DE69009830T2

DE69009830T2 - Schneidwerkzeug.

Info

Publication number: DE69009830T2
Application number: DE69009830T
Authority: DE
Inventors: Alan Greig
Original assignee: Sandvik Ltd
Current assignee: Sandvik Ltd
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: US5071295A; EP0391695B1; GB8907890D0; DE69009830D1; JPH0366512A; JPH0790409B2; EP0391695A1

Description

Die vorliegende Erfindung zur Bildung einer Ansenkung oder Plansenkung oder einer anderen derartigen ringförmigen, zur Bohrung konzentrischen Rotationsfläche am offenen Ende einer Bohrung oder dergleichen. Insbesondere betrifft sie ein Drehschneidwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, das mit einem Bohrer oder einem anderen im allgemeinen zylindrischen Führungselement, das die Bohrung erzeugt oder in sie paßt, und mit einem Schneideinsatz gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9 einstellbar zusammengebaut werden kann. Dieser Stand der Technik ist in WO-A-8700100 beschrieben.
Die Verwendung derartiger Schneidwerkzeugaufsätze, die auf Werkzeugen wie Spiralbohrern montiert sind, ist als Mittel zum Bohren und Senken eines Loches in einem einzigen Arbeitsgang wohl bekannt. Als Beispiele seien GB 1378869, 1378868, 1304382, 988263, 570099 und 570098 angeführt.
Diese früheren Schneidwerkzeugaufsätze weisen jedoch insbesondere dann Nachteile auf, wenn ihre Verwendung bei hohen Materialentfernungsraten erfolgt, wie sie im Bereich der modernen Schneidtechnik vorkommen. Sie haben einen röhrenförmigen Körper mit einer Mittelbohrung, in der der zugehörige Bohrer zum Zwecke der axialen Einstellbarkeit gleiten kann, wobei die Senkungsschneidkanten auf dem Körper an den Seiten der Bohrung nach außen ragen. Diese Schneidkanten weisen eine begrenzte Nutzungsdauer auf, bevor ein Nachschärfen erforderlich ist, da sie aus demselben Material wie der Schneidwerkzeugkörper ausgebildet sind. Eine gewisse Verbesserung ergibt sich in dieser Hinsicht durch Vorsehen von angelöteten Wolframkarbidspitzen an Schneidwerkzeugkörpern, doch es treten bei allen Ausgestaltungen von Schneidwerkzeugaufsätzen dieser Art hohe Wartungskosten auf, da das Nachschleifen und Einstellen sowohl teuer als auch zeitaufwendig ist.
In US 4353670 wird dieses Problem durch Vorsehen einer speziellen Form des Bohrers oder eines anderen Trägers für den Schneidwerkzeugaufsatz gelöst, wobei auf dem ansonsten im allgemeinen zylindrischen Träger eine flache Ausnehmung ausgebildet ist; der Aufsatz ist so angeordnet, daß er auf der flachen Ausnehmung festgeklemmt wird. Der Hauptkörper des Schneideinsatzes des Aufsatzes ist teilweise in der Ausnehmung oder im Falle eines Spiralbohrers in einer Bohrerspannut angeordnet, die eine Erweiterung der Ausnehmung bildet. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß der Aufsatz nur auf einem speziell angepaßten Träger verwendet werden kann.
Nach einem erfindungsgemaßen Aspekt ist ein Drehschneidwerkzeug zum Bilden einer Ansenkung oder Plansenkung oder einer anderen ringförmigen Rotationsfläche vorgesehen, die zu einer Bohrung in einem Werkstück konzentrisch ist, umfassend einen Schneidwerkzeugkörper mit einer länglichen Mittelöffnung zur Aufnahme eines länglichen Führungslements, z.B. eines Bohrers oder einer zylindrischen Führung, zum radialen Positionieren des Schneidwerkzeugs relativ zur Bohrung im Werkstück, wobei der Körper Mittel zum lösbaren Einklemmen des genannten Elements in genannter Mittelöffnung und einen Schneideinsatz mit einem Schneidkantenbereich am vorderen Ende eines Hauptkörpers des Einsatzes zum Schneiden genannter ringförmiger Oberfläche, der in der Vertiefung des genannten Schneidwerkzeugkörpers aufgenommen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Körpervertiefung eine radial nach außen gerichtete Sitzfläche aufweist, daß der Schneideinsatz entfernbar in genannter Vertiefung aufgenommen ist, wobei sein Hauptkörper gegen die genannte Sitzfläche aufliegt, und daß genannter vorderer Schneidkantenbereich in Form eines abgestuften Fortsatzes des genannten Hauptkörpers radial nach innen ragt, der seitlich über ein vorderes Ende der genannten Sitzfläche in eine sich von vorne nach hinten erstreckende Nut in genanntem Führungselement reicht.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt ist ein Schneideinsatz zur Verwendung beim Bilden einer Ansenkung oder Plansenkung oder einer anderen ringförmigen Rotationsfläche am Eintritt zur Bohrung in einem Werkstück vorgesehen, wobei der Einsatz einen Hauptkörper von im allgemeinen plattenartiger Form mit einem Schneidkantenbereich aufweist, der eine vordere Schneidkante des Einsatzes und eine sich von genannter Schneidkante erstreckende vordere Stirnfläche definiert, wobei genannter Schneidkantenbereich einen seitlichen Fortsatz aufweist, der über die Breite des dahinter befindlichen Einsatzes hinausragt, um eine Stufe zu bilden, die während der Verwendung radial zuinnerst liegt, wenn der Einsatz auf einem Aufsatz eines Drehschneidwerkzeugs zum Schneiden genannter Oberfläche montiert ist, wobei genannte vordere Stirnfläche einen Freiwinkel aufweist, der in einem Abschnitt der genannten vorderen, näher an der Schneidkante befindlichen Stirnfläche kleiner ist als in einem Abschnitt der genannten vorderen Stirnfläche, die von genannter Schneidkante weiter entfernt ist.
Es folgt eine beispielhafte Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen, worin:
Fig.1 eine Seitenansicht einer Kombination von Bohrungs- und Ansenkungsschneidwerkzeugaufsatz der vorliegenden Erfindung ist;
Figuren 2 bis 4 den Trägerkörper des Schneidwerkzeugaufsatzes in Fig.1 detaillierter darstellen, wobei es sich jeweils um eine Seiten-, End- und Schnittansicht handelt und - die Schneideinsätze nur in Fig.3 dargestellt sind;
Figuren 5 bis 7 den Schneideinsatz des Schneidwerkzeugaufsatzes in Fig.1 in Drauf- und Seitenansicht und einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig.5 darstellen;
Figuren 8 bis 10 alternative Kombinationen von Führungselementen und Schneidwerkzeugaufsätzen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, und
Figuren 11 und 12 jeweils in teilweise geschnittener Seitenansicht und im Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig.11 eine weitere Kombination von Bohrer und Aufsatz gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
Fig.1 zeigt einen auf einem herkömmlichen Spiralbohrer T montierten erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugaufsatz, wobei der Aufsatz einen röhrenförmigen Körper 2 mit einer Mittelöffnung oder Bohrung 4 umfaßt, in der sich der Bohrer T in Feinpassung befindet. Der Körper 2 kann entlang des Bohrers zum erforderlichen Abstand von der Bohrerspitze gleiten und durch eine Klemmschraube 6 auf dem Bohrer befestigt werden. In diametral entgegengesetzten Ausnehmungen 8 an der Vorderseite des Körpers ist ein Paar plattenartiger Schneideinsätze 10 durch Schrauben 12 festgeklemmt, die durch Mittellöcher 14 (Fig.5) in die Hauptkörper der Einsätze eingesetzt sind.
Jeder Einsatz hat eine vordere Schneidkante 16, die in einem schiefen Winkel zur Bohrerachse liegt; der Schneidkantenbereich ist mit einem seitlichen Fortsatz 18 vom Hauptkörper des Einsatzes versehen, der in den Schneidradius des Bohrers selbst hineinragt. Der Fortsatz 18 ist in einer Spannut des Bohrers oder, wie aus Fig.3 ersichtlich, in der Vertiefung R hinter einer seitlichen Schneidkante des Bohrers aufgenommen. Wie der röhrenförmige Körper 2 liegt jedoch der Hauptkörper des Einsatzes 10 auf oder außerhalb des Schneidradius des Bohrers, sodaß der Aufsatz an jeder beliebigen Position mit dem Fortsatz 18 entlang der Bohrerspannuten oder -vertiefungen fixiert werden kann.
Die Ausnehmungen im Aufsatzkörper positionieren die Einsätze mit ihren oberen Stirnflächen und somit mit ihren Schneidkanten in einer diametralen Ebene des Bohrers und Aufsatzkörpers. Ein Paar sich entlang der Länge des Trägerkörpers erstreckende Schlitze 22, 24 ist durch dieselbe diametrale Ebene begrenzt, wobei ein Schlitz 22 durch die radiale Dicke des Körpers und der andere Schlitz 24 nur durch einen Teil dieser Dicke von der äußeren Peripherie verläuft. Die Klemmschraube 6 überspannt den ersten Schlitz 22 und zieht beim Anziehen die beiden Stirnflächen des Schlitzes zusammen, sodaß der Körper auf den durch seine Bohrung verlaufenden Bohrer geklemmt wird.
Wie besser aus Figuren 5 bis 7 ersichtlich ist, liegt die Schneidkante 16 des Schneideinsatzes in einem Winkel von 45º zu den Seiten- und Hinterkanten 26, 28 des Einsatzes, die gegen jeweils axiale und radiale Stirnflächen 30, 32 einer Sitzfläche in jeder Ausnehmung 8 des Aufsatzkörpers gehalten werden, wobei der Einsatz demnach so positioniert ist, daß er eine Ansenkung in einem entsprechenden Winkel schneidet. Die innere Seitenkante 26 liegt, wie aus Fig.3 ersichtlich, in einem etwas größeren Radius als die Bohrung 4, doch der seitliche Fortsatz 18 vom Hauptkörper des Einsatzes im Schneidkantenbereich ragt nach innen in den Bohrungsradius.
Die vordere Stirnfläche hat an der Schneidkante 16 einen Freiwinkel von 15º, wenn dieser in einer radialen Ebene des Klemmloches 14 des Einsatzes gemessen wird, die zur Schneidkante 16 senkrecht verläuft (d.h. die Ebene von Fig.7). Der untere Bereich der vorderen Stirnfläche des Einsatzes weist auch eine gewinkelte Ausnehmungsstirnfläche 36 bei 45º auf (in derselben Ebene gemessen), um dem Einsatz bei kleineren Schneidradien genügend Freiraum zu geben. Zu diesem Zweck ist die Ausnehmung der vorderen Stirnfläche am radial inneren Ende der Stirnfläche am größten, und ihre Breite verjüngt sich zusehends von diesem Ende.
Die gleiche Ausbildung des Einsatzes und des Schneidwerkzeugaufsatzes kann in dem in Fig.8 dargestellten einfach geführten Ansenkungswerkzeug vorgesehen sein, das im allgemeinen dem Aufsatz der vorhergehenden Figuren ähnelt, doch einen Körper 2a mit einem einzigen Schneideinsatz 10 aufweist. Der Aufsatz ist, wie ersichtlich, auf einer nichtschneidenden Führungsspindel 40 mit einer zylindrischen Nase 42 und einer Umfangsausnehmung 44 montiert, die den seitlichen Fortsatz 18 des Einsatzes aufnimmt, der sich vor der Ausnehmung vom Spindelradius nach innen erstreckt.
Wenn es erforderlich ist, eine Ansenkung o.ä. in Verbindung mit einem Aufreibungsvorgang zu bilden, kann der oben beschriebene Schneidwerkzeugaufsatz, wie aus Fig.9 ersichtlich, auf der Reibahle 46 montiert sein. Analog dazu erstreckt sich der seitliche Fortsatz 18 auf dem oder jedem Einsatz in die Spannuten oder die Schneidkantenausnehmung der Reibahle, sodaß der Mindestschneidradius des Einsatzes innerhalb des Schneidradius der Reibahle liegt.
Fig.10 zeigt eine modifizierte Form eines Schneideinsatzes 10a mit einer Schneidkante 16a und einem Fortsatz 18a in rechten Winkeln zur Achse des Bohrers T, auf dem er für einen kombinierten Bohrungs- und Plansenkungsvorgang montiert ist. Das Vorderende des Schneidwerkzeugaufsatzkörpers 2b sieht Einsatzsitzflächen vor, die allgemein an die rechtwinkelige Konfiguration der Einsätze angepaßt sind, doch in anderer Hinsicht kann der Körper 2b dem weiter oben ausführlicher beschriebenen Aufsatzkörper ähneln.
In den Beispielen von Figuren und 12 sind die den bereits beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Schneidwerkzeug umfaßt einen Ansenkungsaufsatz mit einem Körper 52, der hinten einen einstückigen Schaft 54 aufweist. Eine Öffnung oder Bohrung 56 erstreckt sich durch den Körper 52 und den Schaft 54. Ein Bohrer T befindet sich in der Bohrung 56, um nach vorne aus dem Körper herauszuragen. Im Schaft 54 ist die Bohrung 56 mit einem Schraubengewinde 58 versehen, das mit einer Justierschraube 60 in Eingriff steht, die einen Schaft 62 mit kleinerem Durchmesser aufweist, der sich vom Gewindeabschnitt der Schraube nach vorne erstreckt. Der Schaft bildet ein Aufnahmewiderlager für das hintere Ende des Bohrers T. Durch tieferes oder weniger tiefes Einschrauben der Schraube 60 in das Bohrungsgewinde wird die Position des Bohrers und somit das Ausmaß seines Herausragens aus der Vorderseite des Körpers bestimmt. Der Bohrer kann durch einen in den Körper 52 geschraubten Gewindestift 66 in der Einstellungsposition verankert werden. Dies ist zusätzlich zur Klemmschraube 6 vorgesehen.
Es ist die gleiche Ausbildung von Schneideinsätzen wie in den zuerst beschriebenen Beispielen dargestellt, und sie sind auch in ähnlicher Weise montiert. Der Körper 52 weist ebenfalls die zwei Schlitze 22, 24 auf, doch diese laufen im Verbindungsbereich zwischen dem Körper und dem Schaft 54 aus. Um ein Zusammenziehen der Körperabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 22 durch ausreichendes Anziehen der Klemmschraube 6 zum Fassen des Bohrers T in der Bohrung zu ermöglichen, ist ein weiterer Schlitz 68 in einer radialen quergerichteten Ebene hinter den Einsätzen ausgebildet. Eine Umfangsausnehmung 70 bildet Abschrägungen an den Kanten des Schlitzes 68. Man beachte, daß durch den quergerichteten Schlitz 68 der vordere Abschnitt einer Körperhälfte nur durch die Dicke des zwischen dem Schlitz 24 und der Bohrung 4 verbleibenden Materials am restlichen Teil des Körpers befestigt ist.
Es ist offenkundig, daß andere Konfigurationen von Schneidwerkzeugaufsätzen und Schneideinsätzen in ähnlicher Weise in den Schutzbereich der Ansprüche fallen.
Die Einsätze können aus einer Vielzahl an Materialien bestehen, z.B. aus Schnellstahl, Wolframkarbid, Keramik, polykristallinem Diamant und polykristallinem kubischen Boronnitrid.

Claims

1. Drehschneidwerkzeug zum Bilden einer Ansenkung oder Plansenkung oder einer anderen ringförmigen Rotationsfläche, die zu einer Bohrung in einem Werkstück konzentrisch ist, umfassend einen Körper (2 oder 52) mit einer länglichen Mittelöffnung (4 oder 56) zum Aufnehmen eines länglichen Führungselements (T) zum radialen Positionieren des Schneidwerkzeugs relativ zur Bohrung im Werkstück, wobei der Körper Mittel zum lösbaren Einklemmen des genannten Führungselements in genannter Mittelöffnung aufweist, und einen Schneideinsatz (10) mit einem Schneidkantenbereich (16) am vorderen Ende eines Hauptkörpers zum Schneiden einer ringförmigen Rotationsfläche, der in einer Vertiefung (8) des genannten Körpers aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Körpervertiefung (8) eine radial nach außen gerichtete Sitzfläche (30) aufweist, daß der Schneideinsatz (10) entfernbar in genannter Vertiefung aufgenommen ist, wobei sein Hauptkörper gegen die genannte Sitzfläche aufliegt, und daß genannter vorderer Schneidkantenbereich (16) in Form eines abgestuften Fortsatzes (18) des genannten Hauptkörpers radial nach innen ragt, der seitlich über ein vorderes Ende der genannten Sitzfläche in eine sich von vorne nach hinten erstreckende Nut in genanntem Führungselement reicht.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, worin eine sich von genannter länglichen Mittelöffnung (56) nach hinten erstreckende längliche Bohrung Einstellmittel (62) zum Bestimmen der Position des Führungselements axial vom Körper aufnimmt.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 2, worin Mittel (60) zum axialen Verschieben genannter Einstellmittel in genannter Bohrung angeordnet sind, um das Ausmaß einzustellen, bis zu dem das genannte Führungselement axial aus genanntem Körper hinausragt.

4. Drehschneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Körper (2 oder 52) zumindest einen axial gerichteten Schlitz (22) zum Ermöglichen elastischer Verformung des genannten Körpers und Mittel (6) zum Zusammenziehen gegenüberliegender Stirnflächen des genannten Schlitzes aufweist, um genanntes Führungselement in genannter Öffnung einzuklemmen.

5. Drehschneidwerkzeug nach Anspruch 4, worin genannte Einklemmittel vor einem koaxialen Schaftabschnitt (54) angeordnet sind, der sich nach hinten auf dem Körper erstreckt.

6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 gemeinsam mit Anspruch 4 oder Anspruch 5, worin genannte Einklemmittel vor den Einstellmitteln (62) angeordnet sind.

7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, worin eine Vertiefung (68) hinter den genannten Einklemmitteln in genanntem Körper ausgebildet ist, wobei genannte Vertiefung quer über den genannten Körper ausgerichtet ist und in den genannten Schlitz mündet, wodurch das genannte Zusammenziehen genannter Öffnung auf genanntem Körper vor genannter Vertiefung beschränkt ist.

8. Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der oder jeder Schneideinsatz eine obere Stirnfläche aufweist, die im wesentlichen in einer zur Drehachse radialen Ebene liegt.

9. Schneideinsatz zur Verwendung beim Bilden einer Ansenkung oder Plansenkung oder einer anderen ringförmigen Rotationsfläche um eine Bohrung in einem Werkstück, wobei der Einsatz einen Hauptkörper von im allgemeinen plattenartiger Form mit einem Schneidkantenbereich aufweist, der eine vordere Schneidkante (16) des Einsatzes und eine sich von genannter Schneidkante erstreckende vordere Stirnfläche definiert, dadurch gekennzeichnet, daß genannter Schneidkantenbereich einen seitlichen Fortsatz (18) aufweist, der über die Breite des dahinter befindlichen Einsatzes hinausragt, um eine Stufe zu bilden, die während der Verwendung radial zuinnerst liegt, wenn der Einsatz auf einer Befestigung eines Drehschneidwerkzeugs zum Schneiden genannter Oberfläche montiert ist, und daß genannte vordere Stirnfläche einen Freiwinkel aufweist, der in einem Abschnitt der genannten vorderen, näher an der Schneidkante befindlichen Stirnfläche kleiner ist als in einem Abschnitt (36) der genannten vorderen Stirnfläche, die von genannter Schneidkante weiter entfernt ist.

10. Einsatz nach Anspruch 9, worin genannter, von der Schneidkante weiter entfernt liegender Abschnitt eine Breite aufweist, die mit zunehmendem Abstand vom inneren Ende genannter vorderer Stirnseite abnimmt.