AT501655B1 - Wendeschneidplatte zum drehschälen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schneidplatte zum Drehschälen mit in der Draufsicht im Wesentlichen polygonaler Form, enthaltend mindestens eine Hauptschneide und im stumpfen Winkel zu dieser, gegebenenfalls mit einem gerundeten Übergang, eine Nebenschneide.

Eine Fertigung von Halbzeug, beispielsweise aus Edelstahl oder aus hochlegierten Werkstoffen, erfolgt in der Regel durch eine Warmumformung des Vormaterials. Vor einer Weiterverarbeitung des Halbzeuges kann es erforderlich sein, dessen Oberfläche spanend zu bearbeiten, um von dieser Verformungsmulden und/oder Oxidhäute bzw. Zunderlagen und/oder Fehler zu beseitigen. Auch wird derart eine gegebenenfalls gewünschte Maßgenauigkeit des Halbzeuges erreicht.

Halbzeug mit rundem Querschnitt kann durch Rundschleifen, Drehen oder Drehschälen bearbeitet werden, wobei aus wirtschaftlichen Gründen bei größeren Losgrößen zumeist ein Drehschälen der Rundstäbe vorgenommen wird.

Eine Einrichtung zum Drehschälen weist prinzipiell ein rotierendes, als Drehkopf oder Schälkopf bezeichnetes Werkzeug mit mindestens drei nach innen gerichteten Schneidmesser auf, deren Schneidenflugkreis einen geringeren Durchmesser als der zubearbeitende Rundstab besitzt. In das sich drehende Werkzeug wird der Rundstab eingeschoben, wobei im Durchlauf durch die Einrichtung mittels der Messer von diesen oberflächlich Späne abgenommen werden. Sequenziell sind derart höchst wirtschaftlich Rundstäbe oder Stangen von großen Fertigungslosen mit bearbeiteter Oberfläche herstellbar.

In modernen Drehschäleinrichtungen werden im Schälkopf sogenannte Kassetten, welche zumeist aus Hartmetall gebildete Schneidplatten aufweisen, eingesetzt und befestigt. Die jeweilige Form der Schneidplatte bzw. Schälplatte ist dabei vom Werkzeugsystem der Schälmaschine abhängig, in jedem Fall bildet jedoch der Flugkreis der Schneide in dieser eintragsseitig einen Kegelstumpf gefolgt von einem Zylinderteil in Austragsrichtung. Dementsprechend besitzen Schälplatten in Draufsicht eine polygonale Form mit einer Hauptschneide für den kegelstumpfförmigen Flugkreis und im stumpfen Winkel von ca 155° dazu eine Nebenschneide oder Glättschneide, deren Flugkreis im Wesentlichen parallel zur Drehachse bzw. zu dieser mit gleichem Abstand verläuft. Die Glättschneide wirkt auch stützend für den bearbeiteten Stab und führt diesen zentrisch im Schälkopf.

Im groben Schälbetrieb, insbesondere bei Stabmaterial aus rostfreien Stählen, hoch nickelhälti-gen Legierungen und zähfesten Werkstoffen, kann es beim Einsatz von bekannten Schneidplattenformen vermehrt zu Rattererscheinungen des Werkzeuges kommen, wodurch sich auf der bearbeiteten Oberfläche sogenannte Rattermarken ausbilden. Sowohl die elektrische Leistungsaufnahme der Schälmaschine ist dabei erhöht als auch die Standzeit der Schälplatten erscheint abgesenkt.

Die Fachwelt versuchte bereits das Problem einer wirtschaftlichen Abspanung, einer verbesserten Schälbearbeitung mit engeren Bearbeitungstoleranzen - durch Optimierung der Spanleitstufe (DE 197 25 341 A1) - durch eine besondere Form der gesamten Schneidplatte mit eingeschriebenem Kreis und einer sequentiellen Anordnung derselben im Werkzeug (FR 2 483 819 A1), - mit einer sequentiellen Anordnung unterschiedlich geformter Schneidplatten im Werkzeug (EP 0 502 834 A1), sowie - mit einer besonderen Schneidplattenform mit einer ebenen Fläche und daher einer geraden Schneide zwischen Haupt- und Nebenschneide (W0 1996/09908 A1) zu lösen.

Hier will die Erfindung die Nachteile beseitigen und setzt sich zum Ziel, eine Schneidplatte der einganges genannten Art zu schaffen, welche ein Drehschälen mit ruhigem Maschinenlauf bzw. bei ruhiger Abspanung mit geringer elektrischer Leistungsaufnahme ermöglicht, Rattermarken 3 AT 501 655 B1 am Stab vermeidet und eine erhöhte Standzeit der Schneiden bei gesteigerter Abspanleistung erbringt.

Dieses Ziel wird bei einer gattungsgemäßen Schneidplatte dadurch erreicht, dass der Verbindungsbereich zwischen Haupt- und Nebenschneide mit der Maßgabe gerundet ist, dass der örtliche Krümmungsradius der Rundung eine Länge von größer 15 mm, jedoch kleiner als 35 mm, aufweist.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass bei einem Drehschälen mit einer erfindungsgemäßen Schneidenausbildung auch bei schwer spanbaren Werkstoffen, wie beispielsweise hoch chromhältige Stähle, austenitische Chrom-Nickelstähle und dgl. Materialien, eine befürchtete Reißspanbildung mit Rattererscheinungen vermieden werden kann und bei einer verminderten Leistungsaufnahme des Antriebes der Schäleinrichtung eine ruhige Spanbildung mit vergleichsweiser glatter Bearbeitungsoberfläche der Rundstäbe erreicht wird, wobei eine Schneidhaltigkeit der Werkzeuge verbessert ist. Der Grund einer verbesserten Schälspanbildung durch die erfindungsgemäße Schneidengeometrie ist noch nicht vollkommen geklärt, jedoch könnte eine Vermeidung von sprunghaften Spandickenänderungen eine Ursache darstellen.

Eine weitere Verbesserung der Schälspanung kann erreicht werden, wenn der Verbindungsbereich einen örtlichen Krümmungsradius der Rundung größer 20 mm, jedoch kleiner 33 mm, aufweist.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsvariante, bei welcher der Verbindungsbereich zwischen Hauptschneide und Nebenschneide kreisfömig gekrümmt ist. Derart kann die Herstellung der Schneidplatten vereinfacht werden.

Eine ruhige Spanbildung beim Schälvorgang und eine weitere Senkung der elektrischen Leistungsaufnahme der Maschine beim Schälen kann, wie gefunden wurde, gefördert werden, wenn der jeweilige örtliche Krümmungsradius der Rundung der Schneidplatte von der Hauptschneide zur Nebenschneide hin vergrößert ist.

Wenn dabei die Rundung die Form eines Teiles einer Hyperbel oder einer Parabel besitzt, kann besonders wirksam die Abspanung verbessert und die Spanform gewünscht gestaltet werden.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Nebenschneide der Schneidplatte als Glättschneide oder Bogenschneide mit einem Radius von 500 bis 1500 mm, vorzugsweise von 700 bis 1200 mm, ausgebildet sein. Mit derartig geformten Schneiden ist eine besonders gute Knüppeloberfläche mit geringer Rauhtiefe und geringen Maßtoleranzen beim Schälen erreichbar.

Eine besonders einfache und günstige Form einer Schneidplatte mit vorzüglichen Spanungseigenschaften und guter Schneidhaltigkeit kann erreicht werden, wenn die Hauptschneide als Rundschneide mit einem Radius von kleiner 60 mm ausgebildet ist. Für eine günstige Spanausbildung und zur Erhöhung der Spanleistung bei verbesserter Schneidenstandzeit kann es von Vorteil sein, wenn zumindest im Bereich der Hauptschneide und der Rundung zur Nebenschneide hin die Spanfläche der Schneidplatte parallel zur Schneide eine Spanformstufe aufweist.

Wenn die Schneidplatte als Wendeschälplatte mit mindestens vier Schneidbereichen ausgeführt ist und eine Einlagen- oder eine Mehrlagen-Hartstoffbeschichtung trägt, ist eine höchstmögliche Wirtschaftlichkeit bei einer Schälbearbeitung von Rundstäben erreichbar.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von jeweils einen Ausführungsweg darstellenden Zeich-

Claims (9)

1. 4 AT 501 655 B1 nungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: Formen (schematisch) von Schälplatten in Draufsicht Fig. 2: Schälplatte in perspektivischer Darstellung Fig. 3: Schälplatte nach der Erfindung in Draufsicht In Fig. 1 sind, jeweils mit Buchstaben bezeichnet, verschiedene polygonale Wendeschneidplatten zum Drehschälen in Draufsicht schematisch dargestellt. Jede der Schneidplatten nach dem Stand der Technik besitzt für eine Spanabnahme jeweils mindestens eine Hauptschneide und mindestens eine Neben- bzw. Glättschneide, welche Schneiden miteinander einen stumpfen Winkel bilden. Ein Einbau von Wendeschneidplatten erfolgt dabei in Kassetten eines Schneidkopfes derart, dass jeweils eine Neben- bzw. Glättschneide einer Schneidplatte im Wesentlichen parallel zur Achse eines zu schälenden Knüppels bzw. einer Drehachse eines Schälwerkzeuges gerichtet ist und eine Hauptschneide stumpwinkelig nach außen gegen eine Zufuhrrichtung des Knüppels verläuft. Für eine erfindungsgemäße Schneidengeometrie ist nicht eine bestimmte Polygonalform einer Schneidplatte erforderlich, wesentlich ist alleine der Verlauf von Haupt- und Nebenschneide. Aus Fig. 2 ist in perspektivischer Ansicht eine Schneidplatte 1 für ein Werkzeug zum Drehschälen schematisch entnehmbar. Die Schneidplatte 1 ist als Wendeschneidplatte ausgebildet und weist jeweils eine Hauptschneide 2, 2' und eine Nebenschneide 3, 3', die vielfach als Glättschneide bezeichnet wird, sowie einen scharfkantigen Verbindungsbereich 4 zwischen Hauptschneide 2 und Nebenschneide 3 auf. Fig. 3 zeigt eine Wendeschneidplatte 1 bzw. Schälplatte 1 nach der Erfindung mit ebenen stirnseitigen Stützflächen. Eine Nebenschneide 3, 3' besitzt einen Radius R3 von beispielsweise 1000 mm, wobei die Schneide wesentlich parallel zur Knüppelachse bzw. Drehachse eines Schälkopfes gerichtet ist. Ein Verbindungsbereich 4, 4' von Nebenschneide 3, 3' und Hauptschneide 2, 2' ist gerundet und besitzt erfindungsgemäß einen Krümmungsradius R4. Eine daran anschließende Hauptschneide 2, 2' kann gerade oder vorzugsweise als Rundschneide 2, 2' mit einem Radius R2 ausgebildet sein. Es sei vorsorglich vermerkt, dass eine Hauptschneide 2, 2' verschiedene geometrische Linienformen aufweisen kann, jedoch ist es erfindungswesentlich, dass dieselbe einen örtlichen Krümmungsradius von größer 15 mm, jedoch kleiner als 35 mm besitzt. Eine Schneidplatte 1 zum Drehschälen kann mit Vorteil planparallele Auflageflächen haben, wobei deren Spanflächenteil zumindest in einem Bereich einer Hauptschneide 2, 2', vorzugsweise parallel zur Hauptschneide 2, 2’, Verbindungsbereich 4, 4' und Nebenschneide 3, 3' eine Spanformmulde 5, 5' aufweist. Patentansprüche: 1. Schneidplatte (1) zum Drehschälen mit in der Draufsicht im Wesentlichen polygonaler Form, enthaltend mindestens eine Hauptschneide (2) und im stumpfen Winkel zu dieser, gegebenenfalls mit einem gerundeten Übergang, eine Nebenschneide (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (4) zwischen Hauptschneide (2) und Nebenschneide (3) mit der Maßgabe gerundet ist, dass der örtliche Krümmungsradius (R4) der Rundung eine Länge von größer 15 mm, jedoch kleiner als 35 mm, aufweist.
2. 2. Schneidplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich 5 AT 501 655 B1 (4) einen örtlichen Krümmungsradius (R4) der Rundung größer 20 mm, jedoch kleiner 33 mm, aufweist.
3. 3. Schneidplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (4) zwischen Hauptschneide (2) und Nebenschneide (3) kreisförmig gekrümmt ist.
4. 4. Schneidplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige örtliche Krümmungsradius (R4) der Rundung von der Hauptschneide (2) zur Nebenschneide (3) hin vergrößert ist.
5. 5. Schneidplatte (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundung (R4) die Form eines Teiles einer Hyperbel oder einer Parabel besitzt.
6. 6. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenschneide (3) als Glättschneide oder Bogenschneide mit einem Radius (R3) von 500 bis 1500 mm, vorzugsweise von 700 bis 1200 mm, ausgebildet ist.
7. 7. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneide (2) als Rundschneide mit einem Radius (R2) von kleiner 60 mm ausgebildet ist.
8. 8. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der Hauptschneide (2) und der Rundung (R4) zur Nebenschneide (3) hin die Spanfläche parallel zur Schneide eine Spanformstufe (5) aufweist.
9. 9. Schneidplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Wendeschälplatte mit mindestens vier Schneidbereichen ausgeführt ist und eine Einlagen- oder eine Mehrlagen-Hartstoffbeschichtung trägt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen