DD260882A1 - Wendeschneidplatte mit spanbrechenden und spanableitenden ausnehmungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte mit spanbrechenden und spanableitenden Ausnehmungen. Sie beschreibt eine Wendeschneidplatte aus Sinterhartmetall, vorzugsweise aus wolframfreien Hartmetallen mit spanformenden, spanbrechenden und spanableitenden Ausnehmungen fuer die spanende Metallbearbeitung. Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere fuer Wendeschneidplatten aus wolframfreien Hartmetallen die Anordnung und Ausbildung von spanableitenden und spanbrechenden Ausnehmungen zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass sich an die Schneidenfase eine spanformende und spanbrechende Ausnehmung aus einer Spanflaeche, einer Spanformungsrille und einer Spanbrecherflaeche anschliesst, die sich aus ebenen Flaechenteilen, Zylindermantelflaechenteilen und Kegelmantelflaechenteilen zusammensetzen, an die sich eine zweite Spanbrecherflaeche anschliesst, die in der Symmetrieachse durch ebene, dreieckfoermige auf den Mittelpunkt gerichtete Auflageflaechen und durch zur Schneidplattenmitte geneigte Spanableitnuten mit kreissegmentfoermigem, trapezfoermigem oder dreieckfoermigem Querschnitt abgegrenzt ist, die in der Diagonalen weitere ebene Auflageflaechen bilden, die im Bereich der Schneidenecken durch je eine Auskehlung abgesetzt sind. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte aus Sinterhartmetall, vorzugsweise aus wolframfreien Hartmetallen, mit spanformenden, spanbrechenden und spanableitenden Ausnehmungen für die spanende Metallbearbeitung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für eine störungsfreie spanende Werkstoffbearbeitung insbesondere bei NC- und CNC-Werkzeugmaschinen ist ein effektiver Spanbruch und ein gerichteter Spanablauf besonders wichtig, um ein gefahrloses und kontinuierliches Arbeiten zu gewährleisten.

Dabei ist es notwendig, daß die ablaufenden Späne in einem günstigen Spanbruch bereich liegen und weder die bearbeitete Werkstückoberfläche, noch die nicht im Einsatz gewesenen Schneidkanten beschädigen. Dies ist besonders wichtig bei spröden Schneidwerkstoffen. Um diese Anforderungen an einen spanungstechnisch günstigen Spanablauf zu erfüllen, werden Schneideinsätze mit Spanleitstufen versehen. Die Schneideinsätze sind in einerzentrisch liegenden Aufnahmebohrung befestigt und haben eine völlig freie Oberfläche ohne den Spanablauf behindernde Erhebungen. In der DE-AS 1 602967 wird ein Schneideinsatz beschrieben, der nur in der Schneidenspitze eine Rippe als Spanbrecher aufweist, die aber nur bei der Feinstbearbeitung zur Wirkung kommt. Bei der Grobbearbeitung wirkt sich die Geometrie nachteilig aus, da durch das höher stehende Mittelteil und fehlenden Spanbrechern ein sicheres Brechen und Ableiten der Späne nicht gegeben ist.

Ähnlich nachteilig wirkt sich die Geometrie in der DE-OS 2307187 aus, bei der der Spanbrecher einen Rückenabschnitt aufweist der über dem Hauptabschnitt der Schneidkante heraussteht und sich im spitzen Winkel von dieser abstreckt, wodurch der ablaufende Span auf die Werkstückoberfläche gelenkt wird und diese beschädigt.

Die Nachteile der beiden vorgenannten Ausführungsformen der Spanbrechernuten sollen in der DE-OS 2254270 dadurch beseitigt werden, daß sich an die Spanbrechernut eine nach unten auf den Mittelpunkt der Schneidplatte geneigte ebene Fläche anschließt, wodurch eine pyramidenförmige Ausnehmung gebildet wird. Der Span kann so zwar nach hinten gut abrollen. Da aber keine spanbrechenden Flächenelemente vorhanden sind, kann ein Arbeiten über einen breiten Bereich, der Schnittbedingungen nicht gewährleistet werden.

Ein weiterer Nachteil bei der Zerspanung kann auftreten, wenn der entstehende Span nicht richtig abgelenkt wird und dabei die gegenüberliegende, noch nicht im Eingriff gewesene Schneidkante beschädigt. Dies kann auftreten bei der polygonalen Wendeschneidplatte, wie sie in der DE-PS 1912203 beschriebenist. Der Schneideinsatz ist hierbei mit längs der Schneidkante verlaufenden Spanbrechernuten versehen, deren Breite und Tiefe sich ausgehend von den Schneidenecken kontinuierlich zur Mitte hin auf je einen in der Mitte liegenden Kleinstwert verringert. Der Nachteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, daß die an den Schneidenecken zusammenlaufenden Spanbrechernuten eine sehr breite, flache Nut ergeben, die bewirken kann, daß der ablaufende Span auf die gegenüberliegende Schneidkante gelenkt wird und die Werkstückoberfläche beschädigt.

In der DE-OS 2 304120 wird ein Schneideinsatz beschrieben, bei dem die Breite der Spanbrechernut in den Ecken am geringsten ist und sich zur Mitte zwischen den Ecken hin verbreitert, wobei die Tiefe der Nut über ihre ganze Länge gleich ist. Hierbei ist zwar eine Spanbrechung über einen größeren Bereich der Schnittbedingungen möglich, aber eine gezielte Spanlenkung nicht.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die Nachteile der bekannten Wendeschneidplatten zu vermeiden und eine Wendeschneidplatte, insbesondere aus wolframfreien Hartmetallen, zu entwickeln, die in ihrer geometrischen Gestaltung eine Verbesserung der Spanbrechung und Spanlenkung über einen großen Bereich der Spanungsquerschnitte erreicht, eine Beschädigung nicht im Eingriff befindlicher Schneidkanten ausschließt und sowohl einseitig als auch doppelseitig genutzt werden kann.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für Wendeschneidplatten aus wolframfreien Hartmetallen die Anordnung und Ausbildung von spanableitenden und spanbrechenden Ausnehmungen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich an die Schneidenfase eine spanformende und spanbrechende Ausnehmung aus einer Spanfläche, einer Spanformungsrille und einer Spanbrecherfläche anschließt, die sich aus ebenen Flächenteilen, Zylindermantelflächenteilen und Kegelmantelflächenteilen zusammensetzen, an die sich eine zweite Spanbrecherfläche anschließt, die in der Symmetrieachse durch ebene, dreieckförmige auf den Mittelpunkt gerichtete Auflageflächen und durch zur Schneidplattenmitte geneigte Spanableitnuten mit kreissegmentförmigen, trapezförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt abgegrenzt ist, die in der Diagonalen weitere ebene Auflageflächen bilden, die im Bereich der Schneidenecken durch je eine Auskehlung abgesetzt sind.

Die sich an die Schneidenfase anschließende Ausnehmung soll eine unter einem Winkel von 15° bis 25° nach unten geneigte Spanfläche und eine unter einem Winkel von 5° bis 15° nach oben ansteigende Spanbrecherfläche aufweisen.

Die auf den Diagonalen der Wendeschneidplatte liegenden Auflageflächen haben eine dreifache Funktion, nämlich Abstützung bei der doppelseitigen Ausführung der Wendeschneidplatte, Spanbrecher und Schutz der Nebenschneide vor Beschädigungen.

Weitere dreieckförmige Auflageflächen befinden sich in der Symmetrieachse des Schneideinsatzes. Diese dienen als Spanbrecher bei schweren Schnittbedingungen, wobei der Span auf einer ebenen konkav gewölbten Spanfläche, die sich an die Spanbrechernut anschließt, abläuft und als Auflagefläche für die doppelseitige Ausführung.

Zur Funktion der Spanlenkung dienen die Spanableitnuten, wobei der Span entlang der Auflagefläche in diese Nuten zur Mitte des Schneideinsatzes gelenkt wird. So kann eine Beschädigung der Schneidkanten ausgeschlossen werden. Der Querschnitt der Spanableitnuten kann sowohl kreissegmentförmig, trapezförmig oder auch die Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit abgerundeter Spitze aufweisen. Als eine günstige Variante wird der kreissegmentförmige Querschnitt angesehen. Der Verlauf der Spanableitnuten zur Mitte hin ist geradlinig.

Wie sich aus dem vorstehend dargelegten Wesen der Erfindung ergibt, wird von einer Wendeschneidplatte ausgegangen, die vorwiegend bei wolframfreien Hartmetallen eingesetzt werden sollte. Da diese Sorten aufgrund ihrer Bestandteile spröde sind, muß durch eine gezielte Spanlenkung jeglicher Kontakt der Späne mit in Eingriff befindlichen Schneidkanten oder auch noch nicht im Eingriff gewesener Schneidkanten verhindert werden.

Dies wird dadurch erreicht, daß bei sehr kleinen Schnittbedingungen die Späne in den Auskehlungen, die sich in den Schneidenecken befinden, verformt und gebrochen werden. Gleichzeitig dient diese Auskehlung zur Stabilisierung der Schneidkante. Bei mittleren Schnittbedingungen werden die Späne über die Spanfläche, die zu den Schneidenecken hin in Zylindermantelflächenteilen ausläuft, gelenkt und über die Spanformungsrille und die Spanbrecherfläche, die zu den Schneidenecken hin in Kegelmantelflächenteilen ausläuft, verformt und gebrochen, wobei die Spanbrechung auch an der ebenen Auflagefläche in der Diagonalen erfolgen kann.

Durch die sich anschließenden Spanableitnuten, die zur Schneidplattenmitte hin verlaufen, werden die Späne gezielt abgelenkt, kurz gewendelt und eine Beschädigung der Schneidkanten wird ausgeschlossen. Bei größeren Schnittbedingungen, die bei wolframfreien Hartmetallen selten angewendet werden, werden die Späne über die Spanfläche und Spanbrecherfläche auf die ebene Spanbrecherfläche gelenkt und dort gebrochen.

Durch diese geometrische Gestaltung wird bei kleinen und mittleren Schnittbedingungen der Verformungsgrad der Späne sowie die Größe der Kontaktfläche mit der Spanbrechernut gering gehalten, wodurch auch die Beanspruchung des Werkzeuges infolge der durch den ablaufenden Span verursachten Reibung sinkt sowie die Kontaktzonen zwischen Span und Spanfläche geringer werden, was sich positiv auf das Verschleißverhalten der Werkzeugschneiden auswirkt. Die Gestaltung der Auflageflächen in den Diagonalen gewährleistet eine gute Plattenauflage im Schneidecken bereich, wobei die Auflageflächen in der Symmetrie eine zusätzliche Sicherheit bieten, um diese Schneidengeometrie bei doppelseitigen Wendeschneidplatten einsetzen zu können und um eine optimale Ausnutzung der Schneidkanten zu gewährleisten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die Draufsicht auf eine quadratische Wendeschneidplatte nach der Erfindung Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie H-Il für eine doppelseitige Ausführung der Wendeschneidplatte Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie II—Il für eine einseitige Ausführung der Wendeschneidplatte Fig.4: einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie H-Il

Fig.5: einen Schnitt entlang der Linie V-V

Fig. 6: einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl mit kreissegmentförmigem Querschnitt der Spanableitnuten Fig. 7: einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl entsprechend Fig. 6, jedoch mit trapezförmigem Querschnitt der Spanableitnuten Fig. 8: einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl entsprechend Fig. 6, jedoch mitdreieckförmigem Querschnitt der Spanableitnuten Fig. 9: einen Schnitt entlang der Linie IX-IX.

Die in Fig. 1 dargestellte Wendeschneidplatte hat die Grundform eines Prismas mit quadratischer Grund- und Deckfläche, dessen Seitenflächen beim Spanungsvorgang die Freiflächen 2 sind. An die umlaufende Schneidkante 1 schließt sich in den Schneidenecken eine Auskehlung 10 an, die an der gegenüberliegenden Seite durch eine ebene Auflagefläche 3 begrenzt wird. Diese Auskehlung hat die Funktion der Spanbrechung und-ableitung im Bereich kleiner Spanungsquerschnitte (Fig. 5). Die Schneidkante 1 weist eine umlaufende Schneidenfase 12 auf. An diese Schneidenfase 12 schließt sich die Spanleitstufe an, die begrenzt wird durch die Spanfläche 6, die sich aus einem ebenen Flächenteil 6a und zu den Schneidenecken hin aus Zylindermantelflächenteilen 6b zusammensetzt und durch die Spanbrecherfläche 7, die aus einem ebenen Flächenteil 7 a und zu den Schneidenecken hin aus Kegelmantelflächenteilen 7 b besteht. Die Spanformungsrille 8, die von der Spanfläche 6 und der

Spanbrecherfläche 7 gebildet wird, zeigt in der Mitte der Schneidkante einen Größtwert in Bezug auf Tiefe und Breite, der sich zur Schneidenecke 9 reduziert.

Aus Fig.4 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie H-Il ersichtlich. Bei großen Spanquerschnitten läuft der Span über

2 Spanleitstufen ab, über die ebene Spanfläche 6 a und die ebene Spanbrecherfläche 7 a auf die ebene Spanbrecherfläche 11 und wird an der Rückenfläche 13 dieser gebrochen.

Die Lenkung der entstehenden Späne bei mittleren Spanungsquerschnitten erfolgt über die Spanleitnuten 5, wobei der

Querschnitt dieser Spanleitnut 5 die Form eines Kreissegmentes (Fig. 6), Trapezes (Fig. 7) oder Dreiecks (Fig.8) haben kann. Der Spanablauf und der Spanbruch erfolgt bei diesen Schnittbedingungen über die Spanfläche 6 bzw. an der Spanbrecherfläche 7 und die gebrochenen, gewendelten Späne rollen über die Ablauffläche 14 in der Spanleitnut 5 zur Mitte des Schneideinsatzes ab

(Fig.9). -

Claims (1)

1. Wendeschneidplatte mit spanbrechenden und spanableitenden Ausnehmungen, gebildet aus einem prismatischen Formkörpern mit zueinander paralleler Deck- und Grundfläche sowie rechtwinklig dazu liegenden Seitenflächen, die gerade Schneidkanten bilden, zu denen parallel jeweils eine Schneidenfase und zwei Spanleitstufen verlaufen, wobei Flächenteile der ursprünglichen Deck- und Grundfläche als Auflageflächen erhalten bleiben, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Schneidenfase (12) eine spanformende und spanbrechende Ausnehmung aus einer Spanfläche (6), einer Spanformungsrille (8) und einer Spanbrecherfläche (7) anschließt, die sich aus ebenen Flächenteilen (6a; 7a),Zylindermantelflächenteilen (6b) und Kegelmantelflächenteilen (7b) zusammensetzen, an die sich eine zweite Spanbrecherfläche (11) anschließt, die in der Symmetrieachse durch ebene, dreieckförmig auf den Mittelpunkt gerichtete Auflageflächen (4) und durch zur Schneidplattenmitte geneigte Spanableitnuten (5) mit kreissegmentförmigen, trapezförmigem oder dreieckförmigem Querschnitt abgegrenzt ist, die in der Diagonalen weitere ebene Auflageflächen (3) bilden, die im Bereich der Schneidenecken (9) durch je eine Auskehlung (10) abgesetzt sind.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen