Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneideinsatz, insbesondere
für Planfräser, mit einer oberen und einer unteren Fläche, welche
durch umlaufende Randflächen miteinander verbunden sind, wobei der Schneideinsatz
in der Draufsicht auf die obere Fläche eine in etwa achteckige Grundform mit
abwechselnd kleinen und großen Eckenwinkeln hat, wobei zwischen den Ecken jeweils
am Übergang der Umfangsflächen zu der oberen und/oder unteren Fläche
jeweils Schneidkanten gebildet werden, von denen ein Teil für die Verwendung
als Schruppschneiden in der Draufsicht leicht gebrochen oder über einen teilweise
relativ kleineren Radius gekrümmt verlaufen und ein anderer Teil als Schlichtschneiden
zwischen benachbarten Ecken gerade oder mit einem relativ größeren Radius
gekrümmt verläuft.
Unter einem „relativ kleineren" Radius ist in diesem Zusammenhang
ein Radius zu verstehen, der kleiner und vorzugsweise deutlich kleiner als der maximale
Durchmesser des Schneideinsatzes ist, während eine „relativ größerer"
Radius größer und vorzugsweise deutlich größer als der maximale
Durchmesser des Schneideinsatzes ist. „leicht gebrochen" bezeichnet einen
Knick um einen kleinen Winkel von weniger als 30° vorzugsweise weniger als
20° (gegebenenfalls abgerundet mit einem relativ kleineren Radius) in einem
ansonsten (nahezu) geradlinigen Abschnitt des Umrisses bzw. der Umfangsflächen
und der Schneidkanten.
Ein entsprechender Schneideinsatz ist beispielsweise aus dem US-Patent
Nr. 6,543,970 bekannt. Dieser bekannte Schneideinsatz hat im wesentlichen eine sehr
ähnliche Grundform wie der Schneideinsatz der vorliegenden Erfindung, wobei
jedoch alle Varianten dieses bekannten Schneideinsatzes eine vierzählige Symmetrieachse
haben, d.h. es sind alle Seitenflächen, die sich jeweils zwischen zwei Ecken
mit kleinerem Eckenwinkel erstrecken, identisch und die kleinen und großen
Eckenwinkel sind untereinander jeweils gleich. (Zur Vereinfachung der Beschreibung
werden im folgenden die Ecken mit kleinerem Eckenwinkel als "spitze Ecken" und die
Ecken mit größerem Eckenwinkel als "stumpfe Ecken" bezeichnet, auch wenn
selbst der kleinere Eckenwinkel ein stumpfer Winkel (> 90°) ist.) Anders
ausgedrückt, sind diese bekannten Schneideinsätze nicht nur spiegelsymmetrisch
bezüglich zweier Ebenen, die durch die gegenüberliegenden stumpfen Ecken
verlaufen (und die zentrale Achse senkrecht zur oberen Fläche enthalten), sondern
auch symmetrisch bezüglich einer Drehung um die zentrale Achse des Schneideinsatzes
um jeweils 90° und teilweise auch bezüglich Spiegelung an Ebenen, welche
durch die diagonal gegenüberliegenden spitzen Ecken verlaufen.
Außerdem haben diese bekannten Schneideinsätze nur relativ
kurze Planfasen in Form kurzer, abgewinkelter Nebenschneidkanten.
Darüber hinaus ist es bekannt, an Planfräsern, die mit mehreren
Schrupp-Schneideinsätzen ausgestattet sind (wie die oder ähnlich den aus
der US 6,543,970 bekannten), eine dieser
Schneidplatten zu ersetzen durch eine sogenannte Breitschlichtplatte. Eine Breitschlichtplatte
ist gekennzeichnet durch eine sehr lange gerade oder unter einem sehr großen
Radius gekrümmte Schneidkante, wobei die Breitschlichtplatte derart am axial
vorderen Ende eines Planfräsers angeordnet ist, daß die Schlichtschneide
im wesentlichen radial und senkrecht zur Achse des Fräswerkzeugs verläuft.
Dabei ist darauf zu achten, daß die relativ lange Schlichtschneide dieser Breitschlichtplatte
in axialer Richtung geringfügig über die Nebenschneidkanten der anderen
Schneideinsätze hervorsteht oder jedenfalls durch keine andere Schneidkante
in axialer Richtung überragt wird, während die am Umfang angeordnete Schruppschneide
der Breitschlichtplatte gegebenenfalls gegenüber den Hauptschneiden (= Schruppschneiden)
der übrigen Schneideinsätze radial etwas nach innen zurückversetzt
sein kann. Im Betrieb eines solchen Planfräsers wird darauf geachtet, daß
der radiale Vorschub des Fräsers die Länge der Schlichtschneide der Breitschlichtplatte
nicht übersteigt damit die bei aufeinander folgenden Umdrehungen des Fräsers
von der Schlichtschneide überstrichenen bzw. bearbeiteten Bereiche einander
überlappen, so daß am Werkstück auf der Stirnseite des Planfräsers
eine glatte, ebene Fläche ("Planfläche") erzeugt wird.
Nachteilig bei der Verwendung derartiger Breitschlichtplatten ist
jedoch, daß, falls sie in den selben, unveränderten Plattensitz wie auch
die übrigen Schneideinsätze eingesetzt werden sollen, für eine vorgegebene
Drehrichtung des Fräsers nur eine einzige effektive Schlichtschneide aufweisen
können, so daß sie nach dem Verschleiß dieser einen Schneide weggeworfen
werden müssen.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen Schneideinsatz mit den eingangs genannten Merkmalen
zu schaffen, der ebenso zu verwenden ist wie eine Breitschlichtplatte, dennoch aber
mindestens zwei und vorzugsweise mindestens vier für eine Drehrichtung nutzbare
Schlichtschneiden aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schneideinsatz
zwar drehsymmetrisch bezüglich einer Drehung um eine zentrale, senkrecht zur
oberen Fläche verlaufende Achse, jedoch nicht rotationssymmetrisch bezüglich
einer 90°- oder 270°-Drehung ist.
Diese Definition wird in einer bevorzugten Ausführungsform auf
jeden Fall dann erfüllt, wenn der Schneideinsatz (in einer Draufsicht senkrecht
auf die obere Fläche) einerseits spiegelsymmetrisch ist bezüglich zweier
zueinander senkrechter Ebenen, welche jeweils durch gegenüberliegende stumpfe
Ecken und senkrecht zur Ebene der oberen und/oder unteren Fläche des Schneideinsatzes
verlaufen, jedoch nicht spiegelsymmetrisch bezüglich Ebenen ist, die durch
die diagonal gegenüberliegenden spitzen Ecken verlaufen.
Anders ausgedrückt könnte man den erfindungsgemäßen
Schneideinsatz auch dadurch definieren, daß er eine obere und eine untere Fläche
mit einer diese verbindenden umlaufenden Randfläche hat und in der Draufsicht
auf die obere Fläche im wesentlichen achteckig erscheint, wobei der Schneideinsatz
dadurch gekennzeichnet ist, daß er mindestens zwei diagonal gegenüber
angeordnete Schlichtschneiden und im übrigen mindestens sechs Anlageflächen
aufweist, von denen jeweils mindestens drei unter relativen Winkeln und Positionen
so angeordnet sind, daß sie mit den Anlageflächen eines Plattensitzes
passend in Eingriff treten können, der für entsprechende, aus der
US 6,543,970 bekannte Schruppschneideinsätze
bekannt ist, wenn je eine der Schlichtschneiden an der Stirnseite eines Planfräsers
in einer Radialebene angeordnet ist. Dabei sollten die Schlichtschneiden eine Länge
haben, die wenigstens 30% und vorzugsweise wenigstens einem Drittel des maximalen
Durchmessers des Schneideinsatzes entspricht. Diese Definition wird auch dann erfüllt,
wenn der Schneideinsatz hinsichtlich irgendwelcher irrelevanter Flächenabschnitte,
die weder für den Eingriff mit Anlageflächen vorgesehen sind, noch Einfluß
auf die Spanbildung, die Spanformung oder den Spantransport haben, die Symmetriebedingungen
der zuvor definierten Ausgestaltungen nicht erfüllt. Es versteht, daß
die obigen Symmetriemerkmale sich nur auf relevante Schneidkanten und Flächenabschnitte
beziehen.
Zur Erleichterung der Darstellung kann man den erfindungsgemäßen
Schneideinsatz näherungsweise auch als in der Grundform viereckig betrachten,
wobei die Ecken dieser viereckigen Grundform durch die spitzen Ecken definiert werden
und die Seiten zwischen zwei spitzen Ecken die stumpfen Ecken mit umfassen. Die
stumpfen Ecken werden dabei als „Ecken" ignoriert und als Modifikation des
Kantenverlaufs zwischen zwei spitzen Ecken betrachtet.
Konkret bedeutet die obige Definition der bevorzugten Variante dann,
daß zwar jeweils die zwischen zwei spitzen Ecken verlaufenden Umfangsflächen
auf gegenüberliegenden Seiten des Schneideinsatzes identisch bzw. spiegelbildlich
zueinander ausgebildet sind, nicht jedoch identisch oder spiegelbildlich mit den
demgegenüber jeweils um 90° versetzten Flächen zwischen einem anderen
Paar spitzer Ecken. Zwei benachbarte Abschnitte der Umfangsflächen (und damit
auch benachbarte Schneidkanten) zwischen aufeinander folgenden spitzen Ecken sind
also voneinander verschieden, während diametral gegenüberliegende Abschnitte
zwischen spitzen Ecken jeweils gleich bzw. spiegelbildlich zueinander ausgebildet
sind.
Dabei ist es möglich, die Schneiden oder Abschnitte der Schneiden
(die sich jeweils von einer spitzen zu der nächsten stumpfen Ecke erstrecken
oder umgekehrt) auf zwei gegenüberliegenden Seiten des gedachten Vierecks jeweils
als Schlichtschneiden auszubilden, die bei einem Planfräser auf der Stirnseite
und im wesentlichen senkrecht zur Fräserachse verlaufen, und die Schneiden
auf den beiden verbleibenden gegenüberliegenden Seiten des Vierecks als am
Umfang des Fräsers anzuordnende Schruppschneiden auszubilden. Die Schruppschneiden
haben dabei vorzugsweise einen leicht abgewinkelten oder teilweise gekrümmten
Verlauf mit einem relativ kleineren Krümmungsradius, wohingegen die Schlichtschneiden
im Wesentlichen gerade oder unter einem sehr großen Krümmungsradius gekrümmt
verlaufen. Das heißt, die jeweils um 90° gegeneinander versetzten Seiten
des Schneideinsatzes sind aufgrund dieser unterschiedlichen Schneidkantenverläufe
notwendigerweise voneinander verschieden, und entsprechend unterscheiden sich auch
die jeweils um 90° gegeneinander versetzten Umfangsflächen, die an die
Schneidkanten angrenzen.
Im übrigen hat der Schneideinsatz jedoch seine im wesentlichen
wie oben definierte achteckige Grundform und paßt in denselben Plattensitz
wie ein Schneideinsatz, bei welchem die Breitschlichtschneiden durch Schneiden ersetzt
sind, die im wesentlichen der Form der Schruppschneiden entsprechen, wobei sich
auch die Winkel der spitzen und stumpfen Ecken zwischen dem Schneideinsatz mit Schlichtschneiden
und dem Schruppschneideinsatz unterscheiden können.
Auf einer Seite weist ein solcher Schneideinsatz auf jeden Fall zwei
in einer Drehrichtung verwendbare Schlichtschneiden auf, wobei die verbleibenden
beiden Schlichtschneiden für einen Fräser verwendet werden könnten,
der in entgegengesetzter Richtung rotiert. Wenn der Schneideinsatz darüber
hinaus als doppelseitiger Wendeschneideinsatz ausgebildet wird, d.h. wenn die obere
Fläche und die untere Fläche identisch sind und die Umfangsflächen
sich im wesentlichen senkrecht zu den durch die obere und untere Fläche definierten
Ebenen erstrecken oder auch konkav ausgebildet sind, stehen durch Wenden des Schneideinsatzes
für eine Drehrichtung insgesamt vier Schlichtschneiden zur Verfügung anstelle
der einen Breitschlichtschneide, die man nach dem Stand der Technik zur Verfügung
hat. Dadurch wird der Einsatz derartiger Schlichtschneidplatten
wesentlich ökonomischer, und darüber hinaus ist es nicht notwendig, die
Plattensitze in einem Fräser in irgendeiner Weise zu verändern oder anzupassen.
Bevorzugt ist dabei eine Variante der erfindungsgemäßen
Wendeschneidplatte, bei welcher die spitzen Ecken gebrochen bzw. angefast oder abgerundet
sind. Dies macht die Ecken weniger empfindlich gegenüber den beim Fräsen
auftretenden Stoßbelastungen.
Weiterhin haben in der bevorzugten Ausführungsform die spitzen
Ecken einen um mindestens 30° kleineren Winkel als die stumpfen Ecken. Insbesondere
beträgt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform diese Differenz
etwa 40°, d.h. die spitzen Ecken weisen einen Eckenwinkel von etwa 115°
auf, und die stumpfen Ecken haben einen Eckenwinkel von ungefähr 155°,
wobei sich dies Angabe auf die unmittelbar an die jeweiligen Ecken angrenzenden
Flächen- bzw. Schneidkantenabschnitte bezieht, ungeachtet eines ansonsten gekrümmten
oder leicht abgewinkelten Verlaufs der Schruppschneiden.
Die gegenüber den Seiten mit den Schlichtschneiden um etwa 90°
versetzten Seiten mit den Schruppschneiden bestehen in der bevorzugten Ausführungsform
aus einem sich von der Ecke mit kleinerem Winkel aus erstreckenden ersten geraden
Abschnitt und einem dem gegenüber leicht abgewinkelten zweiten kurzen Abschnitt,
der sich bis zu der stumpfen Ecke erstreckt. Die Abwinklung zwischen dem längeren
und dem kurzen Abschnitt einer solchen Schruppschneide liegt dabei in der Größenordnung
von 2 bis maximal 10°, und insbesondere bei 5°, und der Übergang
zwischen diesen beiden Abschnitten kann, ebenso wie die Ecke selbst, mit einem kleineren
Radius gerundet sein. Alternativ kann ein Teil der Schruppschneide mit konstantem
oder variierendem Radius gekrümmt sein.
Weiterhin weist der erfindungsgemäße Schneideinsatz in der
bevorzugten Ausführungsform eine zentrale Befestigungsbohrung auf. Dies ermöglicht
eine einfache und platzsparende Befestigung ohne Klemmpratzen.
Wie bereits erwähnt, sollte außerdem der Schneideinsatz
in der bevorzugten Ausführungsform als doppelseitiger Wendeschneideinsatz ausgebildet
sein, um auf diese Weise die Zahl der verwendbaren Schneiden zu verdoppeln. Die
obere und die untere Fläche sind dementsprechend identisch ausgebildet und
die Umfangsflächen verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu den durch die obere
bzw. untere Fläche definierten Ebenen
Die obere und im Falle eines doppelseitigen Schneideinsatzes auch
die untere Fläche des Schneideinsatzes sollten vorzugsweise Spanformungsstrukturen
aufweisen, die sich an die jeweiligen Schneidkanten anschließen und zweckmäßigerweise
in Form einer Spanmulde ausgebildet sind, wobei die Schneidkanten selbst eine sehr
schmale, ebene Verstärkungsfläche aufweisen können, an welcher die
Spanmulde anschließt.
Weiterhin ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes bevorzugt, bei welcher der kürzeste Abstand einer Schlichtschneide
zu der gegenüberliegenden stumpfwinkligen Ecke geringfügig größer
ist als der kürzeste Abstand einer Schruppschneide zu der der Schruppschneide
gegenüberliegenden stumpfwinkligen Ecke. Diese Differenz braucht nur wenige
Zehntel Millimeter, z.B. zwischen 0,1 und maximal 2 mm, zu betragen und sorgt dafür,
daß beim Einbau einer derartigen Wendeschneidplatte in den Plattensitz, der
ansonsten für Wendeschneidplatten vorgesehen ist, die ausschließlich mit
Schruppschneiden bestückt sind und die z.B. eine vierzählige Symmetrieachse
aufweisen können, die Schlichtschneide des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes
in axialer Richtung um ein entsprechendes Maß gegenüber den axial verlaufenden
Schneiden der anderen Schneideinsätze hervorragt, während die entsprechende
Schruppschneide des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes, die am Umfang
des Fräsers angeordnet ist, gegenüber den anderen Schruppschneiden radial
etwas zurückversetzt ist. Mit anderen Worten: Der erfindungsgemäße
Schneideinsatz, der in erster Linie mit der Schlichtschneide eine ebene Fläche
erzeugen soll, leistet weniger Schneidarbeit mit seiner Schruppschneide und dafür
etwas mehr Schneidarbeit mit der Schlichtschneide, wobei das erwähnte Differenzmaß
auch im Verhältnis zu den übrigen Schneideinsätzen so eingestellt
werden kann, daß die Gesamtbelastung dieses Schneideinsatzes in etwa die gleiche
oder etwas geringer ist wie die Belastung der übrigen Schneideinsätze.
Die Erfindung ist außerdem auf einen Planfräser gerichtet,
der mit mehreren Schneideinsätzen bestückt ist, von denen mindestens einer,
jedoch weniger als die Hälfte der Schneideinsätze, ein Schneideinsatz
gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Typischerweise weist ein Planfräser
mindestens sechs bis acht Schneideinsätze auf, und bei einer solchen Anzahl
ist es zweckmäßig, wenn einer der Schneideinsätze ein erfindungsgemäßer
Schneideinsatz mit einer relativ langen Schlichtschneide ist, wobei der radiale
Vorschub des Fräsers pro Umdrehung kleiner eingestellt wird als die Länge
der Schlichtschneide. Bei einem größeren Planfräser mit einer höheren
Anzahl von Schneideinsätzen könnten auch zwei oder drei der Schneideinsätze
die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit einer relativ langen Schlichtschneide
haben. In diesem Fall könnte der radiale Vorschub des Fräsers pro Umdrehung
entsprechend verdoppelt oder verdreifacht werden, d.h. bei Verwendung
von zwei (diagonal gegenüberliegend eingebauten) Schneideinsätzen mit
Schlichtschneiden müßte der radiale Vorschub kleiner gehalten werden als
das Doppelte der Länge der Schlichtschneide, und im Falle von drei symmetrisch
um den Umfang des Fräsers verteilten Schneideinsätzen mit Schlichtschneide
könnte der radiale Vorschub bis zum Dreifachen der Länge einer der Schlichtschneiden
oder etwas weniger betragen, ohne daß die durch die Schlichtschneiden erzeugte
Fläche uneben wird. Allerdings müssen bei Verwendung mehrerer derartiger
Schneideinsätze mit Schlichtschneiden diese Schneideinsätze in axialer
Richtung sehr exakt eingestellt und aufeinander abgestimmt werden, was bei Verwendung
nur einer Schlichtschneide nicht erforderlich ist, so daß auch bei größeren
Planfräsern die Verwendung nur eines Schneideinsatzes mit Breitschlichtschneide
bevorzugt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes,
2 eine Draufsicht auf die Oberseite einer im Plattensitz
eines Planfräsers montierten Wendeschneidplatte,
3 eine Wendeschneidplatte mit Spanformungsstrukturen
in der Oberfläche und eine Schnittansicht entlang der Linie A-B in
4,
4 eine herkömmliche Wendeschneidplatte mit Schruppschneiden,
5 eine herkömmliche Wendeschneidplatte mit einer
Breitschlichtschneide, und
6 die Wendeschneidplatte nach 2
mit einer zusätzlich gestrichelt dargestellten Schruppschneidplatte nach
4 in demselben Plattensitz.
In 1 erkennt man eine perspektivische
Ansicht eines insgesamt mit 100 bezeichneten, erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes und in 2 eine Umrißansicht bzw.
Draufsicht von oben auf denselben Schneideinsatz 100, der die Grundform
eines Achtecks hat, mit abwechselnd etwas spitzeren Ecken 6 und stumpferen
Ecken 7a, 7b, wobei der Schneideinsatz aber zur Vereinfachung
der Beschreibung auch als in der Grundform viereckig angesehen werden könnte,
indem man die Ecken 6 mit dem kleineren Eckenwinkel als Ecken eines Vierecks
betrachtet, während die dazwischen verlaufenden Seiten als durchgehende Seiten
eines Vierecks angesehen werden, die lediglich etwas gekrümmt oder gebrochen
und stumpfwinklig aneinandergesetzt sind.
Jeweils gegenüberliegende Seiten dieses Viereckes sind identisch,
d.h. spiegelbildlich zueinander ausgebildet, jedoch sind benachbarte Seiten eines
solchen Viereckes, d.h. jeweils zwischen zwei Ecken 6 verlaufende Umfangsflächen
4 und 5, nicht miteinander identisch ausgebildet. Dies erkennt
man in 1 deutlich anhand der ebenen Umfangsflächenabschnitte
4, die an die Schlichtschneiden 1 anschließen, während
die entsprechenden Flächen 5a, 5b, die an die Schneidkanten
2 anschließen, offensichtlich gebrochen sind bzw. stumpfwinklig aneinanderstoßen.
Dies führt dazu, daß der Schneideinsatz bezüglich einer Drehung um
eine durch die zentrale Befestigungsbohrung 9 verlaufende Achse nur bezüglich
Drehungen um 180° symmetrisch ist, nicht aber bezüglich einer Drehung
um 90°.
Außerdem ist der Schneideinsatz hier spiegelbildlich bezüglich
einer Ebene, die durch gegenüberliegende stumpfe Ecken 7 verläuft
und die zentrale Achse (nicht dargestellt) des Schneideinsatzes enthält. Dies
sorgt dafür, daß der Schneideinsatz auch nach dem Wenden um 180°
um eine Achse parallel zur oberen oder unteren Fläche 3 dieselbe Konfiguration
hat wie in 1 und den übrigen Figuren dargestellt.
Der Schneideinsatz ist allerdings nicht spiegelsymmetrisch bezüglich der diagonal
durch die spitzen Ecken 6 und die zentrale Achse verlaufenden Ebenen.
Die obere Fläche 3 ist wiederum identisch und spiegelbildlich
zu der unteren, hier nicht dargestellten Fläche ausgebildet.
Während in 1 alle spitzen Ecken
pauschal mit 6 und die stumpfen Ecken pauschal mit 7, die Schlichtschneiden
mit 1 und die Schruppschneiden mit 2 bezeichnet werden, werden
die stumpfen Ecken 7 und Schneidkanten in 2
noch individuell unterschieden durch Hinzufügung der Kleinbuchstaben a und
b bzw. a, b, c und d. Weiterhin wird bei den Schneidkanten 2 noch unterschieden
zwischen Schneidkantenabschnitten 21 und 22,
Man erkennt außerdem in 1, daß
die Schneidkanten durch eine schmale ebene Fasenfläche 12 (siehe auch
3) verstärkt and damit weniger ausbruchgefährdet
sind, wobei an die Fase 12 eine Spanmulde 11 anschließt.
4 zeigt einen Schneideinsatz nach dem bereits diskutierten
Stand der Technik, der für einen erfindungsgemäßen Fräser als
Schruppschneideinsatz verwendet werden könnte, wobei die Haupt- und Nebenschneidkanten
2' hier einfache Geraden sind und die Übergänge
von den sich im wesentlichen entlang des Umfanges erstreckenden Hauptschneidkanten
2' zu den sich am axial vorderen Ende des Fräsers erstreckenden Nebenschneidkanten
2' an den Ecken 6' mehr oder weniger stark gerundet sind.
Ausschließlich mit derartigen herkömmlichen Wendeschneidplatten
in der dargestellten Anordnung ausgestattete Planfräser erzeugen relativ rauhe
Stirnflächen, da der axial am weitesten vorstehende Teil jeder Wendeschneidplatte
der abgerundete Übergang einer spitzen Schneidecke 6' zu der Nebenschneide
2' ist, so daß, wenn der radiale Vorschub pro Schneidplatte ein Maß
erreicht, innerhalb dessen die Krümmung dieses Überganges bzw. der Ecke
6' sichtbar ist (also z.B. Vorschub pro Platte in etwa gleich dem Radius
der Ecke 6'), entsprechende flache, nutartige Vertiefungen entstehen. Dies
ergibt sich notwendigerweise aufgrund der konkreten Eckenwinkel dieser Schneideinsätze
und der konkreten Winkel der Anlageflächen 10a, 10b und
10c des Plattensitzes relativ zueinander und relativ zu der Fräserachse,
die hier parallel entlang der linken Blattkante verläuft. Will man jedoch eine
sehr ebene Fläche auf der Stirnseite des Fräsers erzeugen, so wird üblicherweise
eine sogenannte Breitschlichtplatte gemäß 5
eingesetzt, d.h. eine der in 4 dargestellten Wendeschneidplatten,
von denen mehrere über den Umfang eines Planfräsers verteilt sind, wird
durch die in 5 dargestellte Breitschlichtplatte ersetzt,
deren Schlichtschneide in axialer Richtung soweit vorsteht, daß sie die durch
die abgerundeten Übergänge der Schneidecke 6' zur Nebenschneide
2 der übrigen Wendeschneidplatten 100' erzeugten Strukturen
einebnet und beseitigt. Wie bereits erwähnt, erfordert dies eine speziell an
den Plattensitz eines entsprechenden Planfräsers angepaßte Breitschlichtplatte,
die nur eine einzige nutzbare Schneide aufweist.
Bei Verwendung an Fräsern mit entgegengesetzter Rotationsrichtung
könnte eine solche Breitschlichtplatte auch als doppelseitige Platte ausgebildet
werden, aber auch dann wäre die Anzahl der Schneiden auf maximal zwei begrenzt.
Diese Platten müssen daher jeweils ausgetauscht werden, wenn ihre eine Schneide
verschlissen ist. Dies ist relativ unökonomisch und teuer. Die Alternative
bestünde in einer Breitschlichtplatte, die zwar mehr nutzbare Schlichtschneiden
aufweisen könnte, dann jedoch einen speziellen Plattensitz für eine solche
Platte erfordern würde, was jedoch aufwendig und unzweckmäßig wäre,
da der Fräser dann auf die Verwendung nur dieses einen Typs von Schrupp- und
Schlichtschneideinsätzen beschränkt wäre.
Wie man jedoch anhand der 2 (und noch
besser in 6) erkennt, kann auch die erfindungsgemäße
Wendeschneidplatte 100 in denselben, durch Anlageflächen
10a, 10b, 10c gebildeten Plattensitz eingesetzt werden,
den auch eine nur mit Schruppschneiden ausgestattete Wendeschneidplatte
100' einnehmen würde, wobei aber allein auf einer Seite zwei (diagonal
gegenüberliegende) Schlichtschneiden 1a, 1d zur Verfügung
stehen, die bei der Ausbildung als doppelseitige Wendeschneidplatte sich sogar noch
auf vier Schlichtschneiden verdoppeln.
Die spezielle Form der Schruppschneiden 2 und ihre Abwinkelung
relativ zu den Schlichtschneiden 1, bzw. genauer gesagt der an diese Schneiden
angrenzenden Flächen 4, 5a und 5b, dient vor allem
dazu, daß der erfindungsgemäße Schneideinsatz 100 in demselben
Plattensitz 10a, 10b, 10c aufgenommen werden kann wie
die Schruppeinsätze 100'. Bei Verwendung an einem entgegengesetzt
drehenden Planfräser würde sich die Zahl der verwendbaren Schlichtschneiden
sogar auf acht erhöhen. Dies bedeutet gegenüber den herkömmlichen
Breitschlichtplatten eine Steigerung der Schneidenzahl um den Faktor vier. Diese
Platten sind daher wesentlich ökonomischer in der Verwendung, und in ihrer
Herstellung erfordern sie nur eine leichte Modifikation der Ausgangsform entsprechend
4.
Wie man anhand eines Vergleiches der 2
oder 3 mit 4 und insbesondere
anhand der 6, welche den erfindungsgemäßen
Schneideinsatz 100 und den nach dem Stand der Technik bekannten Schneideinsatz
100' übereinandergezeichnet darstellt, erkennen kann, unterscheiden
sich der Schneideinsatz 100 und der bekannte Schneideinsatz 100'
unter anderem in den Eckenwinkeln. Während der Eckenwinkel &agr; der spitzen
Ecken 6 bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz 115° beträgt,
beträgt der entsprechende Winkel &agr;' der Ecke 6' des bekannten
Schneideinsatzes 100' 110°. Der Winkel &bgr; der Ecken
7a bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz beträgt 155°,
und der Winkel &bgr;'' der stumpfen Ecken 7 des erfindungsgemäßen
Schneideinsatzes 100 beträgt 165°. Dagegen beträgt der Winkel
&bgr;' der stumpfen Ecke 7 des bekannten Schneideinsatzes 100'
160°. In der Summe führt dies jedoch dazu, daß die Schlichtschneiden
1 des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes in ihrem an einem Planfräser
montierten Zustand sich im wesentlichen in einer zur Fräserachse senkrechten
Ebene erstrecken (im wesentlichen in radialer Richtung), während die entsprechenden
Schneiden 2' an der Stirnseite eines bekannten Schneideinsatzes
100' einwärts geneigt verlaufen und nur der Übergang an den Ecken
6' zu den Nebenschneiden 2 überhaupt mit dem Werkstück
in Eingriff tritt.
Dabei schließen jedoch die unterhalb der Schneidkante
1d liegende Umfangsfläche 4, welche gemäß
2 mit der Anlagefläche 10c eines entsprechenden
Planfräsers in Eingriff tritt, mit dem Flächenabschnitt 5a unterhalb
des Schneidkantenabschnittes 21, welcher mit der Anlagefläche
10b des Fräsers in Eingriff tritt, denselben Winkel von 90° ein,
den auch die entsprechenden, unterhalb der Schneidkanten 2' liegenden Flächen
4' (angedeutet in 4) miteinander einschließen.
Dies liegt daran, daß die Summe der Winkel und &bgr; des Schneideinsatzes
100 mit der Summe der Winkel &agr;' und &bgr;' des Schneideinsatzes
100' übereinstimmt, obwohl die Winkel &agr; und &agr;' und auch
die Winkel &bgr; und &bgr;' sich jeweils um 5° unterscheiden. Die Anlagefläche
10a, die bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz wiederum für
die Anlage einer Fläche 4' unterhalb der Schneidkante 2'
vorgesehen ist, schließt mit der an der Anlagefläche 10b anliegenden
Umfangsfläche 4' den Winkel &bgr;' von 160° ein. Der entsprechende
Winkel &bgr;'' bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz 100
beträgt 165°. Da jedoch die Flächenabschnitte 5b unterhalb
der Schneidkantenabschnitte 22 bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz,
welche denselben Winkel &bgr;'' von 165° miteinander einschließen, ihrerseits
gegenüber den Umfangsflächenabschnitten 5b wiederum um 5°
abgewinkelt sind, ergibt sich im Ergebnis zwischen der Umfangsfläche
5a, die an der Anlagefläche 10b anliegt, und der Umfangsfläche
5b, die an der Anlagefläche 10a anliegt, wiederum derselbe
Winkel von 160° wie bei dem bekannten Schneideinsatz. Es ist klar, daß
die Erfindung nicht auf die Verwendung dieser speziellen Winkel beschränkt
ist, sondern daß nur die obigen Summen &agr; + &bgr; bzw. &agr;' + &bgr;'
übereinstimmen und die Winkel &agr; und &agr;' und auch die Winkel &bgr;
und &bgr;' sich jeweils um den gleichen Winkel unterscheiden.
Neben der abweichenden Symmetrie und den abweichenden Eckenwinkeln
und den gebrochenen Seitenflächen 5a, 5b unterscheidet sich
der erfindungsgemäße Schneideinsatz 100 aber auch in den konkreten
Maßen von dem bekannten Schneideinsatz 100'. Wie man insbesondere
anhand der 6 erkennt, ist der kürzeste Abstand
einer Schneidkante 1 bzw. Umfangsfläche 4 zu der gegenüberliegenden
Ecke 7 größer als der entsprechende kürzeste Abstand einer
Schneidkante 2' von der gegenüberliegenden stumpfen Ecke
7' bei dem bekannten Schneideinsatz. Hingegen ist, wie man ebenfalls anhand
der 6 vor allem an der oberen radial äußeren
Schneidkante 6 erkennen kann, der Abstand dieser Schneidkante
2 bzw. der entsprechenden Abschnitte 21, 22 der Schneidkante
2 zu der diagonal gegenüberliegenden stumpfen Ecke 7b kleiner
als der entsprechende kleinste Abstand der Schneidkante 2' zu der diagonal
gegenüberliegenden stumpfen Ecke 7'. In dem in ihrem Sitz eingebauten
Zustand sind außerdem die Symmetrieachsen 31, 32 des Schneideinsatzes
100 gegenüber den entsprechenden (hier nicht näher bezeichneten,
jedoch gestrichelt dargestellten) Achsen des bekannten Schneideinsatzes
100' etwas verdreht und auch die zentralen Achsen 25 bis
25' der Befestigungsbohrung sind etwas gegeneinander verschoben. Im Ergebnis
führt dies dazu, daß der erfindungsgemäße Schneideinsatz mit
seinen Schruppschneiden 2 bzw. 21, 22 gegenüber
den Schneiden 2' des bekannten Schneideinsatzes in radialer Richtung etwas
zurückversetzt ist, dafür aber in axialer Richtung mit den Schlichtschneiden
1 über die radial verlaufenden Schneiden 2' der bekannten
Schneideinsätze 100' hinausragt. Dies bedeutet wiederum, daß
die Schruppschneiden 2 weniger Material zerspanen als die Schruppschneiden
2', wohingegen die Schlichtschneiden 1 die von den Schruppschneiden
hinterlassenen Rauhigkeiten beseitigen und damit mehr Material schneiden als die
hierzu analog verlaufenden und als Nebenschneiden wirkenden Schneiden
2' der bekannten Schneideinsätze, die im wesentlichen nur im Bereich
der Schneidecken 6' Material zerspanen.
Der erfindungsgemäße Schneideinsatz hat daher neben den
Schruppschneiden 2 mindestens zwei diagonal gegenüberliegende aktiv
einsetzbare Schlichtschneiden 1a und 1c (s. 2),
und nach dem Wenden des Schneideinsatzes (so daß die in 2
sichtbare Oberseite nach hinten kommt und die Rückseite vorn liegt) können
zwei weitere, den Schneidkanten 1b und 1d in 2
auf der anderen Seite des Schneideinsatzes gegenüberliegende Schneidkanten
als entsprechende Schlichtschneiden zum Einsatz kommen. Für eine einzige Drehrichtung
bietet der erfindungsgemäße Schneideinsatz also insgesamt vier Schlichtschneiden,
wohingegen der Schneideinsatz nach 5 nur eine einzige
Schlichtschneide für eine Drehrichtung zur Verfügung hat, wenn er in denselben
Plattensitz eingebaut werden soll, wie auch die übrigen Schneideinsätze.
Zwar ist die entsprechende Schlichtschneide 1' etwas länger als die
Schlichtschneiden 1 des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes und
würde damit einen noch größeren radialen Vorschub eines entsprechenden
Planfräsers erlauben, jedoch reicht die Länge der Schlichtschneiden
1 für die Schneideinsätze 100 der vorliegenden Erfindung
für die meisten Anwendungsfälle bei weitem aus, wenn entlang des Umfanges
eines Planfräsers ein derartiger Schneideinsatz angeordnet ist. Die symmetrische
Ausgestaltung der bevorzugten und hier dargestellten Ausführungsform ermöglicht
dabei eine universelle Verwendung ein und desselben Schneideinsatzes in Fräsern
mit entgegengesetzter Drehrichtung.
Auch wenn die hier als bevorzugt dargestellte Ausführungsform
sowohl doppelseitig (das heißt mit im wesentlichen identischer oberer und unterer
Seite, die von denen wahlweise je eine als Spanfläche dienen kann) als auch
mit zentraler Befestigungsbohrung beschrieben wurde, versteht es sich, daß
die Vorteile der Erfindung auch dann zum Tragen kommen, wenn der Schneideinsatz
als einseitiger (aber um eine Achse senkrecht zur oberen Fläche um 180°
drehbarer) und/oder ohne zentrale Befestigungsbohrung hergestellt
wird (zum Beispiel für die Befestigung mittels Klemmpratze oder Klemmkeil).
Solche Ausführungsformen sind deshalb selbstverständlich ebenfalls vom
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst, wie er sich aus den Patentansprüchen
ergibt.