DE102012103246A1

DE102012103246A1 - Cutting insert and cutting tool

Info

Publication number: DE102012103246A1
Application number: DE102012103246A
Authority: DE
Inventors: Bruno Teusch
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-10-17
Also published as: EP2836326A1; WO2013153213A1

Abstract

Es wird ein Schneideinsatz 20 für ein Schneidwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken offenbart, der eine Auflagefläche 24 und eine zu dieser planparallelen gegenüberliegende Spanfläche 22 mit gleicher geometrischen Grundform aufweist, an der zumindest eine Schneidkante 28 ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist in einer Draufsicht auf die Spanfläche 22 die zumindest eine Schneidkante 28 relativ zur entsprechenden Kante der Auflagefläche um einen vorbestimmten Winkel δ nach außen angestellt ist, während sich alle anderen Außenkanten der Spanfläche 22 parallel zu den entsprechenden Kanten der Bodenfläche 24 erstrecken. Dadurch kann die Standzeit des Schneideinsatzes 20 erhöht werden.A cutting insert 20 for a cutting tool for the machining of workpieces is disclosed, which has a bearing surface 24 and a cutting surface 22 that is plane-parallel to the opposite surface and has the same basic geometric shape, on which at least one cutting edge 28 is formed. According to the invention, in a plan view of the rake face 22, the at least one cutting edge 28 is set outwards by a predetermined angle δ relative to the corresponding edge of the bearing surface, while all other outer edges of the rake face 22 extend parallel to the corresponding edges of the bottom surface 24. As a result, the service life of the cutting insert 20 can be increased.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneideinsatz für ein Schneidwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, das Schneidwerkzeug selbst sowie ein drehangetriebenes Werkzeug mit wenigstens einer Schneide zur spanenden Bearbeitung oder Herstellung einer definierten Werkstückoberfläche.The present invention relates to a cutting insert for a cutting tool for machining workpieces, the cutting tool itself and a rotationally driven tool with at least one cutting edge for machining or producing a defined workpiece surface.

In der Zerspantechnik kommen die unterschiedlichsten Verfahren und Werkzeuge zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken zum Einsatz. Jedoch ist allen Schneidwerkzeugen gemeinsam, dass trotz großer Fortschritte in der Werkstofftechnologie und der Verwendung immer besserer Werkstoffe die Einsatzdauer der Schneidwerkzeuge aufgrund von Verschleiß an der Schneide, insbesondere einer verschleißbedingten Änderung der Schneidengeometrie, begrenzt ist. Vor dem vollständigen Austausch des Werkzeugs oder des Schneideinsatzes sind aus dem Stand der Technik diverse Techniken zur Erfassung und Kompensation von Verschleißfehlern bekannt. Beispielsweise wird lediglich auf DE 44 31 845 A1 verwiesen. In machining technology, a wide variety of processes and tools are used for machining workpieces. However, all cutting tools have in common that despite great progress in materials technology and the use of ever better materials, the service life of the cutting tools due to wear on the cutting edge, in particular a wear-related change in the cutting edge geometry is limited. Prior to the complete replacement of the tool or the cutting insert, various techniques for detecting and compensating for wear defects are known from the prior art. For example, it only opens DE 44 31 845 A1 directed.

Schneideinsätze, wie z. B. Wechsel- oder Wendeschneidplatten, kommen unter anderem beim Ausdrehen, Fein- oder Nachbearbeiten von Bohrungsinnenkonturen zum Einsatz. Die 10 zeigt beispielsweise eine sogenannte Iso-Fullface-Platte 1, die eine symmetrische Form hat, mit einer Spanfläche 2 und einer Auflagefläche 4, die zueinander planparallel sind, wobei die Auflagefläche 4 kleiner als die Spanfläche 2 ist und die Seitenflanken 6 angestellt sind. Zwischen den Seitenflanken 6 und der Spanfläche 2 sind Schneidkanten 8 ausgebildet. Cutting inserts, such. As change or indexable inserts, are used, inter alia, during boring, fine or reworking bore inner contours. The 10 shows, for example, a so-called iso-fullface plate 1 , which has a symmetrical shape, with a rake face 2 and a support surface 4 , which are plane-parallel to each other, wherein the bearing surface 4 smaller than the rake surface 2 is and the sidewalls 6 are employed. Between the side edges 6 and the rake surface 2 are cutting edges 8th educated.

Die 12 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts eines Zylinderkopfs 10, in den ein Ventilsitzring 12 eingepasst ist, der drei Winkel aufweist, nämlich einen Ventilsitzwinkel von 45°, der den gleichen Kegelwinkel wie der nicht gezeigte Ventilteller aufweist, sowie zwei Korrekturwinkel mit 15° bzw. 75°. Wenn, wie in der 11 gezeigt, mit der zuvor beschriebenen Schneidplatte wiederholt der gleiche Bearbeitungsvorgang am Ventilsitz 14 durchgeführt wird, so ist die Wendeschneidplatte 1 stets an derselben Stelle belastet, was zu einem lokalen Verschleiß an der Schneidkante 8 und zu einer allmählichen Reduzierung des Bohrungsdurchmessers am Ventilsitz 14 führt. Da das Ventilsitzbearbeitungswerkzeug, an dem die Wendeschneidplatte 1 befestigt, in der Regel mit einer Reibahle versehen ist, die sich beim Bearbeitungsvorgangs in der Ventilführung befindet, kann das Werkzeug insgesamt nicht radial verstellt werden, um den Verschleiß an der Schneidkante 14 zu kompensieren. Somit kann nur die Schneidplatte 1 relativ zum Schneidenträger korrigiert werden, was jedoch komplexere Spannsysteme erfordert. Ferner haben solche Spann- und Einstellsysteme den Nachteil, dass sie zwar genau auf den gewünschten Nenndurchmesser eingestellt werden können, was jedoch nicht nur die Montage der Schneidplatte aufwendiger gestaltet, sondern diese auch fehleranfälliger macht. The 12 shows a section of a cross section of a cylinder head 10 into which a valve seat ring 12 is fitted, which has three angles, namely a valve seat angle of 45 °, which has the same cone angle as the valve disk, not shown, and two correction angle with 15 ° or 75 °. If, as in the 11 shown, with the cutting plate previously described repeatedly the same machining operation on the valve seat 14 is performed, so is the indexable insert 1 always loaded in the same place, resulting in local wear on the cutting edge 8th and a gradual reduction in the bore diameter at the valve seat 14 leads. As the valve seat machining tool to which the indexable insert 1 attached, is usually provided with a reamer, which is in the machining process in the valve guide, the tool can not be radially adjusted in total to the wear on the cutting edge 14 to compensate. Thus, only the cutting plate 1 be corrected relative to the blade carrier, but this requires more complex clamping systems. Furthermore, such clamping and adjustment systems have the disadvantage that, although they can be set exactly to the desired nominal diameter, which not only makes the assembly of the cutting plate more expensive, but also makes it more error-prone.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Schneideinsatz und ein entsprechendes Schneidwerkzeug bereitzustellen, die ohne verschleißbedingte Schneidenkorrekturen eine höhere Standzeit leisten.Against this background, the object of the present invention is to provide a cutting insert and a corresponding cutting tool that provide a longer service life without wear-related cutting edge corrections.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Schneideinsatzes durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Schneidwerkzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Gegenstand des Anspruchs 11 ist ein allgemeines drehangetriebenes Werkzeug mit wenigstens einer Schneide, das ebenfalls die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe löst.This object is achieved with regard to the cutting insert by the features of claim 1 and with respect to the cutting tool by the features of claim 9. Subject matter of claim 11 is a general rotary-driven tool with at least one cutting edge, which also solves the problem underlying the invention.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Der Schneideinsatz weist eine Auflagefläche und eine dazu planparallele gegenüberliegende Spanfläche, an der zumindest eine Schneidkante ausgebildet ist, auf. Die Auflagefläche und die Spanfläche weisen jeweils die gleiche geometrische Grundform auf, d.h. sie haben eine Dreiecksform, eine Rechtecksform oder eine andere polygone Form, wobei die Seitenverhältnisse unterschiedlich sein können. In einer Draufsicht auf die Spanfläche ist die zumindest eine Schneidkante relativ zur entsprechenden Kante der Auflagefläche um einen vorbestimmten Winkel nach außen angestellt, während sich alle anderen Außenkanten der Spanfläche parallel zu den entsprechenden Kanten der Bodenfläche erstrecken. Mit anderen Worten, ist die zumindest eine Schneidkante in der Ebene oder zumindest in der Projektionsebene der Spanfläche von einem Schneideneck aus nach außen gedreht. Dadurch wird die Spanfläche im Bereich der Schneidkante um einen keilförmigen Abschnitt vergrößert, so dass die Schneidengeometrie um ein vorbestimmtes Aufmaß korrigiert wird. Dieses Aufmaß soll einen Teil des zu erwartenden Verschleißes an der Schneidkante kompensieren. The cutting insert has a support surface and a plane-parallel opposing rake face on which at least one cutting edge is formed on. The support surface and the rake face each have the same basic geometric shape, i. E. they have a triangular shape, a rectangle shape or another polygonal shape, whereby the aspect ratios may be different. In a plan view of the rake surface, the at least one cutting edge is set outwardly at a predetermined angle relative to the corresponding edge of the support surface, while all other outer edges of the rake surface extend parallel to the corresponding edges of the bottom surface. In other words, the at least one cutting edge in the plane or at least in the projection plane of the rake face is rotated outward from a cutting corner. As a result, the rake face in the region of the cutting edge is enlarged by a wedge-shaped section, so that the cutting edge geometry is corrected by a predetermined allowance. This allowance is intended to compensate for part of the expected wear on the cutting edge.

Somit weist die korrigierte Schneidkante des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes gegenüber einem herkömmlichen Schneideinsatz einen gewissen Verschleißpuffer auf und erreicht somit erst nach einer längeren Einsatzdauer die maximal zulässige Verschleißgrenze. Somit kann durch den erfindungsgemäßen Schneideinsatz mit einer um einen vorbestimmten Winkel nach außen angestellten Schneidkante ohne zusätzliche Maßnahmen eine höhere Standzeit erreicht werden. Thus, the corrected cutting edge of the cutting insert according to the invention over a conventional cutting insert on a certain wear buffer and thus achieves the maximum allowable wear limit only after a longer period of use. Thus, can be achieved by the cutting insert according to the invention with a set by a predetermined angle to the outside cutting edge without additional measures a longer service life.

Um sicherzustellen, dass das mit dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz bearbeitete Werkstück eine maßhaltige Werkstückoberfläche erzielt, sollte unter Berücksichtigung der zulässigen Fertigungstoleranz des Schneideinsatzes der vorbestimmte Winkel innerhalb der Winkel- bzw. Lagetoleranz des zu bearbeitenden Werkstücks liegen. D.h., dass die Schneidengeometrie, insbesondere der Schneidkantenwinkel, nur so weit korrigiert und mit einem Aufmaß versehen werden kann, wie es das Toleranzfeld des zu bearbeitenden Werkstücks zulässt. Auch wenn das Toleranzfeld des zu bearbeitenden Werkstücks den Freiraum für etwaige Schneidengeometriekorrekturen eng begrenzt, hat sich gezeigt, dass schon Änderungen im kleinen Bereich zu erheblichen Standzeiterhöhungen führen können. To ensure that the machined with the cutting insert workpiece according to the invention achieves a dimensionally stable workpiece surface, taking into account the allowable manufacturing tolerance of the cutting insert, the predetermined angle should be within the angular or positional tolerance of the workpiece to be machined. This means that the cutting edge geometry, in particular the cutting edge angle, can only be corrected and provided with an allowance as far as the tolerance field of the workpiece to be machined permits. Even if the tolerance field of the workpiece to be machined limits the space for possible cutting geometry corrections, it has been shown that even changes in the small range can lead to considerable increases in tool life.

Der Anspruch 3 ist auf das allgemeine Prinzip gerichtet, dass der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt. Bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz weist die zumindest eine Schneidkante in Anbetracht eines bei mehrfacher Wiederholung des gleichen Bearbeitungsvorgangs zu erwartenden Verschleißes eine um ein vorbestimmtes Aufmaß korrigierte Schneidengeometrie auf, die unter Berücksichtigung der zulässigen Fertigungstoleranz des Schneideinsatzes innerhalb des Toleranzfeldes des zu bearbeitenden Werkstücks liegt. Dieses vorbestimmte Aufmaß kann wie bei dem Schneideinsatz gemäß Anspruch 1 durch eine entsprechende Vergrößerung der Spanfläche bzw. Korrektur des Schneidkantenwinkels erreicht werden oder auf andere Weise, solange das verschleißbedingte Aufmaß nicht dazu führt, dass das bearbeitete Werkstück nicht mehr die geforderten Toleranzen erfüllt. The claim 3 is directed to the general principle that the present invention is based. In the case of the cutting insert according to the invention, the at least one cutting edge has a cutting geometry corrected by a predetermined allowance, taking into account the permissible manufacturing tolerance of the cutting insert, within the tolerance range of the workpiece to be machined, in consideration of a wear to be expected in the case of repeated repetition of the same machining operation. This predetermined allowance can be achieved as in the cutting insert according to claim 1 by a corresponding increase in the rake face or correction of the cutting edge angle or otherwise, as long as the wear-related allowance does not cause the machined workpiece no longer meets the required tolerances.

Es kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn vor allem der vordere oder in Zustellrichtung vorauseilende Bereich der Schneidkante des Schneideinsatzes mit einem bestimmten Aufmaß versehen wird, da bei axialer Zustellung des Schneidwerkzeuges der vordere bzw. vorauseilende Abschnitt der Schneidkante zuerst in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück kommt und somit stets stärker belastet und einem höheren Verschleiß ausgesetzt ist als ein hinterer bzw. nachlaufender Abschnitt der Schneidkante. It can be particularly advantageous if, in particular, the front or in the feed direction leading edge region of the cutting edge of the cutting insert is provided with a certain allowance, since in axial delivery of the cutting tool, the leading or leading portion of the cutting edge first comes into contact with the workpiece to be machined and thus always more heavily loaded and exposed to higher wear than a rear or trailing portion of the cutting edge.

Das Korrekturaufmaß sollte im Fall einer Außenkonturbearbeitung maximal das untere Grenzmaß des zu bearbeitenden Werkstücks betragen. Im Fall einer Innenkonturbearbeitung dagegen sollte das Aufmaß maximal das obere Grenzmaß des zu bearbeitenden Werkstücks betragen. D.h., um die Schneidkante des Schneideinsatzes mit einem Verschleißpuffer zu versehen, kann die Schneidengeometrie innerhalb des Korridors zwischen Nennmaß und unterem Grenzmaß bzw. oberem Grenzmaß des zu bearbeitenden Werkstücks korrigiert werden. Anstatt die Schneidkante dem Nennmaß des zu bearbeitenden Werkstücks anzupassen und nach längerer Einsatzdauer über das zulässige obere Grenzmaß bzw. das unter das zulässige untere Grenzmaß des zu bearbeitenden Werkstücks zu fallen, versucht der erfindungsgemäße Schneideinsatz möglichst nah an das entgegengesetzte Grenzmaß heranzukommen, um so den möglichen Verschleißbereich auf das gesamte Toleranzfeld des zu bearbeitenden Werkstücks auszudehnen.In the case of an outer contour machining, the correction allowance should be at most the lower limit of the workpiece to be machined. In contrast, in the case of internal contour machining, the oversize should be at most the upper limit of the workpiece to be machined. That is, in order to provide the cutting edge of the cutting insert with a wear buffer, the cutting edge geometry can be corrected within the corridor between the nominal dimension and the lower limit dimension of the workpiece to be machined. Instead of adjusting the cutting edge to the nominal size of the workpiece to be machined and after longer use time to fall above the allowable upper limit or below the allowable lower limit of the workpiece to be machined, the cutting insert according to the invention tries to get as close to the opposite limit measure, so as to the possible Wear area to the entire tolerance field of the workpiece to be machined to expand.

Die Schneidengeometrie kann auch in Abhängigkeit der Stelle des zu erwartenden Verschleißes um einen vorbestimmten Winkel korrigiert werden. So kann beispielsweise die Schneidkante nicht nur in der Spanflächenebene, sondern auch senkrecht dazu korrigiert werden, solange die Schneide in eine zum Verschleiß entgegengesetzte Richtung ein Aufmaß erfährt. The cutting geometry can also be corrected by a predetermined angle depending on the location of the expected wear. Thus, for example, the cutting edge can be corrected not only in the chip surface plane, but also perpendicular thereto, as long as the cutting edge undergoes an oversize in a direction opposite to wear.

Der vorbestimmte Winkel kann im Bereich von 0,5° bis 1,5°, vorzugsweise im Bereich von 0,9° bis 1,1°, liegen, insbesondere etwa 1° aufweisen. Die zulässigen Toleranzfelder hängen in der Regel vom Nenndurchmesser ab, so dass die Winkelbereiche in Abhängigkeit der Größendimension des zu bearbeitenden Werkstücks entsprechend erhöht werden können oder verringert werden müssen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass eine um 1° korrigierte Schneidkante in den meisten Fällen nicht das zulässige Toleranzfeld des zu bearbeitenden Werkstücks überschreitet. Je nach Schneidstoff kann eine mehr oder weniger große Korrektur vorgenommen werden.The predetermined angle can be in the range of 0.5 ° to 1.5 °, preferably in the range of 0.9 ° to 1.1 °, in particular about 1 °. The permissible tolerance fields generally depend on the nominal diameter, so that the angular ranges can be increased or reduced accordingly depending on the size dimension of the workpiece to be machined. In practice, however, it has been shown that a 1 ° corrected cutting edge in most cases does not exceed the allowable tolerance of the workpiece to be machined. Depending on the cutting material, a more or less large correction can be made.

Schneideinsätze haben bestimmte Anlagepunkte und/oder -flächen, welche für die Ausrichtung der Schneidkante maßgeblich sind. Wenn ein herkömmlicher Schneideinsatz in einem entsprechenden Plattensitz, Spannpratze oder Kassette bestimmungsgemäß angeordnet wird, entspricht der Schneidkantenwinkel dem vorgesehenen Nennwinkel bzw. Kegelwinkel. Die Schneidkante des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes kann um den vorbestimmten Winkel vom Nennwinkel abweichen. D.h., dass bei einem Nennwinkel von 45° die Schneidkante um den vorbestimmten Winkel, von z. B. 1°, abweicht und somit nur 44° beträgt. Cutting inserts have certain contact points and / or surfaces, which are relevant for the alignment of the cutting edge. When a conventional cutting insert is properly positioned in a corresponding insert seat, chuck, or cassette, the cutting edge angle corresponds to the intended nominal angle or taper angle. The cutting edge of the cutting insert according to the invention may differ from the nominal angle by the predetermined angle. That is, at a nominal angle of 45 °, the cutting edge is inclined by the predetermined angle, e.g. B. 1 °, deviates and thus is only 44 °.

Da bei dem erfindungsgemäßen Einsatz lediglich eine Schneidkante korrigiert sein kann und die übrigen Abmessungen, insbesondere die Anlagepunkte und/oder -flächen unverändert bleiben, kann der erfindungsgemäße Schneideinsatz mit herkömmlichen Fixiereinrichtungen verwendet werden, ohne dass spezielle Montageschritte, Vorrichtungen oder sonstige Maßnahme erforderlich sind.Since only one cutting edge can be corrected in the insert according to the invention and the remaining dimensions, in particular the contact points and / or surfaces remain unchanged, the cutting insert according to the invention can be used with conventional fixing devices without requiring special assembly steps, devices or other measures.

Wenn lediglich die Schneidkante am Schneideinsatz wie oben beschrieben korrigiert wird, kann dies dazu führen, dass der Schneidkeil entlang der Schneidkante nicht konstant ist. Um einen gleichbleibenden Schneidkeil entlang der Schneidkante zu erzielen, kann bei dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz durch ein Anschliff eine entsprechende Schneidenkorrektur vorgenommen werden. Dadurch kann bei gleichem Schneidverhalten eine höhere Standzeit erzielt werden. If only the cutting edge on the cutting insert is corrected as described above, this may result in the cutting wedge not being constant along the cutting edge. To one To achieve a consistent cutting wedge along the cutting edge, in the cutting insert according to the invention by a bevel a corresponding cutting correction can be made. As a result, a longer service life can be achieved with the same cutting behavior.

Der erfindungsgemäße Schneideinsatz kann in Verbindung mit einem Schneidwerkzeug verwendet werden, welches Gegenstand des Anspruchs 9. Dieses Schneidwerkzeug weist einen Trägerkörper, einen am Trägerkörper lösbar angeordneten Schneideinsatz, wie z. B. den Schneideinsatz gemäß Anspruch 1, und eine Spannpratze oder Spannschraube oder sonstige Einrichtung zum lagegenauen Fixieren des Schneideinsatzes relativ zum Trägerkörper auf. Bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug weicht die Schneidkante des am Trägerkörper bestimmungsgemäß fixierten Schneideinsatzes vom Nennmaß des zu bearbeitenden Werkstücks um den vorbestimmten Winkel ab. The cutting insert according to the invention can be used in conjunction with a cutting tool, which is the subject of claim 9. This cutting tool has a carrier body, a releasably arranged on the carrier body cutting insert, such. As the cutting insert according to claim 1, and a clamping claw or clamping screw or other means for positionally accurate fixing of the cutting insert relative to the carrier body. In the cutting tool according to the invention, the cutting edge of the intended purpose fixed to the carrier body cutting insert deviates from the nominal size of the workpiece to be machined by the predetermined angle.

Genauer gesagt kann ein zwischen der Schneidkante und der Drehachse des Schneidwerkzeugs eingeschlossener Winkel, der dem Nennwinkel entspricht, um den vorbestimmten Winkel verringert werden, wenn der zu erwartende Verschleiß an einem radial inneren Bereich der Schneidkante auftritt, und um den vorbestimmten Winkel vergrößert werden, wenn der zu erwartende Verschleiß an einem radial äußeren Bereich der Schneidkante auftritt. Wenn der Verschleiß am radial inneren Bereich der Schneidkante bzw. in axialer Richtung vorderen Bereich der Schneidkante auftritt und somit der radial innere Bereich bzw. vordere Bereich der Schneidkante um ein vorbestimmtes Aufmaß korrigiert wird, nimmt der Schneidkantenwinkel bezüglich der Drehachse ab. Wenn dagegen der zu erwartende Verschleiß am radial äußeren Bereich bzw. in axialer Zuführrichtung hinteren Bereich auftritt, kann entsprechend dieser Bereich mit einem Aufmaß versehen werden, so dass sich der Schneidkantenwinkel bezüglich der Drehachse des Schneidwerkzeugs erhöht. More specifically, an angle included between the cutting edge and the rotation axis of the cutting tool corresponding to the nominal angle can be reduced by the predetermined angle when the expected wear occurs at a radially inner portion of the cutting edge and increased by the predetermined angle when expected wear occurs at a radially outer portion of the cutting edge. When the wear occurs at the radially inner portion of the cutting edge and in the axial direction at the front portion of the cutting edge, and thus the radially inner portion or front portion of the cutting edge is corrected by a predetermined allowance, the cutting edge angle with respect to the rotation axis decreases. If, on the other hand, the expected wear occurs at the radially outer region or in the rear axial feed direction, this area can be provided with an oversize, so that the cutting edge angle increases with respect to the rotational axis of the cutting tool.

So kann aufgrund von Erfahrungswerten ein entsprechend korrigierter Schneideinsatz gewählt werden, um so dem spezifischen Verschleiß des Bearbeitungsvorgangs vorzubeugen.Thus, based on empirical values, a correspondingly corrected cutting insert can be selected so as to prevent the specific wear of the machining process.

Anspruch 11 ist auf ein allgemeines drehangetriebenes Werkzeug gerichtet, welches ebenfalls die eingangs erwähnte Aufgabe erfüllt. Dieses Werkzeug hat wenigstens eine Schneide zur spanenden Bearbeitung oder Herstellung einer definierten Werkstücksoberfläche, wobei die Schneide in Abhängigkeit eines zu erwartenden Verschleißes eine um ein vorbestimmtes Aufmaß korrigierte Schneidengeometrie aufweist, wobei das vorbestimmte Aufmaß unter Berücksichtigung der zulässigen Fertigungstoleranz der Schneide innerhalb des Toleranzfeldes des zu bearbeitenden Werkstücks liegt. Das erfindungsgemäße Prinzip ist somit nicht nur auf Schneidwerkzeuge mit auswechselbaren Schneideinsätzen beschränkt, sondern kann auf jedes drehangetriebene Werkzeug angewandt werden, sofern dieses eine Formschneide zur Herstellung einer ganz spezifisch definierten Werkstückoberfläche hat. So kann beispielsweise auch ein Spiralbohrer eine um ein vorbestimmtes Aufmaß korrigierte Schneidengeometrie aufweisen, um so dem auftretenden Verschleiß über einen längeren Zeitraum standzuhalten. Claim 11 is directed to a general rotary-driven tool, which also fulfills the above-mentioned object. This tool has at least one cutting edge for machining or producing a defined workpiece surface, wherein the cutting edge has a cutter geometry corrected by a predetermined allowance, the predetermined allowance taking into account the allowable manufacturing tolerance of the cutting edge within the tolerance range of the machined Workpiece is located. The inventive principle is thus not limited to cutting tools with interchangeable cutting inserts, but can be applied to any rotationally driven tool, provided that it has a mold cutting edge for producing a very specifically defined workpiece surface. For example, a twist drill can also have a cutting geometry corrected by a predetermined allowance in order to be able to withstand the occurring wear over a longer period of time.

Die zuvor genannten Aspekte lösen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe und sollen daher einzeln oder in beliebiger Kombination im Rahmen dieser Anmeldung beanspruchbar sein. The aforementioned aspects solve both individually and in any combination of the task underlying the invention and should therefore be claimable individually or in any combination within the scope of this application.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The present invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Draufsicht auf einen Schneideinsatz gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 a plan view of a cutting insert according to a first embodiment of the invention;

2 eine Unteransicht auf den Schneideinsatz gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; 2 a bottom view of the cutting insert according to the first embodiment of the invention;

3 eine Draufsicht auf einen Schneideinsatz gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 3 a plan view of a cutting insert according to a second embodiment of the invention;

4 eine Untersicht des Schneideinsatzes gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; 4 a bottom view of the cutting insert according to the second embodiment of the invention;

5 eine Spannpratze mit einem Schneideinsatz gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; 5 a clamping claw with a cutting insert according to the first embodiment of the invention;

6 eine Teilansicht eines Ventilsitzes; 6 a partial view of a valve seat;

7 in schematischer Weise das Schneidkantenkorrekturprinzip, ausgehend von einem Schneideinsatz nach dem Stand der Technik; 7 schematically, the cutting edge correction principle, starting from a cutting insert according to the prior art;

8 eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; 8th a perspective view of the cutting insert according to the second embodiment of the invention;

9 eine perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes gemäß einer modifizierten zweiten Ausführungsform der Erfindung; 9 a perspective view of a cutting insert according to a modified second embodiment of the invention;

10 eine Draufsicht auf einen Schneideinsatz aus dem Stand der Technik; 10 a plan view of a cutting insert of the prior art;

11 eine Seitenansicht des Schneideinsatzes der 10; 11 a side view of the cutting insert the 10 ;

12 eine Teilquerschnittsansicht eines Ventilsitzes; 12 a partial cross-sectional view of a valve seat;

13 eine vergrößerte Detailansicht der 12; und 13 an enlarged detail view of the 12 ; and

14 der Schneideinsatz aus dem Stand der Technik mit Verschleißspuren an der Schneidkante. 14 the cutting insert of the prior art with wear marks on the cutting edge.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

Die 1 und 2 zeigen eine Draufsicht bzw. Unteransicht eines Schneideinsatzes 20 gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer Spanfläche 22 und einer Auflagefläche 24, die zueinander planparallel sind. Sowohl die Spanfläche 22 als auch die Auflagefläche 24 sind dreiecksförmig und haben somit die gleiche geometrische Grundform. Die Auflagefläche bzw. Bodenfläche 24 ist etwas kleiner, so dass die zwischen der Spanfläche 22 und Auflagefläche 24 befindlichen Seitenflanken 26 zur Auflagefläche 24 angestellt sind. Während die Auflagefläche 24 die Form eines gleichseitigen Dreiecks mit drei gleichen Winkeln von 60° hat, weicht die Form der Spanfläche 22 etwas davon ab. Eine der drei Kanten zwischen den Seitenflanken 26 und der Spanfläche 22 ist als Schneidkante 28 ausgebildet. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, verläuft diese als einzige nicht parallel zur entsprechenden Kante 30 der Auflagefläche 24, sondern ist um einen Winkel α nach außen angestellt, so dass die Spanfläche 22 um einen keilförmigen Abschnitt, der in der 1 gestrichelt eingezeichnet ist, vergrößert. Wenn der Winkel δ 1° beträgt, dann beträgt der in der 1 eingezeichnete Winkel α 61°, der Winkel β 60° und der Winkel γ 59°. The 1 and 2 show a top view and bottom view of a cutting insert 20 according to a first embodiment with a rake face 22 and a support surface 24 that are plane-parallel to each other. Both the rake surface 22 as well as the bearing surface 24 are triangular and thus have the same basic geometric shape. The bearing surface or bottom surface 24 is a little smaller, so that between the rake face 22 and bearing surface 24 located side edges 26 to the contact surface 24 are employed. While the support surface 24 has the shape of an equilateral triangle with three equal angles of 60 °, gives way to the shape of the rake face 22 something off. One of the three edges between the side edges 26 and the rake surface 22 is as a cutting edge 28 educated. Like from the 1 and 2 is visible, this is the only one not parallel to the corresponding edge 30 the bearing surface 24 but is set at an angle α to the outside, so that the rake face 22 around a wedge-shaped section that is in the 1 dashed lines, enlarged. If the angle δ is 1 °, then in the 1 drawn angles α 61 °, the angle β 60 ° and the angle γ 59 °.

Die 3 und 4 zeigen einen Schneideinsatz 40 gemäß einer zweiten Ausführungsform, mit einer Spanfläche 42 und einer dazu planparallelen Auflagefläche 44. Zwischen der Spanfläche 42 und der Auflagefläche 44 befinden sich angestellte Seitenflanken 46. Die Spanfläche 42 und die Auflagefläche 44 haben wieder die gleiche geometrische Grundform, wobei die Auflagefläche 44 quadratisch ausgebildet ist und die Spanfläche 42 wie in der ersten Ausführungsform um einen keilförmigen Flächenabschnitt 52 erweitert ist, wie in der 3 durch die schraffierte Fläche angedeutet ist.The 3 and 4 show a cutting insert 40 according to a second embodiment, with a rake face 42 and a plane-parallel support surface 44 , Between the rake surface 42 and the bearing surface 44 are employed side edges 46 , The rake surface 42 and the bearing surface 44 again have the same basic geometric shape, the bearing surface 44 square is formed and the chip surface 42 as in the first embodiment to a wedge-shaped surface portion 52 is extended, as in the 3 indicated by the hatched area.

Eine der Kanten zwischen Spanfläche 42 und Seitenflanken 46 ist wiederum als eine Schneidkante 48 ausgebildet, welche zu einer entsprechenden Kante 50 an der Boden- bzw. Auflagefläche 44 um einen Winkel δ nach außen angestellt ist, während die anderen Kanten der Spanfläche 42 und der Auflagefläche 44 parallel zueinander verlaufen. Durch den veränderten Schneidkantenwinkel α, der beispielsweise um 1° vergrößert ist, ist der entsprechend andere Winkel γ wiederum um den Winkel δ bzw. 1° vermindert, während die anderen beiden Winkel β jeweils einen rechten Winkel bilden. One of the edges between rake face 42 and side flanks 46 is again as a cutting edge 48 formed, which to a corresponding edge 50 at the bottom or contact surface 44 is set at an angle δ to the outside, while the other edges of the rake face 42 and the bearing surface 44 parallel to each other. Due to the changed cutting edge angle α, which is for example increased by 1 °, the corresponding other angle γ is again reduced by the angle δ or 1 °, while the other two angles β each form a right angle.

Die 5 zeigt Spannpratze 60, mit welcher die dreieckförmige Schneidplatte bzw. Schneideinsatz 20 der ersten Ausführungsform an einen nicht gezeigten Schneidplattenträger eines Feinbearbeitungswerkzeugs geklemmt werden kann. Den Kegelwinkel ε, welchen die unkorrigierte Schneidkante (gestrichelt gezeichnet) mit der Drehachse bildet, wird durch die spezifische Ausgestaltung der jeweiligen Spannpratze 60 bestimmt. Da die erfindungsgemäße Schneidplatte 20 einen um einen Korrekturwinkel δ korrigierte Schneidkanten aufweist, weicht der tatsächliche Kegelwinkel (ε – δ) von dem durch die Spannpratze 60 vorbestimmten Kegelwinkel λ ab. Da, wie aus der vorhergehenden Beschreibung klar wird, lediglich der Schneidkantenbereich korrigiert ist und der restliche Teil der Schneidplatte 20 der Geometrie einer herkömmlichen Schneidplatte 1 entspricht, kann die erfindungsgemäße Schneidplatte 20 ohne irgendwelche Modifikationen mit für herkömmliche Schneidplatten 1 konzipierte Spannpratzen 60 verwendet werden. The 5 shows Spannpratze 60 , with which the triangular cutting plate or cutting insert 20 the first embodiment can be clamped to a cutting plate carrier, not shown, a finishing tool. The cone angle ε, which forms the uncorrected cutting edge (drawn in dashed lines) with the axis of rotation, is determined by the specific configuration of the respective clamping claw 60 certainly. Since the cutting plate according to the invention 20 has a corrected by a correction angle δ cutting edges, the actual cone angle (ε - δ) deviates from that by the clamping claw 60 predetermined cone angle λ. As is clear from the foregoing description, only the cutting edge area is corrected and the remaining part of the cutting board 20 the geometry of a conventional insert 1 corresponds, the cutting plate according to the invention 20 without any modifications with conventional inserts 1 designed clamps 60 be used.

Die 6 zeigt einen Ventilsitz 14, der bereits in Verbindung mit 12 und 13 beschrieben wurde, mit einem eingezeichneten Toleranzfeld mit einem oberen Abmaß Es und einem unteren Abmaß EI zwischen einem Nennmaß N und einem Höchstmaß G_oB bzw. Mindestmaß G_uB. Das Höchstmaß G_oB und Mindestmaß G_uB bilden eine Art Korrekturkorridor, innerhalb dessen die Schneidkante 28 (siehe 7) korrigiert werden kann, ohne aus der Toleranz des zu fertigenden Ventilsitzes 14 zu fallen. Da, wie aus der 14 ersichtlich ist, die Schneidkante 8 verschleißt, d.h. in der 6 in Richtung Mindestmaß G_uB wandert, sollte die Schneidkante 28 so korrigiert werden, dass sie vor dem ersten Einsatz das zulässige obere Abmaß ES ausnutzt und somit nahe an das Höchstmaß G_oB heranreicht. Mit der Zeit wandert die Schneidkante 28 aufgrund des Verschleißes von dem Höchstmaß G_oB in Richtung Mindestmaß G_uB. Doch kann der so korrigierte Schneideinsatz 20 wesentlich länger eingesetzt werden, als wenn dieser auf das Nennmaß des zu bearbeitenden Werkstücks gefertigt ist. The 6 shows a valve seat 14 who is already in contact with 12 and 13 having a marked tolerance field with an upper dimension Es and a lower dimension EI between a nominal dimension N and a maximum dimension G _oB or minimum dimension G _uB . The maximum G _oB and minimum G _uB form a kind of correction _corridor within which the cutting edge 28 (please refer 7 ) can be corrected without departing from the tolerance of the valve seat to be manufactured 14 to fall. There, like from the 14 it can be seen, the cutting edge 8th wears out, ie in the 6 migrates toward minimum G _uB , the cutting edge should be 28 be corrected so that it takes advantage of the allowable upper dimension ES before the first use and thus _comes close to the maximum G _oB . Over time, the cutting edge moves 28 due to the wear from the maximum G _oB in the direction of minimum G _uB . But can the corrected cutting insert 20 be used much longer than if this is made to the nominal size of the workpiece to be machined.

Die 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schneideinsatzes 40 gemäß der zweiten Ausführungsform, bei dem die Schneidkante 48 in der Ebene der Spanfläche 42 nach außen gekippt ist. Jedoch kann die Schneidkante 48’, wie in der 9 gezeigt ist, auch anders korrigiert werden, nämlich indem die Schneidkante 28’ nach außen und zur ursprünglichen Spanfläche nach oben verändert wird, d.h. die Spanfläche 42’ leicht nach oben gekippt wird, so dass die in der 9 gezeigte Form entsteht. Alternativ kann anstelle der gesamten Spanfläche 42’ auch nur ein äußerer Randabschnitt im Bereich der Schneidkante 28’ entsprechend verändert werden. The 8th shows a perspective view of the cutting insert 40 according to the second embodiment, wherein the cutting edge 48 in the plane of the chip surface 42 tilted outwards. However, the cutting edge 48 ' , like in the 9 also be corrected otherwise, namely by the cutting edge 28 ' to the outside and to the original one Span surface is changed upwards, ie the rake face 42 ' is tilted slightly upwards, so that in the 9 Form shown arises. Alternatively, instead of the entire chip surface 42 ' also only an outer edge section in the region of the cutting edge 28 ' be changed accordingly.

Vorstehend wurde ein Schneideinsatz und ein Schneidwerkzeug beschrieben, die eine höhere Standzeit haben, ohne verschleißbedingte Schneidenkorrekturen vornehmen zu müssen. Der erfindungsgemäße Schneideinsatz wurde anhand von verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche geändert werden. Selbstverständlich können auch einzelne oder mehrere Elemente der verschiedenen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden. In the foregoing, a cutting insert and a cutting tool have been described which have a longer service life without having to make wear-related cutting edge corrections. The cutting insert according to the invention has been described with reference to various embodiments. Of course, the invention is not limited to these embodiments, but may be changed within the scope of the claims. Of course, individual or multiple elements of the various embodiments can be combined with each other arbitrarily.

Der Schneideinsatz kann auch alle anderen üblichen Polygonformen wie rhomboidisch aufweisen und die Freifläche an der Seitenflanke der Schneidkante alle üblicherweise verwendeten Freiwinkel wie 3°, 5 °, 7°, usw. aufweisen. Der Schneideinsatz kann mit oder ohne Spanbrechernuten versehen sein und aus allen üblicherweise verwendeten Schneidstoffen, z.B. PKD, CBN, VHM, beschichtet (Weich- und/oder Hartschicht) oder unbeschichtet versehen sein.The cutting insert can also have all other conventional polygonal shapes such as rhomboid and the free surface on the side edge of the cutting edge all commonly used clearance angle such as 3 °, 5 °, 7 °, etc. have. The cutting insert may be provided with or without chip breaker grooves and made from any commonly used cutting materials, e.g. PCD, CBN, VHM, coated (soft and / or hard layer) or uncoated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4431845 A1 [0002]

Claims

Cutting insert ( 20 ; 40 ) for a cutting tool for machining workpieces, with a bearing surface ( 24 ; 44 ) and to this plane-parallel opposite rake face ( 22 ; 42 ) with the same geometric basic shape, on which at least one cutting edge ( 28 ; 48 ) is formed, characterized in that in a plan view of the rake face ( 22 ; 42 ) the at least one cutting edge ( 28 ; 48 ) relative to the corresponding edge ( 32 ; 50 ) of the bearing surface ( 24 ; 44 ) is set at a predetermined angle to the outside, while all other outer edges of the rake face ( 22 ; 42 ) parallel to the corresponding edges of the support surface ( 24 ; 44 ).

Cutting insert ( 20 ; 40 ) according to claim 1, characterized in that the cutting edge ( 28 ; 48 ) in a plan view of the clamping surface ( 22 ; 42 ) is set at a positive angle (δ) to the outside, taking into account the allowable manufacturing tolerance of the cutting insert ( 28 ; 48 ) is within the angular tolerance of the workpiece to be machined.

Cutting insert ( 20 ; 40 ) for a cutting tool for machining workpieces, with at least one cutting edge ( 28 ; 48 ), characterized in that the at least one cutting edge ( 28 ; 48 ) has a cutting geometry corrected by a predetermined allowance (δ) in consideration of the permissible manufacturing tolerance of the cutting insert ( 28 ; 48 ) is within the tolerance of the workpiece to be machined.

Cutting insert ( 20 ; 40 ) according to claim 3, characterized in that the allowance (δ) in the case of an outer contour machining maximum of the lower limit (EI) and in the case of an inner contour machining maximum upper limit (ES) of the workpiece to be machined.

Cutting insert ( 20 ; 40 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the cutting edge geometry is corrected as a function of the point of expected wear by increasing a cutting angle (α) by a predetermined angle (δ).

Cutting insert ( 20 ; 40 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the predetermined angle (δ) in the range of 0.5 ° to 1.5 °, preferably in the range of 0.9 ° to 1.1 °, in particular 1 ° Has.

Cutting insert ( 20 ; 40 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cutting edge ( 28 ; 48 ), when the cutting insert ( 20 ; 40 ) according to its positional alignment of the cutting insert ( 20 ; 40 ) arranged on the cutting tool investment points and / or surfaces is aligned to the predetermined angle (δ) deviates from the nominal angle (ε).

Cutting insert ( 20 ; 40 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a bevel cutting correction is made so that the cutting wedge along the cutting edge ( 28 ; 48 ) is substantially the same.

Cutting tool for machining workpieces, with a carrier body, a releasably arranged on the carrier body cutting insert ( 20 ; 40 ) according to one of the preceding claims and a clamping claw ( 60 ) or clamping screw for positionally accurate fixing of the cutting insert ( 20 ; 40 ) relative to the carrier body, characterized in that the cutting edge ( 28 ; 48 ) of the carrier body as intended fixed cutting insert ( 20 ; 40 ) deviates from the nominal size of the workpiece to be machined by the predetermined angle (δ).

Cutting tool according to claim 9, characterized in that one between the cutting edge ( 28 ; 48 ) and the rotational axis of the cutting tool enclosed acute angle (ε) by the predetermined angle (δ) is reduced, when the expected wear on a radially inner portion of the cutting edge ( 28 ; 48 ) occurs, and is increased by the predetermined angle (δ) when the expected wear on a radially outer portion of the cutting edge ( 28 ; 48 ) occurs.

Rotary tool with at least one cutting edge ( 28 ; 48 ) for machining or producing a defined workpiece surface, characterized in that the cutting edge ( 28 ; 48 ) has a corrected by a predetermined allowance (δ) cutting geometry depending on an expected wear, wherein the predetermined allowance (δ), taking into account the allowable manufacturing tolerance of the cutting edge is within the tolerance of the workpiece to be machined.