DE1187888B

DE1187888B - Turning tool

Info

Publication number: DE1187888B
Application number: DEA31564A
Authority: DE
Inventors: Masao Kubota
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1958-03-13
Filing date: 1959-03-11
Publication date: 1965-02-25
Also published as: CH388729A

Description

Drehstahl Es sind Drehstähle für spanabhebende Bearbeitung bekannt, welche mit einer Seitenschneidkante ausgerüstet sind, die bei entsprechender Anstellung ein Schruppen oder ein Schlichten des Werkstücks bewirkt.Turning tool Turning tools for machining are known, which are equipped with a side cutting edge, which with appropriate employment causes roughing or finishing of the workpiece.

Es sind weiterhin Drehstähle bekannt, welche eine Stirnschneidkante als Arbeitsschneide aufweisen. Hier ist der Neigungswinkel der Stirnschneide, in Querrichtung gemessen, bei normaler Anstellung des Werkzeugs, d. h. also radial zum Werkstück, nicht=0.There are also turning tools known which have a face cutting edge have as a working cutting edge. Here is the angle of inclination of the cutting edge, in Measured in the transverse direction, with the tool inclined normally, i. H. so radial to the workpiece, not = 0.

Wenn hier das Werkzeug nach dem Schruppen zum Schlichten nicht in normaler radialer Stellung angestellt ist, ist die Folge, daß bei seitlichen Vibrationen desselben die Stirnschneidkante in die zu schlichtende Fläche einschneidet. Das ergibt in dieser Fläche schräge Markierungen entsprechend der Anzahl der Vibrationen. Ein einwandfreies Schlichten mit diesem Drehstahl ist daher ohne Anstellungsänderung nicht möglich. Es ist aber in der Praxis erwünscht, mit einer normalen Anstellung des Werkzeugs auszukommen und sowohl beim Schnippen als auch beim Schlichten einen guten Schnitt zu erzielen.If the tool does not move into the for finishing after roughing normal radial position is employed, the consequence is that with lateral vibrations the same cuts the front cutting edge into the surface to be finished. That results in inclined markings in this area according to the number of vibrations. A perfect finishing with this turning tool is therefore without changing the position not possible. In practice, however, it is desirable to have a normal job of the tool and one thing for both snipping and finishing to achieve a good cut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehstahl derart auszubilden, daß er ohne Anstellungsänderung gleichzeitig schruppen und schlichten kann, ohne daß hierbei das Werkzeug Vibrationen unterliegt, die zum Rattern und damit zu unsauberer Arbeit führen.The invention is based on the object of designing a turning tool in such a way that that he can rough and finish at the same time without changing his position, without that in this case the tool is subject to vibrations that lead to rattling and thus too unclean Work.

Diese Aufgabe wird in einfacher Weise erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaft des Drehstahls mit einer zum Schaft in einer senkrechten Ebene verlaufenden geraden Stirnschneidkante zum Schlichten versehen ist, die entgegen der Vorschubrichtung abwärts geneigt ist und eine die Ebene der Stirnschneidkante in einem spitzen Winkel kreuzende, zum Schaft hin abwärts geneigte gerade Seitenschneidkante zum Schruppen aufweist und beide Schneidkanten mit je einer Span- und einer Freifläche versehen sind.According to the invention, this object is achieved in a simple manner by that the shank of the turning steel with a to the shank extending in a plane perpendicular straight face cutting edge is provided for finishing, which is opposite to the feed direction is downwardly inclined and one is the plane of the front cutting edge at an acute angle Crossing straight side cutting edge inclined downwards towards the shank for roughing and both cutting edges are each provided with a rake face and a flank face are.

Durch diese Anordnung der Schneidkante ist gleichzeitig ein Schruppen und Schlichten möglich. Der Rückdruck des Werkstücks auf eine der beiden Schneidkanten wird durch den Rückdruck auf die andere aufgehoben, und ein Rattern des Werkzeugs ist daher nicht mehr möglich. Neben der Güte der Bearbeitung ist eine erhöhte Lebensdauer des Drehstahls bei erhöhter Schnittleistung die Folge.This arrangement of the cutting edge means that roughing takes place at the same time and finishing possible. The back pressure of the workpiece on one of the two cutting edges is released by the back pressure on the other and a rattle of the tool is therefore no longer possible. In addition to the quality of the machining, there is an increased service life of the turning tool with increased cutting performance.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt A b b. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Drehstahls mit abgebrochenem Schaft, A b b. 2 eine Draufsicht auf A b b.1, A b b. 3 (A) einen Aufriß des in A b b.1 und 2 dargestellten Drehstahls, A b b. 3 (B) einen Schnitt nach der Linie III-III in A b b. 3 (A), A b b. 4 (A) eine weitere Seitenansicht des in A b b.1 bis 3 gezeigten Drehstahles, A b b. 4 (B) einen Schnitt nach der Linie IV-IV in A b b. 4 (A), A b b. 5 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht des Endteils des in A b b. 2 dargestellten Drehstahls, A b b. 6 eine schaubildliche Ansicht desselben in Anstellung an eine zylindrische Außenfläche beim Schneiden und beim Abnehmen von Spänen, A b b. 7 eine Draufsicht auf A b b. 6.In the drawings is an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown. It shows A b b. 1 is a side view of the turning tool according to the invention with broken shaft, A b b. 2 shows a plan view of A b b.1, A b b. 3 (A) one Elevation of the turning tool shown in A b b.1 and 2, A b b. 3 (B) a section after the line III-III in A b b. 3 (A), A b b. 4 (A) is another side view of the turning tool shown in A b b.1 to 3, A b b. 4 (B) a section after the Line IV-IV in A b b. 4 (A), A b b. 5 is a view of the end part on an enlarged scale of the in A b b. 2 turning tool shown, A b b. 6 is a perspective view of the same in contact with a cylindrical outer surface when cutting and removing of chips, A b b. 7 is a plan view of A b b. 6th

Wie sich insbesondere aus F i g. 6 und 7 ergibt, hat der Drehstahl T, der einen Schaft 6 aufweist, zwei gerade Schneidkanten 4 und 5, wenn man von den abgerundeten Enden und den Abfasungen der Schneiden absieht.As can be seen in particular from FIG. 6 and 7 results, the turning tool has T, which has a shank 6, two straight cutting edges 4 and 5, if one of the rounded ends and the bevels of the cutting edges.

Die gerade Stirnschneidkante 4 ist im Punkt 2 in Berührung mit einer zu bearbeitenden Fläche 1, beispielsweise mit einer zylindrischen oder in anderer Weise gekrümmten Oberfläche, und bildet mit einer Erzeugenden 3 der Fläche 1 einen Winkel O, der kleiner als 90° ist, wobei die Erzeugende in Vorschubrichtung des Drehstahles gerichtet ist und durch den Punkt 2 verläuft. Die andere gerade Schneidkante 5 liegt so, daß zwischen ihr und der Vorschubrichtung des Werkzeuges ein stumpfer Einstellwinkel 0 eingeschlossen ist, der etwas größer als 90° ist. Wenn 9 = 0 und die zu bearbeitende Fläche 1 eine zylindrische Fläche ist, fällt die Schneidkante 4 mit der Erzeugenden 3 zusammen. Die Schneidkanten 4 und 5 sind so angeordnet, daß sie sich im spitzen Winkel kreuzen, oder der Spitzenteil 4 a der Stirnschneidkante 4 liegt so, daß er mit dem Berührungspunkt zwischen der Schneidkante 4 und der Fläche 1 zusammenfällt oder mit einem Punkt in der Nähe dieses Berührungspunktes, wenn eine kleine kreisförmige Abrundung oder eine Abfasung zwischen den Spitzen 4 a und 5 a der Schneidkanten 4 und 5 vorgesehen ist, wie in A b b. 5 gezeigt. In A b b. 6 fällt der Spitzenteil 4a mit einem Punkt zusammen, der etwas oberhalb des Berührungspunktes der Schneidkante 4 mit der Fläche 1 liegt.The straight front cutting edge 4 is in contact at point 2 with a surface 1 to be machined, for example with a cylindrical or otherwise curved surface, and forms an angle O with a generatrix 3 of the surface 1 which is smaller than 90 °, the Generating is directed in the direction of advance of the turning tool and runs through point 2. The other straight cutting edge 5 lies in such a way that an obtuse setting angle 0, which is slightly greater than 90 °, is included between it and the feed direction of the tool. If 9 = 0 and the surface to be machined 1 is a cylindrical surface, the cutting edge 4 coincides with the generating line 3. The cutting edges 4 and 5 are arranged so that they intersect at an acute angle or the tip portion 4a of the front cutting edge 4 is positioned so that it coincides or with the point of contact between the cutting edge 4 and the surface 1 to a point near this Point of contact when a small circular rounding or chamfer is provided between the tips 4 a and 5 a of the cutting edges 4 and 5, as in A b b. 5 shown. In A b b. 6, the tip part 4 a coincides with a point which is slightly above the point of contact of the cutting edge 4 with the surface 1.

Wenn eine zylindrische Fläche der in A b b. 6 gezeigten Art bearbeitet werden soll, nehmen die geraden Schneidkanten 4 und 5 gleichzeitig am Schlichten und Schruppen teil. Die gerade Stirnschneidkante 4, welche mit der Erzeugenden 3 einen Winkel bildet, erzeugt eine Komponente hoher Schnittgeschwindigkeit längs der Schneidkante, die zum Schneiden sehr günstig ist und eine gute Beschaffenheit der geschlichteten Fläche erzielt. Ferner ist eine genaue Einstellung der Anstellung des Schneidwerkzeugs an der zu bearbeitenden Fläche nicht mehr notwendig, da es lediglich erforderlich ist, dieses mit der zu schlichtenden Fläche in Berührung zu halten. Die Rückdruckkomponente der Schnittkraft einer Stirnschneidkante 4 der beschriebenen Art ist größer als diejenige an einem üblichen Schneidwerkzeug, so daß ein Rattern auftreten kann. Da jedoch der Stellwinkel 0 der geraden Seitenschnittkante 5 ein stumpfer Winkel ist, hat die Rückdruckkomponente der Schnittkraft an der Kante 5 einen negativen Wert, was sich dahingehend auswirkt, daß das Schneidwerkzeug an das Werkstück angedrückt wird, so daß diese Rückdruckkomponente die positive Komponente der Schnittkraft ausgleicht, welche durch die Stirnschneidkante 4 und durch die kreisförmige Abrundung oder Abfasung in der Nähe des Schnittpunktes der Schneidkanten 4 und 5 erzeugt wird. Daher kann, wenn die verschiedenen Bedingungen, wie Größe des Anstellwinkels 0, Höhe des Schnittpunktes der Schneidkanten 4 und 5, Schnittiefe der Seitenschneidkante 5 und Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs geeignet gewählt sind, die resultierende Rückdruckkomponente so gestaltet werden, daß sie einen geringeren positiven Wert hat, wodurch die Ausbiegung des Werkstücks und das Rattern auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden und damit ein ruhiges Schneiden erfolgt. Ferner sind die Komponenten der Schnittkräfte der Schneidkanten 4 und 5 in der Vorschubrichtung einander entgegengesetzt, so daß diese gegeneinander ausgeglichen werden, was eine Verringerung derselben in der Vorschubrichtung ergibt. Wenn die Freiflächen beider Schneidkanten 4 und 5 so gewählt sind, daß sie infolge der Kombination des Neigungswinkels ƒ der Stirnschneidkante 4, des Stellwinkels 0 der Seitenschneidkante 5 und des Sparwinkels a der Stirnschneidkante 4 in einer gemeinsamen Ebene liegen, kann der Spanwinkel ß der Seitenschneidkante 5 bestimmt werden, jedoch können die Spanwinkel nach Belieben eingestellt werden, wenn in jeder Freifläche eine Wellenbewegung zulässig ist.When a cylindrical surface of the type shown in A b b. 6 is to be machined, the straight cutting edges 4 and 5 take part in finishing and roughing at the same time. The straight front cutting edge 4, which forms an angle with the generating line 3, produces a component of high cutting speed along the cutting edge, which is very favorable for cutting and achieves a good quality of the finished surface. Furthermore, an exact setting of the inclination of the cutting tool on the surface to be machined is no longer necessary, since it is only necessary to keep this in contact with the surface to be finished. The back pressure component of the cutting force of a face cutting edge 4 of the type described is greater than that on a conventional cutting tool, so that chattering can occur. However, since the setting angle 0 of the straight side cutting edge 5 is an obtuse angle, the back pressure component of the cutting force at the edge 5 has a negative value, which has the effect that the cutting tool is pressed against the workpiece, so that this back pressure component is the positive component of the cutting force compensates which is determined by the front cutting edge 4, and by the circular rounding or chamfer in the vicinity of the intersection of the cutting edges 4 and 5 produce. Therefore, if the various conditions such as the size of the angle of attack 0, the height of the intersection of the cutting edges 4 and 5, the depth of cut of the side cutting edge 5 and the feed rate of the tool are appropriately selected, the resulting back pressure component can be made to have a smaller positive value, whereby the deflection of the workpiece and the chatter are reduced to a minimum and thus a smooth cutting takes place. Furthermore, the components of the cutting forces of the cutting edges 4 and 5 are opposite to each other in the feed direction, so that they are balanced against each other, which results in a reduction thereof in the feed direction. If the free surfaces of both cutting edges 4 and 5 are chosen so that they lie in a common plane as a result of the combination of the angle of inclination ƒ of the front cutting edge 4, the setting angle 0 of the side cutting edge 5 and the saving angle α of the front cutting edge 4, the rake angle ß of the side cutting edge 5 can be determined, but the rake angles can be adjusted as desired, if a wave movement is permissible in every flank.

Auf Grund vieler Versuche wurden alle Sparwinkel, die für den praktischen Gebrauch geeignet sind, ermittelt.On the basis of many attempts, all saving angles that were necessary for the practical Suitable for use.

Eine praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneidstahls ist in A b b. 1 bis 4 gezeigt, bei welcher eine Sparfläche von dem Punkt in der Nähe des Kreuzungspunktes der Schneidkanten 4 und 5 in der Richtung gebildet wird, die einen Winkel y der Richtung der Stirnschneidkante 4 einschließt, um die Sparwinkel der Seitenschnittkante 5 bei ß und ß a zu erhalten [A b b. 4 (B)], und damit der Stirnschnittkante 4 den Sparwinkel a [A b b. 3 (B)] zu geben. Wenn der Seitenschneidkante 5, wie in A b b. 1 gezeigt, ein Stirnfreiwinkel 8 (> 0°) relativ zur radialen Richtung des Werkstückes gegeben wird, nimmt die negative Rückdruckkomponente der Schnittkraft zu. Natürlich weisen die Kanten 4 und 5 geeignete Hinterschliffwinkel y [A b b. 3 (B)] und d [Ab b. 4 (B)] auf.A practical embodiment of the cutting steel according to the invention is shown in A b b. 1 to 4, in which a saving surface is formed from the point in the vicinity of the intersection point of the cutting edges 4 and 5 in the direction which includes an angle y of the direction of the front cutting edge 4 in order to reduce the saving angles of the side cutting edge 5 at β and β a to obtain [A b b. 4 (B)], and thus the front cut edge 4 the economy angle a [A b b. 3 (B)]. When the side cutting edge 5, as in A b b. 1, a face clearance angle 8 (> 0 °) is given relative to the radial direction of the workpiece, the negative back pressure component of the cutting force increases. Of course, the edges 4 and 5 have suitable relief angles y [A b b. 3 (B)] and d [Ab b. 4 (B)].

Durch Versuche wurde festgestellt, daß die nachfolgend gegebenen Winkel am geeignetsten sind, jedoch auch andere Winkel vorgesehen werden können. 0 = 30° - 50° ß. = ß - 95° - 110° y = 5° - 10° ß = -5° - 15° 8 = 5° - 10° Da der Anstellwinkel o ein stumpfer Winkel ist, kann die Seitenschneidkante 5 jede Endfläche und Stufenfläche jedes Werkstückes schneiden.Experiments have shown that the angles given below are most suitable, but other angles can also be used. 0 = 30 ° - 50 ° ß. = ß - 95 ° - 110 ° y = 5 ° - 10 ° ß = -5 ° - 15 ° 8 = 5 ° - 10 ° Since the incidence angle o is an obtuse angle, the side cutting edge 5 can cut any end face and step face of any workpiece.

Der erfindungsgemäße Drehstahl kann daher auch bei einer Kopierdrehbank verwendet werden. Die Schneidkanten können zur Veränderung der Abrundungen, der abgefasten Ecken, der Freifläche und der Hinterschlifffläche abgeändert werden. Beispielsweise können diese Flächen so abgeändert werden, daß sich ein primärer negativer Hinterschliffwinkel und ein sekundärer positiver Hinterschliffwinkel ergeben. Zum Bohren wird die Stirnschneidkante 4 vorzugsweise als gekrümmte Kante ausgebildet, so daß die geschlichtete Fläche nicht beeinträchtigt wird, beispielsweise als gekrümmte Kante mit einem Halbmesser, der kleiner ist als der Halbmesser der Innenfläche.The lathe tool according to the invention can therefore also be used in a copy lathe be used. The cutting edges can be used to change the rounding, the chamfered corners, the free surface and the relief surface can be modified. For example, these areas can be modified so that a primary negative relief angle and a secondary positive relief angle result. For drilling, the front cutting edge 4 is preferably designed as a curved edge, so that the finished surface is not affected, for example as a curved one Edge with a radius that is smaller than the radius of the inner surface.

Der erfindungsgemäße Drehstahl kann als Arbeitsstahl beliebiger Art ausgebildet sein, beispielsweise als nicht bestücktes Werkzeug, als Arbeitsstahl mit aufgelötetem Plättchen oder mit aufgeklemmten Plättchen u. dgl., ferner kann er mit einem Sparbrecher versehen sein. In diesen Fällen kann jedes geeignete Material, z. B. Schnellarbeitsstahl, Hartmetall, keramisches Material u. dgl. für das Plättchen verwendet werden.The turning tool according to the invention can be used as a working tool of any type be designed, for example, as an unequipped tool, as a working steel with soldered-on plate or with clamped-on plate and the like, furthermore can it should be provided with a money breaker. In these cases any suitable material, z. B. high-speed steel, hard metal, ceramic material and the like for the plate be used.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Werkzeug ist in der Hauptsache zur spanabhebenden Bearbeitung von Umdrehungsflächen zu verwenden, es kann jedoch auch zum Hobeln verwendet werden.The tool designed according to the invention is mainly used for to use machining of surfaces of revolution, but it can also be used for planing.

Claims

Patent claim: turning tool, characterized in that the shaft (6) with a straight face cutting edge running in a perpendicular plane to the shaft (4) is provided for finishing, which is inclined downward against the feed direction and one that crosses the plane of the front cutting edge (4) at an acute angle, has straight side cutting edge (5) inclined downwards towards the shaft for roughing, and both cutting edges (4, 5) are each provided with a rake face and a flank face are. Considered publications: German Patent Specifications No. 894 494, 901616; U.S. Patent No. 2 677170.