| JP07276126 | DOUBLE-SIDE SURFACE CUTTING DEVICE |
| JP3043010 | BEVERAGE EXTRACTOR |
| JP3079129 | DRIVING STRUCTURE FOR VEHICLE |
DRESSLER, Martin (Kanalstrasse 40, Schorndorf-Weiler, 73614, DE)
| Ansprüche 1. Bearbeitungswerkzeug (14) für die zerspanende Bearbeitung von Werkstoffen, insbesondere für Holz oder holzartige Werkstoffe, Metalle, Kunststoffe und/oder Verbundwerkstoffe, vorgesehen zum drehenden Antrieb um eine Drehachse (1), umfassend mindestens eine in Umfangsrichtung angeordnete Reihe (17, 18, 19) von einzelnen Schneiden (2, 2', 2") mit Schneidkanten (3, 3', 3"), die sich zumindest partiell überlappen, wobei die Schneidkanten (3, 3', 3") einen Keilwinkel (ß) aufweisen und in einem Achswinkel (λΐ3 λι', λ2) zur Drehachse (1) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Achswinkel (λι, λγ , λι", λ2) in einem Bereich von einschließlich 55° bis < 90° liegt, und dass der Keilwinkel (ß) > 55° ist. 2. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Keilwinkel (ß) in einem Bereich von einschließlich 55° bis einschließlich 80° liegt. 3. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Achswinkel (λΐ5 λι', λι", λ2) in einem Bereich von einschließlich 60° bis einschließlich 80° liegt und insbesondere etwa 70° beträgt. 4. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (2, 2') mit ihren Schneidkanten (3, 3') als Umfangsschneiden mit einer Drehbewegungsrichtung (4) ausgebildet sind, wobei die zugehörigen Achswinkel (λι, in einer Ebene gemessen sind, die durch die Drehbewegungsrichtung (4) und eine parallel zur Drehachse (1) liegenden Axialrichtung (5) aufgespannt ist, und wobei die Achswinkel (λΐ5 λ^, λ^') zwischen der Schneidkante (3, 3') und der Axialrichtung (5) gebildet sind. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden (2, 2') in Gruppen gegenläufig in Achswinkeln (λΐ5 λι', λ ) mit entgegengesetztem Vorzeichen und insbesondere mit gleichem Betrag angeordnet sind. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden (2, 2') paarweise gegenläufig angeordnet sind. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Gruppen von Schneiden (2) und gegenläufigen Schneiden (2') eine jeweils unterschiedliche Farbmarkierung (8, 9) aufweisen. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden (2) gleichläufig oder überwiegend gleichläufig in Achswinkeln (λι) mit gleichem Vorzeichen und insbesondere mit gleichem Betrag angeordnet sind. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (3, 3') der als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden (2, 2') derart ballig profiliert sind, dass sie entlang ihrer gesamten Länge auf einem gemeinsamen Flugkreisprofil und insbesondere auf einem gemeinsamen Flugkreiszylinder verlaufen. 10. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (2") mit ihren Schneidkanten (3") als Stirnschneiden mit einer Drehbewegungsrichtung (6) ausgebildet sind, wobei die zugehörigen Achswinkel (λ2) in einer Ebene gemessen sind, die durch die Drehbewegungsrichtung (6) und eine senkrecht zur Drehachse (1) liegenden Radialrichtung (7) aufgespannt ist, wobei die Achswinkel (λ2) zwischen der Schneidkante (3") und der Radialrichtung (7) gebildet sind. 11. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (2, 2', 2") ebene Spanflächen (12) aufweisen. 12. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (2) eine profilierte und insbesondere konkav gewölbte Spanfläche (12) aufweist. 13. Bearbeitungs Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (2) quer zur Drehbewegungsrichtung (6) liegende Stirnflächen (20, 21) aufweisen, wobei die Stirnfläche (20, 21) ausgehend von der Schneidkante (3) in der Radialrichtung (7) nach innen verlaufend profiliert ist. 14. Bearbeitungs Werkzeug nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (20) derart profiliert und insbesondere konkav gewölbt ist, dass sie in einem Kantenwinkel (δ) an die Spanfläche (12) angrenzt, der kleiner als 90° ist. 15. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (20) derart profiliert ist, dass sie mittels einer konvexen Rundung (22) an die Spanfläche (12) angrenzt. 16. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (21) derart profiliert ist, dass sie mittels einer Fase (23) an die Spanfläche (12) angrenzt. 17. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug (14) einen Grundkörper (10) und separat davon als Schneidplatten (11) ausgeführte Schneiden (2, 2', 2") aus einem hochharten Schneidstoff, insbesondere aus Hartmetall, Schneidkeramik, monokristallinem Diamant, PKD oder CVD umfasst. 18. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug (14) aus mindestens einem, bevorzugt mehreren auf einer Welle (16) montierten Einzel Werkzeugen zusammengesetzt ist. |
Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug für die zerspanende Bearbeitung von Werkstoffen, insbesondere für Holz oder holzartige Werkstoffe, Metalle, Kunststoffe und/oder Verbundwerkstoffe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Bei der zerspanenden Bearbeitung von Werkstoffen wird eine nacharbeitsfreie glatte Oberfläche angestrebt, für die die Schneidengeometrie des Bearbeitungswerkzeuges optimiert werden muss. Insbesondere bei der Bearbeitung von Holz oder holzartigen Werkstoffen sind aber verschiedene nachteilige Effekte zu beobachten, die die Qualität der bearbeiteten Oberfläche beeinträchtigen. Bei der Zerspanung von Holz tritt beispielsweise die sogenannte Vorspaltung ein. Beim Abnehmen eines Spanes in Faserrichtung eilt der Schneide ein als Vorspaltung bezeichneter Riss voraus. Dieser erleichtert zwar die Bearbeitung und verlängert die Standzeit der Schneide, f hrt aber auch zu einer unerwünscht rauen Oberfläche. Außerdem kann es zu einem Wiederaufstellen der Werkstückfasern nach dem Trennen kommen.
Um trotz dieser Effekte eine möglichst glatte und nacharbeitsfreie Oberfläche zu erzielen, muss die Werkzeugschneidkante eine geringe Schneidkantenverrundung und einen kleinen Keilwinkel aufweisen. Insbesondere der Keilwinkel unterliegt aber der Einschränkung, dass ein bestimmter Wert bei verschiedenen Schneidenwerkstoffen nicht unterschritten werden darf. Bei einem zu geringen Keilwinkel kommt es schon zu Beginn der Bearbeitung zu einer Abstumpfung der Schneidenkante mit einer Vergrößerung der Schneidkantenverrundung und/oder zu Ausbrüchen an der Schneidkante mit der Folge, dass die erforderliche Schnittgüte nicht erreicht wird.
Eine weitere Einflussgröße ist der zu bearbeitende Werkstoff. So tritt beispielsweise bei der insbesondere für Fensterrahmen eingesetzten Holzsorte Meranti ein Schneidenver- schleiß ein, der im Vergleich zum Schneidenverschleiß bei der Zerspanung von Fichte etwa das Fünfzigfache beträgt.
Um also einerseits aus Verschleißgründen einen nicht zu geringen Keilwinkel und aus Gründen der hohen Oberflächengüte einen nicht zu großen Keilwinkel einzusetzen, können üblicherweise Schnellarbeitsstahl mit Keilwinkeln zwischen 30° und 45° und Hartmetalle mit Keilwinkeln zwischen 40° und 55° eingesetzt werden. Härtere Schneidenwerkstoffe mit größeren Keilwinkeln sind nicht einsetzbar.
Eine weitere Einflussgröße zur Beeinflussung des Zerspanungsergebnisses ist der Achswinkel, in dem die Schneidkante relativ zur Drehachse bzw. zu ihrer Drehbewegungsrichtung angeordnet ist. Nach dem Stand der Technik wird hierbei als problematisch angesehen, dass durch die Schrägstellung der Schneiden nicht nur Reaktionskräfte in der Drehbewegungsrichtung sondern auch senkrecht dazu in Axialrichtung auftreten. Zur Lösung dieses Problems ist in der WO 2008/113314 AI ein Walzenfräser beschrieben, bei dem Hartmetallschneidplatten abschnittsweise mit unterschiedlichem Achswinkel derart ausgerichtet sind, dass sich die beim Fräsprozess in den verschiedenen Abschnitten entstehenden Axialkräfte gegeneinander zumindest näherungsweise aufheben. Das Problem des Schneidenverschleißes und der Oberflächengüte ist damit aber nicht behoben, so dass Schneiden mit den üblichen Keilwinkeln innerhalb der oben beschriebenen Grenzen eingesetzt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Bearbeitungswerkzeug derart weiterzubilden, das trotz der Erzielung eines verbesserten Oberflächenergebnis- ses ein verringerter Verschleiß eintritt.
Diese Aufgabe wird durch ein Bearbeitungswerkzeug mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Achswinkel der einzelnen Schneiden in einem Bereich von einschließlich 55° bis < 90° liegen, und dass die Keilwinkel dieser Schneiden > 55° sind und vorteilhaft in einem Bereich von einschließlich 55° bis einschließlich 80° liegen. Bevorzugt liegen die Achswinkel in einem Bereich von einschließlich 60° bis einschließlich 80° und betragen insbesondere etwa 70°.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, dass die Schneidkanten aufgrund ihrer großen Achswinkel nicht senkrecht, sondern in einem schälenden Schnitt auf das Werkstück treffen. Hierdurch findet kein Fräsen im klassischen Sinne mehr statt, sondern ein Abschälen des Werkstoffs mit einer überwiegend senkrecht zur Drehbewegungsrichtung liegenden Richtungskomponente. Trotz des im Vergleich zu den üblichen Keilwinkeln für die Bearbeitungsaufgaben übergroßen Keilwinkels wird in der genannten schälenden Schnittebene der wirksame Keilwinkel, der wirksame Freiwinkel und der aus den beiden vorgenannten Winkeln zusammengesetzt wirksame Schnittwin- kel deutlich kleiner. Hierdurch wird die Vorspaltung auf ein Minimum reduziert. Das Wiederaufstellen der Werkstückfasern nach dem Trennen wird vermieden, so dass nacharbeitsfreie glatte Oberflächen beim Zerspanen erzielt werden. Außerdem wird eine geringere Schnittenergie benötigt, was auch für Nicht-Holz- Werkstoffe von Vorteil ist. Für den Verschleiß der Schneidkante ist aber nicht der vorgenannte, in der Drehbewegungsrichtung gemessene wirksame Keilwinkel maßgeblich, sondern der tatsächliche, im Querschnitt der Schneide gemessene Keilwinkel. Da dieser entsprechend groß ist, bleibt die Schneidkante dauerhaft scharf. Schneidkantenverrundung und die Tendenz zur Bildung von Ausbrüchen in der Schneidkante sind auf ein Minimum reduziert, wodurch bei verbessertem Oberflächenergebnis des Zerspanungsvorganges eine Erhöhung der Standzeit des Bearbeitungswerkzeuges erzielt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schneiden als Umfangsschneiden mit einer Drehbewegungsrichtung ausgebildet, wobei die zugehörigen Achswinkel in einer Ebene gemessen sind, die durch die Drehbewegungsrichtung und eine parallel zur Drehachse liegenden Axialrichtung aufgespannt ist, und wobei die Achswinkel zwi- sehen der Schneidkante und der Axialrichtung gebildet sind. Mit derartig angeordneten Umfangsschneiden lassen sich Kreissägewerkzeuge, Scheibenfräser, Profil- und Konturfräser bzw. Schaftwerkzeuge sowie auch Hobelwerkzeuge ausbilden.
In bevorzugter Weiterbildung sind die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden in Gruppen gegenläufig in Achswinkeln mit entgegengesetztem Vorzeichen und insbesondere mit gleichem Betrag angeordnet. Die bei der Zerspanung an den einzelnen Schneiden entstehenden Axialkraftkomponenten heben sich auf diese Weise zumindest näherungsweise auf. Dadurch sind Reaktionskräfte am Werkzeug und auch am Werkstück minimiert oder eliminiert.
Insbesondere sind die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden paarweise gegenläufig angeordnet. Es ist nämlich zu beobachten, dass Werkzeuge mit Achswinkeln bei der Bearbeitung von plattenförmigen Werkstoffen durch die axiale Anregung der Platte deutlich lauter als Werkzeuge ohne Achswinkel sind. In der vorgenannten erfindungsgemäßen Ausgestaltung heben sich durch die axialen Schnittkräfte an direkt einander gegenüberliegenden spiegelbildlichen Schneiden auf sehr engem Raum auf, wodurch das Bearbeitungswerkzeug weniger Schall emittiert.
Bei der Bearbeitung der Werkstoffe muss bei großen Achswinkeln darauf geachtet werden, dass die Schneiden an den Rändern des Werkstoffes immer gegen den Werkstoff gerichtet geführt sind. Ist nämlich die Schneide vom Werkstoff weg ausgerichtet, steigt die Gefahr von Werkstoffausrissen am Rand deutlich an. Damit für jede Werkstückbreite einfach ein Bereich des Bearbeitungswerkzeuges gefunden werden kann, in dem die Schneiden an beiden Werkstückrändern zum Werkstück hin geneigt angeordnet sind, weisen in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung die einzelnen Gruppen von Schneiden und gegenläufigen Schneiden eine jeweils unterschiedliche Farbmarkierung auf. Dies erleichtert eine Relativpositionierung zwischen Bearbeitungswerkzeug und Werkstück derart, dass an beiden Werkstückkanten jeweils zum Werkstück hin geneigte Schneiden zum Einsatz kommen. In einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden gleichläufig oder überwiegend gleichläufig in Achswinkeln mit gleichem Vorzeichen und insbesondere mit gleichem Betrag angeordnet. Dies kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn aufgrund der axialen Reaktionskräfte ein Andrücken des Werkstückes auf eine Unterlage gewünscht wird. Bei beidseitig beschichteten Holzwerkstoffen beispielsweise ist eine Anordnung der Schneiden auf beiden Seiten gegen den Beschichtungswerkstoff sinnvoll. Um unterschiedliche Plattenstärken bearbeiten zu können, werden solche Werkzeuge üblicherweise mit wenigen, von einer Referenzfläche in der Maschine ausgehenden Schneiden in die eine Richtung und die restlichen Schneiden des Werkzeuges in die andere Richtung ausgeführt. Je nach bearbeiteter Plattenstärke kommen dann mehr oder weniger der restlichen Schneiden in Eingriff, was zu der gewünschten axialen Anpressung führt.
Bei den Umfangsschneiden muss die Konturverzerrung, die sich durch den großen Achswinkel der Schneidkanten gegenüber der gewünschten Bearbeitungskontur ergibt, durch eine entsprechend angepasste Kontur der Schneidkante korrigiert werden. Die Schneidkanten der als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden sind deshalb vorteilhaft derart ballig profiliert bzw. geschliffen, dass sie entlang ihrer gesamten Länge auf einem gemeinsamen Flugkreisprofil, insbesondere auf einem gemeinsamen Flugkreiszylinder oder Flugkreiskegel verlaufen, wobei das Flugkreisprofil dem gewünschten Fräsprofil entspricht. Hierdurch entsteht eine exakte zylindrische bzw. kegelige oder anders geartete gewünschte Fräskontur bzw. das entsprechend gewünschte Fräsprofil. Bei einer von der Zylinder- oder Kegelform abweichenden Kontur ist der Verlauf der Umfangsschneiden in analoger Weise zu korrigieren.
In einer zweckmäßigen Variante sind die Schneiden mit ihren Schneidkanten als Stirnschneiden mit einer Drehbewegungsrichtung ausgebildet, wobei die zugehörigen Achswinkel in einer Ebene gemessen sind, die durch die Drehbewegung und eine senkrecht zur Drehachse liegende Radialrichtung aufgespannt ist, wobei die Achswinkel zwischen der Schneidkante und der Radialrichtung gebildet sind. Hierdurch lassen sich Bohrungsund Schaftwerkzeuge bilden, an deren Stirnseite eine Zerspanung in erfindungsgemäßer Weise vorgenommen werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schneiden ebene Spanflächen auf. Hierdurch sind die Schneiden und insbesondere harte Schneidplatten leicht herstellbar und schärfbar. Alternativ kann es zweckmäßig sein, dass die Schneide eine profilierte und insbesondere konkav gewölbte Spanfläche aufweist. Die Profilierung erstreckt sich dabei soweit über die Spanfläche, dass auch die zugehörige Schneidkante von der Profilierung erfasst ist und dadurch keinen geradlinigen Verlauf mehr hat. Der Achswinkel ist entlang der gesamten Schneidkante nicht mehr konstant, sondern variiert von Punkt zu Punkt, obwohl der große mittlere Achswinkel im Rahmen der Erfindung beibehalten ist. Durch den örtlich variierenden Achswinkel kann das Schneidverhalten positiv beeinflusst werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Schneiden quer zur Drehbewegungsrichtung liegende Stirnflächen auf, wobei die Stirnfläche ausgehend von der Schneidkante in der Radialrichtung nach innen verlaufend profiliert ist. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die Schneiden infolge der erfindungsgemäß großen Achswinkel mit ihren in Drehbewegungsrichtung vorne liegenden Stirnflächen auf das Werkstück auftreffen. Zusammen mit einem positiven Freiwinkel führt dies zu einer hohen Belastung der vorlaufenden Schneidecke. Durch die erfindungsgemäße Profilierung können diese Belastung minimiert und Ausbrüche aus der Schneide verhindert werden.
In zweckmäßiger Weiterbildung ist die Stirnfläche derart profiliert und insbesondere konkav gewölbt, dass sie in einem Kantenwinkel an die Spanfläche angrenzt, der kleiner als 90° ist. Hierdurch trifft die vordere Stirnfläche weniger stumpf auf das Werkstück auf. In Folge des spitzen Kantenwinkels dringt die Schneide im Bereich der Stirnfläche leichter in das zu bearbeitende Material ein, wodurch die Schnittkräfte kleiner werden, und was durch die geringeren Schnittkräfte auch zur Entlastung des Schneidenmaterials bzw. des Schneidplattenmaterials und der zugeordneten Schneidenecke beiträgt. Auch die rückwärtige Stirnfläche kann profiliert sein, wodurch auch die entsprechende Schneidenecke entlastet wird.
In einer zweckmäßigen Variante ist die Stirnfläche derart profiliert, dass sie mittels einer konvexen Rundung oder einer Fase an die Spanfläche angrenzt. Hierdurch werden die Winkel innerhalb der Schneide im Auftreffbereich auf das Werkstück stumpfer, wodurch das Schneidenmaterial weniger zum Ausbrechen neigt. In Verbindung mit einem positiven Freiwinkel führt dies außerdem dazu, dass die angrenzende
Schneidenecke ausgerundet bzw. radial nach innen versetzt und dadurch entlastet wird.
Es kann zweckmäßig sein, die erfindungsgemäße Schneidengeometrie einstückig im Bearbeitungswerkzeug auszubilden. In vorteilhafter Weiterbildung umfasst das Bearbeitungswerkzeug einen Grundkörper und separat davon als Schneidplatten ausgeführte Schneiden aus einem hochharten Schneidstoff, insbesondere aus Hartmetall, Schneidkeramik, monokristallinem Diamant, PKD (polykristalliner Diamant) oder CVD
(Chemical Vapor Deposition = chemische Gasphasenabscheidung insbesondere für die Diamantbeschichtung), die nur in ebener Form herstellbar sind. Hierdurch lässt sich die Standzeit des Bearbeitungswerkzeuges in Verbindung mit den großen Keilwinkeln dieser Schneidenwerkstoffe weiter erhöhen und dennoch aufgrund des verringerten wirksamen Keil- bzw. Schnittwinkels ein erstklassiges Oberflächenergebnis erzielen.
Bevorzugt ist das Bearbeitungswerkzeug aus mindestens einem, bevorzugt mehreren auf einer Welle montierten Einzelwerkzeugen zusammengesetzt. Hierdurch lassen sich baukastenartig nach Bedarf unterschiedliche Gesamtfräskonturen einstellen. Dabei können auch Einzelwerkzeuge mit unterschiedlichen Achswinkeln kombiniert werden, um axiale Reaktionskräfte einzustellen bzw. zu eliminieren, oder um lokal ein bestimmtes Schnittergebnis zu erzielen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuges mit in gleicher Richtung orientierten Umfangsschneiden sowie mit Stirnschneiden in erfindungsgemäßer Achswinkelanordnung;
Fig. 2 eine Umfangsansicht der Anordnung nach Fig. 1 mit Einzelheiten zur
Achswinkelausrichtung der Umfangsschneiden;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht einer Umfangsschneide nach den Fig. 1 und
2 mit Angaben für unterschiedliche, in den Fig. 4 und 5 dargestellte Querschnitte;
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung der Schneide nach Fig. 3 in einem senkrecht zur Schneidenlängsachse gelegten Querschnitt entlang der Linie IV-IV nach Fig. 3;
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung der Schneide nach Fig. 3 in einem parallel zur
Drehbewegungsrichtung liegenden Querschnitt entlang der Schnittlinie V-V nach Fig. 3;
Fig. 6 eine Variante des Bearbeitungswerkzeuges nach den Fig. 1 und 2 mit paarweise gegenläufig angeordneten Schneiden;
Fig. 7 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung in Form eines Hobelwerkzeuges mit optional farblich markierten Schneidengruppen; Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem aus Einzelwerkzeugen zusammengesetzten Gesamtwerkzeug;
Fig. 9 in einer Umfangsansicht ein weiteres erfindungsgemäß ausgeführtes
Bearbeitungswerkzeug mit profilierten Umfangsschneiden;
Fig. 10 in einer vergrößerten Ansicht eine einzelne Umfangsschneide des Bearbeitungswerkzeuges nach Fig. 9 mit Einzelheiten zu seiner Profilierung;
Fig. 11 in einer perspektivischen Schemadarstellung eine Schneide mit gerundet profilierter Stirnfläche;
Fig. 12 eine gedrehte Ansicht der Schneide nach Fig. 11 mit einer gegenüberliegenden, mittels einer Fase profilierten Stirnfläche;
Fig. 13 in einer Frontansicht die Schneide nach den Fig. 11 und 12 mit Einzelheiten zu den infolge der Profilierung radial nach innen versetzten
Schneidenecken;
Fig. 14 in einer perspektivischen Darstellung eine Variante der Schneide nach den
Fig. 11 bis 13 mit nur in unmittelbarer Nähe zur Schneide ausgebildeten Profilierungen.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgeführten Bearbeitungswerkzeuges 14 für die zerspanende Bearbeitung von Werkstoffen, insbesondere für Holz oder holzartige Werkstoffe wie beschichtete oder unbeschichtete Spanplatten, Hartfaserplatten oder dergleichen. Das Bearbeitungswerkzeug 14 kann aber auch für andere Werkstoffe wie Faserverbundkunststoffe, Metalle oder dergleichen zweckmäßig sein. Das Bearbeitungswerkzeug 14 ist als Scheibenfräser ausgestaltet und für die Montage auf einem nicht dargestellten Werkzeug- schaft vorgesehen. Im Betrieb wird das Bearbeitungswerkzeug 14 um eine senkrecht zur Scheibenebene liegende Drehachse 1 drehend angetrieben.
Das Bearbeitungswerkzeug 14 umfasst einen scheibenförmigen Grundkörper 10 mit Schneiden 2, 2", die ihrerseits jeweils Schneidkanten 3, 3" aufweisen. Die Schneiden 2, 2" können einstückig mit dem Grundkörper 10 ausgebildet sein und sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als separat vom Grundkörper 10 ausgebildete Schneidplatten 11 ausgeführt. Der Grundkörper besteht aus Werkzeugstahl, während die Schneidplatten 11 aus einem hochharten Schneidstoff wie Hartmetall, Schneidkeramik, monokristallinem Diamant, PKS oder CVD bestehen. Die Schneidplatten 11 können fest mit dem Grundkörper 10 beispielsweise durch Verlöten, Verkleben, Verschweißen oder dergleichen befestigt sein. Alternativ kann eine lösbare Befestigung zweckmäßig sein, bei der die Schneidplatten 11 beispielsweise auf einem Träger befestigt und dabei mit dem Grundkörper 10 verschraubt, geklemmt oder formschlüssig gehalten sind. Die Schneiden 2, 2" sind fest vorgegeben in ihrer räumlichen Ausrichtung am Grundkörper 10 fixiert. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die räumliche Ausrichtung der Schneiden 2, 2" relativ zum Grundkörper 10 einstellbar zu gestalten.
Der Grundkörper 10 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt, wobei auf dessen zylindrische Umfangsfläche eine Vielzahl von Schneiden 2 mit Schneidkanten 3 angeordnet ist, wobei die Schneiden 2 als Umfangsschneiden ausgebildet sind. Die Schneiden 2 sind in mindestens einer, bevorzugt in mindestens zwei, hier in sieben in Umfangsrich- tung angeordneten Reihen 17, 18 (Fig. 2) angeordnet, wobei sich diese einzelnen Reihen 17, 18 bzw. Gruppen in der Axialrichtung 5 (Fig. 2) gegeneinander überlappen, um so ein gleichmäßiges Zerspanungsergebnis zu erzielen. Außerdem ist im Bereich einer Stirnfläche des Grundkörpers 10 eine Reihe 19 (Fig. 2) von Schneiden 2" mit Schneidkanten 3" angeordnet, die als Stirnschneiden ausgebildet sind. Die einzelnen als Stirnschneiden ausgebildeten Schneiden 2" liegen bezogen auf die Drehachse 1 auf einer Radialrichtung 7. Infolge der Drehbewegung des Bearbeitungswerkzeuges 14 um die Drehachse 1 fuhren die einzelnen Schneiden 2" eine kreisförmige Bewegung senk- recht zur Radialrichtung 7 und zur Drehachse 1 in einer Drehbewegungsrichtung 6 aus. Die Drehbewegungsrichtung 6 und die Radialrichtung 7 spannen eine Ebene auf, die senkrecht zur Drehachse 1 liegt. Die Schneidkanten 3" der als Stirnschneiden ausgebildeten Schneiden 2" liegen in dieser Ebene und sind in einem in dieser Ebene gemessenen Achswinkel λ 2 relativ zur Radialrichtung 7 angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Umfangsansicht der Anordnung nach Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten zu ihrer geometrischen Ausgestaltung. Die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden 2 führen infolge der Drehbewegung um die Drehachse 1 eine Kreisbewegung mit einer Drehbewegungsrichtung 4 aus. Außerdem verläuft durch die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden 2 eine parallel zur Drehachse 1 liegende Achsrichtung 5. Durch die Drehbewegungsrichtung 4 und die Axialrichtung 5 wird eine Ebene aufgespannt, innerhalb derer gemessen die Schneidkanten 3 der als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden 2 in einem Achswinkel λι zur Axialrichtung 5 liegen.
Die Achswinkel λι, λ 2 nach den Fig. 1 und 2 liegen in einem Bereich von einschließlich 55° bis < 90°, bevorzugt in einem Bereich von einschließlich 60° bis einschließlich 80° und betragen im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel jeweils etwa 70°. Sämtliche als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden 2 sind gleichläufig in Achswinkeln λ] mit gleichem Vorzeichen und gleichem Betrag angeordnet. Für bestimmte Bearbeitungsaufgaben kann es auch zweckmäßig sein, dass zwar die Vorzeichen der Achswinkel λι, nicht jedoch deren Betrag gleich ist, wie dies beispielsweise bei inhomogenen Materialien wie Faserverbundwerkstoffen von Bedeutung sein kann.
Das gezeigte Bearbeitungswerkzeug 14 ist als Profilfräser für ein zylindrisches Fräsprofil ausgestaltet. Da sich die Schneidkanten 3 der als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden 2 aufgrund ihres großen Achswinkels X \ über einen bedeutsamen Um- fangsabschnitt erstrecken, sind sie derart ballig ausgeführt, dass sie entlang ihrer gesamten Länge auf einem gemeinsamen Flugkreiszylinder verlaufen. Die ballige Ausfüh- rungsform ist bei den oberen Schneidkanten 3 entsprechend der Darstellung nach Fig. 2 zu erkennen.
Anstelle der gezeigten Zylinderkontur kann auch eine abweichende, beispielsweise geschwungene oder konische Kontur zweckmäßig sein, wobei ein in analoger Weise angepasster Verlauf der Schneidkanten 3 zu wählen ist. Der Achswinkel λι wird hierbei ebenfalls in analoger Weise bestimmt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht einer als Umfangsschneide ausgeführten Schneide 2 nach den Fig. 1 und 2 mit der zugehörigen Drehbewegungsrichtung 4.
Durch die Schneide 2 sind zwei Schnittlinien, nämlich die Schnittlinie IV-IV senkrecht zur Längsachse der Schneide 2 sowie die Schnittlinie V-V parallel zur Drehbewegungsrichtung 4 gelegt.
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Schneide 2 nach Fig. 3 entlang der dort dargestellten Schnittlinie IV-IV. Demnach weist die Schneide 2 beispielhaft einen trapezförmigen Querschnitt mit einem an der Schneidkante 3 ausgebildeten Keilwinkel ß auf, wobei der Keilwinkel ß von einer Spanfläche 12 und einer Freifläche 13 der Schneide 2 eingeschlossen wird. Der Keilwinkel ß wird noch um einen Freiwinkel α und einen Spanwinkel γ zu insgesamt 90° ergänzt. Der Keilwinkel ß ist nach der Erfindung > 55° und liegt insbesondere in einem Bereich von einschließlich 55° bis einschließlich 80°, bevorzugt in einem Bereich von einschließlich 60° bis einschließlich 75° und beträgt hier beispielhaft 70°, während für den Freiwinkel α und den Spanwinkel γ hier beispielhaft jeweils 10° vorgesehen sind.
Da die Schneiden 2 entsprechend der Darstellung der Fig. 1 bis 3 aufgrund ihrer Drehbewegung und ihres Achswinkels λ ! mit ihren Schneidkanten 3 nicht senkrecht zur Schneidkante 3, also nicht entlang der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 3 auf das Werkstück auftreffen, sondern sich vielmehr in der Drehbewegungsrichtung 4 relativ zum Werkstück bewegen, sind für die Schnittverhältnisse an der Schneide 3 die geometrischen Verhältnisse entlang der Schnittlinie V-V heranzuziehen, wie diese in der Querschnittsdarstellung nach Fig. 5 gezeigt sind. Ebenso wie die Schneidkante 3 im Achswinkel zur Axialrichtung 5 (Fig. 2) liegt, liegt auch die Schnittlinie V-V in diesem Achswinkel λι zur Schnittlinie IV-IV. Entsprechend der Darstellung nach Fig. 5 ergeben sich hieraus im Vergleich zum Querschnitt nach Fig. 4 ein verringerter wirksamer bzw. effektiver Keilwinkel ß eff sowie ein ebenfalls verringerter wirksamer bzw. effektiver Freiwinkel oi eff , die sich zu einem gegenüber dem Querschnitt nach Fig. 4 verringerten Schnittwinkel aufaddieren. Gleichzeitig wird der wirksame bzw. effektive Spanwinkel e s im Vergleich zum Querschnitt nach Fig. 4 größer. Durch gegenseitige Anpassung des tatsächlichen Keilwinkels ß nach Fig. 4 und des Achswinkels nach den Fig. 2 und 3 kann auf diese Weise der effektive Keilwinkel ß e ff für ein gutes Schnittergebnis gegenüber dem tatsächlichen Keilwinkel ß um beispielsweise 20° vermindert oder sogar auf das nach dem Stand der Technik als erforderlich angesehene Maß von 30° bis 55° gesenkt werden.
Für die Verschleißfestigkeit der Schneidkante 3 ist jedoch nicht der effektive Keilwinkel ß eff nach Fig. 5, sondern der tatsächliche Keilwinkel ß nach Fig. 4 maßgeblich. Da dieser mit den weiter oben genanten Maßangaben im Vergleich zum Stand der Technik sehr hoch ist, werden Ausbrüche an den Schneiden 3 sowie eine Schneidkantenverrun- dung oder andere Verschleißerscheinungen zuverlässig vermieden, wodurch über eine verlängerte Standzeit ein erstklassiges Zerspanungsergebnis mit einer glatten Oberfläche erzielbar ist.
Sinngemäß das Gleiche gilt auch für die weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 beschriebenen Schneiden 2' mit ihren Schneidkanten 3' und zugehörigen Achswinkeln λι' sowie für die als Stirnschneiden ausgebildeten Schneiden 2" mit den
Schneidkanten 3" und den zugehörigen Achswinkeln λ 2 nach den Fig. 1 und 2.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 weisen die als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden 2 jeweils den in gleicher Richtung orientierten Achswinkel λ] auf, wodurch am Bearbeitungswerkzeug 14 und auch am Werkstück axiale in der Achsrichtung 5 (Fig. 2) wirkende Reaktionskräfte eintreten. Dies kann beispielsweise für das Anpressen des Werkstückes an einen Anschlag gewünscht bzw. zweckmäßig sein.
Sofern solche Axialkräfte unerwünscht sind oder zumindest verringert werden sollen, kann eine Ausführungsform der Erfindung zum Einsatz kommen, wie sie beispielhaft in der perspektivischen Ansicht nach Fig. 6 dargestellt ist. Hierbei sind die als Umfangs- schneiden ausgebildeten Schneiden 2, 2' in Gruppen bzw. in Reihen 17, 18 gegenläufig in zugeordneten Achswinkeln λι, λι' mit entgegengesetztem Vorzeichen, jedoch mit gleichem Betrag angeordnet. Insgesamt ist eine gleiche Anzahl von Schneiden 2 mit einem positiven Achswinkel λ \ und Schneiden 2' mit einem negativen Achswinkel λι' vorgesehen, so dass sich die beim Zerspanungsvorgang auftretenden Axialkräfte zumindest näherungsweise gegenseitig aufheben bzw. kompensieren. Bei Bedarf kann aber auch eine Anordnung zweckmäßig sein, bei der die Beträge der in ihren Vorzeichen unterschiedlich geneigten Achswinkel λι, λι' voneinander abweichen und auch ggf. innerhalb einer Gruppe mit gleichem Achswinkelvorzeichen variieren. Diese Variation der Achswinkelbeträge kann so gestaltet sein, dass die mittlere Axialkraft einer Gruppe von Schneiden 2 sich mit der mittleren Axialkraft einer Gruppe von Schneiden 2' gegenseitig aufhebt. Sinngemäß das Gleiche gilt auch für eine Anordnung mit unterschiedlicher Anzahl von Schneiden 2 und gegenläufig dazu angeordneten Schneiden 2'. Natürlich kann aber auch eine Auslegung derart zweckmäßig sein, dass keine oder nur eine teilweise Kompensation der Axialkräfte auftritt, so dass eine nach Bedarf in Betrag und Richtung resultierende Axialkraft während des Betriebes auftritt.
Es kann zweckmäßig sein, Gruppen von Schneiden 2, 2' mit gegenläufigen Achswinkeln λι, λι' derart vorzusehen, dass jeweils eine oder mehrere Schneiden 2 mit einem zugeordneten Achswinkel λι und eine bzw. mehrere Schneiden 2' mit zugeordneten gegenläufigen Achs winkeln λι' nebeneinander liegend zu Gruppen zusammengefasst sind. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind jedoch sämtliche als Umfangsschneiden ausgebildeten Schneiden 2, 2' paarweise gegenläufig angeordnet, so dass bezogen auf die Achsrichtung 5 neben jeder Schneide 2 mit dem positiven Achswinkel λι direkt angrenzend eine Schneide 2' mit dem zugeordneten gegenläufigen bzw. negativen Achswinkel λι' angeordnet ist. Die Anordnung ist dabei derart gewählt, dass die beiden Schneiden 3, 3' eines solchen Paares von Schneiden 2, 2' sich V-förmig in der Drehbewegungsrichtung 4 öffnen. Es kann aber auch eine umgekehrte Anordnung zweckmäßig sein, bei der die Schneidkanten 3, 3' in der Drehbewegungsrichtung 4 pfeilförmig aufeinander zulaufen.
Die scheibenförmigen, als Schaftfräser ausgebildeten Bearbeitungswerkzeuge 14 nach den Fig. 1 , 2 und 6 können als Einzelwerkzeug 15 betrieben oder in beliebiger Anzahl durch Auffädeln auf einen gemeinsamen Werkzeugschaft bzw. auf eine gemeinsame Motorenwelle, Dorn, Spindel oder Welle 16 zu einem Gesamtwerkzeug zusammengesetzt werden, wie dies beispielhaft und schematisch in Fig. 8 dargestellt ist. Für die Erzeugung einer gewünschten bestimmten Fräskontur kann es dabei zweckmäßig sein, dass hierbei Einzelwerkzeuge 15 mit gleicher oder unterschiedlicher Fräskontur zum Einsatz kommen. Die Einzelwerkzeuge 15 können zu der gewünschten Gesamtkontur zusammengesetzt werden, woraus dann das gesamte erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug 14 gebildet ist, und woraus sich die gewünschte Gesamtfräskontur ergibt. Dabei können auch Einzelwerkzeuge 15 mit unterschiedlichen Achswinkeln λι, λι' (Fig. 1, 2) kombiniert werden, um axiale Reaktionskräfte einzustellen bzw. zu eliminieren, oder um lokal ein bestimmtes Schnittergebnis zu erzielen. Insgesamt können nach der Erfindung beliebige Bearbeitungswerkzeuge 14 beispielweise in Form eines Kreissägewerkzeugs, eines Falzwerkzeugs, eines Profilfräsers oder im Zusammenhang mit als Stirnschneiden ausgeführten Schneiden 2" nach Fig. 1 als Stirnfräser oder Bohrwerkzeug ausgebildet werden.
Fig. 7 zeigt noch eine Variante der Anordnung nach Fig. 6, bei der das Bearbeitungswerkzeug 14 als Hobelwerkzeug ausgestaltet und dabei durch axiale Verlängerung der Anordnung nach Fig. 6 gebildet ist. Für die Anordnung der Schneiden 2, 2' gilt das Gleiche wie beim Bearbeitungswerkzeug 14 nach Fig. 6, wobei sich lediglich in der Axialrichtung 5 aufgrund der größeren in dieser Richtung gemessenen Längserstre- ckung des Bearbeitungswerkzeuges 14 eine größere Anzahl von Schneiden 2, 2' vorgesehen ist. Bei einem derartigen Bearbeitungswerkzeug 14 kann es auf eine exakte Positionierung relativ zum Werkstück derart ankommen, dass beim Bearbeitungsvorgang einander zugewandte bzw. zum Werkstück hin gerichtete Schneiden 2, 2' auf die Werkstückkanten auftreffen, um ein Ausfransen der Kanten zu vermeiden. Um dem Werker die genannte axiale Relativausrichtung zu erleichtern, weisen die einzelnen Gruppen von Schneiden 2 und Gruppen von gegenläufigen Schneiden 2, 2' optional jeweils unterschiedliche Farbmarkierungen 8, 9 auf, die nicht nur im Stillstand sondern auch im drehenden Betrieb des Bearbeitungswerkzeuges 14 sichtbar sind. Im drehenden Betrieb erzeugen die Farbmarkierungen 8, 9 visuell erkennbare farbliche Umfangskreise, anhand derer die axiale Relativausrichtung von Bearbeitungswerkzeug 14 und Werkstück erfolgen kann.
In allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Spanflächen 12 der Schneiden 2 bzw. der Schneidplatten 11 eben ausgebildet. Dies hat zur Folge, dass die Schneidkanten 3 der Umfangsschneiden in einer radialen Ansicht parallel zur Ebene der Spanfläche 12 einen geradlinigen Verlauf aufweisen, obwohl sie in der Ansicht nach Fig. 2 entsprechend der Umfangskontur des Bearbeitungswerkzeuges 14 ballig geschliffen sind. Die als Stirnschneiden ausgebildeten Schneiden 2" nach Fig. 1 weisen ebenfalls ebene Spanflächen 13 und damit geradlinige Schneidkanten 3" auf.
Im Rahmen der Erfindung kann es aber auch zweckmäßig sein, dass die Schneiden 2 eine profilierte, bevorzugt gewölbte und insbesondere konkav gewölbte Spanfläche 12 aufweisen, wie dies nachfolgend näher beschrieben ist.
Fig. 9 zeigt in einer Umfangsansicht ein weiteres erfindungsgemäß ausgeführtes Bearbeitungswerkzeug 14, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als zylindrischer Fräser mit auf der Umfangsfläche angeordneten Schneiden 2 ausgeführt ist. Die Schneidkanten 3 der Schneiden 2 liegen in einem Achswinkel zur Drehachse 1 bzw. 90° - λ ! zur Drehbewegungsrichtung 6. Der Achswinkel λ] beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 70°, kann aber auch in den vorstehend beschriebenen Winkelbereichen liegen. Außerdem sind die Schneiden 2 in Gruppen mit gleichem Betrag, aber unterschiedlichem Vorzeichen des Achswinkels λϊ angeordnet.
Fig. 10 zeigt in einer vergrößerten Ansicht eine einzelne Schneide 2 des Bearbeitungswerkzeugs 14 nach Fig. 9, demnach eine Schneidplatte 11 mit der daran ausgebildeten Schneidkante 3 rückseitig an einem Grundkörper 10 befestigt ist und mit seiner gegenüberliegenden, vorderseitigen Spanfläche 12 einem Spanraum 30 zugewandt ist. Die Schneidkante 3 verläuft von einer bezogen auf die Drehbewegungsrichtung 6 vorderen Schneidenecke 25 zu einer hinteren Schneidenecke 26 und weist über ihren Verlauf von der vorderen Schneidenecke 25 zur hinteren
Schneidenecke 26 einen mittleren Achswinkel λ \ mit dem vorstehend beschriebenen Maß bzw. in dem vorstehend beschriebenen Winkelbereich auf.
Abweichend von den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 8 ist dieser Verlauf jedoch nicht ausschließlich geradlinig. Vielmehr weist die Schneide 2 eine profilierte Spanfläche 12 auf. Hierzu ist die Spanfläche 12 beispielhaft entlang einer zylindrischen Kontur 28 mit einer konkav gewölbten Ausnehmung versehen, die im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel im Mittenbereich zwischen den beiden Schneidenecken 25, 26 angeordnet ist und sich nicht über die gesamte, in Richtung der Schneidkante 3 gemessenen Länge der Spanfläche 12 erstreckt. Außerhalb der konkaven Profilierung und angrenzend an die beiden Schneidenecken 25, 26 ist die Spanfläche 12 eben, so dass in diesem Bereich die Schneidkante 3 in der gezeigten radialen Draufsicht parallel zur Ebene der Spanfläche 12 geradlinig verläuft. Dazwischen weist die Schneidkante 3 in der gleichen Ansicht und infolge der konkaven zylindrischen Kontur 28 einen gelcrümmten Verlauf in Form eines Kreisabschnittes auf. Daraus folgt entsprechend der Darstellung nach Fig. 10, dass ein beliebiger Punkt 29 auf der Schneidkante 3 innerhalb der Kontur 28 in einem Achswinkel λι" zur Drehachse 1 liegt, der in seinem Betrag geringfügig vom mittleren Achswinkel λι abweicht, dennoch aber innerhalb der oben beschriebenen Grenzen liegt. Innerhalb der profilierten Kontur 28 weist die Schneidkante 3 also in jedem beliebigen Punkt 29 einen gegenüber anderen Punkten abweichenden Achswinkel λ auf. Anstelle der gezeigten konkaven zylindrischen Kontur 28 kann auch eine konvexe oder beliebige andere geometrische Form gewählt werden. Außerdem kann sich die wie auch immer geartete Kontur 28 der Spanfläche 12 über die gesamte Länge der Schneidkante 3 erstrecken.
Darüber hinaus ist die Schneide 2 auch noch im Bereich ihrer Schneidenecken 25, 26 profiliert. Der Draufsicht nach Fig. 10 ist zu entnehmen, dass die Schneide 2 im
Wesentlichen senkrecht zur Spanfläche 12 liegende Stirnflächen 20, 21 aufweist, die infolge des großen Achswinkels λι quer zur Drehbewegungsrichtung 6 im Winkel 90° - λ ί liegen. Beim Zerspanungsvorgang trifft die Schneide 2 nicht nur mit ihrer
Schneidkante 3 und der sich daran anschließenden Spanfläche 12, sondern auch mit der in der Drehbewegungsrichtung 6 vorderen bzw. vorlaufenden Stirnfläche 20 auf das Werkstück auf. Zur Verbesserung des Schneidverhaltens und zur Entlastung der in der Drehbewegungsrichtung 6 vorlaufenden Schneidenecke 25 ist die Schneide 2 bzw. die Schneidplatte 1 1 im Bereich der vorderen Stirnfläche 20 profiliert. Im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist die Schneidplatte 11 an der Stirnfläche 20 hierzu in der gezeigten radialen Draufsicht derart konkav gewölbt, dass die Stirnfläche 20 in einem Kantenwinkel δ an die Spanfläche 12 angrenzt, wobei der Kantenwinkel δ < 90° ist. Hierdurch wird vermieden, dass die Schneide 2 bzw. die Schneidplatte 11 im Bereich ihrer vorlaufenden Schneidenecke 25 stumpfwinklig auf das Werkstück auftrifft. Zur Ausbildung des Kantenwinkels δ mittels der konkav gewölbten vorlaufenden
Stirnfläche 20 ist im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel eine gestrichelt angedeutete zylindrische Kontur 27 gewählt. Es kann aber auch eine abweichende Kontur zweckmäßig sein.
Darüber hinaus ist die Schneide 2 bzw. die Schneidplatte 1 1 optional auch im Bereich ihrer hinteren, nachlaufenden Stirnfläche 21 angrenzend an die hintere Schneidenecke 26 profiliert, wozu im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel eine in den Fig. 11 und 14 näher gezeigte konvexe Rundung 22 vorgesehen ist. Auch hier kann eine abweichende Kontur der Profilierung der Stirnfläche 21 zweckmäßig sein.
Fig. 11 zeigt in einer perspektivischen Schemadarstellung eine Schneide 2 mit weiteren Einzelheiten zu ihrer konturierten Ausgestaltung relativ zur Drehbewegungsrichtung 6 und zur Radialrichtung 7. In der Drehbewegungsrichtung 6 vorlaufend weist die Schneide 2 eine Spanfläche 12 sowie in der Radialrichtung 7 nach außen weisend eine Freifläche 13 auf, wobei die Freifläche 13 mit der Drehbewegungsrichtung 6 einen positiven Freiwinkel α vergleichbar zur Darstellung nach Fig. 4 einschließt. Quer bzw. senkrecht zur Spanfläche 12 und zur Freifläche 13 liegen die Stirnfläche 20 und gegenüberliegend die in Fig. 12 dargestellte Stirnfläche 21. Die Stirnflächen 20, 21 sind ausgehend von der zwischen der Spanfläche 12 und der Freifläche 13 ausgebildeten Schneidkante 3 entgegen der Radialrichtung 7, also radial nach innen verlaufend profiliert. Im Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 11 ist diese Profilierung derart gewählt, dass die Stirnfläche 20 mittels einer konvexen Rundung 22 an die Spanfläche 12 angrenzt.
Fig. 12 zeigt die Schneide 2 nach Fig. 1 1 in einer derart gedrehten Position, dass neben der Spanfläche 12 und der Freifläche 13 auch die der Stirnfläche 20 (Fig. 11) gegenüberliegende Stirnfläche 21 sichtbar ist. Demnach ist die Stirnfläche 21 derart profiliert, dass sie mittels einer von der Schneidkante 3 radial nach innen verlaufenden Fase 22 an die Spanfläche 12 angrenzt.
Fig. 13 zeigt eine Stirnansicht der Schneide 2 nach den Fig. 11 und 12. Aus der
Zusammenschau der Fig. 11, 12 und 13 ergibt sich, dass infolge der konvexen Rundung 22 und/oder der Fase 23 in Verbindung mit dem positiven Freiwinkel α (Fig. 11) sich eine radiale Verschiebung der Schneidenecken 25, 26 einstellt. Die an die Stirnfläche 20 angrenzende Schneidenecke 25 und die an die Stirnfläche 21 angrenzende
Schneidenecke 26 sind gegenüber der Schneidkante 3 entgegen der Radialrichtung 7 radial nach innen versetzt und dadurch beim Auf treffen auf das Werkstück trotz des großen Achswinkels λι (Fig. 10) entlastet. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 bis 13 erstreckt sich die Profilierung der Stirnflächen 20, 21 in der Radialrichtung 7 über die gesamte Höhe der Schneide 2. Alternativ kann eine Ausführung nach Fig. 14 zweckmäßig sein, demnach die konvexe Rundung 22 bzw. die Fase 23 nur in einem bezogen auf die Radialrichtung 7 äußeren, direkt an die Schneidkante 3 angrenzenden Bereich ausgebildet sind. Das Gleiche gilt sinngemäß auch für die profilierte bzw. konkav gewölbte Spanfläche 12 nach Fig. 10.
Die konvexe Rundung 22 an der Stirnfläche 22 und die Fase 23 an der Stirnfläche 21 stellen nur eine von mehreren Möglichkeiten dar. Jede Stirnfläche 20, 21 kann nach Wahl eine der vorgenannten Profilierungen einschließlich der konkav gewölbten Ausführung nach Fig. 10 oder auch mit einer anderen Profilierungsform aufweisen. Außerdem kann es zweckmäßig sein, nur eine der beiden Stirnflächen 20, 21 und insbesondere die vorlaufende Stirnfläche 20 mit einer entsprechenden Profilierung zu versehen.
Die Profilierung der Spanfläche 12 und der Stirnflächen 20, 21 ist nach den Fig. 9 bis 14 beispielhaft für als Umfangsschneiden ausgebildete Schneiden 2 dargestellt, kann aber auch in analoger Weise bei den als Stirnschneiden ausgebildeten Schneiden 2" nach den Fig. 1 und 2 ausgeführt sein. Sofern nicht ausdrücklich abweichend angegeben, stimmen die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 9 bis 14 in den übrigen Merkmalen und Bezugszeichen untereinander sowie mit den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 8 überein.
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