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Dokumentenidentifikation DE202004002491U1 22.09.2005
Titel Schneidplatte, insbesondere für ein Ausdrehwerkzeug
Anmelder Kennametal Inc., Latrobe, Pa., US
Vertreter Patentanwälte Tergau & Pohl, 90482 Nürnberg
DE-Aktenzeichen 202004002491
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 22.09.2005
Registration date 18.08.2005
Application date from patent application 17.02.2004
IPC-Hauptklasse B23B 27/16
IPC-Nebenklasse B23B 41/16   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneidplatte mit einer Plattenoberfläche und Plattenseitenflächen sowie mit einer über eine Eckenschneidkante an eine Nebenschneidkante angrenzenden Hauptschneidkante. Sie bezieht sich weiter auf ein Ausdreh- oder Ausbohrwerkzeug, insbesondere mit Feineinstellung, mit einer solchen Schneidplatte.

Ein Ausdrehwerkzeug, insbesondere ein Feinbohrwerkzeug, weist üblicherweise eine Feineinstellvorrichtung auf, mit der eine am Werkzeugkopf in der Regel lösbar gehaltene Schneidplatte zum Drehen oder Bohren unterschiedlich großer Bohrdurchmesser bezogen auf die Werkzeuglängsachse in Radialrichtung verstellbar ist. Dabei bisher eingesetzte Schneidplatten oder Schneideinsätze sind häufig als Wendeschneidplatten ausgeführt. Diese weisen eine Plattenoberfläche und dieser gegenüberliegend eine weitere Plattenfläche oder Bodenfläche sowie sich an die Plattenoberfläche anschließende Plattenseitenflächen auf. Bei einer viereckigen oder rombischen Schneidplatte umfasst diese vier Plattenseitenflächen. Im Bereich einer Plattenecke, die häufig auch eine Eckenschneidkante ausbildet, grenzen an diese eine Hauptschneidkante und eine Nebenschneidkante der Schneidplatte an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Schneidplatte, insbesondere für ein Ausdreh- oder Feinbohrwerkzeug, vorzugsweise mit Feineinstellvorrichtung, anzugeben. Des Weiteren soll ein Ausdrehwerkzeug mit einer solchen Schneidplatte insbesondere zum Finishing mit hoher Oberflächengüte oder – qualität angegeben werden.

Bezüglich der Schneidplatte wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu weist die Schneidplatte im eckennahen Bereich eine Spanformstufe mit einem sich von der Nebenschneidkante bis zur Hauptschneidkante erstreckenden Stufengrund auf. Bevorzugt spannen dabei die Hauptschneidkante und die Nebenschneidkante sowie der Stufengrund ein geschlossenes Dreieck auf.

In vorteilhafter Ausgestaltung bildet die Spanformstufe eine ausgehend von der Eckenschneidkante zum Stufengrund hin abfallende Spanfläche auf. Diese Spanfläche ist somit bezogen auf die Plattenoberfläche zur Plattenmitte hin geneigt. Die Spanformstufe bildet zudem einen nachfolgend als Spanrückenfläche bezeichneten Spanflächenrücken aus, der zweckmäßigerweise ausgehend vom Stufengrund zur Plattenoberfläche hin ansteigt, d.h. von der Plattenoberfläche zum Stufengrund hin abfällt. Dadurch ist eine Rückenoberkante der Spanrückenfläche gebildet, die in der Plattenebene verläuft. Diese Rückenoberkante sowie die Hauptschneidkante und die Nebenschneidkante spannen ebenfalls ein Dreieck auf.

Der Stufengrund der Spanformstufe ist bevorzugt rinnen- oder muldenartig mit gebogenem oder kreisförmigem Mulden- bzw. Rinnenscheitel ausgeformt. Der Stufengrund der Spanformstufe verläuft zweckmäßigerweise zur Hauptschneidkante unter einem Winkel zwischen 45° und 90°, insbesondere 70° ± 10°.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Schneidplatte ist an deren Nebenschneidkante eine Wiperschneide, d.h. eine Schlicht- oder Planschneide in Wiper-Geometrie ausgebildet. Bevorzugt stehen die Hauptschneidkante und die Nebenschneidkante zueinander in einem Winkel von insbesondere ca. 80°.

Die vorzugsweise als Wendeschneidplatte ausgebildete Schneidplatte weist einen negativen Spannwinkel zwischen der Plattenoberfläche und einer an der Nebenschneidkante zur Eckenschneidkante hin verlaufenden Nebenschneide auf, der bevorzugt zwischen –6° und –20° beträgt. Ein positiver Span- oder Seitenspanwinkel zwischen der Plattenoberfläche und dem Stufengrund der Spanformstufe beträgt zweckmäßigerweise zwischen +6° und +30°.

Bezüglich des Ausdrehwerkzeuges umfasst dieses zweckmäßigerweise eine Feineinstellvorrichtung sowie eine erfindungsgemäße Schneidplatte, die am Ausdrehwerkzeug lösbar gehalten ist. Das Ausdrehwerkzeug kann dabei mit einem auswechsel- oder austauschbaren Bohr- oder Drehkopf versehen sein, an dem die Schneidplatte lösbar gehalten ist. Auch kann die Schneidplatte auswechselbar gehalten sein in einer Plattenkassette, die ihrerseits am Umfang des Ausdrehwerkzeugs bzw. eines Feinbohr- oder Feindrehkopfes lösbar befestigt ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass insbesondere bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Schneidplatte in einem Feindreh- oder Feinbohrverkzeug ein vergleichsweise hoher oder großer Vorschub (oder ein größeres 1/d-Verhältnis) ermöglicht wird, wobei Vibrationsprobleme oder Ungenauigkeiten vermieden sind. Zudem wird bei Einsatz der Schneidplatte mit der an der Hauptschneidkante wirksamen Spanformstufe und insbesondere in Verbindung mit der Wiper-Geometrie an der Nebenschneidkante erreicht, dass der beim Bohren bzw. Drehn gebildete Span beim spanabhebenden Feinausdrehen oder Feinbohren zuverlässig von der Borhungswand zum Zentrum hin geführt wird, ohne dabei die bearbeitete Bohroberfläche zu beschädigen, z.B. zu verkratzen.

Eine durch Verwendung einer erfindungsgemäßen Schneidplatte erzielte besonders feine oder glatte Oberfläche hoher Oberflächengüte oder -qualität mit besonders geringer Oberflächenrauhigkeit beim Ausdrehen oder Feinausbohren eines Werkstücks, d.h. insbesondere beim Finishing wird vorteilhafterweise auch dadurch erreicht, dass die Spanformstufe auf Grund deren erfindungsgemäßer Geometrie nicht parallel zur Hauptschneidkante, sondern vielmehr zu dieser unter einem Winkel von 45° bis kleiner 90° verläuft.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Schneidplatte in Draufsicht,

2 in einem Ausschnitt II aus 1 in größerem Maßstab die Schneidplatte im Bereich einer Plattenecke mit einer erfindungsgemäßen Spanformstufe,

3 die Schneidplatte in einer Seitenansicht auf die Spanformstufe,

4 und 5 verschiedene Detailansichten der Schneidplatte,

6 bis 12 Darstellungen verschiedener Ansichten der Schneidplatte, insbesondere im Bereich der Spanformstufe,

13 ein Ausdrehwerkzeug mit Feineinstellvorrichtung und einsetzbarem Werkzeug- oder Bohrkopf,

14 einen Dreh- oder Bohrkopf für ein Ausdrehwerkzeug nach 13 mit erfindungsgemäßer Schneidplatte, und

15 in perspektivischer Explosionsdarstellung ein fein einstellbares Ausdreh- oder Bohrwerkzeug mit lösbarer Plattenkassette und darin lösbar gehaltener erfindungsgemäßer Schneidplatte.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in den 1 bis 5 sowie in den Bildern 6 bis 12 in verschiedenen Ansichten gezeigte Schneidplatte 1 weist eine Plattenoberfläche 2 und eine nachfolgend als Bodenfläche bezeichnete weitere Plattenoberfläche 4 sowie vier Plattenseitenflächen 5 auf. Diese verlaufen zwischen den beiden Plattenoberflächen 2 und 4 bevorzugt unter einem spitzen bzw. stumpfen Winkel. Die Form der Schneidplatte 1 kann auch rombisch, dreieckig oder vieleckig, z.B. sechseckig, sein.

Im eckennahen Bereich der Schneidplatte 1 ist eine Spanformstufe 6 vorgesehen. Diese bildet einen Stufengrund 7 aus, der sich von einer Nebenschneidkante 8 bis zu einer Hauptschneidkante 9 der Schneidplatte 1 hin erstreckt. In diesem eckennahen Bereich, wie dieser in 2 in größerem Maßstab gezeigt ist, weist die Schneidplatte 1 eine Eckenschneidkante 10 auf. Diese ist mit einem bestimmten Ecken- oder Plattenradius, z.B. (Rs = 0,4), versehen und somit abgerundet.

Wie insbesondere aus den 1 und 2 sowie auch aus den Bildern 8 bis 12 ersichtlich ist, spannen die Nebenschneidkante 8 und die Hauptschneidkante 9 sowie der Stufengrund 7 ein Dreieck oder eine Dreiecksfläche auf. Ein sich vom Stufengrund 7 zur Plattenoberfläche 2 hin erstreckender Spanflächenrücken 11 der Spanformstufe 6 bildet an der Plattenoberfläche 2 eine Rückenoberkante 12. Diese Rückenoberkante 12 spannt mit der Nebenschneidkante 8 und der Hauptschneidkante 9 ebenfalls ein Dreieck oder eine Dreiecksfläche auf. Dabei steigt der Spanflächenrücken 11 ausgehend vom Stufengrund 7 zur Plattenoberfläche 2 hin an. Mit anderen Worten: der Spanflächenrücken 11 fällt ausgehend von der Rückenoberkante 12 an der Plattenoberfläche 2 zum Stufengrund 7 hin ab.

Die Spanformstufe 6 bildet zudem eine Spanfläche 13 aus. Diese erstreckt sich wiederum dreieck- oder dreieckflächenförmig zwischen dem Stufengrund 7 und der Hauptschneidkante 9 sowie der Nebenschneidkante 8. Die Spanfläche 13 fällt ausgehend von der Eckenschneidkante 10 zum Stufengrund 7 hin ab. Mit anderen Worten: die Spanfläche 13 ist ausgehend von der Eckenschneidkante 6 zur Plattenoberfläche 2 geneigt.

Wie aus 3 sowie aus den Bildern 7 bis 12 ersichtlich ist, ist der Stufengrund rinnen- oder muldenartig ausgeformt. Der Stufengrundboden 14 des Stufengrundes 7 ist somit bezogen auf die Plattenobefläche 2 konvex gewölbt, d.h. in die Schneidplatte 1 hinein ausgemuldet oder in die Schneidplatte 1 hinein muldenartig und dabei bogenförmig eingezogen.

Wie aus 1 ersichtlich ist, verlaufen die Nebenschneidkante 8 und die Hauptschneidkante 9 zueinander in einem spitzen Winkel &phgr;, bevorzugt mit &phgr; = 80°. Ein gemäß 2 zwischen der Plattenoberfläche 2 und einer Nebenschneide 8' im Verlauf der Nebenschneidkante 8 zur Eckenschneidkante 10 hin negativer Spanwinkel &agr; beträgt besonders bevorzugt zwischen &agr; = –6° und &agr; = –20°.

Ein positiver Seiten- oder Seitenspanwinkel &bgr; zwischen der Plattenoberfläche 2 und dem Stufengrund 7 der Spanformstufe 6 beträgt bevorzugt zwischen &bgr; = +6° und &bgr; = 30°.

Die Nebenschneidkante 8 ist in Wiper-Geometrie RW ausgebildet. In dieser Wiper-Geometrie wirkt die Nebenschneidkante 8 bzw. die Nebenschneide 8' als Schlicht- oder Planschneide. Der Wiper-Radius RW beträgt dabei RW = 5,0.

Die 13 und 15 zeigen jeweils ein Ausdrehwerkzeug 20 mit einer Feineinstellvorrichtung 21. Mit dieser Feineinstellvorrichtung 21 wird die an dem Ausdreh- oder Feinbohrwerkzeug 20 lösbar gehaltene erfindungsgemäße Schneidplatte 1 in Radialrichtung R, d.h. quer zur Achsrichtung A des Werkzeuges 20 fein eingestellt. Durch diese Feineinstellung können somit unterschiedliche Bohrungsdurchmesser gebohrt oder gedreht werden.

Bei dem in 13 dargestellten Ausdrehwerkzeug 20 ist in dieses ein in 14 in größerem Maßstab dargestellter Bohrkopf 22 eingesetzt. Dieser trägt am Schneid- oder Kopfende 23 umfangsseitig die erfindungsgemäße Schneidplatte 1 mit Spanformstufe 6 und Wiper-Geometrie 8', RW an der Nebenschneidkante 8. Dabei ist die Schneidplatte 1 z.B. mittels einer Schraube 24 am stirnseitigen Kopfende 23 des Bohrkopfes 22 lösbar gehalten.

Bei dem in 15 dargestellten Ausdrehwerkzeug 20 ist dieser am stirnseitigen Kopfende 23 mit einer Ausnehmung 25 zur Aufnahme einer Plattenkassette 26 ausgebildet. Diese weist eine Plattenausnehmung 27 zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Schneidplatte 1 auf, die dort wiederum mittels einer Schraube 24 lösbar gehalten ist. Die Plattenkassette 26 wird ebenfalls z.B. mittels einer Schraube 28 am Außenumfang des Ausdrehwerkzeuges 20 lösbar gehalten.


Anspruch[de]
  1. Schneidplatte (1) mit einer Plattenoberfläche (2) und Plattenseitenflächen (5) sowie mit einer über eine Eckenschneidkante (10) an eine Nebenschneidkante (8) angrenzenden Hauptschneidkante (9), gekennzeichnet durch eine im eckennahen Bereich vorgesehene Spanformstufe (6) mit einem sich von der Nebenschneidkante (8) zur Hauptschneidkante (9) erstreckenden Stufengrund (7).
  2. Schneidplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneidkante (9) und die Nebenschneidkante (8) sowie der Stufengrund (7) ein Dreieck aufspannen.
  3. Schneidplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanformstufe (6) eine Spanfläche (13) ausbildet, die ausgehend von der Eckenschneidkante (10) zum Stufengrund (7) hin abfällt.
  4. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanformstufe (6) eine Spanrückenfläche (11) ausbildet, die ausgehend vom Stufengrund (7) zur Plattenoberfläche (2) hin ansteigt.
  5. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufengrund (7) der Spanformstufe (6) rinnenartig ausgebildet ist.
  6. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch dass der Stufengrund (7) der Spanformstufe (6) zur Hauptschneidkante (9) unter einem Winkel (6) von größer oder gleich 45° bis kleiner 90°, insbesondere (70 ± 10)°, verläuft.
  7. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nebenschneidkante (8) eine Schlicht- oder Planschneide (8', RW) in Wiper-Geometrie ausgebildet ist.
  8. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen negativen Spanwinkel (&agr;) zwischen der Plattenoberfläche (2) und einer Nebenschneide (8'), wobei der negative Spanwinkel (&agr;) zwischen (–6)° und (–20)° beträgt.
  9. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen positiven Seitenspanwinkel (&bgr;) zwischen der Plattenoberfläche (2) und dem Stufengrund (7) der Spanformstufe (6), wobei der positive Spanwinkel (&bgr;) zwischen (+6)° und (+30)° beträgt.
  10. Schneidplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneidkante (9) und die Nebenschneidkante (8) zueinander in einem spitzen Winkel (&phgr;), insbesondere von etwa 80°, verlaufen.
  11. Ausdrehwerkzeug (20), insbesondere mit Feineinstellvorrichtung (21), mit einer lösbar gehaltenen Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Ausdrehwerkzeug (20) nach Anspruch 11 mit einem lösbaren Bohr- oder Drehkopf (22), an dem die Schneidplatte (1) gehalten ist.
  13. Ausdrehwerkzeug (20) nach Anspruch 11, an dem eine die Schneidplatte (1) aufnehmende Plattenkassette (26) lösbar befestigt ist.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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