DE69423633T2 - Gewindeschneideinsatz mit spanbrechern - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneideinsatz zum Gewindeschneiden nach dem einleitenden Teil des Anspruches 1 (siehe zum Beispiel GB-A-2 254 026) von im wesentlichen dreieckiger Form. Der Einsatz weist einen Körper mit einer flachen oberen Oberfläche, einer ebenen parallelen Bodenoberfläche und einer Anzahl von dazwischen liegenden Kantenoberflächen auf. Die Kantenoberflächen treffen sich an Schneidecken, von denen jede einen abgeschrägten Teil mit einer Schneidspitze hat. Eine Ausnehmung ist in der oberen Oberfläche des Schneideckenteils versenkt, wobei die Ausnehmung eine Spanbrecherausnehmung ist, die sich von der Spitze und in einem Abstand nach innen auf der oberen Oberfläche erstreckt, welche eine Spanfläche ist.
• Wenn Gewindeschneiden mit radialem Vorschub stattfindet, wird ein hauptsächlich V-förmiger Span erhalten, der sehr steif ist, wodurch er schwierig in steuerbarer Weise zu handhaben ist. Ein nicht dreieckiger Gewindeschneideinsatz ist bekannt, dessen Nasenteil mit einer Ausnehmung vorgesehen ist. Die mit einem solchen Einsatz erhaltene Spanbildung ist jedoch nicht steuerbar, weil der Krümmungsgrad des Spanes zu groß wird, was in einem Spanfestfressen und einer unerwünschten risikoreichen Situation für den Bedienungsmann, das Werkstück und den Einsatz resultiert.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gewindeschneideinsatz vorzusehen, der die oben erwähnten Probleme löst. Die Form des Einsatzes ergibt eine gut gesteuerte Spanabnahme beim Gewindeschneiden von Materialien, von denen ziemlich lange Späne erhalten werden. Daraus ergibt sich, daß ein und derselbe Gewindeschneideinsatz bei Tätigkeiten mit begrenzten menschlichen Hilfsmitteln verwendet werden kann, wo ein fortlaufendes Beobachten des Spanverfangens nicht möglich ist.
• Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schneideinsatz vorzusehen, der für Innengewindeschneiden optimiert ist, während der Einsatz in Werkzeughaltern vom Standardtyp ungeachtet der Abmessung der Schneidspitze brauchbar ist.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gewindeschneideinsatz mit einer solchen optimierten Form vorzusehen, daß ein wirkungsvolleres Kühlen der Schneidspitze möglich ist.
• Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Einsatz mit einer Spanfläche vorzusehen, die modifiziert ist, so daß ihre Form vorteilhaft hinsichtlich der Schneidkräfte und des Verschleißes eines solchen Werkzeuges ist.
• Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist ein solcher Einsatz mit mehreren Schneidecken vorgesehen, der in mehrere Positionen in dem Halter weitergeschaltet werden kann.
• Diese und andere Aufgaben bzw. Gegenstände der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende genaue Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlich, in welchen ist:
• Fig. 1 eine Draufsicht eines Gewindeschneideinsatzes für Außengewindeschneiden nach der Erfindung.
• Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Einsatzes.
• Fig. 3 eine Draufsicht einer vergrößerten Schneidecke des in Fig. 1 gezeigten Einsatzes.
• Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.
• Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 1.
• Fig. 6 eine Draufsicht des Einsatzes in Fig. 1, nachdem er in einer den Einsatz aufnehmenden Tasche eines Werkzeughalters angeordnet wurde.
• Fig. 7 eine Draufsicht eines Gewindeschneideinsatzes zum Innengewindeschneiden nach der Erfindung.
• Fig. 8 eine Seitenansicht des Einsatzes in Fig. 7.
• Fig. 9 eine Draufsicht einer vergrößerten Schneidecke des Einsatzes in Fig. 7.
• Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in Fig. 9 und
• Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in Fig. 9.
• Bezieht man sich auf die Fig. 1-3, so hat der Gewindeschneideinsatz 10 die Form eines dreieckig geformten Plättchens, das vorzugsweise aus Sinterhartmetall hergestellt ist. Es können auch andere Schneidmaterialien, wie zum Beispiel oxidkeramisches Material oder Cermet, ver wendet werden. Der Einsatz 10 weist eine obere Fläche 11 und eine untere Fläche 12 auf, die gegenüber und im allgemeinen parallel zu der oberen Fläche 11 angeordnet ist, und eine Vielzahl von Seitenwänden 13, 14, 15, die sich im wesentlichen dazwischen senkrecht erstrecken. Der Einsatz 10 ist mit drei identischen Schneideckenteilen 16, 17, 18 versehen, von denen jeder eine Schneidspitze 19, 20, 21 trägt, die mit einem metallischen Werkstück (nicht gezeigt) in Eingriff kommen und daraus Gewinde schneiden soll. Der Einsatz 10 hat eine zentrale Öffnung 22 für die Aufnahme einer Befestigungsschraube für sein Befestigen in einer den Einsatz aufnehmenden Tasche eines Werkzeughalters. Die untere Oberfläche 12 des Einsatzes hat keine Schneidkanten und ist nur für den Anschlag gegen eine Stützoberfläche der Einsatztasche vorgesehen.
• In Fig. 3 ist eine Schneidecke 16 mit einer Schneidspitze 19 gezeigt, die symmetrisch zu einer Linie IV-IV angeordnet ist. Die Schneidspitze 19, die auch unsymmetrisch angeordnet sein kann, hat zwei Hauptschneidkanten 23, 24, die sich in V-Form erstrecken, und eine dazwischen angeordnete Eckenschneidkante 25. Der Einsatz hat Hauptfasen 26, 27 innerhalb dieser Hauptschneidkanten, welche an der Schneidspitze 19 zu einer Verbindungsstelle kommen. Die Primärfasen 26, 27 sind in einer Ebene angeordnet, welche schräg nach unten gegen die Mitte des Einsatzes unter einem Winkel a abfällt, der vorzugsweise von 5-15º beträgt. Die Hauptfasen 26, 27 dienen als Kantenverstärkungsoberflächen.
• An einer Stelle innerhalb der Hauptfasen 26, 27 und der Schneidspitze 19 ist ein erhabener Teil 28 vorgesehen, der als ein Spanbrecher dienen soll. Der erhabene Teil 28 hat einen sich nach vom erstreckenden keilförmigen Teil, während sein rückwärtiger Teil durch eine kreisförmig gebildete rückwärtige Kante 30 abgeschlossen wird. Der vordere keilförmige Teil des erhabenen Teils 28 ist auf die Ausdehnung der nach unten schräg abfallenden Ebene begrenzt, welche die Primärfasen 26, 27 enthält, während der rückwärtige Teil 29 des erhabenen Teils 28 konvex gekrümmt ist und durch die gekrümmte rückwärtige Kante 30 begrenzt wird, die in der Ebene der oberen Oberfläche 11 liegt. Genauer erstreckt sich der keilförmige Teil des erhabenen Teils 28 zu dem gekrümmten hinteren Teil 29 entlang einer Schnittlinie 31, welche den Übergang zwischen der Ebene der Primärfasen 26, 27 und der oberen Spanfläche 11 bestimmt.
• Die obere Oberfläche 32 des erhabenen Teils 28 ist eben und erstreckt sich nach unten über die Oberfläche 33 zu einem Oberflächenteil 34, der konvex gerundet ist und als eine obere Oberfläche eines im wesentlichen C-förmigen oberen Oberflächenteils 35 dient, wobei dessen vorderer Teil konvex und gegen die Schneidspitze 19 gerichtet ist. Es ist auch ein charakteristisches Merkmal, daß die Seitenoberflächen des keilförmigen Teils 28 mit konkaven Ausnehmungen 36 und 37 versehen sind.
• Fig. 6 stellt den Einsatz nach seiner Befestigung in eine Tasche eines Werkzeughalters 40 dar, wobei sich die Bodenoberfläche 12 des Einsatzes in Anschlag mit einer entsprechenden Boden stützoberfläche der Tasche befindet. Eine Schneidspitze 19 des Einsatzes ist von der Tasche frei bzw. ungeschützt, um mit einem Werkstück zum Gewindeschneiden in Eingriff zu kommen.
• Die Breite jeder der Primärfasen 26, 27 ist wesentlich kleiner an den Stellen, welche neben dem C-förmigen Teil 35 liegen, verglichen mit der Breite der Primärfasen an Stellen, die dichter an den zentralen Teilen des Einsatzes liegen. Diese Primärfasen 26, 27 erstrecken sich nach vorn in eine Eckenfase 41, deren Breite etwas größer ist als die Breite der Primärfasen. Der spitze Winkel β zwischen den Hauptschneidkanten 23, 24 beträgt von 25-80º, vorzugsweise 50-70º.
• Bei Gewindestrehlen mit radialem Vorschub mit einem Gewindeschneideinsatz nach der vorliegenden Erfindung wird der Span entweder von den Schneidkanten 23, 24 oder entlang Teilen von diesen geschnitten, und daher wird der Span vorgeformt, während er einem nach oben gerichteten Weg gegen den C-förmigen Teil 35 folgt, wonach er zusätzlich durch die Ausnehmung 36 oder 37 des erhabenen Teils 28 geformt wird. Der Span wird dann endgültig in Form gebracht und durch die geneigte Oberfläche 33 gesteuert, so daß er einen kleinen Krümmungsradius wie eine Spirale zur selben Zeit erhält, wie der Span von dem Werkstück und dem Werkzeug weggeführt wird. Dank dieser Form der Spanfläche an der V-förmigen Schneidecke 16 wird ein zufriedenstellendes Bearbeitungsresultat erreicht unter Verwendung desselben Einsatzes beim Spanabheben unterschiedlicher Materialien und beim Variieren von Spanabhebedaten. Durch Begrenzung des Spanbrechers 28 nur auf den Eckenbereich, während die mittlere Fläche des Einsatzes als ein ausgenommener Teil bezüglich des Spanbrechers vorgesehen ist, ist es möglich, eine wirkungsvollere Zufuhr eines Kühlmediums gegen die aktive Schneidspitze vorzusehen.
• In den Fig. 7-11 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, die für Innengewindeschneiden eines Werkstückes vorgesehen ist. Ähnlich wie in den Fig. 1-3 hat jede Schneidecke zwei Hauptschneidkanten 23, 24 und dazwischen eine gekrümmte Schneidkante 25. Jede dieser Ecken ist mit einem erhabenen Teil 28 versehen, dessen Ausdehnung auf die Eckenfläche begrenzt ist. Der vordere Teil des erhabenen Teils 28, welcher der Eckenkante 25 am nächsten angeordnet ist, ist im wesentlichen keilförmig, während der rückwärtige Teil 29 konvex geformt ist.
• Die begrenzenden Seitenoberflächen des Teils 28, die neben den Hauptfasen 26, 27 angeordnet sind, haben teilweise die Form von konkaven Ausnehmungen 36, 37, deren Querschnitt aus einem ringförmigen Teil 36a, 37a und einem Teil 36b, 37b mit geraden Konturen aufgebaut ist, die sich an einen ebenen oberen Teil 43 anfügen, der im wesentlichen flach ist und sich mit der oberen Oberfläche des Einsatzes unter einem Winkel 5 von 5-20º schneidet. Es besteht ein Unterschied im Aufbau dieses Einsatzes im Vergleich zu den Fig. 1-3 insofern, als dem Einsatz der Fig. 7-11 das Vorhandensein eines konvex erhabenen Teils 34, wie in Fig. 4 gezeigt, fehlt. Der Einsatz hat eine abgeschrägte Fase 41 unmittelbar neben der Eckenkante 25, die sich über eine konkave Ausnehmung 42 in die nach oben geneigte, ebene Oberfläche 43 erstreckt. Dank dieser Ausführungsform kann ein wirkungsvolleres Spanbrechen und Spanabnehmen während des Innengewindeschneidens erreicht und dadurch problematisches Spanverfangen vermieden werden, das sonst auftreten würde.

Claims (10)

1. Gewindeschneideinsatz (10) mit oberen und unteren Flächen (11, 12), die durch mindestens drei Seitenwände (13, 14, 15) verbunden sind und einen Mittelteil bilden, von welchem mindestens eine Schneidecke (16, 17, 18) nach außen hervorsteht, wobei die Schneidecke ein Paar von nach außen und nach oben konvergierenden Schneidkanten (23, 24) aufweist, deren äußere Enden durch eine gekrümmte Schneidspitze (19, 20, 21) verbunden sind, eine obere Oberfläche der Schneidecke nach oben und nach außen unter einem Winkel bezüglich der oberen Fläche des Mittelteils geneigt ist, wobei die obere Oberfläche einen spanbrechenden Vorsprung (28) aufweist, der sich nach oben von der oberen Fläche des Mittelteils erstreckt, der Vorsprung (28) entgegengesetzte Seiten hat, die sich jeweils neben einer der Schneidkanten erstrecken und gegeneinander in einer nach oben gerichteten Richtung und in einer nach außen gerichteten Richtung gegen die Schneidspitze konvergieren, wobei die Seiten von jeweils einer der Schneidkanten (23, 24) so im Abstand gehalten sind, daß die obere Oberfläche eine Fase (26, 27) bildet, die zwischen jeder der Seiten und ihrer jeweiligen Schneidkante (23, 24) liegt, wobei der Vorsprung (28) ferner vordere und hintere Teile aufweist, der vordere Teil auf der nach oben und nach außen geneigten oberen Oberfläche angeordnet ist und nach unten im allgemeinen gegen die Spitze geneigt und durch die nach unten geneigte Oberfläche begrenzt ist, welche die Fasen (26, 27) aufweist, wobei der rückwärtige Teil auf der oberen Fläche des Mittelteils angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Schneidspitze (19, 20, 21) höher angeordnet ist als die obere Fläche des Mittelteils, wobei sich der spanbrechende Vorsprung (28) nach oben so erstreckt, daß er höher ist als sowohl die obere Oberfläche des Mittelteils als auch die gekrümmte Schneidspitze (19, 20, 21) und daß sich die Fasen (26, 27) unter einem Winkel (α) bezüglich einer horizontalen Ebene erstrecken, der von 5-15º beträgt.

2. Gewindeschneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (28) in einem Abstand von den Hauptschneidkanten (23, 24) und von der Eckenkante (25) angeordnet ist, wodurch die Oberflächenteile zwischen dem Vorsprung und der Hauptschneidkante als Kantenverstärkungsfasen (26, 27) dienen.

3. Gewindeschneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vordere Teil des Vorsprunges (28) zu einem rückwärtigen, konvex gekrümmten Teil (29) an der Position der Schnittlinie (31) erstreckt, welche den Übergang zwischen der Ebene bestimmt, welche die Primärfasen (26, 27) und die obere Spanoberfläche (11) enthält.

4. Gewindeschneideinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Teil (29) des keilförmigen Vorsprunges durch eine kreisförmig gekrümmte rückwärtige Kante begrenzt ist.

5. Gewindeschneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil (35) des Vorsprunges (28) auf einem tieferen Niveau als dessen rückwärtiger Teil angeordnet ist, wodurch der vordere Teil (35) im wesentlichen C-förmig ist und seine konvex gekrümmte Seite gegen die Schneidspitze (19) zugekehrt ist.

6. Gewindeschneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenoberflächen des Vorsprunges (28) die Form von konkaven Ausnehmungen (36, 37) haben.

7. Gewindeschneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche (32) des Vorsprunges (28) flach ist und sich über eine nach unten geneigte Oberfläche (33) in eine Oberfläche (34) erstreckt, die konvex geformt ist und die obere Oberfläche des C-förmigen Teils (35) bestimmt.

8. Gewindeschneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche des Vorsprunges (28) flach ist und sich nach unten zu einer konkaven Oberfläche (42) erstreckt, die sich dann in eine nach oben geneigte abgeschrägte Fase (41) erstreckt, die durch die Eckenkante (25) begrenzt ist.

9. Gewindeschneideinsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (36, 37) jede, wie man im Querschnitt sieht, einen konkaven Teil (36a, 37a) aufweist, der in unmittelbarer Nähe der Primärfase (26, 27) angeordnet ist, und einen flachen Oberflächenteil (36b, 37b) aufweist.

10. Gewindeschneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der obere Teil (43) des Vorsprunges (28) schräg unter einem Winkel (15) von 5-20º bezüglich der oberen Oberfläche (11) des Einsatzes erstreckt.