DE3910805A1 - Cutting tip for recessing and longitudinal turning - Google Patents
Cutting tip for recessing and longitudinal turningInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schneidplatte zum Einstechen und Längsdrehen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a cutting insert for piercing and longitudinal turning with the features of the preamble of Claim 1.
Bei derartigen, aus der Praxis bekannten Schneidplat ten ist man bestrebt, die Hauptschneide, die recht winklig zu der Längsachse des Schaftes verläuft, ge rade zu gestalten, um bei der Abstechoperation defi nierte Verhältnisse zu bekommen. Wenn solche Schneid platten dazu verwendet werden, auch längszudrehen, steht die gesamte Hauptschneide bei richtiger Justie rung der Schneidplatte mit dem Werkstück in Eingriff. Schneiden tut jedoch nur die in Vorschubrichtung lie gende Nebenschneide sowie die üblicherweise scharfkan tig ausgebildete Schneidecke zwischen der aktiven Nebenschneide und der Hauptschneide. Die Hauptschnei de liefert zwar keinen Beitrag zum Materialabtrag am Werkstück, erhöht aber dennoch den Schnittdruck. Zu folge des erhöhten Schnittdruckes neigt die Anordnung aus Schneidplatte und Werkstück zum Schwingen. Dadurch bekommt die Werkstückoberfläche eine mindere Qualität. In such cutting plate known from practice One strives, the main cutting edge, the right one runs at an angle to the longitudinal axis of the shaft, ge rade to defi in the parting off operation get ned relationships. If such cutting plates are used to also turn longitudinally, the entire main cutting edge is correctly adjusted tion of the insert with the workpiece. However, cutting only does that in the feed direction minor cutting edge and the usually sharp edge trained cutting edge between the active Minor cutting edge and the main cutting edge. The main snow de does not make a contribution to material removal on Workpiece, but still increases the cutting pressure. To due to the increased cutting pressure, the arrangement tends from insert and workpiece for swinging. Thereby the workpiece surface gets a lower quality.
Außerdem neigen Freiflächen an nicht aktiven Schneiden, die nur drückend am Werkstück anliegen, zum erhöhten Verschleiß. Die Hauptschneide der Schneidplatte ver schleißt deswegen auch dann, wenn mit der Schneidplat te längsgedreht und nicht eingestochen wird.In addition, open spaces tend to be inactive on cutting edges, which only press against the workpiece to increase Wear. The main cutting edge of the insert ver therefore also wears when using the cutting insert is turned lengthways and is not pierced.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schneidplatte zu schaffen, die universell zum Einste chen und Längsdrehen verwendet werden kann und bei geringerem Verschleiß verbesserte Oberflächenquali täten am Werkstück erzeugt.Based on this, it is an object of the invention to To create insert that is universal for starters Chen and longitudinal turning can be used and improved surface quality generated on the workpiece.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schneid platte mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the cutting plate with the features of claim 1 solved.
Bei der neuen Schneidplatte ist durch die Krümmung die Hauptschneide beim Längsdrehen im wesentlichen freigestellt. Die Schneidplatte steht beim Längsdrehen nur mit den beiden, im Über gangsbereich zwischen der Hauptschneide und den Neben schneiden liegenden Schneidecken mit dem Werkstück in Eingriff. Entsprechend klein ist der Schnittdruck, der sich nun nur noch aufgrund der Schnittkraft der beim Längsdrehen aktiven Nebenschneide ergibt. Die Verminderung des Schnittdrucks, also der senkrecht zu der Spanfläche der Schneidplatte wirkenden Kraft führt zu einer verminderten Schwingneigung des die Schneidplatte haltenden Drehmeißels bzw. des Werk stückes, womit die Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstückes erheblich gesteigert wird. Außerdem ver schleißt die Hauptschneide beim Längsdrehen in ihrem überwiegenden Teil nicht, sondern höchstens im Be reich der beiden Schneidecken. Der dort auftretende Verschleiß mindert praktisch nicht die Zerspanungs fähigkeit der Schneidplatte bei Einstechoperationen, da die Hauptschneide im übrigen über fast ihre gesamte Länge scharf bleibt und nur im Bereich der Schneid ecken bei entsprechendem Verschleiß eine geringfügige Materialverdrängung auftritt, ehe die Schneidkanten im Bereich der Schneidecken wirksam werden können.With the new insert is due to the curvature the main cutting edge when turning longitudinally in essentially exempt. The insert stands only when turning lengthways with the two, in the over passage area between the main cutting edge and the secondary cut lying cutting corners with the workpiece Intervention. The cutting pressure is correspondingly small, which is now only due to the cutting force of the active secondary cutting edge when turning lengthways. The Reduction of the cutting pressure, i.e. the vertical pressure force acting on the rake face of the insert leads to a reduced tendency of the Insert holding the lathe tool or the work piece, with which the surface quality of the machined Workpiece is significantly increased. In addition ver the main cutting edge wears in its longitudinal turning predominantly not, but at most in the Be realm of the two cutting corners. The one appearing there Wear practically does not reduce machining ability of the insert during plunge-cutting operations, since the main cutting edge, moreover, covers almost all of it Length stays sharp and only in the area of the cutting corners with a slight wear Material displacement occurs before the cutting edges can be effective in the area of the cutting corners.
Je nach dem, wie die Stabilitätsverhältnisse an den Schneidecken sein sollen, kann entweder die Spanfläche zylinderförmig gekrümmt sein, d. h. die Krümmung er folgt mit einem konstanten Krümmungsradius längs einer Dimension parallel zur Spanfläche oder der Krümmungs radius der Krümmung kann sich längs der Hauptschneide verändern, wobei er im Bereich der Mitte der Haupt schneide am größten, gegebenenfalls unendlich ist und zu den Schneidecken hin, d. h. in Richtung auf die Nebenschneiden zu abnimmt.Depending on how the stability conditions at the Cutting edges should be either the rake face be cylindrically curved, d. H. the curvature he follows along with a constant radius of curvature Dimension parallel to the rake face or the curvature radius of curvature can extend along the main cutting edge change, being in the middle of the main area cut the largest, possibly infinite and towards the cutting corners, d. H. towards the minor cutting edges decreases too.
Bei einem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Krümmungsradius derart gewählt, daß der tiefste Punkt der Hauptschneide von einer Bezugsebene einen Abstand zwischen 0,0 X und 0,0 Y mm aufweist. Dabei ist die Bezugsebene als eine Ebene definiert die durch die Schneidecken geht und mit dem Freiwinkel gegenüber der Freifläche geneigt ist.In a currently preferred embodiment the radius of curvature is chosen such that the deepest Main cutting edge point from a reference plane Distance between 0.0 X and 0.0 Y mm. Here the reference plane is defined as a plane through the cutting corners goes and facing with the clearance angle the open area is inclined.
Bezogen auf die Länge der Hauptschneide, gemessen zwischen den beiden Schneidecken, sind dies 0,X bis X%.Relative to the length of the main cutting edge, measured between the two cutting corners, these are 0, X to X%.
Um den Span sowohl beim Einstechen als auch beim Längs drehen gut zu brechen, damit in keinem Falle ein End losspan entsteht, sind in der Oberseite der Schneid platte, dort, wo die Spanflächen der Nebenschneiden und der Hauptschneide liegen, vorzugsweise punktförmige Erhöhungen vorhanden, auf die der abgetrennte Span aufläuft und an denen er bricht. Die punktförmigen Er höhungen haben den Vorteil, daß sie in Sintertechnik leicht herzustellen sind und die Schneidengeometrie selbst nicht nachteilig beeinflussen. About the chip both when grooving and lengthways turn well to break so there is never an end Loose chip is formed, the cutting is in the top plate, where the rake faces of the minor cutting edges and the main cutting edge, preferably point-shaped There are increases to which the separated chip runs up and on which it breaks. The punctiform Er Elevations have the advantage that they are sintered are easy to manufacture and the cutting geometry not adversely affect itself.
Zweckmäßigerweise liegen die spanbrechenden Erhöhungen auf einer Linie, die der Kontur folgt, die von den Nebenschneiden und der Hauptschneide definiert ist.The chip-breaking elevations are expediently located on a line that follows the contour drawn by the Minor cutting and the main cutting edge is defined.
Die neue Schneidplatte kann auch als Wendeschneidplat te ausgeführt sein, in dem Sinne, daß sie bezüglich einer durch die Seitenflächen gehenden Achse punkt symmetrisch ist. Dadurch bekommt sie in der Seiten ansicht eine parallelogrammförmige Gestalt, wobei die entstehenden Hauptschneiden sich bezüglich der parallelo grammförmigen Gestalt diagonal gegenüberliegen. Die Klemmung sowohl der symmetrischen als auch der un symmetrischen Platte kann sowohl dadurch erfolgen, daß die Schneidplatte zwischen Ober- und Unterseite eingespannt wird, als auch dadurch, daß ein Befesti gungselement durch eine den Schaft durchsehende Boh rung durchführt, das in dem Schneidplattenhalter ver ankert ist.The new insert can also be used as an insert te in the sense that they are related to an axis point through the side surfaces is symmetrical. This will get them in the pages view a parallelogram shape, the main cutting edges arise with respect to the parallelo diagonally opposite gram-like shape. The Clamping both the symmetrical and the un symmetrical plate can be done both that the insert between the top and bottom is clamped, as well as in that a fastener tion element by a Boh through the shaft tion that ver in the insert holder is anchored.
Im Falle eines Spanwinkels von 0° ist die Freifläche der Hauptschneide etwa zylinderförmig konkav ge krümmt.In the case of a rake angle of 0 ° the free area is the main cutting edge is approximately concave writhes.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the counter state of the invention. Show it:
Fig. 1 eine Schneidplatte gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht, Fig. 1 shows a cutting insert according to the invention in a perspective view;
Fig. 2 die Schneidplatte nach Fig. 1 in einer Seiten ansicht,View Fig. 2, the cutting insert of Fig. 1 in a side,
Fig. 3 die Schneidplatte in einer Draufsicht und Fig. 3 shows the insert in a plan view and
Fig. 4 die Schneidplatte in einer Ansicht auf eine der Freiflächen. Fig. 4 shows the insert in a view of one of the open spaces.
In Fig. 1 ist eine als Wendeschneidplatte ausgebildete Schneidplatte 1 zum Einstechen und Längsdrehen veran schaulicht. Die Schneidplatte 1 weist einen etwa prisma tischen Schaft 2 auf, der, wie insbesondere die Fig. 4 zeigt, von zwei zueinander parallelen ebenen Seiten flächen 3 und 4 sowie einer satteldachförmigen Ober seite 5 und einer dazu spiegelbildlichen und gleich konturierten Unterseite 6 begrenzt ist.In Fig. 1, a cutting plate 1 designed as an indexable insert for grooving and longitudinal turning is illustrated. The insert 1 has an approximately prismatic shaft 2 , which, as shown in FIG. 4 in particular, of two mutually parallel flat side surfaces 3 and 4 and a gable roof-shaped upper side 5 and a mirror image of the same and contoured underside 6 is limited.
Mit Hilfe des Schaftes 3 wird die Wendeschneidplatte in einem nicht veranschaulichten Halter gespannt. Da mit dieselben Auflageflächen verwendet werden können, wenn die Schneidplatte 1 in der gewendeten Stellung in dem Halter gespannt werden soll, sind die Ober und die Unterseite 5, 6 zueinander spiegelsymmetrisch. Bei der gewendeten Stellung würden Ober- und Unter seite 5, 6 die Funktion tauschen, weshalb die in den Figuren angegebene Lage der Bezugszeichen willkürlich gewählt ist. Sie dient lediglich zur Unterscheidung der beiden Seiten 5 und 6. Der Abstand zwischen den beiden Seitenflächen 3, 4 ist, wie Fig. 4 zeigt, deut lich kleiner als der Abstand von der Oberseite 5 zur Unterseite 6, d.h. das Profil des Schaftes 2 wird, wie dies bei Abstechmessern üblich ist, hochkant be nutzt, um eine ausreichende Stabilität zu gewährlei sten.With the help of the shaft 3 , the insert is clamped in a holder, not shown. Since the same contact surfaces can be used when the cutting plate 1 is to be clamped in the holder in the turned position, the upper and lower sides 5 , 6 are mirror-symmetrical to one another. In the turned position top and bottom page 5 , 6 would swap the function, which is why the position of the reference numerals indicated in the figures is chosen arbitrarily. It only serves to distinguish the two sides 5 and 6 . The distance between the two side surfaces 3 , 4 , as shown in FIG. 4, is significantly smaller than the distance from the upper side 5 to the lower side 6 , ie the profile of the shaft 2 is, as is customary in the case of cut-off knives, used on edge, to ensure sufficient stability.
Im Bereich beider Stirnenden ist der Schaft 2 unter Ausbildung zweier Schneidenanordnungen 7 und 8 form gesindert bzw. angeschliffen. Die beiden Schneiden anordnungen 7 und 8 sind bezüglich einer auf den bei den Seitenflächen 3 und 4 senkrecht stehenden Achse punktsymmetrisch, so daß es genügt, lediglich eine der Schneidenanordnungen 7, 8 zu beschreiben. Für die andere gilt sinngemäß dasselbe, weshalb identische Bezugszeichen verwendet sind. In the area of both ends, the shaft 2 is reduced or ground to form two cutting edge arrangements 7 and 8 . The two cutting edge arrangements 7 and 8 are point-symmetrical with respect to an axis perpendicular to the side surfaces 3 and 4 , so that it is sufficient to describe only one of the cutting edge arrangements 7 , 8 . The same applies mutatis mutandis to the other, which is why identical reference numerals are used.
Die Schneidenanordnung 7 enthält eine etwa quer zu der Längsachse des Schaftes 2 verlaufende Hauptschnei de 9, die an zwei stirnseitig oben liegenden Schneid ecken 11 und 12, die gegebenenfalls verrundet sind, in zwei Nebenschneiden 13 und 14 übergeht. Die bei den Nebenschneiden 13 und 14 konvergieren, ausgehend von der Hauptschneide 9, in Richtung auf den Schaft 2. Zwischen den Nebenschneiden 13, 14 und der Haupt schneide 9 befindet sich eine Spanmulde 15, deren Grundfläche die Spanfläche für die besagten Schneiden bildet. Die Spanfläche 15 steigt an ihrem von der Hauptschneide 9 abliegenden, in Richtung des Schaftes 2 liegenden Ende bis zur Oberseite 5 an.The cutting edge arrangement 7 contains an approximately transverse to the longitudinal axis of the shank 2 main cutting de 9 , which at two ends at the top cutting corners 11 and 12 , which may be rounded, merges into two secondary cutting edges 13 and 14 . Starting at the main cutting edge 9 , they converge in the direction of the shank 2 in the secondary cutting edges 13 and 14 . Between the secondary cutting edges 13 , 14 and the main cutting edge 9 there is a chip recess 15 , the base of which forms the cutting surface for the said cutting edges. The rake face 15 rises up to the top 5 at its end lying away from the main cutting edge 9 and in the direction of the shank 2 .
Von den Schneiden 9, 13, 14 führt nach unten jeweils eine zugehörige Freifläche, nämlich die Freiflächen 16, 17 und 18, wobei die Freifläche 16 zu der Haupt schneide 9 und die Freiflächen 17 und 18 zu den bei den Nebenschneiden 13 und 14 gehören. Sämtliche Frei flächen 16, 17 und 18 haben einen positiven Frei winkel.From the cutting edges 9 , 13 , 14 leads downward each associated free area, namely the free areas 16 , 17 and 18 , the free area 16 to the main cutting edge 9 and the free areas 17 and 18 to those in the secondary cutting edges 13 and 14 . All free areas 16 , 17 and 18 have a positive free angle.
Die Spanfläche 15 ist, wie die Figuren zeigen, bezüg lich zweier Achsen gekrümmt. Die eine Achse, bezüglich der die Spanfläche 15 gekrümmt ist, verläuft parallel zur Längserstreckung des Schaftes 2, während die andere Achse parallel zur Hauptschneide 9 sich er streckt. Hierdurch entsteht eine Spanfläche 15, die zumindest angenähert kalottenförmig konkav ist, wo bei jedoch die Krümmungsradien, die von den beiden Achsen ausgehen, keineswegs gleich sein müssen. Sie müssen auch nicht längs einer Achse konstant sein, sondern sie können sich durchaus längs der Achse ver ändern. In jedem Falle entsteht eine gekrümmte Haupt schneide 9, die in ihrem mittleren Bereich tiefer liegt als im Bereich der beiden Schneidecken 11 und 12. In Verbindung mit der unter dem Freiwinkel verlau fenden Freifläche 16 entsteht eine Schneidengeometrie, die dafür sorgt, daß der mittlere Bereich der Haupt schneide 9 gegenüber einer Bezugsebene zurückspringt, die die beiden Schneidecken 11 und 12 enthält, und die unter dem Freiwinkel gegenüber der Freifläche 16 verläuft. Diese Bezugsebene ist in Fig. 3 durch eine gestrichelte Gerade 19 veranschaulicht. Diese Be zugsebene 19 wäre beim Längsdrehen mit der Schneidplatte 1 die Tangente an die Mantellinie, längs derer sich die Schneidplatte 1 in Vorschubrichtung bewegt. Es ist deutlich zu erkennen, wie bei einer solchen Operation die Hauptschneide 9 in ihrem überwiegenden Teil von dem Werkstück freigestellt ist. In der Figur ist der Abstand, den der am weitesten zurückweichende Teil der Hauptschneide 9 von der Bezugsebene 19 hat, mit a bezeichnet. Er liegt bei einer Schneidplatte 1 mit einer Einstechbreite von 5 mm bei ca. 0,05 mm.The rake face 15 is, as the figures show, bezüg Lich two axes curved. One axis, with respect to which the rake face 15 is curved, runs parallel to the longitudinal extension of the shaft 2 , while the other axis extends parallel to the main cutting edge 9 . This creates a rake face 15 which is at least approximately dome-shaped concave, but where the radii of curvature emanating from the two axes do not have to be the same. They also do not have to be constant along an axis, but they can certainly change along the axis. In any case, a curved main cutting edge 9 is formed , which is lower in its central area than in the area of the two cutting corners 11 and 12 . In connection with the free area 16 leaving the clearance angle, a cutting edge geometry is created which ensures that the central area of the main cutting edge 9 springs back with respect to a reference plane which contains the two cutting corners 11 and 12 , and which has the clearance angle with respect to the free area 16 runs. This reference plane is illustrated in FIG. 3 by a dashed line 19 . This reference plane 19 would be when turning longitudinally with the insert 1, the tangent to the surface line, along which the insert 1 moves in the feed direction. It can be clearly seen how the main cutting edge 9 is largely free of the workpiece in such an operation. In the figure, the distance that the most receding portion of the main cutting edge has 9 from the reference plane 19, referred to as a. For a cutting insert 1 with a plunge width of 5 mm, it is approximately 0.05 mm.
Infolge der zweiachsigen Krümmung der Spanfläche 15 wird auch an beiden Nebenschneiden 13 und 14 ein positiver Spanwinkel erreicht. Die gezeigte Schneid platte 1 zeigt deswegen geringe Schnittkräfte, unab hängig davon, ob mit der Schneidplatte 1 eingestochen wird, also die Hauptschneide 9 aktiv ist, oder ob mit Hilfe der Schneidplatte 1 längsgedreht wird, d.h. sie als rechter oder linker Seitendrehmeißel eingesetzt wird, wobei dann die beiden Nebenschneiden 13 und 14 zu Hauptschneiden beim Bearbeitungsvorgang werden. In diesem Fall steht die Schneidplatte 1 außer mit der entsprechenden Nebenschneide 13 oder 14 nur noch mit den beiden Schneidecken 11, 12 mit dem Werkstück in Eingriff, während die Hauptschneide 9 im übrigen freigestellt ist und vom Werkstück nicht verschlissen wird. As a result of the biaxial curvature of the rake face 15 , a positive rake angle is also achieved on both secondary cutting edges 13 and 14 . The cutting plate 1 shown therefore shows low cutting forces, regardless of whether the cutting insert 1 is inserted, i.e. the main cutting edge 9 is active, or whether the cutting insert 1 is used to rotate it longitudinally, ie it is used as a right or left side turning tool, whereby then the two secondary cutting edges 13 and 14 become main cutting edges in the machining process. In this case, the cutting insert 1, apart from the corresponding secondary cutting edge 13 or 14, only engages with the two cutting corners 11 , 12 with the workpiece, while the main cutting edge 9 is otherwise free and is not worn out by the workpiece.
Um Endlosspäne zu vermeiden, und zwar sowohl beim Längsdrehen als auch beim Einstechen, sind in der Span fläche 15 insgesamt vier als punktförmige Höcker aus gebildete Spanbrecher 21 vorgesehen. Sie sind ent sprechend den üblichen Überlegungen von den zuge hörigen Schneiden 9, 13, 14 beabstandet und liegen deswegen auf einer Linie, die zu diesen Schneiden 9, 13, 14 parallel verläuft, jedoch nach innen versetzt ist.In order to avoid endless chips, both when turning longitudinally and when grooving, a total of four as punctiform bumps formed from chip breakers 21 are provided in the chip area 15 . You are accordingly the usual considerations of the associated cutting edges 9 , 13 , 14 spaced and are therefore on a line that runs parallel to these cutting edges 9 , 13 , 14 , but is offset inwards.
Im Falle kleiner Spanwinkel, bei denen die Spanfläche 15 nur wenig oder überhaupt nicht konkav ist, kann die konkave und von dem Werkstück zurückweichende Gestalt der Hauptschneide 9 auch dadurch erzielt werden, daß die Freifläche 16, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zumindest in ihrem an die Hauptschneide 9 angrenzenden Bereich eine ebene Fläche ist, etwa zylinderförmig konkav gekrümmt wird, wobei die Achse der Flächenkrümmung rechtwinklig zu der Hauptschneide 9 verläuft, wie dies in Fig. 3 auf der rechten Seite veranschaulicht ist.In the case of small rake angles, in which the rake face 15 is only slightly or not at all concave, the concave shape of the main cutting edge 9 which deviates from the workpiece can also be achieved in that the free face 16 , which in the embodiment according to FIG its area adjacent to the main cutting edge 9 is a flat surface, is curved approximately concavely in a cylindrical manner, the axis of the surface curvature extending at right angles to the main cutting edge 9 , as is illustrated in FIG. 3 on the right-hand side.
Wie die Fig. 2 zeigt, entsteht in jedem Falle eine Schneidplatte 1, die in der Seitenansicht etwa die Gestalt eines Parallelogramms aufweist, wobei die zugehörigen Hauptschneiden 9 an den Ecken des Paralle logramms liegen, die die größte Entfernung voneinander haben.As shown in FIG. 2, a cutting plate 1 is formed in each case, which has approximately the shape of a parallelogram in the side view, the associated main cutting edges 9 being located at the corners of the parallel logogram, which have the greatest distance from one another.
Claims (16)
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