DE102004002244B4 - Indexable insert and cutting tool - Google Patents
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Abstract
Wendeschneidplatte (1, 31) zur Verwendung beim Drehen, umfassend eine Schneidecke (12) mit einem Spitzenradius R, eine lineare Schneide (16), und eine Nebenschneide (21, 22), die zwischen der Schneidecke (12) und der linearen Schneide (16) angeordnet ist, wobei die Nebenschneide (21, 22) eine erste Nebenschneide (21) mit einem Radius Ra und eine zweite Nebenschneide (22) mit einem Radius Rb umfasst, wobei die erste Nebenschneide (21) und die zweite (22) Nebenschneide aufeinanderfolgend von einer Spitze (P0) zur linearen Schneide (16) hin verlaufen; und Radius Ra > Radius R ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidecke (12) und die erste Nebenschneide (21) so verbunden sind, dass an einem Verbindungspunkt (P1) zwischen einem Bogen, der durch die Schneidecke (12) gebildet wird, und einem Bogen, der durch die erste Nebenschneide (21) gebildet wird, ein kleinerer Schnittwinkel θx einer Tangente T12 und einer Tangente T21 zu den jeweiligen Bögen kleiner oder gleich 1° ist; die erste Nebenschneide (21) und die zweite Nebenschneide (22) so verbunden sind, dass an einem Verbindungspunkt (P2) zwischen einem Bogen, der durch die erste Nebenschneide (21) gebildet wird, und einem Bogen, der durch die zweite Nebenschneide (22) gebildet wird, ein kleinerer Schnittwinkel θy einer Tangente T21 und einer Tangente T22 zu den jeweiligen Bögen kleiner oder gleich 1° ist; Radius Ra in einem Bereich von 3 mm bis 20 mm liegt, und Radius Rb ≥ 1,5 Radius Ra ist.Indexable insert (1, 31) for use in turning, comprising a cutting corner (12) with a tip radius R, a linear cutting edge (16), and a minor cutting edge (21, 22) disposed between the cutting edge (12) and the linear cutting edge (12). 16), wherein the secondary cutting edge (21, 22) comprises a first secondary cutting edge (21) with a radius Ra and a second secondary cutting edge (22) with a radius Rb, the first minor cutting edge (21) and the second secondary cutting edge (22) successively from a tip (P0) to the linear cutting edge (16); and radius Ra> radius R; characterized in that the cutting corner (12) and the first minor cutting edge (21) are connected so that at a connection point (P1) between an arc formed by the cutting corner (12) and an arc passing through the first minor cutting edge (21), a smaller intersecting angle θx of a tangent T12 and a tangent T21 to the respective arcs is less than or equal to 1 °; the first minor cutting edge (21) and the second minor cutting edge (22) are connected such that at a connection point (P2) between a bend formed by the first minor cutting edge (21) and a bend formed by the second minor cutting edge (22 ), a smaller intercept angle θy of a tangent T21 and a tangent T22 to the respective arcs is less than or equal to 1 °; Radius Ra is in a range of 3 mm to 20 mm, and radius Rb ≥ 1.5 radius Ra.
Description
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wendeschneidplatte gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (im Stand der Technik auch als „throwaway tip” bekannt), die zum Drehen verwendet wird, und ein Schneidwerkzeug, das so konfiguriert ist, daß die Wendeschneidplatte an einem Werkzeughalter aufgespannt wird.The present invention relates to an indexable insert according to the preamble of claim 1 (also known in the art as "throwaway tip") used for turning and a cutting tool configured to clamp the indexable insert on a tool holder.
2. Beschreibung des Stands der Technik2. Description of the Related Art
Die Oberflächenrauheit (Ry) beim Drehen wird durch Ry ≡ f2/8R ausgedrückt, wobei R ein Spitzenradius und f ein Vorschub ist. Im Prinzip wird ein Bogen, der durch eine Spitze einer Wendeschneidplatte (der Spitzenradius beträgt gewöhnlich 0,4 mm bis 3,2 mm) gebildet wird, mit einer Schnittfläche in Kontakt gebracht, wodurch die Oberflächenrauheit bestimmt wird. Je größer bei einer gegebenen Vorschubgeschwindigkeit der Spitzenradius ist, um so größer ist daher die Verbesserung der Oberflächenrauheit. Doch da die Breite eines Schneideckenabschnitts, der mit dem Werkstück in Kontakt ist, mit dem Spitzenradius zunimmt, kann eine Vergrößerung des Spitzenradius nachteiligerweise zu Rattern führen. Daher ist es wichtig, den Spitzenradius so zu wählen, daß ein Gleichgewicht zwischen der Verbesserung der Oberflächenrauheit und der Vermeidung von Rattern hergestellt wird.The surface roughness (Ry) in turning is expressed by Ry ≡ f 2 / 8R, where R is a tip radius and f is a feed. In principle, a sheet formed by a tip of an indexable insert (the tip radius is usually 0.4 mm to 3.2 mm) is brought into contact with a cut surface, whereby the surface roughness is determined. Therefore, the larger the peak radius at a given feed speed, the greater the improvement in the surface roughness. However, because the width of a cutting edge portion in contact with the workpiece increases with the tip radius, increasing the tip radius may disadvantageously result in chattering. Therefore, it is important to choose the tip radius so as to balance the improvement of surface roughness with the prevention of chatter.
Das Drehen eines Werkstücks aus Gußeisen bringt, zusätzlich zu den oben genannten Problemen, das folgende Phänomen mit sich: Da Gußeisen Kohlenstoff aus seiner Zusammensetzung absondert, führt das Drehen zur Ausgrabung der Abschnitte mit abgesondertem Kohlenstoff, die abgeschnitten werden. Daher treten selbst bei Bearbeitungen mit kleiner Schnittiefe an der bearbeiteten Oberfläche offene Löcher, Ausbrüche oder ähnliches auf, was dazu führt, daß keine ausreichend verbesserte Oberflächenrauheit erreicht werden kann. Um die Rauheit einer bearbeiteten Oberfläche solch eines Werkstücks zu verbessern, sind Wendeschneidplatten bekannt, die so konfiguriert sind, daß eine Nebenschneide (auch „Abstreifschneide” genannt) zwischen einer bogenförmigen Schneide mit einem Spitzenradius und einer linearen Schneide (einem Seitenabschnitt einer Spitze) geformt ist. Die Nebenschneide nimmt die Form einer Geraden an, die im wesentlichen parallel zur Schnittvorschubrichtung liegt (beim Walzendrehen die Richtung der Drehachse eines Werkstücks), oder die Form eines Bogens (gekrümmte Linie), dessen Radius ein anderer ist als der Spitzenradius (siehe die Patentschriften 1 bis 3, die weiter unten angegeben sind). Eine Wendeschneidplatte mit solch einer Nebenschneide wird verwendet, um die auf eine bearbeitete Oberfläche übertrage Form zu verbessern und dadurch die theoretische Oberflächenrauheit zu verbessern. Eine Wendeschneidplatte mit solch einer Nebenschneide verbessert die Oberflächenrauheit durch den folgenden Mechanismus: Die Nebenschneide ist am Schneiden und Polieren beteiligt, um dadurch eine rauhe bearbeitete Oberfläche plastisch zu glätten.The turning of a cast iron workpiece, in addition to the above-mentioned problems, involves the following phenomenon: since cast iron separates carbon from its composition, turning causes excavation of the separated carbon portions which are cut off. Therefore, even in operations with a small depth of cut on the machined surface open holes, eruptions or the like, resulting in that no sufficiently improved surface roughness can be achieved. In order to improve the roughness of a machined surface of such a workpiece, indexable inserts are configured, which are configured such that a minor cutting edge (also called a "scraping blade") is formed between an arcuate blade having a tip radius and a linear blade (a side portion of a tip) , The minor cutting edge takes the form of a straight line which is substantially parallel to the cutting advancing direction (the direction of the rotation axis of a workpiece during roll turning), or the shape of a curve (curved line) whose radius is other than the tip radius (see Patent Documents 1) to 3, which are given below). An indexable insert with such a minor cutting edge is used to improve the shape transferred to a machined surface and thereby improve the theoretical surface roughness. An indexable insert with such a minor cutting edge improves the surface roughness by the following mechanism: The minor cutting edge participates in cutting and polishing, thereby plastically smoothing a rough machined surface.
In der Wendeschneidplatte, die in Patentschrift 1 offenbart wird, ist eine lineare Nebenschneide mit einer Länge von 0,02 mm bis 0,2 mm zwischen einem Spitzenabschnitt und einer linearen Schneide vorgesehen. In der Wendeschneidplatte, die in Patentschrift 2 offenbart wird, ist eine bogenförmige Nebenschneide zwischen einem bogenförmigen Spitzenabschnitt mit einem Spitzenradius R und einer linearen Schneide so vorgesehen, daß die Beziehung „(Spitzenradius) < (Radius der Nebenschneide)” erfüllt wird. in der Wendeschneidplatte, die in Patentschrift 3 offenbart wird, sind zwei bogenförmige Nebenschneiden, die jeweils den Radius r2 und r3 aufweisen, zwischen einem bogenförmigen Spitzenabschnitt mit einem Spitzenradius (r∊) und einer linearen Schneide so vorgesehen, daß die Beziehung „r2 < r∊ < r3” erfüllt wird.
- [Patentschrift 1]
Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 2556520 - [Patentschrift 2]
Japanische Patentschrift Nr. 8-507976 - [Patentschrift 3]
Japanische Patentschrift Nr. 10-500363
- [Patent Document 1]
Japanese Utility Model Application No. 2556520 - [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 8-507976 - [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 10-500363
3. Von der Erfindung zu lösende Probleme:3. Problems to be Solved by the Invention:
Die Ergebnisse der verschiedenen Schneidtests, die von den Erfindern durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß die Verwendung der Wendeschneidplatten, die in den obigen Patentschriften 1 bis 3 beschrieben werden, zu den nachstehend beschriebenen schweren Problemen führen kann. Im Falle der in Patentschrift 1 beschriebenen Wendeschneidplatte ist die Länge der linearen Nebenschneide (linearen Abstreifschneide) klein (kurz), d. h. 0,2 mm oder weniger, was zu kurz ist, um beim Drehen eines Werkstücks aus Gußeisen eine Glättung zu bewirken, und für eine hohe Vorschubgeschwindigkeit ebenfalls zu kurz ist. Überdies ist die lineare Nebenschneide so eingestellt, daß der Nebenschneidenwinkel der linearen Nebenschneide 1 Grad wird (1 Grad in Bezug auf die Drehachse (nachstehend auch als „Achse” bezeichnet) eines Werkstücks), von der Rückseite relativ zur Vorschubrichtung gemessen, wenn das Schneidwerkzeug beim Walzendrehen in der Längsachtung vorgeschoben (bewegt) wird.The results of the various cutting tests conducted by the inventors have shown that the use of the indexable inserts described in the
Doch in der Praxis tritt beim Schneiden ein Fehler auf, der mit dem Aufspannen der Wendeschneidplatte in einer Aussparung eines Halters verbunden ist, oder ein Fehler, der mit dem Aufspannen des Halters auf einer Werkzeugauflage verbunden ist. Diese Fehler belaufen sich gewöhnlich auf etwa ±1 Grad. In manchen Fällen bewirkt solch ein Fehler, daß die in der Patentschrift 1 beschriebene Wendeschneidplatte solch einen Zustand annimmt, daß die lineare Nebenschneide und die Achse parallel zueinander werden (einen Winkel von 0 Grad bilden). in solch einem Fall nimmt der Schnittwiderstand zu, was zum Auftreten von Rattern führt. Falls solch ein Fehler dazu führt, daß die lineare Nebenschneide einen Winkel von 2 Grad zur Achse bildet, nimmt der Schneidenwinkel zur Hauptschnittfläche zu, wodurch die Rauheit der bearbeiteten Oberfläche (Höchstrauheit Ry) zunimmt, was zu einer Verschlechterung des Oberflächenzustands führt. Das heißt, aufgrund eines unvermeidbaren Fehlers in Bezug auf den Nebenschneidenwinkel ist die in der Patentschrift 1 beschriebene Wendeschneidplatte nicht in der Lage, auf beständige Weise eine stark verbesserte Oberflächenrauheit zu gewährleisten.However, in practice, an error occurs in cutting, which is associated with the mounting of the insert in a recess of a holder, or an error associated with the clamping of the holder on a tool rest. These errors usually amount to about ± 1 degree. In some cases, such an error causes the indexable insert described in
Die in Patentschrift 2 beschriebene Wendeschneidplatte ist vorgesehen, um das Schneiden so durchzuführen, daß der tiefste Punkt (ein Punkt, an dem eine Schneide eine Linie tangiert, die parallel zur Drehachse liegt) auf der bogenförmigen Nebenschneide liegt, die die Form eines Einzelbogens annimmt, dessen Radius größer als der Spitzenradius ist, und dadurch grundsätzlich eine stark verbesserte Oberflächenrauheit gewährleisten kann. Da aber hinter der bogenförmigen Nebenschneide nur die lineare Schneide vorgesehen ist, die ein Seitenabschnitt der Spitze ist, ist die Glättungswirkung einer bearbeiteten Oberfläche nicht zu erwarten. Bei einem Werkstück aus Gußeisen kann daher keine glänzende Oberfläche erhalten werden. Wenn das Drehen mit dieser Wendeschneidplatte durchgeführt wird, muß das Polieren nach dem Drehen durchgeführt werden, damit eine glänzende Oberfläche erhalten wird, was nachteiligerweise eine Zunahme der Arbeitsstunden zur Folge hat.The indexable insert described in
Da bei der in Patentschrift 3 beschriebenen Wendeschneidplatte der Spitzenradius (rε) und der Radius r2 eines Bogens, der auf die Spitze folgt, die Beziehung „r2 < rε” aufweisen, wird die Oberflächenrauheit durch das Schneiden mit der Schneide, die den Radius r2 aufweist, verschlechtert. Um die Oberflächenrauheit zu verbessern, wird das Schneiden daher so durchgeführt, daß die bogenförmige Schneide mit dem Radius r3, die mit der bogenförmigen Schneide mit dem Radius r2 (r2 < rε < r3) auf der Gegenseite der Spitze (auf der Seite der linearen Schneide) verbunden ist, den tiefsten Punkt enthält. Doch in diesem Falle ist aus dem gleichen Grunde wie im Falle der in Patentschrift 2 beschriebenen Wendeschneidplatte, d. h., weil hinter der bogenförmigen Schneide mit dem Radius r3 nur die lineare Schneide vorgesehen ist, die Glättungswirkung einer bearbeiteten Fläche nicht zu erwarten, was zu einem ähnlichen Problem wie im Falle der in Patentschrift 2 beschriebenen Wendeschneidplatte führt.In the indexable insert described in
Die
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme konventioneller Wendeschneidplatten wurde eine erfindungsgemäße Wendeschneidplatte auf der Basis der Ergebnisse umfangreicher Schneidtests entwickelt. Das heißt, eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Wendeschneidplatte, die, auf das Drehen eines Gußeisenerzeugnisses angewandt, kein Rattern verursacht und eine glänzende, stark verbesserte Oberfläche gewährleisten kann.In view of the above-described problems of conventional indexable inserts, an indexable insert according to the invention has been developed on the basis of the results of extensive cutting tests. That is, an object of the present invention is to provide an indexable insert which, applied to turning a cast iron product, does not cause rattling and can ensure a glossy, much improved surface.
Die Aufgabe wird durch eine Schneidplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- (1) Eine Wendeschneidplatte zur Anwendung beim Drehen, umfassend eine Schneidecke mit einem Spitzenradius R, eine lineare Schneide, und eine Nebenschneide, die zwischen der Schneidecke und der linearen Schneide angeordnet ist, wobei die Nebenschneide eine erste Nebenschneide mit einem Radius Ra und eine zweite Nebenschneide mit einem Radius Rb umfaßt, wobei die erste und die zweite Nebenschneide aufeinanderfolgend von einer Spitze (dem Zentrum der Schneidecke) zur linearen Schneide hin verlaufen; die Schneidecke und die erste Nebenschneide so verbunden sind, daß an einem Verbindungspunkt zwischen einem Bogen, der durch die Schneidecke gebildet wird, und einem Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, ein kleinerer Schnittwinkel θx einer Tangente T12 und einer Tangente T21 zu den jeweiligen Bögen kleiner oder gleich 1° ist; die erste Nebenschneide und die zweite Nebenschneide so verbunden sind, daß an einem Verbindungspunkt zwischen einem Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, und einem Bogen, der durch die zweite Nebenschneide gebildet wird, ein kleinerer Schnittwinkel θy einer Tangente T21 und einer Tangente T22 zu den jeweiligen Bögen kleiner oder gleich 1° ist; und der Radius Ra der ersten Nebenschneide, der Radius Rb der zweiten Nebenschneide, und der Spitzenradius R so gewählt sind, daß die Maßbeziehungen „Ra > R, Ra liegt in einem Bereich von 3 mm bis 20 mm, und Rb ≥ 1,5 Ra” erfüllt werden.
- (1) An indexable insert for use in turning, comprising a cutting corner having a tip radius R, a linear cutting edge, and a minor cutting edge disposed between the cutting corner and the linear cutting edge, the minor cutting edge having a first minor cutting edge having a radius Ra and a second cutting edge Includes minor cutting edge having a radius Rb, said first and second minor cutting edges sequentially extending from a tip (the center of the cutting edge) toward the linear cutting edge; the cutting corner and the first minor cutting edge are connected such that at a connection point between an arc formed by the cutting corner and an arc formed by the first minor cutting edge, a smaller cutting angle θx of a tangent T12 and a tangent T21 to the each arc is less than or equal to 1 °; the first minor cutting edge and the second minor cutting edge are connected such that at a connection point between a bend formed by the first minor cutting edge and an arc formed by the second minor cutting edge, a smaller cutting angle θy of a tangent T21 and a tangent T22 to the respective arcs is less than or equal to 1 °; and the radius Ra of the first minor cutting edge, the radius Rb of the second minor cutting edge, and the tip radius R are set so that the dimensional relationships "Ra> R, Ra is in a range of 3 mm to 20 mm, and Rb ≥ 1.5 Ra "Be fulfilled.
Vorzugsweise sind die Winkel θx und θy beide kleiner oder gleich 1°, um dadurch einen starken Anstieg des Werts der Oberflächenrauheit unterdrücken zu können.
- (2) Eine Wendeschneidplatte nach (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt zwischen dem Bogen, der durch die Schneidecke gebildet wird, und dem Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, in Bezug auf die benachbarten Bögen nach außen vorspringt, und der Verbindungspunkt zwischen dem Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, und dem Bogen, der durch die zweite Nebenschneide gebildet wird, in Bezug auf die benachbarten Bögen nach außen vorspringt.
- (2) An indexable insert according to (1), characterized in that the connection point between the sheet formed by the cutting corner and the sheet formed by the first minor cutting edge projects outward with respect to the adjacent sheets, and the connection point between the arc formed by the first minor cutting edge and the arc formed by the second minor cutting blade protrudes outward with respect to the adjacent arcs.
Die Bildung von nach außen hin vorspringenden Verbindungspunkten wird bevorzugt, da sie die Arbeit während der Fertigung erleichtert.
- (3) Eine Wendeschneidplatte nach (1) oder (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel θx und/oder der Winkel θy gleich 0° ist.
- (3) An indexable insert according to (1) or (2), characterized in that the angle θx and / or the angle θy is 0 °.
Die Einstellung des Winkels θx und/oder des Winkels θy auf 0° wird bevorzugt, da sie dazu beiträgt, einen starken Anstieg des Werts der Oberflächenrauheit zu unterdrücken.The adjustment of the angle θx and / or the angle θy to 0 ° is preferable since it helps to suppress a large increase in the value of the surface roughness.
Beim Walzendrehen mit der erfindungsgemäßen Wendeschneidplatte wird ein Schneidwerkzeug in der Längsrichtung vorgeschoben, wobei die erste Nebenschneide mit einem Radius Ra, der größer ist als der Spitzenradius R, als Endschneide dient. Da Ra > R, trägt die erste Nebenschneide mit dem Radius Ra in diesem Fall zur Verbesserung der theoretischen Oberflächenrauheit bei. Die zweite Nebenschneide, die auf die erste Nebenschneide folgt und einen Radius Rb aufweist, der größer ist als der Radius Ra der ersten Nebenschneide, reibt zudem eine Schnittfläche, um dadurch die Schnittfläche zu polieren. Selbst bei einem Werkstück aus Gußeisen wird eine Oberfläche daher glänzend; d. h., sie weist eine stark verbesserte Oberflächenrauheit auf. Wenn Ra kleiner ist als 3 mm, wird die Glättungswirkung, die durch die zweite Nebenschneide erreicht wird, beeinträchtigt, was dazu führt, daß kein Glanz erhalten wird. Wenn Ra größer als 20 mm ist, nimmt die Kontaktbreite der Endschneide mit einem Werkstück zu, was ein Rattern bewirkt und daher die Oberflächenrauheit beeinträchtigt. Wenn der Radius Rb der zweiten Nebenschneide kleiner als 1,5 Ra ist, wird die Glättungswirkung ungenügend. Je größer der Wert von Rb ist, um so größer ist die erreichte Glättungswirkung. Daher kann die zweite Nebenschneide hinsichtlich der Glättungsvorgangs die Form einer Geraden annehmen.
- (4) Eine Wendeschneidplatte nach (1) bis (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel θ1 des Bogens, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, in einem Bereich von 2 Grad bis 4 Grad liegt. Wenn die Wendeschneidplatte an einem Halter aufgespannt wird, oder wenn der Halter an einer Werkzeugauflage aufgespannt wird, ist ein Aufspannwinkelfehler unvermeidbar. Da der Aufspannwinkelfehler bis zu 2 Grad beträgt, unterdrückt die Verwendung eines Zentriwinkels θ1 von 2 Grad oder mehr die Beeinträchtigung der Oberflächenrauheit. Die Verwendung eines Zentriwinkels θ1 von 4 Grad oder weniger verkürzt die Länge einer Schneide, die zum Schneiden genutzt wird; dadurch wird bei einem bestimmten Aufspannwinkel die Kontaktbreite der ersten Nebenschneide mit der Werkstück so veriingert, daß ein Auftreten von Rattern unwahrscheinlich wird. Daher wird ein
Zentriwinkel θ1 von 2 Grad bis 4 Grad bevorzugt. - (5) Eine Wendeschneidplatte nach (1) bis (4) ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen, der durch die zweite Nebenschneide gebildet wird,
eine Sehnenlänge von 0,2 mm oder mehr aufweist. Die zweite Nebenschneide führt, zusammen mit der ersten Nebenschneide, die Glättung durch. Wenn die Sehne der zweite Nebenschneide eineLänge von 0,2 mm oder mehr aufweist, ist die Breite der Schneide, die zum Glätten genutzt wird, ausreichend groß, wodurch die Glättung verbessert wird. Die Vergrößerung der Sehnenlänge des Bogens, der durch die zweite Nebenschneide gebildet wird, erlaubt eine Erhöhung des Schnittvorschubs. - (6) Wendeschneidplatte nach (1) bis (4), dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nebenschneide die Form einer Geraden statt eines Bogens annimmt (d. h. eines Bogens mit einem unendlichen Radius). Wie zuvor erwähnt, ist die Glättungswirkung um so größer, je größer der Radius Rb der zweiten Nebenschneide ist. Mit anderen Worten, wie im Fall von (4) kann die zweite Nebenschneide hinsichtlich der Glättungsvorgangs die Form einer Geraden annehmen.
- (7) Eine Wendeschneidplatte nach (1) bis (6), dadurch gekennzeichnet, daß an einem Verbindungspunkt zwischen der zweiten Nebenschneide und der linearen Schneide eine nach außen hin vorspringende bogenförmige Schneide vorgesehen ist. Beim Konturdrehen, wobei nach dem Walzendrehen ein verjüngter Abschnitt eines Werkstücks mit reduziertem Durchmesser hergestellt wird, und der Verbindungspunkt zwischen der zweiten Nebenschneide und der linearen Schneide mit dem Werkstück in Kontakt kommt, führt eine Schneide mit einer Zacke (zugespitzter Abschnitt), die am Verbindungspunkt vorhanden ist, das Drehen durch. Dadurch weist der verjüngte Abschnitt eine schlechtere Oberflächenrauheit als der Walzenabschnitt auf. Doch wenn die in (5) beschriebene erfindungsgemäße Wendeschneidplatte verwendet wird, wird das Schneiden von einem Schneidenbereich durchgeführt, der die bogenförmige Schneide am Verbindungspunkt einschließt, wodurch solch eine Verschlechterung der Oberflächenrauheit vermieden wird.
- (8) Ein Schneidwerkzeug (Drehmeißel) mit einer Wendeschneidplatte nach (1) bis (7) und einem Werkzeughalter, wobei die Wendeschneidplatte am Werkzeughalter aufgespannt wird. Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
- (4) An indexable insert according to (1) to (3), characterized in that the central angle θ1 of the arc formed by the first minor cutting edge is in a range of 2 degrees to 4 degrees. When the indexable insert is clamped on a holder, or when the holder is clamped on a tool rest, a clamping angle error is unavoidable. Since the chuck angle error is up to 2 degrees, the use of a central angle θ1 of 2 degrees or more suppresses the deterioration of the surface roughness. The use of a central angle θ1 of 4 degrees or less shortens the length of a cutting edge used for cutting; As a result, the contact width of the first minor cutting edge with the workpiece is so veriingert at a certain Aufspannwinkel that an occurrence of chattering is unlikely. Therefore, a center angle θ1 of 2 degrees to 4 degrees is preferable.
- (5) An indexable insert according to (1) to (4) is characterized in that the arc formed by the second minor cutting edge has a chord length of 0.2 mm or more. The second secondary cutting edge, along with the first secondary cutting edge, performs the smoothing. If the tendon of the second minor cutting edge has a length of 0.2 mm or more, the width of the cutting edge is that for smoothing is used, sufficiently large, whereby the smoothing is improved. The increase in the chord length of the sheet formed by the second minor cutting edge allows an increase in the cutting feed.
- (6) The indexable insert according to (1) to (4), characterized in that the second minor cutting edge takes the form of a straight line instead of an arc (ie, an arc with an infinite radius). As mentioned above, the larger the radius Rb of the second minor cutting edge, the greater the smoothing effect. In other words, as in the case of (4), the second minor cutting edge may take the form of a straight line with respect to the smoothing operation.
- (7) An indexable insert according to (1) to (6), characterized in that an outwardly projecting arcuate cutting edge is provided at a connection point between the second minor cutting edge and the linear cutting edge. In contour turning, where a tapered portion of a reduced diameter workpiece is produced after roll turning, and the connecting point between the second minor cutting edge and the linear cutting edge comes into contact with the workpiece, a cutting edge leads to a point (tapered portion) at the connecting point is present, turning through. As a result, the tapered portion has a worse surface roughness than the roller portion. However, when the insert according to the invention described in (5) is used, the cutting is performed by a cutting portion which encloses the arcuate edge at the connection point, thereby avoiding such deterioration of the surface roughness.
- (8) A cutting tool (turning tool) having an indexable insert according to (1) to (7) and a tool holder, wherein the indexable insert is clamped on the tool holder. The object is further achieved by a cutting tool with the features of claim 8.
Wirkung der ErfindungEffect of the invention
Das Drehen eines gußeisernen Werkstücks mit der erfindungsgemäßen Wendeschneidplatte oder einem Schneidwerkzeug, das diese Wendeschneidplatte verwendet, kann Rattern vermeiden und eine ausreichend glänzende Oberfläche gewährleisten.Turning a cast iron workpiece with the indexable insert of the invention or a cutting tool using this indexable insert can avoid chattering and ensure a sufficiently glossy surface.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Bezugszeichen, die zur Bezeichnung der verschiedenen Strukturelemente der Wendeschneidplatte und des Schneidwerkzeugs verwendet werden, sind wie folgt: The reference numerals used to denote the various structural elements of the indexable insert and the cutting tool are as follows:
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 311, 31
- WendeschneidplatteIndexable insert
- 22
- Werkzeughaltertoolholder
- 33
- Schneidwerkzeugcutting tool
- 1212
- Schneideckecutting corner
- 1616
- lineare Schneidelinear cutting edge
- 1919
- bogenförmige Schneide, die dem Verbindungspunkt zwischen der zweiten Nebenschneide und der linearen Schneide entsprichtarcuate cutting edge corresponding to the point of connection between the second minor cutting edge and the linear cutting edge
- 2121
- erste Nebenschneidefirst secondary cutting edge
- 2222
- zweite Nebenschneidesecond secondary cutting edge
- RR
- Spitzenradiustip radius
- RaRa
- Radius der ersten NebenschneideRadius of the first minor cutting edge
- RbRb
- Radius der zweiten NebenschneideRadius of the second secondary cutting edge
- P0P0
- Spitzetop
- P1 P1
- Verbindungspunkt zwischen dem Bogen, der durch die Schneidecke gebildet wird, und dem Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wirdConnecting point between the arc, which is formed by the cutting edge, and the arc, which is formed by the first minor cutting edge
- P2 P2
- Verbindungspunkt zwischen dem Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, und dem Bogen, der durch die zweite Nebenschneide gebildet wirdConnection point between the arc formed by the first minor cutting edge and the arc formed by the second minor cutting edge
- θ1θ1
- Zentriwinkel des Bogens, der durch die erste Nebenschneide gebildet wirdCentral angle of the arc, which is formed by the first secondary cutting edge
- θx θx
- Kleinerer Schnittwinkel der Tangenten zum Bogen, der durch die Schneidecke gebildet wird, und zum Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, jeweils am Verbindungspunkt zwischen den BögenSmaller angle of intersection of the tangents to the arc formed by the cutting edge and to the arc formed by the first minor cutting edge, respectively at the point of connection between the sheets
- θy .theta.y
- Kleinerer Schnittwinkel der Tangenten zum Bogen, der durch die erste Nebenschneide gebildet wird, und zum Bogen, der durch die zweite Nebenschneide gebildet wird, jeweils am Verbindungspunkt zwischen den BögenSmaller angle of intersection of the tangents to the arc formed by the first minor cutting edge and to the arc formed by the second minor cutting edge, respectively at the connecting point between the arcs
- LL
- Sehnenlänge Bogens, der durch die zweite Nebenschneide gebildet wirdChord length arc formed by the second minor cutting edge
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
In dieser Patentschrift sind „Grad” und das Symbol „°” austauschbar und sind gleichbedeutend.In this specification, "degree" and the symbol "°" are interchangeable and are equivalent.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf
In der Wendeschneidplatte
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spitzenabschnitt
Beim Walzendrehen eines Gußeisenteils wird die Wendeschneidplatte
Die Wendeschneidplatte
Verschiedene Wendeschneidplattenprüflinge wurden so hergestellt, daß der Spitzendurchmesser R 0,8 mm betrug (konstant), und der Krümmungsradius Ra der ersten Nebenschneide
Es ist anzumerken, daß θx und θy in den folgenden experimentellen Beispielen gleich 0° sind, außer bei abweichender Angabe.It should be noted that θx and θy are 0 ° in the following experimental examples, except where otherwise indicated.
In der Spalte 3 „Schneidtestergebnisse” von Tabelle 1 sind die Bewertungssymbole in der Unterspalte „Rattern” wie folgt: XX: Rattern beobachtet; BB: kaum Rattern beobachtet; und AA: kein Rattern beobachtet. Die Bewertungssymbole in der Unterspalte „Glättung” sind wie folgt: XX: Glättung; BB: im wesentlichen zufriedenstellende Glättung; und AA: ausreichende Glättung. Das Werkstück H bestand aus Vollgußeisen (FC200) und wies einen Durchmesser von 200 mm auf. Die Schneidbedingungen waren wie folgt: Oberflächengeschwindigkeit: 500 m/min; Vorschub: 0,3 mm/U bis 0,7 mm/U; Schnittiefe: 1 mm; und ohne Verwendung von Schneidflüssigkeit. Der Halter und die Wendeschneidplatten lagen in der folgenden Form vor: Halter: Form CCLNR2525 (ISO); und Wendeschneidplatten: Form CNGA43 (ISO). Diese Bedingungen gelten auch für die anderen Tests, die weiter unten beschrieben werden. Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt, trat beim Drehen kein Rattern auf, und die entsprechenden Oberflächen wiesen einen ausreichenden Glanz auf, wenn das Drehen mit Wendeschneidplatten durchgeführt wurde, die die Maßbeziehungen „Ra > R, Ra liegt in einem Bereich von 3 mm bis 20 mm, und Rb ≥ 1,5 Ra” erfüllten. Wenn das Drehen demgegenüber mit den anderen Wendeschneidplatten durchgeführt wurde, waren die Drehbedingungen hinsichtlich der Glättung und auftretenden Ratterns problematisch oder unbefriedigend, wie in Tabelle 1 gezeigt. Das Drehen mit Wendeschneidplatten, die eine erste Nebenschneide
Als nächstes wurde ein entsprechender Test durchgeführt, wobei der Zentriwinkel θ1 des Bogens, der durch die erste Nebenschneide
Wie in Tabelle 2 gezeigt, trat beim Drehen kein Rattern auf, und ein ausreichender Glanz wurde erreicht, wenn das Drehen mit Wendeschneidplatter durchgeführt wurde, die die Maßbeziehungen „θ1 liegt in einem Bereich von 2 Grad bis 4 Grad, und Rb/Ra ist größer oder gleich 1,5” erfüllten. Wenn demgegenüber das Drehen mit den anderen Wendeschneidplatten durchgeführt wurde, waren die Drehbedingungen hinsichtlich der Glättung und auftretenden Ratterns problematisch oder unbefriedigend, wie in Tabelle 2 gezeigt. Das Drehen mit Wendeschneidplatten, die eine erste Nebenschneide
Als nächstes wurde ein entsprechender Test durchgeführt, wobei die Länge L der Sehne, die entgegengesetzte Enden P2 und P3 der Bogens verbindet, der durch die zweite Nebenschneide
Wie in Tabelle 3 gezeigt, trat beim Drehen kein Rattern auf, und eine ausreichende Glättung wurde erreicht, wenn das Drehen mit Wendeschneidplatten durchgeführt wurde, die die Maßbeziehungen „L ist gleich 0,2 mm oder 0,4 mm, und Rb/Ra ist größer oder gleich 1,5” erfüllten. Wenn demgegenüber, wie in Tabelle 3 gezeigt, das Drehen mit den anderen Wendeschneidplatten durchgeführt wurde, waren die Drehbedingungen hinsichtlich der Glättung und auftretenden Ratterns problematisch oder unbefriedigend.As shown in Table 3, rattling did not occur in turning and sufficient smoothing was achieved when turning was performed with indexable inserts having the dimensional relationships "L" equal to 0.2 mm or 0.4 mm, and Rb / Ra greater than or equal to 1.5 ". On the other hand, as shown in Table 3, when rotating with the other indexable inserts, the rotational conditions of smoothing and chattering occurring were problematic or unsatisfactory.
Schließlich wurde ein entsprechender Test durchgeführt, wobei der Spitzenradius R in einem Bereich von 0,4 mm bis 3,2 mm variiert wurde. Der Krümmungsradius Ra der ersten Nebenschneide
Wie in Tabelle 4 gezeigt, führte das Drehen mit Wendeschneidplatten, die in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, unabhängig vom Wert des Spitzenradius R zu guten Testergebnissen. Die Testergebnisse veranschaulichen die Wirkung der vorliegenden Erfindung. Unter dem Aspekt der Vermeidung von Rattern werden Wendeschneidplatten mit einem kleinen Spitzenradius R bevorzugt, während unter dem Aspekt der Bruchfestigkeit Wendeschneidplatten mit einem großen Spitzenradius R bevorzugt werden.As shown in Table 4, turning with indexable inserts falling within the scope of the present invention led to good test results, regardless of the value of the tip radius R. The test results illustrate the effect of the present invention. From the aspect of rattle prevention, indexable inserts with a small tip radius R are preferred, while in the aspect of breaking strength, indexable inserts with a large tip radius R are preferred.
Zudem wurde ein entsprechender Test durchgeführt, wobei am Verbindungspunkt P1 zwischen dem Bogen, der durch die Schneidecke
Zudem wurde ein entsprechender Test durchgeführt, wobei am Verbindungspunkt P2 zwischen dem Bogen, der durch die erste Nebenschneide
Wie in Tabelle 5 und 6 gezeigt, wird das Rattern unterdrückt und eine ausreichende Glättung erhalten, wenn die Winkel θx und θy kleiner oder gleich 1° sind.As shown in Tables 5 and 6, when the angles θx and θy are less than or equal to 1 °, chatter is suppressed and sufficient smoothing is obtained.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf
Falls nach dem Walzendrehen ein Kegeligdrehen entlang der in
Die erfindungsgemäße Wendeschneidplatte ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen modifizierten Formen ausgeführt werden, ohne daß vom Geist und Umfang der Erfindung abgewichen wird. Zum Beispiel kann eine Wendeschneidplatte ohne Aufspannloch ausgeführt werden. Mit anderen Worten, das Aufspannverfahren beschränkt sich nicht auf den obigen doppelten Aufspannmechanismus. Die erfindungsgemäße Wendeschneidplatte kann so ausgeführt werden, daß sie mit anderen Aufspannarten kompatibel ist, wie z. B. durch Arretierhebel, Anklemmen und Anschrauben. Die erfindungsgemäße Wendeschneidplatte kann ferner mit verschiedenen Spitzenwinkeln ausgeführt werden. Die obigen Ausführungsformen wurden so beschrieben, daß eine Spitze axialsymmetrisch zur Halbierenden des Spitzenwinkels ist, so daß sie sowohl an die rechte als auch an die linke Seite eines Werkzeugs angebracht werden kann. Doch die erfindungsgemäße Wendeschneidplatte ist nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann in Form einer Wendeschneidplatte ausgeführt werden, die eine positive oder negative Schneide aufweist, oder einer Wendeschneidplatte mit einem Spanbrecher. Die vorliegende Erfindung kann auch in Form einer Einstech- oder Abstechspitze ausgeführt werden, die so konfiguriert ist, daß die Ecke, die durch eine Endschneide und eine Seitenschneide gebildet wird, als Spitze dient. Das Material der Wendeschneidplatte unterliegt selbstverständlich keinen besonderen Einschränkungen. Da die vorliegende Erfindung insbesondere auf den Fall des Schneidens eines Materials wie z. B. Gußeisen anwendbar ist, das schwer zu glätten ist, werden Keramik, Hartmetall und CBN bevorzugt.The insert according to the invention is not limited to the embodiments described above, but may be embodied in various modified forms without departing from the spirit and scope of the invention. For example, an indexable insert can be made without a clamping hole. In other words, the clamping method is not limited to the above double clamping mechanism. The indexable insert according to the invention can be designed so that it is compatible with other types of clamping, such. B. by locking lever, clamping and screwing. The indexable insert according to the invention can also be designed with different point angles. The above embodiments have been described so that a tip is axially symmetrical to halving the point angle so that it can be attached to both the right and left sides of a tool. However, the indexable insert according to the invention is not limited thereto. The present invention may be embodied in the form of an indexable insert having a positive or negative cutting edge or an indexable insert with a chip breaker. The present invention may also be embodied in the form of a piercing or piercing tip configured such that the corner formed by an end cutting edge and a side cutting edge serves as the tip. Of course, the material of the indexable insert is not subject to any particular restrictions. Since the present invention particularly in the case of cutting a material such. As cast iron is applicable, which is difficult to smooth, ceramic, carbide and CBN are preferred.
Ferner ist für den Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Änderungen an der Form und an den Details der oben gezeigten und beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können. Es versteht sich, daß solche Änderungen im Geist und im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.It will also be apparent to those skilled in the art that various changes may be made in the form and details of the invention shown and described above. It should be understood that such changes are within the spirit and scope of the appended claims.
Diese Anwendung basiert auf der
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