DE69111688T2

DE69111688T2 - Schneideinsatz für einen Fräser.

Info

Publication number: DE69111688T2
Application number: DE69111688T
Authority: DE
Inventors: Amir Satran
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1991-05-08
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2011-05-09
Also published as: JP2587549B2; IL97935A; EP0457488B1; JPH04226828A; DE69111688D1; EP0457488A1; US5145295A; IL97935A0; ZA913350B; GB9010769D0; AU628258B2; RU2010682C1; PL165860B1; AU631080B2; AU1093792A; AU7632891A

Description

Diese Erfindung betrifft auswechselbare Hartmetall- Schneideinsätze für die Verwendung mit einem Umfangsrotationsfräswerkzeug, welches einen im wesentlichen zylindrischen Halter aufweist, in welchen eine oder mehrere Umfangsaussparungen ausgebildet sind, in welchen jeweils eine entsprechende Anzahl derartiger Einsätze lösbar montiert ist, wobei jede Aussparung gemäß dem vorkennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, siehe FR-A-2 172 542, ferner einen Spanraum auf der Vorderseite jedes Einsatzes bereitstellt

Hintergrund der Erfindung

Der Schneideinsatz in Fräswerkzeugen besteht im allgemeinen aus einem prismatischen Körper mit einer ebenen Basis, von welcher sich seitliche Flächen -Freiflächen- erstrecken, welche von der oberen Fläche -Spanfläche- geschnitten werden. Der Schneideinsatz weist zumindest eine Schneidkante auf, welche als eine von dem Schnitt der Spanfläche und der Freiflanke erzeugte Kante definiert ist.
Der Schneideinsatz wird in dem Werkzeug so gehaltert, daß die Schneidkante in dem kreisförmigen Schneidpfad des Werkzeugs angeordnet und bezogen auf die Rotationsachse in einem als axialer Spanwinkel bezeichneten Winkel geneigt ist.
Die Größe des axialen Spanwinkels hat einen direkten Einfluß auf die Stabilität des Werkzeugs während des Betriebs und auch auf die Standzeit der Schneidkante. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Einsätze mit großen axialen Spanwinkeln angeordnet zu haben. Bei Werkzeugen mit auswechselbaren Einsätzen leistet die Bereitstellung derart großer axialer Spanwinkel einer Strukturschwächung des Werkzeugs Vorschub. Folglich sind die gebräuchlichsten Fräswerkzeuge für die Verwendung mit relativ niedrigen axialen Spanwinkeln ausgelegt.
Zusätzlich zum Axial-Spanwinkel ist ein weiteres Charakteristikum des Einsatzes, welcher von beträchtlicher Bedeutung für den Betriebswirkungsgrad des Werkzeugs ist, der Freiwinkel des Einsatzes. Gemäß Verwendung in der Beschreibung bezeichnet der Begriff "Freiwinkel" den Winkel, der sich nach der Montage des Einsatzes in dem Fräswerkzeug zischen der Freiflanke und der Tangente des von einem Punkt auf der Schneidkante definierten Umfangspfades ergibt. Andererseits bezeichnet der Begriff "Freiflankenwinkel" den Winkel, der zwischen der Freiflanke des Einsatzes und einer Linie senkrecht zur Basis des Einsatzes definiert ist.
Es ist bekannt, daß bei Einsätzen für Fräswerkzeuge die verwendeten Freiwinkel im Vergleich zu den bei feststehenden Schneidwerkzeugen verwendeten Winkeln relativ groß sind, und dieses ist insbesondere bei Fräswerkzeugen mit Schneidpfaden mit kleinen Durchmesser der Fall. Die Vergrößerung des Freiwinkels führt zu einer Schwächung der Schneidkante und demzufolge gibt es eine Beschränkung für die Größe des Freiwinkels. Die Größe des Freiwinkels wird abhängig von dem Material des Werkstücks, dem Material, aus dem die Schneidkante besteht, und dem Schneidpfaddurchmesser bestimmt. Im allgemeinen liegt der Freiwinkel bei harten und festen Werkstückmaterialien mit Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl zwischen 6º und 8º und mit Hartmetallwerkzeugen zwischen 5º und 7º. Andererseits kann der Freiwinkel bei Weichstählen, Gußeisen, usw. bis zu 20º betragen.
Was die Freiflankenwinkel betrifft, so werden diese im allgemeinen so gewählt, daß sie in dem üblichen Bereich von 15º bis 20º für relativ weiche Materialien und in dem üblichen Bereich von 11º bis 15º für relativ harte Materialien liegen.
Verschiedene Auslegungs- und Betriebsbedindungen indizieren die Verwendung von Einsätzen mit Freiflankenwinkeln, welche in den höheren Regionen des Bereichs liegen. In diesem Zusammenhang sei jedoch angemerkt, daß der Anteil des nicht unterstützen Überhangs der Freiflanke gegenüber dem Werkzeugsitz umso größer ist, je größer der der Schneidkante des Einsatzes zugeordnete Freiflankenwinkel ist. Desweiteren wird ohne weiteres anerkannt werden, daß ernsthafte Schwierigkeiten entstehen, wenn beispielsweise gewünscht wird, einen Einsatz mit einem hohen Freiflankenwinkel in einem Schneidwerkzeugsitz sicher zu befestigen, der für die Aufnahme eines Einsatzes mit einem niedrigeren Freiflankenwinkel ausgelegt ist.
In der FR-A-2 172 542 ist eine Schneidplatte mit einer zwischen einer Spanfläche und einer Freifläche ausgebildeten Schneidkante definiert, wobei die Freifläche aus zwei aufinanderfolgenden Abschnitten besteht, wovon jeder seinen eigenen Freiflankenwinkel besitzt und der zweite Freiflankenwinkel deutlich größer als der erste Freiflankenwinkel ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen neuen und verbesserten Schneideinsatz für ein Fräswerkzeug bereitzustellen, bei welchem der vorstehend erwähnte Nachteil im wesentlichen reduziert oder überwunden ist.
Erfindungsgemäß wird ein Schneideinsatz für die Verwendung in einem Umfangsrotationsfräswerkzeug bereitgestellt, welches einen zylindrischen Halter und zumindest einen auswechselbaren, am Umfang angeordneten Schneideinsatz aufweist, wobei der Schneideinsatz zumindest eine zwischen einer spanfläche und einer Freifläche des Einsatzes definierte Schneidkante aufweist, die Freifläche einen zu der Schneidkante benachbarten ersten Abschnitt und einen zu einer Basis des Einsatzes benachbarten zweiten Abschnitt aufweist, der erste Abschnitt einen ersten Freiflankenwinkel zeigt und der zweite Abschnitt einen zweiten Freiflankenwinkel zeigt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Freiflankenwinkel deutlich größer als der zweite Freiflankenwinkel ist und die Freifläche einen Zwischenabschnitt aufweist, der den ersten und zweiten Abschnitt miteinander verbindet und bezogen auf den ersten und zweiten Abschnitt quer dazu ausgerichtet ist.
Vorzugsweise liegt der erste Freiflankenwinkel in dem Bereich von 7º bis 20º, während der zweite Freiflankenwinkel in dem Bereich von 0º bis 15º liegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Freiflankenwinkel im wesentlichen gleich 15º, während der zweite Freiflankenwinkel im wesentlichen gleich 11º ist.
Somit stellt bei einem derartigen erfindungsgemäßen Einsatz, obwohl der erste Freiflankenwinkel ausreichend groß gewählt werden kann, der Umstand, daß der zweite Freiflankenwinkel wesentlich kleiner ist, sicher, daß der Anteil des nicht unterstützen Überhanges gegenüber dem Werkzeugsitz verringert ist. Ferner kann der erfindungsgemäße Einsatz sicher in einem Fräswerkzeugsitz angeordnet werden, der normalerweise dazu ausgelegt ist, Einsätze aufzunehmen, welche diesen kleineren Freiflankenwinkel aufweisen.
Vorzugsweise weist der Schneideinsatz im wesentlichen die Form eines Parallelepipeds auf, wobei zwischen ersten Paaren von Spanflächen und Freiflächen ein erstes Paar gegenüberliegender Schneidkanten ausgebildet ist, und zwischen zweiten Paaren von Spanflächen und Freiflächen ein zweites Paar gegenüberliegender Schneidkanten ausgebildet ist; wobei das erste Paar der Freiflächen wie vorstehend angegeben ausgebildet ist, während das zweite Paar der Spanflächen und der Freiflächen kontinuierlich gekrümmt sind, so daß deren Einsatzspan- und Freiwinkel, wie sie gegenüber dem zylindrischen Halter definiert sind, im wesentlichen entlang der Länge der jeweiligen Schneidkanten konstant bleibt.
Dieses Merkmal, welches das Aufrechterhalten des Einsatzfrei- und Spanwinkels in einem im wesentlichen unveränderten Zustand und die daraus entstehenden Vorteile betrifft, bildet den Gegenstand der EP-A-0 392 730, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme beinhaltet ist.
Das zweite Schneidkantenpaar ist bevorzugt von seinen zugeordneten Spanflächen durch entsprechende Fasenflächen beabstandet, wobei jede Fasenfläche so gekrümmt ist, daß der Fasenflächenwinkel bezüglich des zylindrischen Halters im wesentlichen entlang der Länge der Schneidkante unverändert bleibt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Paar der Schneidkanten gekrümmt, wobei jede einen Teil der gekrümmten Seite einer Ebene bildet, welche einen Zylinder, der eine Hülldrehfläche der Schneidkante darstellt, unter einem Winkel schneidet, der dem axialen Spanwinkel des Einsatzes in dem Fräswerkzeug entspricht.
Dieses Merkmal, welches die Krümmung der Schneidkante und die daraus entstehenden Vorteile betrifft, bildet den Gegenstand der EP-A-0 392 729 deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme beinhaltet ist.
Der erfindungsgemäße Schneideinsatz mit der Form eines Parallelepipeds kann so ausgebildet werden, daß ein und derselbe Einsatz alternativ in entsprechenden Haltern verwendet werden kann, um ein Schulter- oder Stirnfräsen auszuführen. Zu diesem Zweck bilden die Freiflächen des Einsatzes zwei Paare aufeinanderfolgender Freiflächen, wobei jedes Paar eine gemeinsame Ecke des Einsatzes aufweist, die Schneidkante von der einen Freifläche jedes Paares einer Abstreiffläche zugeordnet ist, die auf der anderen Freifläche dieses Paares benachbart zu einer gemeinsamen Ecke des Einsatzes ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist eine erste Freifläche des Paares eine größere Länge als die zweite Freifläche des Paares auf, wobei die Abstreiffläche an der zweiten Freifläche an einem Vorsprung des Einsatzes ausgebildet ist.
Um sicherzustellen, daß die für vorstehend erwähnten unterschiedlichen Fräsarten verwendeten unterschiedlichen Schneidkanten einen optimalen axialen Spanwinkel darbieten, neigen sich die ausbildenden Schneidkanten des zweiten Paares jeweils im entgegengesetzten Sinn zu der Einsatzbasis hin, wobei sich jede derartige zweite Schneidkante zu der Einsatzbasis hin in einer von einem vorderen Ende der Schneidkante ausgehenden Richtung neigt, während jede erste Schneidkante sich zu der Einsatzbasis hin in einer von einem vorderen Ende der Schneidkante ausgehenden Richtung in einem Winkel zwischen 0º bis 15º neigt.
Vorzugsweise liegen die ersten Schneidkanten parallel zu den Basiskanten des Einsatzes.
Die erfindungsgemäßen Schneideinsätze werden vorzugsweise durch Pressen und Sintern hergestellt, wobei deren Abstreifflächen entweder während des Preßvorgangs oder durch einen darauf folgenden Schleifvorgang hergestellt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe praktisch ausgeführt werden kann, wird nun Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemaßen Schneideinsatzes;
Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf den in Fig. 1 dargestellten Einsatz;
Fig. 3 einen Seitenaufriß des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;
Fig. 4 einen Endenaufriß des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;
Fig. 5 eine Ansicht in vergrößerten Maßstab eines Details A des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht in vergrößerten Maßstab entlang der Linie VI-VI des in Fig. 4 dargestellten Einsatzes;
Fig. 7 einen schematischen Seitenaufriß eines Fräswerkzeugs, welches einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz enthält;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII- VIII des in Fig. 7 dargestellten Einsatzes, die einem zugeordneten kreisförmigem Schneidpfad überlagert ist;
Fig. 9 eine ähnliche Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht in vergrößerten Maßstab entlang der Linie X-X eines Abschnitts des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes;
Fig. 11 eine noch weiter vergrößerte Querschnittsansicht des in Fig. 1 dargestellten Einsatzes, welche die Lage des Einsatzes in dem Sitz eines Werkzeughalters darstellt;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Fräswerkzeuges, welches Einsätze gemäß der Erfindung und gemäß den Darstellungen in den Fig. 1 bis 11 enthält, die zur Verwendung bei einer Stirnfräsung montiert sind;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Fräswerkzeuges, welches Einsätze gemäß der Erfindung und gemäß den darstellungen in den Fig. 1 bis 11 enthält, die zur Verwendung bei einer Schulterfräsung montiert sind;
Fig. 14 eine schematische Darstellung der Verwendung des Schneideinsatzes beim Schulterfräsen; und
Fig. 15 eine schematische Darstellung der Verwendung des Schneideinsatzes beim Stirnfräsen.

Spezifische Beschreibung der Erfindung

Der nun zu beschreibende Einsatz ist von derselben allgemeinen Art, die in der EP-A-0 392 729 und der zuvor ebenfalls angeführten EP-A-0 392 730 beschrieben ist, und die Beschreibung in diesen wird hiermit durch Bezugnahme beinhaltet und es wird, wo es erforderlich ist, auf diese Beschreibung Bezug genommen um unnötige Wiederholungen von Konstruktionsdetails des Einsatzes zu vermeiden.
Wie in den Fig. 1 bis 12 der Zeichnungen zu sehen ist, weist eine Einsatz 1 die Form eines Parallelepipeds auf und ist mit einen ersten Paar gegenüberliegender Schneidkanten 2 und 3 ausgebildet, die jeweils zwischen einem ersten Paar von Spanflächen 4 und 5 und einem ersten Paar von Freiflächen (nur eine davon, 6, ist dargestellt) definiert sind. Der Schneideinsatz ist ferner mit einem zweiten Paar gegenüberliegender Schneidkanten 7 und 8 versehen, die jeweils zwischen einem zweiten Paar von Spanflächen und 10 und einem zweiten Paar von Freiflächen (nur eine davon, 11, ist dargestellt) definiert sind.
Wie in dem Falle des in den vorstehend erwähnten Europäischen Patentveröffentlichungen beschriebenen Einsatzes sind die Schneidkanten 7 und 8 des Einsatzes 1 in entgegengesetztem Sinne geneigt, so daß sie spitze Winkel mit den entsprechenden Kanten der Basis des Einsatzes bilden, und dadurch den gegenüberliegenden Seiten des Einsatzes vergrößerte aber entgegengesetzt gerichtete axiale Spanwinkel verleihen. Somit ist die Höhe des Einsatzes an dem einem Paar seiner diametral gegenüberliegenden Ecken größer als die Höhe des Einsatzes an dem entgegengesetzten Paar diametral gegenüberliegender Ecken.
Wie in dem Falle des in vorstehend erwähnten Europäischen Patentveröffentlichungen beschriebenen Einsatzes, ist auch die Freiflanke 11 an einer Linie 12 in einen schmalen oberen kontinuierlich gekrümmten Flankenabschnitt 11a und in einen unteren ebenen Flankenabschnitt 11b unterteilt, wobei die Krümmung des oberen Flankenabschnitts 11a so ist, daß der Freiwinkel und der axiale Spanwinkel entlang der Länge der Schneidkante im wesentlich unverändert bleibt. Die (nicht sichtbare) gegenüberliegende Freiflanke des Einsatzes ist ähnlich unterteilt und geformt.
In ähnlicher Weise wie bei dem in den vorstehend erwähnten Europäischen Patentveröffentlichungen dargestellten und beschriebenen Einsatz, sind auch die Schneidkanten 7 und 8 selbst gekrümmt, wobei die Krümmung so ist, daß jede Schneidkante eine Teil der gekrümmten Seite einer Ebene bildet, welche einen Zylinder, der eine Hülldrehfläche der Schneidkante darstellt, unter einem Winkel schneidet, der dem axialen Spanwinkel des Einsatzes in dem Fräswerkzeug entspricht. Für eine vollständige und detaillierte Beschreibung der Art der Bestimmung dieser Krümmung der Schneidkante sowie der Krümmung des oberen Flankenabschnittes 11a sei auf die vorstehend erwähnten Europäischen Patentveröffentlichungen verwiesen.
Die Schneidkanten 7 und 8 sind von ihren zugeordneten Spanflächen 9 und 10 durch (als K-Fasen bezeichnete) Fasenflächen getrennt, wobei eine dieser Fasenflächen 15 in den Fig. 5 bis 9 der Zeichnungen dargestellt ist. Die K-Fase ist mit einer wendelförmig gekrümmten Oberfläche ausgebildet. Nun wird für eines besseres Verständnis der Art und des Ergebnisses dieses wendelförmigen Formgebung der K-Fasenfläche Bezug auf die Fig. 7, 8 und 9 der Zeichnungen genommen.
Wie in Fig. 7 zu sehen ist, ist der Schneideinsatz 1 in einer geeigneten Umfangsaussparung eines zylindrischen Halters 16 befestigt, wobei seine Schneidkante 7 einen axialen Spanwinkel α bezogen auf die Achse des zylindrischen Halters definiert.
In Gemäß Fig. 8 und 9 sind jeweils Querschnittsansichten eines Teils des Einsatzes 1 längs der Linien VIII-VIII und IX-IX (die dem vorderen bzw. hinteren Abschnitt des Einsatzes 1 entsprechen) jeweils einem kreisförmigen Pfad 17 überlagert dargestellt, dem der auf der jeweiligen Schnittlinie der Schneidkante liegende jeweilige Punkt folgt. Wie zu sehen ist, definiert die K-Fasenfläche 15 zusammen mit einer radialen Linie des kreisförmigen Pfades, die sich von dem Mittelpunkt dieses Pfades zu dem Punkt der Schneidkante erstreckt, der längs der Schnittlinie liegt, einen Winkel θ, welcher in Fig. 8 als θ' und in Fig. 9 als θ" angegeben ist.
Als Folge der spezifischen wendelförmigen Krümmung der K- Fase 15 ist sichergestellt, daß θ' im wesentlichen gleich θ" ist, d.h. daß der Winkel q im wesentlichen entlang der Länge der Schneidkante unverändert bleibt.
Nun wird für eine Beschreibung des ersten Freiflankenpaares, wovon nur eine, 6, dargestellt ist, Bezug auf die Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen genommen. Gemäß Darstellung ist die Freiflanke 6 an ihrer zu der Freiflanke 11 benachbarten Seite mit einem Vorsprung 21 versehen, der mit einer Schliffabstreiffläche 22 ausgebildet ist, welche als Abstreiffläche dient, wenn der Fräsvorgang mittels der Schneidkante 7 ausgeführt wird, wobei diese Abstreiffläche 22 in rechten Winkeln bezogen auf die Schneidkante 7 angeordnet ist. Der Vorsprung 21 ist von der Freiflanke 6 durch einen eingezogenen Bereich 23 getrennt. Die Schneidkante 2 ist so ausgerichtet, daß sie im wesentlichen zu einer entsprechenden Basiskante 24 des Einsatzes parallel verläuft. Obwohl in der nun beschriebenen Ausführungsform und nach Darstellung in den Zeichnungen die Schneidkante 2 im wesentlichen parallel zu der Basiskante 24 verläuft, kann eine Konstruktion, im welcher sich die Schneidkante 2 in einem Winkel von bis zu 15º bezogen auf die Basiskante ausgehend von ihrer zum Abstreifer 21 benachbarten Ecke leicht nach unten neigt, in gleicher Weise ins Auge gefaßt werden. Es ist ohne weiteres aus den Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen zu ersehen, daß sich, um die korrekte Anordnung der Schneidkante 2 bezogen auf die Basiskante 24 sicherzustellen, die obere Kante des Abstreiferabschnittes 21 des Einsatzes mit der Schneidkante 2 über einen nach unten neigenden Abschnitt 25 verbindet.
Für eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus der Freiflanke 6 wird nun Bezug auf die Fig. 4, 11 und 12 der Zeichnungen genommen. Wie zu sehen ist, besteht die Freiflanke 6 aus drei aufeinanderfolgenden Abschnitten, die sich alle längs der Schneidkante 2 erstrecken, nämlich einem zur Schneidkante 2 benachbarten ersten Freiflankenabschnitt 25a, einem zur Basiskante 24 benachbarten zweiten Freiflankenabschnitt 25b und einem Zwischenfreiflankenabschnitt 25c zwischen den Abschnitten 25a und 25b. Wie in den Fig. 11 und 12 der Zeichnungen klar zu sehen ist, zeigt der erste Freiflankenabschnitt 25a einen ersten Freiflankenwinkel ω' bezogen auf eine Senkrechte zur Basis des Einsatzes, während der zweite Freiflankenabschnitt 25b einen Winkel ω" zu der Senkrechten zeigt, wobei ω' größer als ω" ist und in dem nun betrachteten Beispiels ω' = 15º und ω" = 11º ist. Der Zwischenabschnitt 25c ist andererseits quer zu dem ersten und dem zweiten Abschnitt 25a und 25b ausgerichtet.
Wenn nun Fig. 11 von den Zeichnungen betrachtet wird, in welcher der Einsatz gehaltert in einem Werkzeugsitz 26 mit einer Seitenwand 27, die in einem ω" entsprechenden Winkel ausgerichtet ist, dargestellt ist, kann man ohne weiteres sehen, daß die gerade beschriebene Konstruktion der Freiflanke die nachstehenden Vorteile mit sich bringt:
Obwohl die Schneidkante 2 einem Freiflankenabschnitt 25a mit einem optimal großen Freiflankenwinkel ω' (z.B. 15º) zugeordnet ist, bringt somit die Tatsache, daß der Körpers des Einsatzes mit einem Freiflankenabschnitt 25b mit einem deutlich kleinerem Freiflankenwinkel ω" (z.B. 11º) ausgebildet ist, als Folge mit sich, daß der nicht unterstützte Überhang des Einsatzes, welcher sehr erheblich wäre, wenn der gesamte Freiflankenwinkel ω' entsprechen würde (siehe die gestrichelte Linienverlängerung des Freiflankenabschnittes 25a in Fig. 11 der Zeichnungen), klein wird. Dieser Überhang wird jedoch in Anbetracht der Tatsache, daß der überwiegende Körperanteil des Einsatzes einen Freiflankenabschnitt 25b mit dem kleineren Freiflankenwinkel ω" aufweist, relativ klein gehalten.
Desweiteren kann der Einsatz ohne weiteres und sicher in ein Fräswerkzeugsitz eingebaut werden, dessen Seitenwand in einen Winkel ausgerichtet ist, welcher der für diesen Zweck üblicherweise verwendete Winkel (z.B. 11º) ist, und dieses trotz der Tatsache, daß der Freiflankenabschnitt 25a im einen deutlich größeren Winkel ausgerichtet ist. Ferner ist, wie es auch in Fig. 11 der Zeichnungen deutlich zu sehen ist, trotz der Tatsache, daß der Einsatz von der Seitenwand, mit welcher er über den gesamtem Freiflankenabschnitt 25b in Kontakt steht, die tatsächliche Schneidkante 2 des Einsatzes etwas von der Seitenstützwand 27 beabstandet, wodurch sichergestellt ist, daß diese Kante 2 beim Klemmen gegen die Seitenwand 27 nicht beschädigt wird.
Gemäß vorstehender Erläuterung sind den Schneidkanten 7 und 8 des Einsatzes auf vorstehenden Abstreifabschnitten 21 angeordnete Abstreifflächen 22 zugeordnet, welche die Schneidkante 2 und 3 flankieren. Den Schneidkanten 2 und 3 sind wiederum Abstreifflächen 28 und 29 zugeordnet, welche die Schneidkanten 7 und 8 an diametral gegenüberliegenden Ecken des Einsatzes flankieren und welche Verlängerungen der Freiflächen 11 (nur eine ist dargestellt) bilden, aber vom Winkel her auf diese Freiflächen bezogen ausgerichtet sind. Am günstigsten werden diese Abstreifflächen 28 und 29 während der Preßsinterung des Einsatzes als Ganzes ausgebildet.
Fig. 12 stellt dar, wie die beschriebenen Schneideinsätze 1 in aufeinanderfolgenden Umfangsaussparungen 31 eines Fräswerkzeugs 32 montiert sind, welches speziell zum Stirnfräsen ausgelegt ist, wobei die Freiflächen 6 und Schneidkanten 2 für den Betrieb offenliegen. Die Fig. 15 stellt schematisch dar, wie ein mit einem derartigen Schneideinsatz ausgerüstetes Fräswerkzeug bei der Stirnfräsung eines Werkstückes durch das sukzessive Fräsen einer in einem Winkel von 75º ausgerichteten Schulter arbeitet.
Fig. 14 stellt andererseits einen Abschnitt eines Fräswerkzeugs 33 für die Verwendung bei einem 90º Schulterfräsvorgang dar, wobei der Einsatz gemäß vorstehender Beschreibung so montiert ist, daß seine Schneidkante 7 und Freiflanke 11 für den Betrieb offenliegen und so, wie es in Fig. 16 der Zeichnungen dargestellt ist, eine 90º-Schulterstruktur fräsen.
Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf Einsätze mit Flankenfreiwinkelabschnitten mit Winkeln von 15º bzw 11º beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auf Einsätze anwendbar bei denen der Winkel der Flankenfreiwinkelabschnitte, was beispielsweise den oberen Flankenfreiwinkel betrifft, von 7º bis 20º reicht, während er, was den unteren Flankenfreiwinkel betrifft von 0º bis 15º reicht.
Die Schneideinsätze gemäß der vorstehenden Beschreibung und in der Ausformung mit Paaren benachbarter Schneidkanten 7, 2 und 8, 3, wobei zumindest eine Schneidkante jedes Paars mit einem relativ großen Freiflankenwinkel ω' versehen ist, sind insbesondere nützlich, wenn das Fräswerkzeug bei einem sogenannten "Tauch"-Fräsvorgang eingesetzt wird. Bei diesem Vorgang rotiert das Fräswerkzeug wie üblich um seine Längsachse bezogen auf ein Werkstück, wobei das Fräsen durch die in Längsrichtung ausgerichteten Schneidkanten der Einsätze ausgeführt wird. Zum selben Zeitpunkt wird jedoch das Fräswerkzeug bezogen auf das Werkstück in Längsrichtung verschoben, wodurch ein gleichzeitiges Fräsen durch die in Querrichtung ausgerichteten Schneidkanten der Einsätze sichergestellt wird. Wenn nun, wie in dem Falle der gerade beschriebenen Einsätze, diese in Querrichtung ausgerichteten Kanten Freiflankenabschnitten mit relativ großen Freiflankenwinkeln ω' zugeordnet sind, kann der "Tauch"-Fräsvorgang mit wesentlich weniger Verschleiß an den Einsätzen und folglich geringeren Fräskräften ausgeführt werden, als es sonst der Fall wäre.

Claims

1. Schneideinsatz für die Verwendung in einem Umfangsrotationsfräswerkzeug, welches einen zylindrischen Halter (16) und zumindest einen auswechselbaren, am Umfang angeordneten Schneideinsatz (1) aufweist, wobei der Schneideinsatz (1) zumindest eine zwischen einer Spanfläche (4, 5) und einer Freifläche (6) des Einsatzes (1) definierte Schneidkante (2, 3) aufweist, die Freifläche (6) einen zu der Schneidkante (2) benachbarten ersten Abschnitt (25a) und einen zu einer Basis (24) des Einsatzes benachbarten zweiten Abschnitt (25b) aufweist, der erste Abschnitt (25a) einen ersten Freiflankenwinkel (ω') und der zweite Abschnitt einen zweiten Freiflankenwinkel (ω") zeigt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Freiflankenwinkel (ω') deutlich größer als der zweite Freiflankenwinkel (ω") ist und die Freifläche einen Zwischenabschnitt (25c) aufweist, der den ersten und zweiten Abschnitt (25a, 25b) miteinander verbindet und bezogen auf den ersten und zweiten Abschnitt (25a, 25b) quer dazu ausgerichtet ist.

2. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei der erste Freiflankenwinkel (ω') in dem Bereich von 7º bis 20º liegt, während der zweite Freiflankenwinkel (ω") in dem Bereich von 0º bis 15º liegt.

3. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 2, wobei der erste Freiflankenwinkel (ω') im wesentlichen gleich 15º ist und der zweite Freiflankenwinkel (ω") im wesentlichen gleich 11º ist.

4. Schneideinsatz (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher im wesentlichen die Form eines Parallelepipeds besitzt und ein jeweils zwischen ersten Paaren von Spanflächen (4, 5) und Freiflächen (6) ausgebildetes erstes Paar gegenüberliegender Schneidkanten (2, 3) und ein jeweils zwischen zweiten Paaren von Spanflächen (9, 10) und Freiflächen (11) ausgebildetes zweites Paar gegenüberliegender Schneidkanten (7, 8) aufweist; wobei das erste Paar der Freiflächen (6) entsprechend der Freifläche (6) gemäß den vorstehenden Ansprüchen ausgebildet ist.

5. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 4, wobei das zweite Paar der Spanflächen (9, 10) und die Freiflächen (11) kontinuierlich gekrümmt sind, so daß deren Einsatzspan- und Freiwinkel, wie sie gegenüber dem zylindrischen Halter (16) definiert sind, im wesentlichen entlang der Länge der jeweiligen Schneidkanten (7, 8) konstant bleiben.

6. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 5, wobei das zweite Paar der Freiflächen (11) jeweils einen kontinuierlich gekrümmten oberen Abschnitt (11a) und einen im wesentlichen ebenen unteren Abschnitt (11b) aufweist.

7. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, wobei jede Schneidkante (7, 8) des zweiten Schneidkantenpaares gekrümmt ist und einen Teil der gekrümmten Seite einer Ebene bildet, welche einen Zylinder, der eine Hülldrehfläche der Schneidkante (7, 8) darstellt, unter einem Winkel schneidet, der dem axialen Spanwinkel des Einsatzes in dem Fräs- werkzeug entspricht.

8. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 4, 5, 6 oder 7, wobei der Einsatz (1) durch Pressen und Sintern hergestellt wird.

9. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Freiflächen (6, 11) zwei Paare aufeinanderfolgender Freiflächen bilden, jedes Paar eine gemeinsame Ecke des Einsatzes aufweist, die Schneidkante von der einen Freifläche jedes Paares einer Abstreiffläche (22) zugeordnet ist, die auf der anderen Freifläche dieses Paares benachbart zu einer gemeinsamen Ecke des Einsatzes ausgebildet ist.

10. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei eine erste Freifläche (11) des Paares eine größere Länge als die zweite Freifläche (6) des Paares aufweist und die Abstreiffläche (22) an der zweiten Freifläche (6) an einem Vorsprung des Einsatzes (1) ausgebildet ist.

11. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 10, wobei die Abstreiffläche (22) durch. Schleifen hergestellt wird.

12. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 10, wobei die Abstreifflächen (22) an den ersten Freiflächen (11) während des Pressens des Einsatzes (1) hergestellt werden.

13. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei das erste Paar der Schneidkanten (2, 3) von seinen zugeordneten Spanflächen (4, 5) jeweils durch Fasenflächen (15) beabstandet ist.

14. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 13, wobei jede Fasenfläche (15) so gekrümmt ist, daß der Fasenflächenwinkel θ bezüglich des zylindrischen Halters (16) im wesentlichen entlang der Länge der Schneidkante (6, 7) unverändert bleibt.

15. Schneideinsatz (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 14, wobei die ersten Schneidkanten (2, 3) jeweils im entgegengesetzten Sinne zu der Einsatzbasis (24) hin geneigt sind, wobei die ersten Schneidkanten (2, 3) sich zu der Einsatzbasis (24) hin in einer von einem vorderen Ende der Schneidkante ausgehenden Richtung neigen und wobei die zweiten Schneidkanten (6, 7) sich zu der Einsatzbasis (24) hin in einer von einem vorderen Ende der Schneidkante ausgehenden Richtung in einem Winkel von 0º bis 15º neigen.

16. Schneideinsatz (1) nach Anspruch 15, wobei die Schneidkanten (6, 7) im wesentlichen Parallel zu den Basiskanten des Einsatzes verlaufen.