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Dokumentenidentifikation DE68904618T2 19.05.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0355834
Titel Gewindeschneideinsatz.
Anmelder Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, JP
Erfinder Takahashi, Nobuhiro Itami Works Sumitomo Elect, Itami-shi Hyogo, JP
Vertreter Grünecker, A., Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Stockmair, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ae.E. Cal Tech; Schumann, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Jakob, P., Dipl.-Ing.; Bezold, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Meister, W., Dipl.-Ing.; Hilgers, H., Dipl.-Ing.; Meyer-Plath, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Ehnold, A., Dipl.-Ing.; Schuster, T., Dipl.-Phys.; Goldbach, K., Dipl.-Ing.Dr.-Ing.; Aufenanger, M., Dipl.-Ing.; Klitzsch, G., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Aktenzeichen 68904618
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 24.08.1989
EP-Aktenzeichen 891156440
EP-Offenlegungsdatum 28.02.1990
EP date of grant 27.01.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse B23B 27/06
IPC-Nebenklasse B23B 27/14   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Wegwerf- Gewindeschneideinsatz zur Verwendung in einem Schneidwerkzeug und insbesondere einen derartigen Wegwerf-Gewindeschneideinsatz, der für Gewindestrehien mit verbesserter Spanentfernung beim Gewindestrehlen geeignet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Beim Gewindestrehlen ist es wie bei anderen Schneidvorgängen erwünscht, jede Schneidlocke in kleine Stücke aufzubrechen, so daß die Schneidlocke sich nicht um das Schneidwerkzeug oder das Werkstück wickelt. Bei bestimmten Bedingungen, bei denen die Schneidtiefe außerordentlich klein und die Zuführrate hoch ist, kann eine Schneidlocke kaum gebrochen werden, und wenn versucht wird, zwangsweise die Schneidlocke durch einen Spanbrecher oder dergleichen zu brechen, erhöht sich unerwünschterweise der Schneidwiderstand. Damit wird, wenn das Schneidwerkzeug oder der Gewindeschneideinsatz aus einem Material mit unzureichender Steifigkeit hergestellt ist, das Schneidwerkzeug einer abnormalen Vibration unterworfen, was die Bearbeitungsgenauigkeit herabsetzt.

Aus diesem Grunde besitzt ein üblicher Wegwerf-Gewindeschneideinsatz 51, wie in Fig. 1 gezeigt, entweder keinen Spanbrecher oder in der Nähe jeder Schneidspitze 52 eine Nut 53, die so vorgesehen ist, daß sie die Schneidkante von dem Körper des Einsatzes trennt. Bei einem derartigen Wegwerf-Gewindeschneideinsatz 51 ist es jedoch unmöglich geworden, eine Schneidlocke in kleine Stücke zu zerbrechen, um die Abführrichtung und das Entfernen des Spans zu steuern oder die Lockenbildung bei dem Span zu stabilisieren, wodurch das Problem entstent, daß der längliche Span sich um das Schneidwerkzeug, das Werkstück oder dergleichen wickelt.

Im Hinblick auf die vorstehende Schwierigkeit und die beim üblichen Gewindeschneideinsatz vorhandenen Probleme hat der vorliegende Erfinder einen Wegwerf-Gewindeschneideinsatz vorgeschlagen, bei dem ein Einschnitt in einer Anschnitt-Winkelfläche ausgebildet wird, um so die Späne glatt zu entfernen, wie es in den japanischen Offenlegungsschriften JP-U1 63-113502 und 64-12705 beschrieben ist.

Jedoch ist in dem in JUMA Nr. 63-113502 beschriebenen Wegwerfeinsatz der Einschnitt hinter der Schneidspitze mit Abstand von dieser angeordnet und deswegen wird das Führen von Spänen von der Schneidkante zu dem Einschnitt nicht zufriedenstellend gesteuert. Im Falle des Wegwerfeinsatzes nach JUMA Nr. 64-12705 ist der Einschnitt in der Nähe der Schneidspitze angeordnet, und obwohl dementsprechend die Späne glatt geführt und zu dem Einschnitt geleitet werden können, können die Späne nicht zufriedenstellend an dem Einschnitt in Wendelform gekräuselt werden (d.h. in eine regelmäßige Lockenform). So besteht bei den vorgeschlagenen Gewindeschneideinsätzen mit einem Einschnitt immer noch ein Problem.

Aus EP-A1-0119175 ist ein Gewindeschneideinsatz des Typs bekannt, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 wiedergegeben ist. Ein durch eine Schneidkante des bekannten Schneideinsatzes erzeugter Span wird durch eine Nut geführt und kommt in Anlage gegen eine nach oben stehende Fläche, so daß der Span gekräuselt (gewendelt) wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, die vorstehend beschriebene Schwierigkeit bei einem üblichen und einem vorgeschlagenen Schneideinsatz zu beseitigen. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, einen Wegwerf-Gewindeschneideinsatz zu schaffen, der fähig ist, durch den Gewindeschneidbetrieb erzeugte Späne glatt zu einer Vertiefung zu führen und zu leiten und stabil jeden Span in Wendelform abzuführen.

Das vorstehende und andere Ziele wurden erreicht durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Ein Wegwerf-Gewindeschneideinsatz wird geschaffen mit einer in einem Eckbereich desselben vorgesehenen Schneidspitze, die der Form einer Gewindenut entspricht, wobei eine Leitnut in einer oberen Fläche des Einsatzes ausgebildet und innerhalb der Schneidspitze in deren Nähe angeordnet ist, wobei die Leitnut auf ein Niveau eingeschnitten ist, das unter der Schneidspitze liegt und eine Kräuselungs-Vertiefung in einer oberen Wand des Einsatzes in fortlaufender Beziehung zu einer Seitenwand des Einsatzes ausgebildet und innerhalb von der Leitnut angeordnet ist, wobei die Kräuselungs-Vertiefung tiefer als die Leitnut und zur Leitnut fortlaufend ist, und die Kräuselungsvertiefung eine Seitenwandöffnung besitzt die durch Abnehmen eines Teils eines oberen Abschnitts der einen Seitenwand des Einsatzes gebildet ist.

Bevorzugt wird die Seitenwandöffnung auf einer Gewindeführungsseite des Einsatzes vorgesenen.

Bei dem erfindungsgemäßen Wegwerf-Gewindeschneideinsatz werden durch die Schneidspitze erzeugte Späne durch die Leitnut zu der Kräuselungs-Vertiefung geleitet und geführt, so daß die Späne kontinuierlich durch die Kräuselungs-Vertiefung gekräuselt werden. Da die Kräuselungs-Vertiefung zu einer Seitenwand des Einsatzes hin offen ist, wird ein Span in Wendelform gekräuselt und von dieser Seitenwandöffnung entfernt.

Der Span kann durch die Gewindeführungsseite der Spitze wirksam entfernt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf den üblichen Gewindeschneideinsatz;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführung eines Wegwerf-Gewindeschneideinsatzes;

Fig. 3 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht auf den Einsatz, die einen Schneidkantenabschnitt zeigt;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Einsatzes der Fig. 3;

Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht, die den Spanabgang während des Schneidvorgangs zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Eine bevorzugte Ausführung eines Wegwerf-Gewindeschneideinsatzes nach der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 2 bis 5 zeigen eine bevorzugte Ausführung eines Wegwerf-Gewindeschneideinsatzes nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Gewindeschneideinsatzes. Fig. 3 ist eine teiweise vergrößerte Draufsicht auf den Einsatz, die seinen Schneidabschnitt zeigt. Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Fig. 3, und Fig. 5 eine schematische Draufsicht, die das Abführen eines Spans während eines Strehlvorganges zeigt.

Der Wegwerf-Gewindeschneideinsatz 1 (im folgenden als "Einsatz" bezeichnet) umfaßt eine dicke Platte mit einer im wesentlichen in Draufsicht dreieckigen form, die aus einem Sinterkarbid (Hartmetall), Cermet (Metallkeramikverbund-Werkstoff), Keramik oder dergleichen gebildet ist. Sowohl die obere wie die untere Fläche des Einsatzes 1 besitzt jeweils Einsatzstützflächen 2 und ein zentraler Durchbruch 3 zum Anbringen des Einsatzes 1 an einem Werkzeughalter einer Schneid-Werkzeugmaschine ist durch den Einsatz 1 in seinem Mittelabschnitt ausgebildet. Eine Schneidspitze 5 mit einer Form, die der Form einer Gewindenut an einem Werkstück entspricht, wird durch eine Außenumfangswand jedes Eckabschnitts 4 des Einsatzes 1 bestimmt. Eine Seitenwand des Eckabschnitts 4 bestimmt eine Freisetzfläche 6 mit im wesentlichen dem gleichen Querschnitt wie die Schneidspitze 5. Eine Führungsnut 8 zum Ableiten von Spänen ist in einer oberen Fläche des Einsatzes 1 ausgebildet und benachbart zur Schneidspitze 5 angeordnet, wobei die Führungsnut 8 nach innen und unten zu einer Kräuselungs-Vertiefung 9 (später beschrieben) hin verläuft. Ein schmaler sich längs der ersten Schneidspitze 5 erstreckender Steg 7 ist zwischen der ersten Schneidspitze und der Führungsnut 8 ausgebildet. Eine obere Wand des Einsatzes 1 benachbart zur Schneidspitze 5 ist nach innen und unten geneigt. Die Führungsnut 8 besitzt eine geringe Tiefe von z.B. 0,05 bis 0,5 mm. Die Kräuselungs-Vertiefung 9 zum Kräuseln von Spänen ist in der oberen Fläche des Einsatzes 1 an der Gewindeführungsseite des Einsatzes ausgebildet, wobei die Kräuselungs-Vertiefung 9 fortlaufend zu der Führungsnut 8 angeordnet ist und eine konisch konkave Form besitzt die durch eine nach oben zusammenlaufende gekrümmte Oberfläche bestimmt ist. Die Kräuselungs-Vertiefung 9 besitzt eine größere Tiefe als die Leitnut 8. Die Kräuselungs-Vertiefung 9 ist so ausgebildet, daß ein oberer Abschnitt der Seitenwand des Einsatzes 1, der an der Gewindeführungsseite angeordnet ist, teilweise eingekerbt oder weggenommen ist, und diese Kerbe bestimmt eine Seitenwandöffnung 10.

Der Einsatz 1 wird fest in einem Werkzeughalter eines Schneidgerätes so angebracht, daß eine Schraube oder dergleichen durch den zentralen Durchbruch 3 hindurchgesteckt wird. Dann wird das Schneidgerät an einer Schneideinrichtung angebracht, und die Schneidspitze 5 gegen ein entsprechendes Werkstück 20 wie einem runden Stab angelegt und das Werkstück 20 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einer Gewindestrehlrichtung vorgeschoben, so daß durch die Schneidspitze 5 in dem Werkstück 20 eine Gewindenut gebildet wird. Während der Ausbildung der Gewindenut wird durch die Schneidspitze 5 ein Span 21 erzeugt. Der durch die Schneidspitze 5 erzeugte Span 21 tritt über den Steg 7 in die Führungsnut 8 ein und dann wird der Span durch die Führungsnut 8 geführt, während er durch einen nachfolgend erzeugten Span in die Kräuselungs-Vertiefung 9 eingedrückt wird. Dort trifft der Span auf die geneigte Fläche der Kräuselungs-Vertiefung 9. Danach wird der Span 21 kontinuierlich nach oben in eine Wendelform gekräuselt und schließlich aus der Seitenwandöffnung 10 (die in der Seitenwand des Einsatzes 1 vorgesehen ist) in der Gewindeführungsrichtung entlassen.

Weiter ist die vorliegende Erfindung nicht auf die im wesentlichen dreieckige erwähnte Platte begrenzt, und kann auch auf Platten von verschiedenen Vieleckformen angewendet werden, und die Schneidspitzen können auch von irgendeiner geeigneten Form entsprechend den gewünschten Ausformungen der Gewindenuten sein.

Ein Wandteil 11 kann wahlweise als eine Schneidwand ausgebildet werden. D.h., während des Gewindeschneidbetriebes kann eine Gewinderippe wahlweise durch das Wandteil 11 entsprechend der Genauigkeit oder Oberflächenrauhigkeit des Gewindes geschnitten werden. Falls dieses Wandteil 11 als Schneidwand dient, sollte das Wandteil 11, wie in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet, vorzugsweise senkrecht zu einer Winkelhalbierenden (strichpunktierte Linie in Fig. 3) der Schneidspitze ausgebildet werden, die den Nutgrund des Gewindes schneidet.

Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, besitzt die Kräuselungs-Vertiefung 9 einen Bodenabschnitt 9a. Der Bodenabschnitt 9a der Kräuselungs-Vertiefung 9 kann vorzugsweise an der Gewindeführungsseite relativ zu der Winkelhalbierenden der Gewindeschneidspitze angeordnet sein, so daß der Span glatt zu der Gewindeführungsseite geführt und geleitet werden kann.

Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführung den Gewindeschneideinsatz mit einer zentralen Öffnung 3 zeigt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt. D.h., die Erfindung kann auch auf Wegwerf-Gewindeschneideinsätze angewendet werden, die vom Klemmtyp ohne Zentralöffnung sind.

Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem Wegwerf-Gewindeschneideinsatz nach der vorliegenden Erfindung der während des Gewindeschneid- oder Strehlvorgangs erzeugte Span durch die Führungsnut in die Kräuselungs-Vertiefung geführt, so daß der Span in der vorbestimmten Richtung geführt wird und glatt entfernt werden kann. Gleichzeitig wird der Span kontinuierlich nach oben durch die Kräuselungs-Vertiefung gekräuselt und in Wendelform aus der Seitenwandöffnung entlassen. Deshalb wickelt sich der Span nicht um das Schneidwerkzeug oder das Werkstück, und das verbessert die Spanabnahme- Wirksamkeit und damit die Produktivität.

Falls die Öffnung der Kräuselungs-Vertiefung in der Seitenwand des Einsatzes ausgebildet wird, die an der Gewindeführungsseite des Einsatzes angeordnet ist, wird der Span in Wendelform zu der Führungsseite des Einsatzes hin gekräuselt und aus dieser Öffnung entlassen. Deswegen wird der Span nicht mit dem Gewindeschneidabschnitt des Werkstücks in Berührung gebracht und beschädigt so diesen Gewindeschneidabschnitt nicht. Deswegen können qualitativ hochwertige Produkte mit Gewinden wie Schrauben oder Bolzen wirksam erzeugt werden und die Herstellkosten eines solchen Erzeugnisses reduziert werden.


Anspruch[de]

1. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) sowohl mit oberen und unteren, den Einsatz tragende Oberflächen (2) als auch eine diese obere und untere, den Einsatz tragende Oberfläche verbindende Seitenwand, umfassend:

eine an einem Eckbereich dieses Einsatzes vorgesehene Schneidspitze (5), wobei diese Schneidspitze die Form eines herzustellenden Gewindekanals definiert,

und eine Aussparung (8), welche in der Oberfläche eines an diese Schneidspitze (5) angrenzenden Flächenbereich (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausnehmung (9) ausgebildet ist, welche sowohl die Oberfläche dieses Flächenbereiches (7) als auch die den Einsatz tragenden Flächen (2) des Einsatzes (1) schneidet, wobei die Oberfläche dieser Aussparung (8) die Oberfläche dieser Ausnehmung (9) in einer unterhalb der Oberfläche dieses Flächenbereiches (7) angeordneten Linie schneidet, und wobei die Oberfläche dieser Ausnehmung (9) die Oberfläche einer Seitenwand der Schneidspitze (5) schneidet.

2. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der Schnittpunkt der Oberflache dieser Ausnehmung (9) mit der Oberfläche dieser Seitenwand an einer gewindeführenden Seite dieses Einsatzes (1) vorgesehen ist.

3. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz nach Anspruch 1, wobei dieser Schnittpunkt der Oberfläche dieser Ausnehmung (9) mit der Oberfläche einer Seitenwand an einer der gewindeführenden Seite entgegengesetzten Seite dieses Einsatzes (1) vorgesehen ist.

4. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei diese Aussparung (8) nach innen und unten auf diese Ausnehmung (9) zu abgeschrägt ist.

5. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche dieses Flächenbereiches (7) in der Nähe dieser Schneidspitze (5) nach innen und unten abgeschrägt ist.

6. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei diese Ausnehmung (9) tiefer als diese Aussparung (8) ist.

7. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die Tiefe dieser Aussparung (8) in einem Bereich von 0,05 mm - 0,5 mm liegt.

8. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei die obere und untere, den Einsatz tragenden Oberflächen (2) parallel sind.

9. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 8, wobei dieser Einsatz eine polygonale Form hat.

10. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 9, wobei dieser Einsatz im wesentlichen eine dreieckige Form aufweist.

11. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei dieser Einsatz aus einem Sintercarbid gebildet ist.

12. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei dieser Einsatz aus einem Cermet gebildet ist.

13. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei dieser Einsatz aus einer Keramik gebildet ist.

14. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei diese Aussparung (8) an einer gewindeführenden Seite dieses Einsatzes vorgesehen ist und als eine spanführende Einrichtung dient.

15. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz nach Anspruch 1, des weiteren umfassend eine Schnittwand (11) zum Schneiden einer Spitze des Gewindekanals des Werkstückes.

16. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz nach Anspruch 15, wobei diese Schnittwand (11) senkrecht zu der Halbierungslinie dieser Schneidspitze (5) ansteigt.

17. Wegwerf-Gewindeschneideinsatz (1) nach Anspruch 16, wobei ein Boden (9a) dieser Ausnehmung (9) an einer gewindeführenden Seite relativ zu dieser Halbierungslinie dieser Schneidspitze (5) angeordnet ist, so daß ein Span (21) glatt geleitet werden kann und konstant zu der gewindeführenden Seite geführt wird.







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