines axialen Spanwinkels angebracht ist, wenn nämlich eine Spanfläche jedes Schneideeinsatzes mit Bezug auf eine zu der Drehachse parallele Linie geneigt ist, ändert sich ein radialer Abstand zwischen der Achse und der Randschneidekante, gesehen in der Axialrichtung, da die Randschneidekante durch eine der vier Seiten des Schneideeinsatzes bereitgestellt wird, die sich gerade erstrecken. Wie in
8A gezeigt ist, versieht ein seitliches Schneiden mit diesem Drehschneidewerkzeug ein Werkstück mit einer Schneidefläche, die eher geringfügig gekrümmt ist, als dass sie vollständig flach ist. Ein axialer oder vertikaler mittlerer Abschnitt der Schneidefläche steht um einen Abstand δ hervor, der einem Abmessungsfehler entspricht. Wenn dieses seitliche Schneiden durch einen weiteren Schneideweg des Schneidewerkzeugs, nachdem das Schneidewerkzeug relativ zu dem Werkstück abwärts bewegt wurde, fortgeführt wird, kann höchstwahrscheinlich eine Stufe
104 zwischen den beiden Schneideflächen, die in den jeweiligen Schneidewegen geschnitten wurden, ausgebildet werden, wie dies in
8B gezeigt ist.
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Im Interesse, einen solchen Abmessungsfehler zu minimieren, wurde ein austauschbarer Schneideeinsatz vorgeschlagen, der dreidimensionale Schneidekanten hat, wie dies in der
JP 2001 198 724 A (Veröffentlichung einer im Jahr 2001 offengelegten ungeprüften japanischen Patentanmeldung) offenbart ist. Jede der Schneidekanten ist sowohl in einer Draufsicht des Schneideeinsatzes als auch in einer Seitenansicht des Schneideeinsatzes gekrümmt und liegt dementsprechend nicht auf einer einzelnen Ebene. Die dreidimensionale Geometrie jeder Schneidekante sorgt für einen hohen Genauigkeitsgrad der spanabhebenden Bearbeitung selbst dann, wenn der Schneideeinsatz an einem zylindrischen Werkzeugkörper eines Drehschneidewerkzeugs mit einem gewissen Grad eines axialen Spanwinkels angebracht ist. Jedoch führt die Komplexität der dreidimensionalen Geometrie zu einem Anstieg der Herstellungskosten des Schneideeinsatzes. Ferner kann dieser Schneideeinsatz nicht gemeinsam für ein Schneidewerkzeug, das zum Drehen in Uhrzeigersinn gestaltet wurde, und für ein Schneidewerkzeug, das zum Drehen in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gestaltet wurde, verwendet werden, wodurch es erforderlich ist, eine große Anzahl von Schneidwerkzeugen zu verwalten.
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Die vorstehend beschriebenen und in der
JP 2001 212 712 A offenbarten Schneideeinsätze mit einer Form eines gleichschenkligen Trapez scheinen entweder für ein in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigersinnrichtung gedrehtes Schneidewerkzeug verwendbar zu sein, obwohl die japanische Veröffentlichung einen Fall, in dem die Schneideeinsätze an einem im Gegenuhrzeigersinnrichtung gedrehten Schneidewerkzeugkörper montiert sind, nicht offenbart. Da jedoch, wie dies vorstehend beschrieben ist, die Schneidekante aus geraden Kanten besteht, ist es nicht möglich, einen hohen Genauigkeitsgrad der Spanabhebenden Bearbeitung zu erhalten, wobei jeder Schneideeinsatz, dessen Spanfläche mit Bezug auf eine zu der Rotationsachse parallelen Linie geneigt ist, an dem Körper des Schneidewerkzeugs angebracht ist.
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Ferner ist aus der
AT 11 882 E ein Schneideinsatz gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 offenbart. Weitere Schneidwerkzeuge sind aus
EP 1 035 935 B1 und
EP 1 077 100 A2 bekannt.
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Die Erfindung wurde in Hinsicht auf den vorstehend erläuterten Stand der Technik getätigt. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen kostengünstigen Schneideeinsatz zu schaffen, der ungeachtet dessen, ob der Schneidewerkzeugkörper dazu gestaltet ist, für seine Schneidetätigkeit in Uhrzeigersinnrichtung oder in Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht werden, an einem Drehschneidewerkzeugkörper montierbar ist, und der in der Lage ist, einen hohen Genauigkeitsgrad einer spanabhebenden Bearbeitung selbst dann zu schaffen, wenn der Schneideeinsatz an dem Schneidewerkzeugkörper mit einem axialen Spanwinkel montiert ist, der sich von 0° unterscheidet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Schneideinsatz mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie mit einem Drehschneidewerkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 5 oder 9 gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Der gemäß Ansprüchen 1 bis 4 definierte Schneideeinsatz ist an einem zylindrischen Werkzeugkörper des Drehschneidewerkzeugs ungeachtet dessen montierbar, ob das Schneidewerkzeug dazu gestaltet ist, für seine Schneidetätigkeit in Uhrzeigersinnrichtung oder in Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht zu werden, und zwar auf Grund seiner Anordnung, bei der das Paar Schneidekanten mit Bezug auf die Mittellinie des Schneideeinsatz zueinander symmetrisch ist. Daher ist es möglich, die Anzahl von Schneideeinsätzen, die in einem Lager vorgehalten werden müssen, merklich zu reduzieren, wodurch die Verwaltung der Schneideeinsätze bei verringerten Kosten vereinfacht wird. Ferner kann die Krümmung jeder des Paars Schneidekanten in Hinsicht auf einen Schneidedurchmesser D des Drehschneidewerkzeugs und ebenso in Hinsicht auf einen axialen Spanwinkel γ, der durch den Schneideeinsatz definiert ist, wenn dieser an dem Werkzeugkörper montiert ist, so gestaltet werden, dass ein radialer Abstand zwischen der Achse und der Randschneidekante (die durch die eine des Paars Schneidekanten bereitgestellt wird), gesehen in der Axialrichtung, im Wesentlichen konstant ist.
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Bei dem gemaß dem Anspruch 1 definierten Schneideeinsatz, bei dem das Paar gekrümmter Schneidekanten durch die entgegengesetzten Enden der ebenen Fläche vorgesehen sind, hat jede der gekrümmten Schneidekanten eher eine zweidimensionale Form als eine dreidimensionale Form, so dass sie auf einer einzelnen Ebene liegen. Daher kann die symmetrische Bildung der Schneidekanten einfacher bei geringeren Kosten getätigt werden, als wenn jede der Schneidekanten eine dreidimensionale Form hatte.
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Der gemaß Anspruch 1 definierte Schneideeinsatz hat zusatzlich zu dem Paar Schneidekanten (den ersten und zweiten Schneidekanten) die dritte Schneidekante, die das Paar Schneidekanten verbindet. Ferner andert sich der Abstand zwischen dem Paar Schneidekanten, gesehen in der Richtung parallel zu der Mittellinie, allmählich. Daher ist es moglich, den Schneideeinsatz an dem zylindrischen Werkzeugkorper des Drehschneidewerkzeugs so zu montieren, dass die dritte Schneidekante die Endschneidekante des Drehschneidewerkzeugs bereitstellt, die mit Bezug auf eine zu der Achse senkrechten Ebene geneigt ist. Da der Endschneidekante somit ein gewisser Grad eines Konkavitatswinkels gegeben ist, bietet die Endschneidekante eine ausgezeichnete Schneideleistung.
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Bei dem gemäß Anspruch 2 definierten Schneideeinsatz ist die dritte Schneidekante wie das Paar Schneidekanten konvex nach außen und bei dem selben Krümmungsradius wie das Paar Schneidekanten gekrummt. Daher muss die Randschneidekante des Schneidewerkzeugs nicht notwendigerweise durch eine des Paars Schneidekanten des Schneideeinsatzes bereitgestellt sein, sondern kann durch die dritte Schneidekante des Schneideeinsatzes bereitgestellt sein. Das heißt, auch wenn der Schneideeinsatz auf dem Korper des Schneidewerkzeugs so montiert ist, dass die Randschneidekante durch die dritte Schneidekante bereitgestellt ist, kann das Schneidewerkzeug einen hohen Genauigkeitsgrad einer spanabhebenden Bearbeitung vorsehen. Das technische Merkmal gemaß dem funften Gesichtspunkt der Erfindung ist nämlich darin wirkungsvoll, den Anordnungsfreiheitsgrad des Schneideeinsatzes in dem Schneidewerkzeugkorper zu erhöhen.
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In dem gemaß Anspruch 3 definierten Schneideeinsatz ist jede Ecke des Schneideeinsatzes (an der die dritte Schneidekante das Paar Schneidekanten schneidet) abgerundet, so dass sie einen vorbestimmten Nasenradius hat, wodurch der Schneideeinsatz weniger dazu neigt, an seinen Ecken abzusplittern, wodurch es möglich wird, einen intermittierenden Schneidevorgang auszuführen, wobei ein Risiko, dass das Schneidewerkzeug absplittert oder bricht, verringert ist.
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Bei dem gemäß Anspruch 7 definierten Schneideeinsatz ist der Krummungsradius jeder des Paars Schneidekanten, gemessen an der ebenen Fläche des Schneideeinsatzes, konstant. Der konstante Wert des Krümmungsradius jeder Schneidekante vereinfacht die Bildung der Schneidekante. Dieses Merkmal gemaß dem siebten Gesichtspunkt der Erfindung kann auf den Schneideeinsatz gemäß dem vorstehend beschriebenen fünften Gesichtspunkt der Erfindung angewendet werden, so dass die dritte Schneidekante zudem mit dem konstanten Krummungsradius von 1000–3000 mm, gemessen an der ebenen Fläche, gekrümmt ist.
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Wenn der Krummungsradius jeder Schneidekante so angepasst ist, dass er über deren gesamte Länge konstant ist, wie dies gemäß dem siebten Gesichtspunkt der Erfindung der Fall ist, ändert sich der radiale Abstand zwischen der Achse und der Randschneidekante (mit dem konstanten Krümmungsradius) eher geringfügig, als dass er vollstandig konstant ist. Es ist jedoch sicher, dass die Randschneidekante mit einem konstanten Krümmungsradius einen hoheren Genauigkeitsgrad der spanabhebenden Bearbeitung schafft, als wenn die Randschneidekante durch eine sich gerade erstreckende Kante bereitgestellt ist. Ein idealer Wert des Krümmungsradius der Randschneidekante, der den vorstehend beschriebenen Abmessungsfehler minimiert, andert sich in Abhangigkeit des Schneidedurchmessers D und des durch den Schneideeinsatz definierten axialen Spanwinkel, wenn dieser an dem Werkzeugkörper montiert ist. Der bevorzugte Wert des Krümmungsradius, d. h. 1000–3000 mm, schafft einen merklichen technischen Vorteil, insbesondere wenn der Schneidedurchmesser D zwischen 16 und 40 mm liegt, während der axiale Spanwinkel γ ungefähr 5° beträgt. Dieser bevorzugte Wert ist jedoch, selbst dann zur Verbesserung der Genauigkeit der spanabhebenden Bearbeitung wirkungsvoll, wenn der Schneidedurchmesser D nicht 16–40 mm beträgt, während der axiale Spanwinkel γ nicht ungefähr 5° ist.
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Das gemäß Anspruch 5 bis 11 definierte Drehschneidewerkzeug bietet im Wesentlichen die gleichen technischen Vorteile wie sie gemäß Ansprüchen 1 bis 4 vorstehend beschrieben sind. Bei dem Drehschneidewerkzeug gemäß Anspruch 9, welches in der Lage ist, einen in einer zu der Achse des Werkzeugkorpers senkrechten Richtung vertieften Schlitz zu schneiden, sind die distalendseitigen und proximalendseitigen Schneideeinsätze an dem großdurchmessrigen Abschnitt des zylindrischen Werkzeugkörpers montiert, so dass die dritte Schneidekante jedes distalendseitigen Schneideeinsatzes an einer der axial entgegengesetzten Seiten des großdurchmessrigen Abschnitts positioniert ist, wahrend die dritte Schneidekante jedes proximalendseitigen Schneideeinsatzes an der anderen der axial entgegengesetzten Seiten des großdurchmessrigen Durchmessers positioniert ist, und so dass die Spanfläche jedes distalendseitigen Schneideeinsatzes mit Bezug auf die zu der Achse parallelen Linie in der vorbestimmten Richtung geneigt ist, während die Spanflache jedes proximalendseitigen Schneideeinsatzes mit Bezug auf die zu der Achse parallelen Linie in der Richtung geneigt ist, die entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung ist. Da der distalendseitige Schneideeinsatz und der proximalendseitige Schneideeinsatz durch die zueinander gleichen Schneideeinsatze bereitgestellt sind, kann das Drehschneidewerkzeug als Ganzes bei verringerten Kosten hergestellt werden. Ferner kann die Anzahl von Schneideeinsätzen, welche in einem Lager vorgehalten werden müssen, kleiner gehalten werden, als in dem Fall, in dem die distalendseitigen und proximalendseitigen Schneideeinsätze durch jeweils voneinander unterschiedliche Schneideeinsätze bereitgestellt werden.
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Der zylindrische Werkzeugkorper des Drehschneidewerkzeugs ist bevorzugterweise aus einem Werkzeugstahlmaterial, wie zum Beispiel Werkzeugschnellstahl und Werkzeugstahllegierung, gefertigt, während der Schneideeinsatz bevorzugterweise aus einem harten Werkzeugmaterial, wie zum Beispiel Sinterhartmetall gefertigt ist. Der Schneideeinsatz ist abnehmbar oder durch einen Klemmmechanismus, der beispielsweise aus einer Sperrschraube oder einem Keilelement besteht, an dem zylindrischen Werkzeugkorper auswechselbar angebracht.
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Der zylindrische Werkzeugkörper des Drehschneidewerkzeug ist so konfiguriert, dass der Schneideeinsatz an dem zylindrischen Werkzeugkörper bei einem axialen Spanwinkel angebracht ist (d. h. einem Winkel zwischen der Spanfläche des Schneideeinsatzes und einer zu der Rotationsachse parallelen Linie), der bevorzugterweise zwischen 3 und 10° liegt und noch bevorzugterweise circa 5° beträgt. Der Krümmungsradius jeder Schneidekante des Schneideeinsatzes nimmt bevorzugterweise mit einem Anstieg des axialen Spanwinkels ab. Wenn der Krümmungsradius jeder Schneidekante über deren gesamte Lange konstant ist, ist der axiale Spanwinkel bevorzugterweise nicht größer als 5°.
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Bei dem gemäß dem gemaß Anspruch 1 definierten Schneideeinsatz ist das Paar Schneidekanten durch die entgegengesetzten Enden der ebenen Flache des Schneideeinsatzes bereitgestellt, so dass jede der Schneidekanten eher eine zweidimensionale Gestalt als eine dreidimensionale Gestalt hat. Allerdings kann bei dem gemäß Anspruch 1 definierten Schneideeinsatz jede Schneidekante eine dreidimensionale Gestalt haben.
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Die Dicke des Schneideeinsatzes kann mit Ausnahme seines Randes, an dem jede Seitenflache geneigt ist, um einen vorbestimmten Anstellwinkel zu definieren, wenn der Schneideeinsatz an dem Werkzeugkörper montiert ist, konstant sein. Alternativ kann sich die Dicke des Schneideeinsatzes in der zu der Mittellinie parallelen Richtung gesehen ändern, so dass die Spanflache des Schneideeinsatzes einen positiven oder negativen axialen Spanwinkel definiert, wenn der Einsatz an dem Werkzeugkorper montiert ist, ohne das dabei eine Einsatzhalterungsflache des Werkzeugkorpers (an der sich der Einsatz befindet) mit Bezug auf die zu der Rotationsachse parallelen Linie geneigt ist. Ein durch jede zu dem Paar Schneidekanten benachbarte Seitenflächen definierter Anstellwinkel beträgt bevorzugterweise 5–20°. Ein durch die zu der dritten Schneidekante benachbarte Seitenfläche definierter Anstellwinkel beträgt ebenso bevorzugterweise 5–20°.
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Da das Paar Schneidekanten eher geringfügig gekrümmt ist, als dass es sich gerade erstreckt, kann die ebene Flache des Schneideeinsatzes keine Gestalt haben, die unter einem mathematischen Gesichtspunkt eine exakte trapezoide Form hat. Der Ausdruck „trapezoide Gestalt”, der gemäß dem vierten Gesichtspunkt der Erfindung verwendet wird, sollte so ausgelegt werden, dass er eine im Wesentlichen trapezoide Gestalt bedeutet, bei der zwei nicht parallele Seiten mit einem relativ großen Krümmungsradius geringfügig gekrummt sind, so dass jede nicht parallele Seite so interpretiert werden kann, dass sie sich im Wesentlichen gerade erstreckt. Es ist anzumerken, dass die kürzere der beiden parallelen Seiten (das ist die der längeren der parallelen Seiten gegenüberliegende Seite, welche die dritte Schnittkante bereitstellt) nicht im Wesentlichen gerade oder geringfügig gekrümmt sein muss, sondern betrachtlich gekrummt sein kann.
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Wenn der gemäß Anspruch 2 definierte Schneideeinsatz auf dem zylindrischen Werkzeugkorper montiert ist, wird der Endschneidekante (die durch die dritte Schneidekante vorgesehen ist) der Konkavitatswinkel gegeben, der einem Neigungswinkel ϕ jeder nicht parallelen Seite mit Bezug auf eine zu der Mittellinie des Schneideeinsatzes parallelen Linie entspricht. Ein Schneidewiderstand, der wahrend einem Schneidevorgang des Schneidewerkzeugs auf dem Schneideeinsatz wirkt, kann mit einem Anstieg des Neigungswinkels ϕ verringert werden. Jedoch führt ein betrachtlicher Anstieg des Neigungswinkels ϕ einfach zu einem Abplatzen oder Brechen des Schneideeinsatzes. In Hinsicht darauf ist der Neigungswinkel ϕ bevorzugterweise größer als 0° und nicht größer als 15° (0° < ϕ ≤ 15°) und ist noch bevorzugterweise nicht kleiner als 2° und nicht großer als 10° (2° ≤ ϕ ≤ 10°).
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Bei dem gemäß Anspruch 2 definierten Schneideeinsatz ist die dritte Schneidekante bei dem gleichen Krümmungsradius wie das Paar Schneidekanten gekrümmt. Dort wo die dritte Schneidekante jedoch nicht als die Randschneidekante des Schneidewerkzeugs verwendet wird, kann die dritte Schneidekante bei einem Krummungsradius gekrummt sein, der sich von dem des Paars Schneidekanten unterscheidet oder kann sich gerade erstrecken.
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Bei dem gemaß Anspruch 3 definierten Schneideeinsatz ist der Krümmungsradius jeder Ecke (bei der die dritte Schneidekante mit dem Paar Schneidekanten schneidet) bevorzugterweise nicht kleiner als 0,4 mm, und noch bevorzugterweise nicht kleiner als 0,8 mm.
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Bei dem gemäß Anspruch 4 definierten Schneideeinsatz ist jede des Paars Schneidekanten bei dem konstanten Krummungsradius von 1000 bis 3000 mm gekrummt. Jedoch muss der konstante Krümmungsradius nicht notwendigerweise 1000 bis 3000 mm betragen, sondern kann in Abhängigkeit von dem Schneidedurchmesser D des Schneidewerkzeugs und dem axialen Spanwinkel γ, der durch den Schneideeinsatz definiert ist auch kleiner als 1000 mm oder großer als 3000 mm sein. Ferner muss der Radius jeder des Paars Schneidekanten nicht notwendigerweise konstant sein, sondern kann sich kontinuierlich ändern. Die Länge jeder des Paars Schneidekanten ist bevorzugterweise nicht größer als 20 mm, da die vorstehend beschriebenen Abmessungsfehler dazu neigen, mit einem Anstieg der Länge der Schneidekanten anzusteigen, obwohl der Betrag des Abmessungsfehlers auch in Abhängigkeit von dem Schneidedurchmesser D und dem axialen Spanwinkel γ variiert.
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Das Drehschneidewerkzeug kann eine Keilnutfräse sein, die zum Frasen einer halbzylindrischen Keilnut oder eines Schlitzes verwendet wird, der in einer zu der Drehachse senkrechten Richtung vertieft ist, oder kann alternativ eine zum Ausbilden eines T-Schlitzes, welcher insgesamt die Form eines umgekehrten T hat, verwendete T-Schlitzfrase sein. Beim Ausbilden des T-Schlitzes, wird zunachst ein Schlitz (mit einer großeren Breite als ein Durchmesser des Schaftabschnitts der T-Schlitzfraser) durch ein anderes Schneidewerkzeug ausgebildet und dann werden ein Paar sich horizontal erstreckender Schlitze gleichzeitig an jeweils gegenüberliegenden Seitenflächen in einem unteren Abschnitt des Schlitzes durch die T-Schlitzfräse ausgebildet.
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Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technischen und industriellen Bedeutungen dieser Erfindung werden durch Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Betrachtung der beiliegenden Zeichnungen besser verstanden, in denen:
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1 ein Satz von drei Ansichten einer Schaftfräse ist, die mit auswechselbaren Schneideeinsätzen ausgestattet ist, von denen jeder gemäß der Erfindung konstruiert ist, wobei eine Vorderansicht, eine Unteransicht und eine Seitenansicht bei (a), (b) bzw. (c) gegeben sind;
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2 ein Satz von drei Ansichten des in der Schaftfräse aus 1 verwendeten Schneideeinsatzes ist, wobei eine Vorderansicht, eine Schnittansicht (entlang der Linie BB der Vorderansicht) und eine Seitenansicht des Schneideeinsatzes bei (a), (b) bzw. (c) gegeben sind;
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3 eine Tabelle ist, die Sollwerte eines Krümmungsradius R der einer Randschneidekante der Schaftfräse aus 1 angibt, wobei die Werte jeweiligen verschiedenen Werten des Schneidedurchmessers D der Schaftfräse entsprechen;
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4 ein Satz von drei Ansichten einer Schaftfräse ist, die so gestaltet ist, dass sie in Gegenuhrzeigersinnrichtung zu drehen ist, und die mit den in 1 und 2 gezeigten auswechselbaren Schneideeinsätzen ausgestattet ist, wobei eine Vorderansicht, eine Unteransicht und eine Seitenansicht der Schaftfräse bei (a), (b) bzw. (c) gegeben sind;
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5 ein Graph ist, der Abmessungsfehler bei Seitenschnitten anzeigt, die durch die Schaftfräse der Erfindung und durch eine herkömmliche Schaftfräse entstehen;
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6 ein Satz von Ansichten einer T-Schlitzfräse ist, welche mit den in 1 und 2 gezeigten auswechselbaren Schneideeinsätzen ausgestattet ist, wobei eine Vorderansicht und eine Unteransicht der Fräse bei (a) bzw. (b) gegeben sind;
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7 eine Schnittansicht ist, die einen durch die T-Schlitzfräse aus 6 ausgebildeten T-Schlitz veranschaulicht; und
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8A und 8B Ansichten sind, die Abmessungsfehler beim seitlichen Schneiden anzeigen, die durch eine herkömmliche Schaftfräse entstehen.
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1 ist ein Satz von drei Ansichten einer Schaftfräse 10, die mit einem Paar von Wegwerf- oder auswechselbaren Schneideeinsätzen 14A, 14B ausgestattet ist, wobei eine Vorderansicht, eine Unteransicht und eine Seitenansicht der Schaftfräse bei (a), (b) bzw. (c) gegeben sind. Diese Schaftfräse 10 ist dazu gestaltet, um für ihre Schneidetätigkeit in Uhrzeigersinnrichtung (gesehen in einer Richtung von ihrem proximalen Ende zu ihrem distalen Ende) um ihre Achse O gedreht zu werden, und sie besteht aus einem zylindrischen Werkzeugkörper 12 und dem Paar Schneideeinsätzen 14A, 14B, die auswechselbar an dem Werkzeugkörper 12 montiert sind. Der zylindrische Werkzeugkörper 12 ist aus einem Werkzeugschnellstahl gefertigt und hat einen Schaftabschnitt 16 und einen Nutabschnitt 18, die zueinander koaxial sind. Der Nutabschnitt 18 hat ein Paar Nuten 20, 22, die sich jeweils von dem distalen Ende in Richtung des proximalen Endes über eine vorbestimmte Strecke erstrecken. Einsatzaufnahmevertiefungen 21, 23 sind in den rückseitigen Flächen der entsprechenden Nuten 20, 22 (gesehen in der Drehrichtung der Schaftfräse 10) ausgebildet, so dass die Schneideeinsätze 14A, 14B in den jeweiligen Einsatzaufnahmevertiefungen 21, 22 aufgenommen sind, wobei eine Spanfläche 26 jedes Schneideeinsatzes 12 mit Bezug auf eine zu der Achse O parallele Linie geneigt ist, um einen vorbestimmten axialen Spanwinkel γ vorzusehen. Jeder Schneideeinsatz 14 ist an dem Werkzeugkörper 12 mit einer Sperrschraube 14 auswechselbar angebracht, die in ein in einer entsprechenden Vertiefung 21, 23 ausgebildetes Gewindeloch fest eingeschraubt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der axiale Spanwinkel γ circa 5°, während ein durch Randschneidekanten der Schaftfräse 10 definierter Schneidedurchmesser D circa 32 mm beträgt.
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Die auswechselbaren Schneideeinsätze 14a, 14b, die am besten in 2 gezeigt sind (in der eine Vorderansicht, eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B aus der Vorderansicht und eine Seitenansicht des Schneideeinsatzes bei (a), (b) bzw. (c) geben sind), sind in ihrer Gestalt gleich zueinander, obwohl sie an voneinander unterschiedlichen Stellen an dem zylindrischen Werkzeugkörper 12 angebracht sind. Jeder Schneideeinsatz 14a, 14b ist aus Sinterhartmetall gefertigt und hat eine obere Fläche 26, die als die Spanfläche dient und die durch eine einzelne ebene Fläche bereitgestellt ist. Die obere Fläche 26 hat die Form eines gleichschenkligen Trapezes, das mit Bezug auf eine Mittellinie S des Schneideeinsatzes 14, wie dies in der Vorderansicht (a) aus 2 gezeigt ist, symmetrisch ist, so dass der Schneideeinsatz 14 zwei parallele Seiten und zwei nicht parallele Seiten hat. Die beiden nicht parallelen Seiten stellen ein Paar Schneidekanten (erste und zweite Schneidekante) 28, 30 bereit, während eine längere Seite der beiden parallelen Seiten eine dritte Schneidekante 32 bereitstellt. Jede des Paars Schneidekanten 28, 30 ist so gekrümmt, dass sie in einer Richtung von der Anderen des Paars Schneidekanten 28, 30 konvex ist. Die dritte Schneidekante 32 ist so gekrümmt, dass sie in einer Richtung von einer kürzeren Seite 38 der beiden parallelen Seiten konvex ist. Ein Krümmungsradius R jeder der Schneidekanten 28, 30, 32 ist konstant gehalten. Die dritte Schneidekante 32 schneidet das Paar Schneidekanten 28, 30 an jeweiligen Ecken 34, 36, von den jede so abgerundet ist, dass sie einen Krümmungsradius von circa 0,8 mm hat. Die kürzere Seite 38 der beiden parallelen Seiten erstreckt sich im Wesentlichen gerade und schneidet zudem das Paar Schneidekanten 28, 30 an entsprechenden Ecken, die jeweils abgerundet sind, so dass sie einen Krümmungsradius von circa 0,8 mm haben.
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Die mit den beiden Schneideeinsätzen 14A, 14B ausgestattete Schaftfräse 10 hat zwei Randschneidekanten und zwei Endschneidekanten. Eine der beiden Randschneidekanten ist durch eine Kante 28 des Paars Schneidekanten 28, 30 des Schneideeinsatzes 14A bereitgestellt, während die andere der beiden Randschneidekanten durch die dritte Schneidekante 32 des Schneideeinsatzes 14B bereitgestellt ist. Eine der beiden Endschneidekanten ist durch die dritte Schneidekante 32 des Schneideeinsatz 14A bereitgestellt, während die andere der beiden Endschneidekanten durch die Kante 30 des Paars Schneidekanten 28, 30 des Schneideeinsatz 14B bereitgestellt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, in dem der axiale Spanwinkel γ circa 5° beträgt, während der Schneidedurchmesser D circa 32 mm beträgt, beträgt der konstante Krümmungsradius R jeder der Schneidekanten 28, 30, 32 circa 2100 mm, gemessen an der Spanfläche 26, so dass eine radiale Strecke zwischen der Achse O und jeder der Randschneidekanten im Wesentlichen konstant (circa 16 mm) ist, gesehen in der Axialrichtung, das heißt, so dass der Schneidedurchmesser D der Schaftfräse 10, gesehen in der Axialrichtung, im Wesentlichen konstant ist. Der konstante Krümmungsradius R jeder der Schneidekante 28, 30, 32, die den im Wesentlichen konstanten Schneidedurchmesser D bereitstellen, variiert in Abhängigkeit eines Betrags des Schneidedurchmessers D und eines Grads des axialen Spanwinkels γ. Wie in der Tabelle aus 3 gezeigt ist, beträgt der Idealwert, wenn der axiale Spanwinkel γ circa 5° ist, im Fall des Schneidedurchmessers D von 16 mm des konstanten Krümmungsradius R circa 1050 mm in dem Fall des Schneidedurchmessers D von 20 mm circa 1300 mm, in dem Fall des Schneidedurchmessers D von 25 mm circa 1650 mm, in dem Fall des Schneidedurchmessers D von 32 mm circa 2100 mm und in dem Fall des Schneidedurchmessers D von 40 mm circa 2600 mm. Mit anderen Worten ist es, wenn der axiale Spanwinkel γ circa 5° beträgt, vorzuziehen, dass der Wert des konstanten Radius R so bestimmt ist, dass der nachstehende Ausdruck erfüllt ist: 0,95·(65·D) ≤ R ≤ 1,05·(65·D) wobei D den Schneidedurchmesser wiedergibt, während R den Wert des konstanten Krümmungsradius wiedergibt.
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Jeder Schneideeinsatz 14 ist aus einer geeigneten Platte mit einer konstanten Dicke d (beispielsweise circa 5 mm) gefertigt, so dass die geeignete Platte durch Schleifen oder einen anderen maschinellen Betrieb in einer gewünschten Gestalt ausgebildet wird. Jeder Schneideeinsatz 14 hat eine Länge L von circa 16,5 mm, gemessen entlang der Mittellinie S, eine erste Breite W1 von circa 12 mm, gemessen entlang der längeren der parallelen Seite, und eine zweite Breite W2 von circa 9,3 mm, gemessen entlang der kürzeren der parallelen Seiten. Ein Neigungswinkel ϕ der nicht parallelen Seiten mit Bezug auf eine zu der Mittellinie S parallelen Linie beträgt circa 5°. Jeder Schneideeinsatz 14 hat vier Seitenflächen 40, 42, 44, 46. Jede der Seitenflächen 40, 42, die als Flankenfläche der jeweiligen Schneidekanten 28, 30 dienen, hat einen primären Anstellabschnitt mit einer Breite t von circa 0,3 mm und einen sekundären Anstellabschnitt, der zu dem primären Anstellabschnitt benachbart ist. Der primäre Anstellabschnitt definiert einen primären Anstellwinkel α1 von circa 11°, während der sekundäre Anstellabschnitt einen sekundären Anstellwinkel α2 von 15° definiert, wie dies bei (b) aus 2 gezeigt ist. Die Seitenfläche 44 dient als eine Flankenfläche der dritten Schneidekante 32 und definiert einen Anstellwinkel β2 von circa 15°. Die Seitenfläche 46 entspricht der kürzeren Seite 38 der beiden parallelen Seiten und definiert einen Anstellwinkel β1 von circa 15°. Eine Bohrung 48 ist durch eine Mitte jedes Schneideeinsatzes 14 ausgebildet, so dass der Einsatz 14 an dem Werkzeugkörper 12 mit der Sperrschraube 14, die in die Bohrung 48 eingeführt ist und in das in einer entsprechenden Vertiefung 21, 23 ausgebildete Gewindeloch fest eingeschraubt ist, befestigt ist.
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Nimmt man nun wieder auf 1 Bezug, ist der Schneideeinsatz 14A an dem Werkzeugkörper 12 so angebracht, dass eine Kante 28 des Paars Schneidekanten und die dritte Schneidekante 32 als die Randschneidekante bzw. die Endschneidekante der Schaftfräse 12 dienen, während der Schneideeinsatz 14B so an dem Werkzeugkörper 12 angebracht ist, dass die dritte Schneidekante 32 und eine Kante 30 des Paars Schneidekanten als die Randschneidekante bzw. die Endschneidekante der Schaftfräse 10 dienen. Jeder Endschneidekante 32, 30 ist ein Konkavitätswinkel gegeben, der dem vorstehend beschriebenen Neigungswinkel Φ (siehe (a) aus 2) entspricht, so dass ein axialer Abstand zwischen jeder Endschneidekante und dem proximalen Ende der Schaftfräse 10 allmählich abnimmt, wenn sich jede Endschneidekante in einer Richtung von dem Rand der Schaftfräse 10 in Richtung der Achse O weg erstreckt. Eine längere Kante 30 der Endschneidekanten 32, 30 erstreckt sich bis zu der Achse O, das heißt, sie hat ein radial inneres Ende, das im Wesentlichen auf der Achse O liegt. Jeder Schneideeinsatz 14A, 14B ist mit Bezug auf eine zu der Achse O parallelen Linie geneigt, so dass sein distaler Endabschnitt an der Vorderseite seines proximalen Endabschnitts positioniert ist, gesehen in der Drehrichtung der Schaftfräse 10, das heißt, so dass jedem Schneideeinsatz 14 ein positiver axialer Spanwinkel γ (+5°) gegeben ist. Infolge dieses positiven axialen Spanwinkels γ werden während einer Schneidetätigkeit der Schaftfräse 10 erzeugte Abplatzungen in Richtung des Schaftabschnitts 16 entleert.
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Bei der wie vorstehend beschrieben konstruierten Schaftfräse 10 sind die Schneidekante 28 des Schneideeinsatzes 14A und die Schneidekante 32 des Schneideeinsatz 14B, die die jeweiligen Randschneidekanten der Schaftfräse 10 bereitstellen, auf so eine Weise gekrümmt, die ermöglicht, dass der radiale Abstand zwischen der Achse O und jeder Randschneidekante, in der Axialrichtung gesehen, im Wesentlichen konstant ist. Daher schafft die Schaftfräse 10 trotz der Anordnung, in der die Spanfläche 26 jedes Schneideeinsatzes 14 mit Bezug auf eine zu der Achse O parallele Linie um einen gewissen Grad des axialen Spanwinkels γ geneigt ist, einen hohen Genauigkeitsgrad der spanabhebenden Bearbeitung.
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Jeder Schneideeinsatz 14 ist infolge seiner Anordnung, gemäß der das Paar Schneidekanten 28, 30 mit Bezug auf die Mittellinie S des Schneideeinsatzes 14 symmetrisch zueinander sind, an einem zylindrischen Werkzeugkörper des Drehschneidewerkzeugs ungeachtet dessen montierbar, ob das Schneidewerkzeug dazu gestaltet ist, für seine Schneidetätigkeit in Uhrzeigersinnrichtung oder in Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht zu werden. Daher ist es möglich, die Anzahl der Schneideeinsätze, die in einem Lager vorgehalten werden müssen, merklich zu verringern, wodurch die Verwaltung der Schneideeinsätze bei verringerten Kosten vereinfacht wird. 4 ist ein Satz von drei Ansichten einer Schaftfräse 50, die gestaltet ist, um in Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht zu werden, und die mit den auswechselbaren Schneideeinsätzen 14 ausgestattet ist, die an einem zylindrischen Werkzeugkörper 52 der Schaftfräse 50 auswechselbar montiert sind, wobei eine Vorderansicht, eine Unteransicht und eine Seitenansicht der Schaftfräse 50 bei (a), (b) bzw. (c) gegeben sind.
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Ferner besteht jeder Schneideeinsatz 14 aus der Platte mit der konstanten Dicke d und hat das Paar Schneidekanten 28, 30 und die dritte Schneidekante 32. Jede Schneidekante des Paars Schneidekanten 28, 30 ist durch den Schnitt der ebenen oberen Fläche 26 (die als die Spanfläche dient) und einer entsprechenden Fläche der Seitenflächen 40, 42 bereitgestellt. Die dritte Schneidekante 32 ist durch den Schnitt der ebenen oberen Fläche 26 und die Seitenfläche 44 bereitgestellt. Da jede Schneidekante 28, 30, 32 eher eine zweidimensionale Gestalt als eine dreidimensionale Gestalt hat, sind diese Schneidekanten 28, 30, 32 einfach ausgebildet, so dass jeder Schneideeinsatz 14 bei relativ geringen Kosten hergestellt werden kann.
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Ferner ist bei jedem Schneideeinsatz 14 der Krümmungsradius R jeder Schneidekante 28, 30, 32 konstant, wie in der Vorderansicht (a) aus 2 zu sehen ist, d. h. in einer zu der oberen Fläche 26 senkrechten Richtung gesehen. Der konstante Wert des Krümmungsradius R der Schneidekanten 28, 30, 32 vereinfacht zudem die Ausbildung der Schneidekanten, wodurch die Herstellungskosten jedes Schneideeinsatzes 14 verringert werden.
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Ferner hat jeder Schneideeinsatz 14 die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes, so dass er zwei parallele Seiten und zwei nicht parallele Seiten hat, von denen jede mit Bezug auf eine zu der Mittellinie S parallelen Linie um einen Winkel ϕ von circa 5° geneigt ist. Infolge dieses Neigungswinkels ϕ ist jeder Endschneidekante 32, 30 (die durch die dritte Schneidekante 32 des Schneideeinsatzes 14A und eine Kante 30 der beiden Schneidekanten des Schneideeinsatzes 14B bereitgestellt ist) der Konkavitätswinkel gegeben, der dem Neigungswinkel ϕ entspricht, so dass ein axialer Abstand zwischen jeder Endschneidekante und dem proximalen Ende der Schaftfräse 10 allmählich verringert ist, wenn sich jede Endschneidekante in einer Richtung von dem Rand der Schaftfräse 10 zu der Achse O erstreckt. Diese Anordnung ist wirkungsvoll, um jeder Endschneidekante zu ermöglichen, eine ausgezeichnete Schneideleistung auszuüben.
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Ferner ist in jedem Schneideeinsatz 14 die dritte Schneidekante 32 wie das Paar Schneidekanten 28, 30 konvex nach außen und mit demselben Krümmungsradius wie das Paar Schneidekanten 28, 30 gekrümmt. Daher kann, auch wenn jeder Schneideeinsatz 14 so an dem Werkzeugkörper 12 montiert ist, dass die Randschneidekante durch die dritte Schneidekante 32 bereitgestellt ist, die Schaftfräse 10 einen hohen Genauigkeitsgrad der spanabhebenden Bearbeitung schaffen. Das heißt, dieses technische Merkmal ist wirkungsvoll, um den Anordnungsfreiheitsgrad jedes Schneideeinsatzes 14 in dem Werkzeugkörper 12 zu erhöhen.
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Ferner ist bei jedem Schneideeinsatz 14 jede der Ecken 34, 36 des Schneideeinsatzes (an denen die dritte Schneidekante 32 das Paar Schneidekanten 28, 30 schneidet) abgerundet, so dass sie einen Nasenradius von ungefähr 0,8 mm haben, wodurch es unwahrscheinlicher ist, dass der Schneideeinsatz unter einem Abplatzen an seinen Ecken 34, 36 leidet, wodurch er eine höhere Lebensdauer erhält.
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Unter Verwendung der mit den Schneideeinsätzen 14 (der vorliegenden Erfindung) ausgestatteten Schaftfräse 10 und einer mit Schneideeinsätzen, die sich von den Schneideeinsätzen 14 unterscheiden, ausgestatteten herkömmlichen Schaftfräse wurde ein Versuch durchgeführt. Im Gegensatz zu jedem Schneideeinsatz 14, hat jeder Schneideeinsatz der herkömmlichen Schaftfräse eher die Gestalt eines Parallelogramms als die Gestalt eines gleichschenkligen Trapez und hat Schneideeinsätze, die eher durch gerade Kanten als durch gekrümmte Kanten bereitgestellt sind. Die herkömmliche Schaftfräse hat jedoch im Wesentlichen die gleichen Abmessungen (wie zum Beispiel den axialen Spanwinkel γ und den Schneidedurchmesser D), die gleich zu jenen der Endfräse 10 sind. In dem Versuch wurden zwölf Werkstückbeispiele mit Nummern von 1 bis 12 an ihren Seitenflächen unter den nachstehend beschriebenen Schneidebedingungen geschnitten. Die Beispiele 1 bis 6 wurden mit der Schaftfräse 10 geschnitten, während die Beispiele 7 bis 12 mit der herkömmlichen Schaftfräse geschnitten wurden. 5 ist ein Graph, der die Abmessungsfehler δ (siehe 8A) in den seitlichen Schnitten anzeigt, die in den jeweiligen Beispielen mit den Nummer 1 bis 12 bewirkt wurden. Ein Durchschnittswert der Abmessungsfehler δ in den seitlichen Schnitten mit der Schaftfräse 10 betrug circa 0,066 mm, während ein Durchschnittswert der Abmessungsfehler δ in den seitlichen Schnitten mit der herkömmlichen Schaftfräse circa 0,130 mm betrug. Das heißt, die Schaftfräse 10 ist in der Lage, dass seitliche Schneiden mit einem Abmessungsfehler δ zu erreichen, der merklich auf circa die Hälfte des Fehlers der herkömmlichen Schaftfräse verringert ist.
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[Schneidebedingungen]
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- Werkstück: S50C
- Schneidegeschwindigkeit:
V (Randgeschwindigkeit) = 120 m/min
N (Drehzahl) = 1194 min–1
- Zuführrate:
119 mm/min (0,1 mm/Zahn)
- Schnitttiefe:
AT (axiale Tiefe) = 32 mm
RT (radiale Tiefe) = 10 mm
- Verwendete Fräsmaschine:
Horizontales Spanbearbeitungszentrum
- Schneidflüssigkeit:
Trockenschneiden bei Belüftung
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Zunächst wird unter Bezugnahme auf 6 und 7 ein weiteres Drehschneidewerkzeug in der Form einer T-Schlitzfräse 60 beschrieben, die gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung konstruiert ist.
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6 ist ein Satz von Ansichten der T-Schlitzfräse 60, wobei eine Vorderansicht und eine Unteransicht der T-Schlitzfräse bei (a) bzw. (b) gegeben sind. Diese T-Schlitzfräse 60 ist dazu gestaltet, dass ihre Achse O für ihre Schneidetätigkeit in Uhrzeigersinnrichtung (gesehen in einer Richtung von ihrem proximalen Ende weg zu ihrem distalen Ende hin) gedreht wird und sie besteht aus einem zylindrischen Werkzeugkörper 62 und einer Vielzahl von Schneideeinsätzen 14, die auswechselbar an den Werkzeugkörper 62 montiert sind. Der zylindrische Werkzeugkörper 62 hat einen zylindrischen Schaftabschnitt 64 und einen großdurchmessrigen Abschnitt 66, die zueinander koaxial sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sechs Schneideeinsätze 14 (die zueinander gleich sind) an einer Außenumfangsfläche des großdurchmessrigen Abschnitts 66 angebracht, so dass die sechs Schneideeinsätze 14 gleichmäßig oder mit gleichen Winkeln voneinander um die Achse O beabstandet sind.
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Die sechs Schneideeinsätze 14 bestehen aus drei distalendseitigen oder unteren Schneideeinsätzen 14L und drei proximalendseitigen oder oberen Schneideeinsätzen 14U, welche in Umfangsrichtung gesehen alternierend angeordnet sind. Jeder untere Schneideeinsatz 14L ist an dem großdurchmessrigen Abschnitt 66 des Werkzeugkörpers 62 montiert, so dass seine dritte Schneidekante 32 an einer Seite von axial entgegengesetzten Seiten des großdurchmessrigen Abschnitts 66 positioniert ist, die von dem Schaftabschnitt 64 entfernt ist, während jeder obere Schneideeinsatz 14U an dem großdurchmessrigen Abschnitt 66 des Werkstoffkörpers 62 montiert ist, so dass sich seine dritte Schneidekante 32 an der anderen Seite der axial entgegengesetzten Seiten des großdurchmessrigen Abschnitts 66 befindet. Bei jedem unteren Schneideeinsatz 14L dienen die Kante 28 des Paars Schneidekanten und die dritte Schneidekante 32 als die Rand bzw. Endschneidekante der Fräse 60. Bei jedem oberen Schneideeinsatz 14U dient eine Kante 30 des Paars Schneidekanten und die dritte Schneidekante 32 als die Rand- bzw. Endschneidekante der Fräse 60. Die Spanfläche 26 jedes unteren Schneideeinsatzes 14L ist mit Bezug auf eine zu der Achse O parallelen Linie um einen vorbestimmten Grad eines axialen Spanwinkels γ in so einer Richtung geneigt, die einem unteren Abschnitt des Einsatzes 14L ermöglicht, dass er sich gesehen in der Drehrichtung der Fräse 60 an einer Seite vor dem oberen Abschnitt des Einsatzes 14L befindet. Die Spanfläche 26 jedes oberen Schneideeinsatzes 14U ist mit Bezug auf eine zu der Achse O parallele Linie und beim selben Grad des axialen Spanwinkels γ in der entgegengesetzten Richtung geneigt, d. h. in so einer Richtung, die einem unteren Abschnitt des Einsatzes 14U ermöglicht, dass er sich gesehen in der Drehrichtung der Fräse 60 an einer Seite hinter dem oberen Abschnitt des Einsatzes 14U befindet. Jede der Endschneidekanten 32, 30, die durch die dritte Schneidekante 32 des Schneideeinsatzes 14L, 14U bereitgestellt sind, ist ein Konkavitätswinkel gegeben, der dem vorstehend beschriebenen Neigungswinkel ϕ (siehe (a) aus 2) entspricht, so dass ein axialer Abstand zwischen jeder Endschneidekante und dem proximalen Ende der Fräse 60 allmählich abnimmt, wenn sich jede Endschneidekante in einer Richtung von dem Rand der Fräse 60 weg zu der Achse O erstreckt.
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7 ist eine Schnittansicht, die einen durch die T-Schlitzfräse 60 ausgebildeten T-Schlitz 72 veranschaulicht. Bei der Ausbildung des T-Schlitzes 72, der insgesamt eine umgekehrte T-Form hat, wird zunächst ein Schlitz 68 (mit einer Breite, die größer als ein Durchmesser des Schaftabschnitts 64 der T-Schlitzfräse 60 ist) durch ein anderes Schneidewerkzeug ausgebildet und dann werden ein Paar sich horizontal erstreckender Schlitze 70 gleichzeitig in jeweiligen entgegengesetzten Seitenflächen in einem unteren Abschnitt des Schlitzes 68 durch die T-Schlitzfräse 60 ausgebildet, die entlang des Schlitzes 68 in einer zu dem Zeichnungsblatt von 7 senkrechten Richtung bewegt wird.
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Die wie vorstehend beschrieben konstruierten Schneideeinsätze 14 können für unterschiedliche Schneidewerkzeuge mit unterschiedlichen Schneidedurchmessern D und axialen Spanwinkeln γ verwendet werden. Es ist jedoch vorzuziehen, dass der Krümmungsradius R der Schneidekanten 28, 30, 32 jedes Schneideeinsatzes 14 geändert wird, wie dies in Hinsicht auf die Größe des Schneidedurchmessers D und des Grads des axialen Spanwinkels γ benötigt wird, so dass der radiale Abstand zwischen der Achse O und der Randschneidekante, gesehen in der Axialrichtung, im Wesentlichen konstant ist.
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Wie auch die vorstehend beschriebenen Schaftfräsen 10, 50, ist die T-Schlitzfräse 60 mit den Schneideeinsätzen 14 ausgestattet, von denen jede die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes hat, das mit Bezug auf seine Mittellinie S symmetrisch ist, und die die Schneidekanten 28, 30, 32 haben, die mit dem vorbestimmten Krümmungsradius R nach außen konvex sind. Somit bietet die T-Schlitzfräse 60 die gleichen technischen Vorteile wie die Schaftfräsen 10, 50. Das heißt, jeder der sich horizontal erstreckenden Schlitze 70 kann mit einem minimierten Abmessungsfehler δ ausgebildet werden. Da ferner jeder untere Schneideeinsatz 14L und jeder obere Schneideeinsatz 14U durch die Schneideeinsätze 14 bereitgestellt ist, die gleich zueinander sind, kann die T-Schlitzfräse 60 insgesamt bei verringerten Kosten hergestellt werden. Ferner kann die Anzahl von Schneideeinsätzen 14, die in einem Lager vorgehalten werden müssen, kleiner gehalten werden, als das bei einer Anordnung der Fall ist, bei der jeder untere Schneideeinsatz und jeder obere Schneideeinsatz durch von einander unterschiedlichen Schneideeinsätzen bereitgestellt ist.
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Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vorstehend veranschaulicht wurden, ist es so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt ist, sondern mit vielfachen anderen Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen versehen werden kann, die durch den Fachmann getätigt werden können, ohne dabei von dem Umfang der in den nachstehenden Ansprüchen definierten Erfindung abzuweisen.
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Ein auswechselbarer Schneideeinsatz (14A, 14B; 14L, 14U), der auf ein Drehschneidewerkzeug (10; 50; 60) zu montieren ist, zum Vorsehen einer Randschneidekante (28; 30; 28, 30) des Drehschneidewerkzeugs. Der Schneideeinsatz hat ein Paar Schneidekanten (28, 30), die mit Bezug auf eine Mittellinie (S) des Schneideeinsatzes symmetrisch zueinander sind. Jedes Paar Schneidekanten ist so gekrümmt, dass jedes Paar Schneidekanten in einer Richtung von der Anderen des Paars Schneidekanten weg konvex ist. Die Randschneidekante ist durch eine Schneidekante des Paars Schneidekanten bereitgestellt, wenn die Schneidekante an dem Drehschneidewerkzeug montiert ist.