-
Betr. : Patentanneldung: Kreissägeblätter mit tangentialartig ange
ordneten Schneidstoffplättchen Patentbeschreibung: Die Erfindung betrifft Kreissägeblätter
zum Trennen bzw. Schlitzen oder Nuten von metallischen oder nichtmetallischen Werkstücken,
deren mit Schmeidstoff bestückte Sägezähne facettenförmig oder teilweise kreisprofilförmig
auagebtldet sind und deren Schneidstoff-Plättchen-Längsachsen tangentialartig, d
h. zur Tangente an den Schneidenflugkreis entspr. Bild 1 im Uhrzeigersinn geneigt,
sind, zur weitgebenden Vermeidung von Biegebeanspruchungen denen, Insbesondere die
Hart.
-
schneidstoffe nur begrenzt gewachsen sind.
-
Der Einfachheit halber soll im folgenden stets nur von Hartmetall
gesprochen werden, obgleich sich die Erfindung keineswegs nur auf die Anwendung
des Schneidstoffs Hartmetall beschränkt.
-
Unter tangentialartiger Anordnung wird eine solche reratanden, bei
der die Hartnetallplättchen-Längsachse im Winkelbereich zwischen der Tugente an
den Schneidenflugkreis und der Winkelhalbierenden zwischen der Tangente und der
Normalen dazu liegt.
-
Für Kreissägeblätter, die zum Trennen. Schlitzen oder Nuten von Werkstoffen
beliebiger Art, insbesondere von unlegierten und legierten Stählen eingesetzt werden,
sind in der Praxis bereits verschiedene Ausführungsformen von Säge zähnen bekannt
geworden. Diese unterscheiden sich
Hauptsächlich in dbr Gestaltung
des Zat.nrückens und der damit verbundenen Form des Zahnidckenraumes (z. B. winkel^
und bogenverzahnte Kreissägeblätter). Ihre Anwendung hängt ebenso wie die Auswahl
optirnaler Span- und Freiwinkel hauptsächlich von der jeweiligen Zerspanbaikeit
des zu spanenden Werkstoffes und seiner Abmessungen ab. Außerdem werden beim Kreissägen
insbesondere zum Trennen von unlegierten und legierten Stählen Sägeblätter mit Vor-
und Nachschneidzähnen und solche mit sogenanntemWechselschliff eingesetzt. Der Vorteil
einer solchen Sägeblattgestaltung liegt in der Herabsetzung der Reibung zwischen
den gestauchten Spänen und den Nebenschnittflächen.
-
Die Anordnung von Zahnpaaren, bestehend aus schmalen und hohen Vorschneidzähnen
sowie breiten und niedrigen Nachs chneidzä!inen ermöglicht eine Dreiteilung der
Gesamtspanungsbreite, wobei die hauptschneidenlänge der Einzel zähne so gewählt
werden, daß Vor- und nachschneidzahn jeweile die Hälfte des gesamten Spanungsquerschnittes
zerspanten. Symmetrisch zur Sägeblattmittenebene entstehen dann am Vorschneidzahn
ein und am Nachschneidzahn zwei Späne. Die Anordnung von Zahnpaaren mit wechselseitig
verkürzten Zahnbreiten bei gleicher Zahnhöhe ermöglicht eine Zweiteilung der Gesamtspanungsbreite,
wobei die Hauptschneidenlängen der Einzelzähne ebenfalls so zu wählen sind, dai3
jeder Zahn etwa die Hälfte des gesamten Spanungsquerschnittes zerspant. Da die Spanungsquerschnitte
der nacheinander in den zu zerspanenden Werkstoff eindringenden Zähne abwechselnd
rechts oder links von der Sägeblattmittenebene liegen, tritt im Gegensatz zu Sägeblättern
mit Vor- und Nachschneidzähnen und solchen ohne Spanbreitenaufteilung eine unsymmetrische
Beanspruchung der Zähne und des gesamten Sägeblattes durch die Zerspankraft bzw.
deren Komponenten auf.
-
Sowohl bei Kreissägeblättern mit Spanungsbreitenaufteilung als auch
ohne Spanungsbreitenaufteilung tritt beim Auftreffen des Zahnes auf den zu zerspanenden
Werkstoff eine außerordentlich hohe Beanspruchung der Haupt- und Nebenachneiden,
der Schneidenecken sowie des gesamten Ilartmetallplättchens auf. Dabei bestimmen
häufig die von der jeweiligen Lage des Werkstückes zum Sägeblatt sowie von der jeweiligen
geometrischen Gestalt und den Stoffeigenschaften der Werkstücke abhängigen Auftreffbedingungen
der Sägezähne die Größe der Beanspruchung von Schneiden und Schneidenecken. Darüber
hinaus führen die durch die
periodische Änderung der Zerspankomponenten
Lervorgerufenen Werkzeug-Biegeschwingungen zu einer unerwünschten zusätzlicher Beanspruchung
der haupt- und Nebenschneiden sowie der Schneidenecken.
-
Insbesondere bei großen Werkzeug- und kleinen Spannflanschdurchnessern
neigen scheibenförmige Werkzeuge zu Biegeschwingungen.
-
I)as Auftreten von Schwingungen insbesondere an Kreissägeblättern
setzt nicht nur die Standzeit infolge erhöhten Verschleißes herab, sondern fillrt
auch zu einer Minderung der Schnittflächengäte sowie zu Werkstückstofiverlust und
Anstieg <ter Schnitt- bzw. Vorschubleistung mit der proportional zu den Biegeschwingungen
zunehmenden Schrnttfugenbreite.
-
Dies macht sich besonders störend bernerkbar, bei Werkstoffen hoher
Festigkeit, Zähigkeit und Härte. Solche Werkstoffe wie z.B. hochlegierte Stähle
sind dal.er mit Zähnen aus Schnellarbcitsstahl -SPgmente ageblättc r ) nicht mehr
wirtschaftlich zu trennen bzw. zu fräsen. Derartige Zähne werden im Bereich der
Schneidenecken bereits nach wenigen Schnitten soweit zerstört, daß ein neuanschliff
erforderlich wird.
-
Urn dit Wirtschaftlichkeit des Kreissägens hinsichtlich der Bearbeitungs-und
Standzeiten zu verbessern, wurden hartmetallbestückte Kreissägeblitter nlit dem
Zjel entwickelt, die große Versckleißfestigkeit der Martmetalle auch ftir diese
Ze rspanung S prozüsse auszunutzen Die bcgrenzte Stoß- und Biegefestigkeit der @@artmetalle
stand aber einer erfolgreichen Anwendung hartmetallbestückter kreissgeblätter beim
Trennen von Werkstoffen mit großer Festigkeit, härte und Zähigkeit entgegen.
-
Infolge ungünstiger Auftreffbedingungeblattschwingungen treten bei
hartmetallbestückten Kreissägeblättern hohe Zug- und Biegebeanspruchungen auf, denen
Hartmetalle nur begrenzt gewachsen sind. Solche Beanspruchungen führen daher bei
den hart gelöteten bzw. geklemmten Hartmetallplättchen häufig zu deren Zerstörung.
Soweit diese Zerstörungen im Bereich der Schneiden bzw. Schneidenecken auftreten,
können sie durch besondere Maßnahmen wie z 13. durch facettenförmige (Bild 1) oder
teilweise kreisprofilformige (Bild 7) Ausbildung der Schneiden unter gleichzeitiger
Verstärkung der Senneidkeile weitgehend vermieden werden.
-
Die Biegebeanspruchung in einer Achse senkrecht zur Hartmetallplättchenlängsachse
wird jedoch nur dann entscheidend vermindert, wenn die Zerspankraft zu kleineren
Biegemomenten am Stützzahn führt. Beispielsweise kann durch Verkleinern des Spanwinkels
eine Richtungsänderung der aus Schnitt- und Vorschubkraft zusammengesetzten Zerspankraft
dahingehend erreicht werden, daß sowohl die Biegemomente als auch die Durchbiegungen
des Stützzahnes Ideinstmögliche Werte annehmen. Dieses Verhalten wird jedoch durch
wesentlich größere Antriebsleistungen für die Schnitt- und Vorschubbewegung erkauft.
-
Unter Einhaltung der wirtschaftlichen Zerspanbedingungen und somit
auch optimaler Zerspankräfte bzw. Zerspankraftrichtungen sowie vergleichbarer Stützzahnformen
und -größen wird sich eine Biegebeanspruchung um eine Achse senkrecht zur IlartmetallplättchenrLängsachse
in radialartiger Anordnung der HM-Platten-Längsachse ungünstiger auswirken als in
tangentialartiger Anordnung.
-
Da unter wirtschaftlichen Zerspanbedingungen die tangentialen Zerspankraftkomponenten
meist größer als die radialen sind, wird der Winkel zwischen Tangente und Wirkungslinie
der Zerspankraft meist kleiner als 450.
-
Zur Definition der Lage der Hartmetall-Plättchen-Längsachse sei auf
die in den Bildern 1 und 2 gekennzeichneten Winkelbereiche zwischen der jeweiligen
Parallelen zur Schneidenflugkreistangente TS und der Winkelhalbierenden WH zwischen
T' und der Normalen N hingewiesen.
-
Bild 1 zeigt die Lage und Neigung der Hartmetall-Plättchen.Längsachsen
facettenförmig ausgebildeter Vor- und Nachschneidzähne von Kreissägeblättern. Der
scliraffierte Winkelbereich kennzeichnet die Grenzen der von den Zerspankraftkomponenten
abhängigen Neigung der Hartmetall-Plättchen-Längsachse.
-
Bild 2 zeigt analog zu Bild 1 die Verhältnisse für kreisprofilförmig
bzw.
-
teilweise kreisprofilförmig ausgebildete Vor- und Nachschneidzähne
von Kreissägeblättern.
-
Die in Bild 1 und 2 verwendeten Bezeichnungen bedeuten: Index V t
Vorschneidzahn Index N = Nachschneidzahn LA = Schneidstoff-Plättchenlängsacl T t
Tangente an den en Schneidenflugkreis Ta = Parallele zur Tangente T N = Normale
zu T bzw. T' WH = Winkelhalbierende zwischen Tangentenparallele T' und Normale N
des Schneidenflugkreis