• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1984002671A1
    申请号:PCT/T1983/000037
    申请日:1983-12-23
    公开日:1984-07-19
    发明作者:Orly Dupont
    申请人:Plansee Metallwerk；
    IPC主号:B23B27-00
    专利说明:
    [0001] SCHNEIDEINSATZ ZUM GEWINDEDREHEN
    [0002] Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz zum Gewindedrehen, be¬ stehend aus einem in etwa pris enför igen Grundkörper mit einem zahn- förmig profilierten Schneidenabschnitt mit einer der Schneidkantenfrei' fläche gegenüber liegenden Anlagefläche und im wesentlichen quer zu der Schneidkantenfreifläche verlaufenden, seitliche Flächen, von denen mindestens eine als Anlage- bzw. Spannfläche ausgebildet ist.
    [0003] Gewinde mit großen Gewindesteigungen und Gewindetiefen, wie sie z.B. bei Rohren, Muffen und Bohrgestängen für die Erdöl- und Erdgas- industrie auftreten, werden auf großen Bearbeitungszentren herge¬ stellt. Um bei der Herstellung dieser Gewinde möglichst rationell zu arbeiten, erfolgt das Abdrehen des Rohres oder der Welle und das Ge¬ windeschneiden in einem einzigen Bearbeitungsschri t. Dazu werden der Schneideinsatz zum Abdrehen des Werkstückes auf den gewünschten Nenn- durchmesser des Gewindes und der Schneideinsatz zum Schneiden des Ge¬ windes in der Regel in zwei Werkzeughaltern, die auf einem gemeinsamen Support aufgespannt sind, hintereinander angeordnet. Der Gewinde¬ schneideinsatz weist dabei in der Regel eine mehrzahnige Profilierung auf, wobei die Profiltiefe der aufeinanderfolgenden Zähne zwischen einem Minimalwert und einem Höchstwert entsprechend der gewünschten Gewindetiefe abgestuft ist.
    [0004] Entsprechende Gewindeschneideinsätze dieser Art sind zum Beispiel in den US-PS 3 176330 und 4122 194 beschrieben.
    [0005] Die Gewinde für Rohre, Bohrgestänge und Muffen für die Erdöl- und Erd¬ gasindustrie müssen äußerst genau gearbeitet sein und dürfen nur kleine Fertigungstoleranzen aufweisen, dies insbesondere dort, wo die Gewindeverbindung aus Sicherheitsgründen gasdicht zu sein hat. Aus diesem Grund sind die Schneidkanten der einzelnen Schneideinsätze prä¬ zisionsgeschliffen, um möglichst enge Fertigungstoleranzen zu gewähr¬ leisten.
    [0006] Darüberhinaus werden die Werkstücke vielfach mit zwei oder auch drei Werkzeugpaaren auf Supporten, die gleichmäßig über den Umfang des Werk¬ stückes verteilt und entsprechend der Gewindesteigung versetzt angeord¬ net sind, gleichzeitig bearbeitet, um ein Schwingen und damit zu große Fertigungstoleranzen am Gewinde auszuschließen.
    [0007] Nachteilig bei dieser Art der Gewindeherstellung ist die notwendiger¬ weise äußerst präzise und daher langwierige Justierung der einzelnen Schneideinsätze eines Werkzeugpaares zueinander. Nur so lassen sich die engen Fertigungstoleranzen einhalten. Insbesondere, wenn drei Werk- zeugpaare eingesetzt werden, ist mit der Justierung der einzelnen Schneideinsatzpaare ein erheblicher Zeitaufwand verbunden. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schneidplatte zum Gewindedrehen zu schaffen, mit deren Hilfe ein aufwendiges Ausrichten von einzelnen Schneideinsätzen zueinander entfallen kann und mit der deshalb eine wesentlich wirtschaftlichere Fertigung ermöglicht wird.
    [0008] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dem zahnförmig profi¬ lierten Schneidenabschnitt des Schneideinsatzes in Zerspanungsrichtung ein Schneidenabschnitt vorgelagert ist, welcher einen demjenigen von Schneideinsätzen zum Schälen vergleichbaren Aufbau mit einer Haupt- und einer Nebenschneide aufweist.
    [0009] Die Bearbeitung des Werkstückes erfolgt also nicht mehr wie bisher mit zwei verschiedenen Schneideinsätzen, sondern mit einem einzigen Schneideinsatz. Der erfindungsgemäße Schneideinsatz kann in einem Ar- beitsgang über seine gesamte Schneidkante mit einer entsprechend profi¬ lierten Schleifscheibe präzisionsgeschliffen werden. Die einzelnen Schneidkantenabschnitte sind dadurch automatisch unter höchster Präzi¬ sion aufeinander abgestimmt. Das bisher notwendige, aufwendige Ein¬ justieren der Schneidkanten entfällt damit. Die Oberfläche des Werk- Stückes wird für das Gewindeschneiden durch den unmittelbar voraus¬ eilenden Schneidenabschnitt, der eine Geometrie ähnlich jener von Schneideinsätzen zum Schälen aufweist, optimal vorgearbeitet.
    [0010] Trotz der im Vergleich zu bekannten Gewindeschneideinsätzen wesentlich längeren, gleichzeitig im Einsatz befindlichen Schneidkante und damit einer größeren Erwärmung der Schneidkante treten überraschenderweise keinerlei Kammrisse als Folge zu großer Wärmespannungen auf.
    [0011] OM I Mehrere, gleichzeitig nebeneinander ablaufende Zerspanungsoperationen bergen die Gefahr in sich, daß die Späne eines Zerspanungsvorganges in den Schneidbereich des anderen Zerspanungsvorganges gelangen und dabei letzteren Schneideinsatz und/oder die zu bearbeitende Werkstückober- fläche beschädigen. Der Fachmann wird daher immer danach trachten, ganz besonders aber bei Präszisionszerspanungen mehrere, gleichzeitig ablaufende Zerspanungsvorgänge örtlich voneinander zu trennen. Doch entgegen entsprechender Befürchtungen tritt eine Beschädigung des pro¬ filierten Gewindeschneidabschnittes durch die von der Hauptschneid- kante erzeugten Schruppspäne, die im Vergleich zu den von der Gewinde¬ schneidpiatte erzeugten Spänen um vieles größer sind, infolge vorteil¬ haft konzipierter Schneidengeometrie nicht auf.
    [0012] In einer besonders vorteilhaf en Ausgestaltung weist der erfindungs- gemäße Schneideinsatz einen zahnförmig profilierten Schneidenabschnitt mit drei Zähnen abgestufter Profiltiefe sowie einen in Zerspanungsrich¬ tung vorgelagerten Schneidenabschnitt mit einer geradlinig unter einem Einstellwinkel von 25° zur Gewindel ngsachse verlaufenden Haupt¬ schneide und mit einer geradlinig parallel zur Gewindel ngsrichtung verlaufenden Nebenschneide, auf.
    [0013] Mit Hilfe dieses Schneideinsatzes können Gewinde an Rohren, Muffen oder Bohrgestängen für die Erdölindustrie auch entsprechend der API-Norm angefast werden. Das Werkstück wird dabei in einem ersten Ar- beitsschritt mit der Hauptschneide angefast. Anschließend wird das Werkstück in einem Arbeitsgang mit der Hauptschneide abgedreht, mit der Nebenschneide geglättet und gleichzeitig wird mit dem zahnartig profilierten Abschnitt das Gewinde eingeschnitten. Abschließend wird die Fase des Gewindes mit der Hauptschneide entgratet..
    [0014] Der erfindungsgemäße Schneideinsatz ist sowohl zur Herstellung von Außengewinden als auch von Innengewinden einsetzbar. Der erfindungs¬ gemäße Schneideinsatz kann sowohl mit einer als auch mit zwei jeweils kombinierten Schneidkanten als Wendeschneidplatte ausgeführt sein. Er kann darüberhinaus als positiver oder negativer Schneideinsatz ausge¬ führt sein. Insbesondere bei Schneideinsätzen mit negativer Schneiden- geometrie ist es vorteilhaft, eine parallel zu den Schneidkanten ver¬ laufende Spanleitstufe vorzusehen, um eine optimale Spanbildung und Spanbrechung zu erzielen.
    [0015] Weist der erfindungsgemäße Schneideinsatz nur eine Schneidkante auf, so ist die der Schneidkantenfreifl che gegenüber liegende Seitenfläche als Anlagefläche ausgebildet. Die dem zahnartig profilierten Schneiden¬ abschnitt benachbarte, in etwa quer zur Schneidkante verlaufende Sei¬ tenfläche dient ebenfalls als Anlagefläche.
    [0016] In der erfindungsgemäßen Ausführung als Wendeschneidplatte sind die beiden Schneidkanten gegenüberliegend angeordnet. Für eine sichere Ab- stützung und Positionierung des Schneideinsatzes im Werkzeughalter muß in diesem Fall die Aufnahme für den Schneideinsatz im Halter den Schneidkanten angepaßt werden, so daß auch die nicht im Einsatz be- findlichen Schneidenabschnitte zumindest teilweise eine Anlage am Werk¬ zeughalter finden. Die Erfindung wird nun an Hand von Figuren näher erläutert.
    [0017] Figur 1 zeigt einen Schneideinsatz entsprechend der Erfindung.
    [0018] Figur 2 zeigt eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Schneid- einsatzes als Wendeschneidplatte.
    [0019] Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz im zugehörigen Werkzeughalter.
    [0020] Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen, positiven Schnei einsatz -1- mit einer Schneidkante zur Herstellung eines Buttressgewindes nach API-Norm. Der Schneideinsatz -1- weist einen zahnartig profilierten Schneidenabschnitt -2- mit drei Zähnen auf. Die drei Zähne sind trapez- förmig geformt und weisen eine abgestufte Profiltiefe auf. Dem zahn¬ artig profilierten Schneidenabschnitt -2- ist in Zerspanungsrichtung ein Schneidenabschnitt vorgelagert, der eine Schneidengeometrie mit einer linearen Hauptschneide -3- und einer linearen Nebenschneide -4- aufweist, die etwa der Schneidengeomtrie von bekannten Schneidein- Sätzen zum Schälen entspricht. Die Hauptschneide -3- weist einen Ein- stellwinkel von 25° zur Gewindel ngsachse auf. Die Nebenschneidkante verläuft parallel zur Gewindel ngsrichtung und weist in diesem speziel¬ len Fall zur Herstellung eines kegelförmigen Buttressgewindes einen Einstellwinkel von 1° 47' 24' ' zur Gewindelängsachse auf. Die der Schneidkantenfreifläche gegenüberliegende Seitenfläche verläuft etwa parallel zur Gewindel ngsachse und ist als Anlagefläche -5- ausgebil¬ det. Von den quer zur Schneidkantenfreifläche verlaufenden seitlichen Flächen -6-, -7-, ist die Fläche -6- als Anlagefläche ausgebildet. Die Flächen -6- und -5- sind ebenso wie die Schneidkante präzisionsge¬ schliffen um im Werkzeughalter eine genaue Positionierung des Schneid- einsatzes ohne aufwendiges Einjustieren zu ermöglichen. Der Schneid- einsatz weist eine zentrale Bohrung -9- auf, über die eine Kühlmittel- .zufuhr zur Schneidkante ermöglicht wird.
    [0021] Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz -1- mit negativer Schneidengeometrie, der als Wendeschneidplatte ausgeführt ist. Er weist zwei gegenüberliegende Schneidkanten auf. Parallel zu jeder Schneidkante verläuft ein Spanbrecher -8-, der eine verbesserte Span¬ bildung und Spanabführung ermöglicht.
    [0022] Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Schneideinsatz -1-, der in einem zugehörigen Kurzklemmhalter -16- eingespannt ist. Der Kurzklemmhal- ter -16- ist über einen Klemmkeil -15- und Schrauben -13-, -14- in einer Ausnehmung am Maschinensupport 17- festgespannt. Die seitliche Anschlagplatte -10-, die mit der Schraube -19- am Support -17- be¬ festigt ist, dient zugleich als Anlagefläche für den Kurzklemmhal¬ ter -16- und für den Gewindeschneideinsatz -1-. Der Gewindeschneidein- satz -1- ist in einer Ausnehmung des Kurzklemmhalters -16- auf einer Unterlagsplatte -11- angeordnet. Die Klemmung des Schneideinsatzes -1- erfolgt durch eine Klemmpratze -12- die mit einer Schraube -18- mit dem Halter verschraubbar ist und die den Schneideinsatz -1- über einen Spanbrecher -22- auf die Unterlagsplatte -11- drückt.
    [0023] Der erfindungsgemäße Schneideinsatz ist insbesondere zur Herstellung von Gewinden an Rohren, Muffen oder Bohrgestängen für die Erdöl- und Erdgasindustrie geeignet. Er ist jedoch selbstverständlich auch vorteilhaft für die Herstellung von Gewinden an anderen Werkstücken einsetzbar.
    [0024] Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Ab- weichend von denjenigen, in den Figuren dargestellten Ausführungen kön- nen beispielsweise die seitlichen Flächen des Schneideinsatzes sein. So können die seitlichen Flächen eine von einer linearen Form abwei¬ chende Formgebung aufweisen, um eine seitliche Klemmung bzw. eine bessere Anlage des Schneideinsatzes zu ermöglichen.
    [0025] Ebenso kann die seitliche Anlagefl che einen Winkel 90° mit der Werk¬ stücklängsachse einschließen um ein seitliches Verkippen des Schne d- einsatzes zu verhindern.
    [0026] Auch ist es denkbar, den Schnei einsatz mit mehreren Bohrungen zu ver¬ sehen, über die ein Festklemmen des Schneideinsatzes erfolgen kann.
    权利要求:
    Claims

    P A T E N T A N S P R U C H E
    i. Schneideinsatz (1) zum Gewindedrehen, bestehend aus einem in etwa prismenförmigen Grundkörper mit einem zahnförmig profilierten Schneidenabschnitt (2), mit einer der Schneidkantenfreifläche (5) gegenüberliegenden Anlagefläche und zwei im wesentlichen quer zur Schneidkantenfreifläche verlaufenden, seitlichen Flächen (6,7), von denen mindestens eine als Anlage- bzw. Spannfläche (6) ausgebildet ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß dem zahn¬ förmig profilierten Schneidenabschnitt (2) des Schneideinsatzes (1) in Zerspanungsrichtung ein Schneidenabschnitt vorgelagert ist, wel- eher einen demjenigen von Schneideinsätzen zum Schälen vergleich¬ baren Aufbau mit einer Haupt- (3) und einer Nebenschneide (4) auf¬ weist.
    2. Schneideinsatz zum Gewindedrehen nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß er einen zahnförmig profilierten Schneidenabschnitt (2) mit drei Zähnen abgestufter Profiltiefe sowie einen in Zer¬ spanungsrichtung vorgelagerten Schneidenabschnitt mit einer gerad¬ linig unter einem Einstellwinkel von 25° zur Gewindel ngsachse ver¬ laufenden Hauptschneide (3) und einer geradlinig, parallel zur Gewindel ngsrichtung verlaufenden Nebenschneide (4), aufweist.
    3. Schneideinsatz zum Gewindedrehen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß er als Wendeschneidplatte mit zwei gegenüber¬ liegenden Schneidkanten ausgeführt ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1984-07-19| AK| Designated states|Designated state(s): BR JP SU US |
    1984-07-19| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): CH DE FR GB NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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