DE2238387A1

DE2238387A1 - Mehrschneidiges zerspanwerkzeug

Info

Publication number: DE2238387A1
Application number: DE2238387A
Authority: DE
Inventors: Wlodzimierz Dr Ing Sawluk
Original assignee: Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
Current assignee: Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1974-03-28
Also published as: IT990124B; BR7305938D0; GB1437428A; JPS4952393A; CH576313A5; BE803227A; NL7310801A; FR2195178A5; US4041650A; US3898772A; ZA735340B; ES417992A1; SE394966B

Description

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Dipl.-lng. RaIf Minetti ^lo/26

Patentanwalt

HAMBURG 1

Balli.ndamm 15 · 2238387

Tel. 33 5115

Meine Akte: 559^/72

Anm.; Firma Ernst Winter & Sohn, 2ooo Hamburg

' Mehrschneidiges Zerspanwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein mehrschneidiges, rotierendes oder hin- und hergehendes Zerspanwerkzeug mit einem Grundkörper, wie ein Schleifwerkzeug, eine Abrichtrolle, einen Fräser, einen Bohrer, eine Kreissärge sowie eine hin- und hergehende Gattersäge und andere Trenriwerkzeuge.

Als Schleifwerkzeuge sind beispielsweise Schleifscheiben bekannt, die auf einem Grundkörper einen Schleifbelag tragen, der aus einem Bindemittel besteht, in dem eine Vielzahl von Schleifkörnern aus Diamant oder aus kubisch kristallinem Bornitrid gehalten sind. Diese Schleifkörner sind dabei zwangsläufig in dem Bindemittel unregelmäßig, d.h. nicht gleichförmig verteilt, angeordnet. Das führt einerseits zu einer nicht optimalen Qualität des Schliffes am geschliffenen Erzeugnis. Von größerer Bedeutung ist aber, daß derartige bekannte Schleifwerkzeuge einem verhältnismäßig hohen Verschleiß unterworfen sind. Das ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß bei einer nicht geometrisch vollständig gleichmäßigen Verteilung der einzelnen Sehleifkörner die Gefahr eines Ausbrechens einzelner Sehleifkörner aus dem Bindemittel besteht, wodurch nachfolgende Sehleifkörner einer noch größeren

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Belastung unterworfen werden und damit auch einer größeren Gefahr eines Ausbrechens aus dem Bindemittel, so daß die Zerspanfähigkeit der sehr teuren Diamant- bzw. Bornitridkörner nicht vollständig oder nicht mit dem theoretisch größten Wirkungsgrad ausgenutzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zerspanwerkzeug zu schaffen, bei dem eine gleichmäßige Belastung aller Schneiden von Diamant- und/oder kubisch-kristallinem, Born i tr idk or per η gegeben ist, ohne daß - wie bei Verwendung eines Bindemittels - eine Gefahr ihres Ausbrechens gegeben wäre, und mit dem eine verbesserte Oberflächengüte des mit ihm bearbeiteten Werkstückes zu erzielen ist.

Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß eine Vielzahl von geometrisch bestimmten Schneidelementen, die aus einem kristallinen Diamantmaterial und/oder kubisch kristallinem Bornitridmaterial mit einer Konzentration von mindestens 80 Volumenprozent sowie aus einem Träger aus beispielsweise Sinter-Hartmetall bestehen, in regelmäßiger Verteilung radial oder axial über den Grundkörper hinaus vorstehend angeordnet sind. Da sich solche Schneidelemente formgleich herstellen und in vollkommener Regelmäßigkeit auf einer Hauptschneidfläche des Werkzeuges anordnen lassen, können mit derartigen Werkzeugen die Abtragsleistungen erheblich gesteigert und die Zerspanprozesse u.a. mit besonders hoher Schnittgeschwindigkeit durchgeführt werden. Durch eine geeignete Wahl der Größen und der Verteilung der Schneidkanten läßt es sich dabei erreichen, daß jede Einzelschneide eines Schneidelementes vom Werkstück nur einen verhältnismäßig kleinen in seiner Größe jedoch genau vor-

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hersehbaren Span abträgt. Das Werkzeug gemäß der Erfindung kann demzufolge durch eine besondere Gestaltung einer jeweils zu lösenden Zerspanungsaufgabe in optimaler Form angepaßt werden. Allgemein gilt dabei·, daß die Schneidelemente auf der Hauptschneidfläche so angeordnet werden, daß die aufeinander folgend zum Eingriff mit dem zu bearbeitenden Werkstück kommenden Einzelschneiden eine Oberdeckung bilden, bei welcher eine gleichmäßige Belastung derselben und damit auch des Werkzeuges bei jeder Umdrehung des Werkzeuges sichergestellt ist, so daß auch bisher auftretende Schwingungen des Werkzeuges verhindert oder zumindest vermindert werden.

Weitere Vorteile von Werkzeugen gemäß der Erfindung liegen in der Tatsache, daß kein Bindemittel für die Halterung des Schneidmaterials erforderlich ist. Die bekannten Bindemittel wirken hinsichtlich der Zerspanung eines Werkstoffes nicht nur passiv, sondern setzen auch den Einsatz größerer Energien zur Oberwindung von durch das Bindemittel erzeugten Reibungskräften voraus.

Schließlich wird der Ausnutzungsgrad des hochwertigen Diamantmaterials verbessert, da dieses nicht aus einem Bindemittel herausbrechen kann, weil es in Einheit mit seinem Träger am Grundkörper des Werkzeuges beispielsweise durch Löten, Kleben oder andere bekannte Verfahren einwandfrei befestigt werden kann. Gleiches gilt hinsichtlich der Verwendung von kubisch kristallinem Bornitrid anstelle von Diamantmaterial oder auch in Verbindung mit

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solchem. Wenn daher nachstehend der Einfachheit halber nur von Diamantmaterial gesprochen ist, so soll darin keine Beschränkung allein auf Diamantmaterial verstanden sein, denn es ist damit stets auch die wahlweise Verwendung von kubisch kristallinem Bornitrid zu verstehen, und zwar auch ggf. in Verbindung beider Stoffe miteinander. Wenn weiterhin nachstehend von Diamantmaterial gesprochen ist, so ist darunter das nach bekannten Verfahren durch eine Hochdruck-ZHochtemperatursynthese unter Anwendung eines.Katalysators zu einer praktisch multikristallinen, homogenen Masse zusammengepreßte synthetische Diamantmaterial zu verstehen. Ein solcher Katalysator bildet demzufolge auch den Restbestandteil, der über die erwähnten mindestens 80 9» Vo lumen anteile des Diamantmaterials hinausgeht.

Wird der Träger aus Sinter-Hartmetall hergestellt, so kann dafür Wolframkarbid und Kobalt oder auch Titankarbid Verwendung finden. Stattdessen sind grundsätzlich auch Träger aus anderen Stoffen möglich wie beispielsweise Träger aus Metallkarbiden und Metalloxyden, ggf. in Verbindung mit einem Hilfsmetall vorzugsweise der Eisenreihe wie Kobalt. Die einzelnen Schneidelemente können mit einer glatten Oberfläche versehen sein, die als Freiflächenphase " f " eine Länge in Schnittrichtung von vorzugsweise weniger als 1,5 mm aufweist, da bei größeren Längen zu viel an Leistung verloren geht. Solche Schneidelemente, die auf ihrer Außenseite nur eine einzige gemeinsame Freiflächenphase aufweisen, sind besonders geeignet für die Bearbeitung langspanender duktiler Werkstoffe.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die einzelnen Schneidelemente mit einer Vielzahl von geometrisch bestimmten und regelmäßig verteilten Einzelschneiden versehen sind.

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Dabei kann die Breite der Schneidkanten der Schneidelemente quer zu der Schnittrichtung größer sein als die Länge des Schneid— elementes selbst· Mit derartigen Schneidelementen, die sich bevorzugt zum Zerspanen von kurzspanenden spröden Werkstoffen verwenden lassen, werden Freiräume zwischen den Einzelschneiden für die Aufnahme von Spänen ausgenutzt· Sind dazu die Einzelschneiden eines Schneidelementes die Kanten von gleichförmigen Schneidkörpern, die über einen plättchenförmigen Grundkörper des Schneidelementes vorstehen, wobei die Schneidkörper und der Grundkörper des Schneidelementes aus einer homogenen Masse feestehen, wie Diamantmaterial, so wird die einwandfreie Halterung der einzelnen Schneidkörper nicht durch die Späne oder Belastung gefährdet. Im Gegensatz zu der bekannten Einbettung von Schneidkörpern in einem Bindemittel wird bei dieser Anordnung auch ein Verschleiß des Grundes zwischen 2 Schneidkörpern verhindert, da der zwei Schneidkörper verbindende Boden oder Grund aus dem gleichen Diamantmaterial wie die Schneidkörper selber besteht·

Die Form der verschiedenen Schneidkörper eines gemeinsamen Schneidelementes ist vorteilhafterweise gleich. Die geometrische Form der einzelnen Schneidkörper kann an sich eine beliebige Gestalt aufweisen. Vorzugsweise sind aber Schneidkörper zu wählen, in der Form von Quadern, Zylindern, abgestumpften Kegeln sowie Pyramiden, da diese Formen aus herstellungstechnischen Gründen zweckmäßig sind, wenn der Druckstempel der Hochdruckform für die Herstellung des Schneidelementes eine Matrize aufweist, die sich leicht aus dem gepreßten Diamantmaterial ohne Verformung der Schneidkörper abziehen läßt.

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Die Ausrichtung der Schneidkanten eines Schneidelementes auf dem Werkzeug kann in Anpassung an die jeweiligen Bedürfnisse erfolgen. Gleiches gilt für die Ausrichtung der gesamten Diamantmaterialschicht in bezug auf die Schnittrichtung und den Grundkörper. So kann der Träger aus Sinter-Hartmetall vom Schneidelement als zusätzlicher Stützkörper bezogen auf die Schnittrichtung hinter der Diamantschicht liegen, wobei diese vorzugsweise mit einer glatten Oberfläche an der Außenseite versehen ist. Stattdessen kann der Träger unter der Diamantschicht, d.h. zwischen ihr und dem Grundkörper des Werkzeuges, liegen, wie es insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn das Schneidelement zusätzlich mit einer Vielzahl von Einzelschneiden versehen ist. Liegt der Träger hinter der Diamantschicht, so wird seine Außenseite vorzugsweise in Richtung auf den Grundkörper hin abgeschrägt ausgebildet, um eine Freifläche "F" zu schaffen, die für eine einwandfreie Zerspanung erforderlich ist. In diesem Sinne kann es auch beitragen, wenn bei einer Ausführung des Werkzeuges die Vorderseite der Diamantschicht schräg zu der Schnittrichtung geneigt ausgerichtet ist.

Im übrigen können die in Schnittrichtung aufeinander folgenden Schneidkanten der Schneidelemente abwechselnd nach verschiedenen Richtungen ausgerichtet sein« wie es bei konventionellen Mehrschneidenwerkzeugen bekannt ist.

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Die Anordnung der Schneidelemente an einem Werkzeug ist nicht auf deren Haupt- und/oder Nebenschnexdflache beschränkt. Als besonders nützlich wurde es aber erkannt, wenn an einem Werkzeug Schneidelemente auf der Hauptschneidfläche zum Zwecke des Zerspanens angeordnet sind und wenn darüber hinaus mindestens eine Nebenschnexdflache mit einem an sich bekannten Schleifbelag versehen ist, d.h. also beispielsweise, einem herkömmlichen Schleifbelag mit Diamantkörnern, die in einem Bindemittel gehalten sind, so daß mit einem solchen Schleif belag eine zusätzliche Verbesserung der Oberflächengüte des fertig geschliffenen Produktes erreicht wird.

Hinsichtlich der gleichmäßigen geometrischen Verteilung der Schneidelemente ist es am einfachsten, diese gitterartig in Längs- und Querreihen stehend am Grundkörper des Werkzeuges anzuordnen. Dabei gelten folgende Ansätze für die Abstände:

Die Querreihen, die senkrecht zu der Schnittrichtung verlaufen,

^LHS

haben einen gegenseitigen Abstand von: A =

q m

Birg - S. und die Längsreihen einen Abstand von: A, = —

wobei bedeuten: A - Abstand zwischen den Querreihen

L„g - Länge der Hauptschneidfläche

m - Anzahl der Querreihen

A^ - Abstand zwischen Längsreihen

B„_s - Breite der Hauptschneidfläche Sg - Breite der Einzelschneide

k - Anzahl der Längsreihen 409 8 13/05 01

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Es ist jedoch auch möglich, daß die Querreihen schräg zu der

Schnittrichtung verlaufen. In di

L_uc ... sin i\

stand von: A_ =

diesem Fall haben sie einen Ab-

r. i »» l'Ä

¹HS

q m
Die Längsreihen haben dabei einen Abstand von:

A - ⁸HS " ^SB *

wobei bedeuten:

Der Winkel zwischen der Schnittrichtung und der Verbindungslinie von 2 Schneidelementen in einer gemeinsamen Querreihe und

S_t - Länge der Schneidelemente.

Es versteht sich, daß diese Formeln nicht nur gelten für eine bevorzugte Anordnung einer Vielzahl von Schneidelementen selber, sondern auch für die Anordnung einer Vielzahl von Schneidkörpern eines einzelnen Schneidelementes durch eine entsprechende Gestaltung des Presswerkzeuges, mit dem ein Schneidelement mit einer Oberflächenbeschaffenheit herzustellen ist, die eine Vielzahl von Schneidkörpern erkennen läßt, die in Längs- und Querreihen angeordnet sind. Zu beachten ist nämlich, daß mittels eines Herstellungsvorganges für ein Schneidelement eine Vielzahl solcher Schneidkörper in einem Arbeitsgang in der gewünschten geometrischen Zuordnung zu erzeugen ist, was erheblich weniger aufwendig ist, als wollte man eine Vielzahl sehr kleiner Schneidelemente herstellen und diese erst in dieser räumlichen Zuordnung danach mit ihren Trägern an dem Grundkörper des Werkzeuges

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befestigen. Gerade bei Verwendung von Schneidelementen mit einer Vielzahl von Einzelschneiden als Kanten einer Vielzahl von Schneidkörpern läßt sich daher eine besonders hohe Leistung erzielen, wenn die mit Einzelschneiden versehenen Schneidelemente mit ihren Grundkörpern unmittelbar auf dem Grundkörper des Werkzeuges aneinander liegen.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Ein einzelnes Schneidelement mit außen liegender Diamantschicht in perspektivischer vergrößerter Darstellung.

Fig. . 2: Ein einzelnes Schneidelement mit vorn in Schnittrichtung liegender Diamantschicht in perspektivischer vergrößerter Darstellung.

Fig. 3: Ein einzelnes Schneidelement mit schräg zu der Schnittrichtung ausgerichteter Diamantschicht in vergrößerter Darstellung.

Fig, 4: Ein Schneidelement mit außen liegender Diamantschicht und mehreren Schneidkörpern auf der Außenseite.

Fig. 5: Ein.Trennwerkzeug im Ausschnitt mit einem Schneidelement in vergrößertem Maßstab, bei dem die Diamantschicht in Schnittrichtung vorn liegt.

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Fig. 6: Ein Trennwerkzeug im Ausschnitt mit einem Teil im vergrößerten Maßstab, bei dem das Schneidelement in der Ebene der Schnittrichtung liegt und mit mehreren Schneidkörpern versehen ist.

Fig. 7: Die Abwicklung einer Hauptschneidfläche eines Werkzeuges mit Schneidelementen* die in Längs- und Querreihen angeordnet sind.

Fig. 8: Die Abwicklung einer Hauptschneidfläche mit mehreren Schneidelementen, deren Querreihen schräg ausgerichtet sind zu der Schnittrichtung.

Fig. 9: Eine Topfschleifscheibe, teilweise im Schnitt, mit einem Ausschnitt in vergrößerter Darstellung.

Fig. Io: Eine Topfschleifscheibe in der Draufsicht und im Schnitt sowie einen Ausschnitt in vergrößertem Maßstab.

Fig. 11: Eine Topfschleifscheibe in der Draufsicht und im Schnitt sowie vergrößerte Detailausschnitte, bei der die einzelnen Schneidelemente unmittelbar aneinander liegen.

Fig. 12: Ein rollenartiges Abrichtwerkzeug in der Draufsicht und im Schnitt sowie vergrößerte Teilausschnitte mit Schneidelementen, die pyramidenförmige Schneidkörper aufweisen und unmittelbar aneinander liegen.

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Fig. 13: Eine Umfangsschleifscheibe im Ausschnitt mit mehreren Schneidelementen, die gitterförmig verteilt auf der Umfangsfläche angeordnet sind, sowie ein Schneidelement in vergrößerter Darstellung.

Fig. 14: Eine Umfangsschlexfscheibe im Ausschnitt mit mehreren Schneidelementen mit geometrisch bestimmten und regelmäßig auf der Umfangsflache verteilten Einzelschneiden.

Fig. 15: Einen Hohlbohrer mit axial vorstehenden Schneidelementen in der Draufsicht und im Schnitt sowie einen vergrößerten Ausschnitt.

Fig. Iß: Einen Hohlbohrer entsprechend Fig. 15, bei dem jedoch die einzelnen Schneidelemente eine Vielzahl von Schneidkörpern mit Einzelschneiden tragen.

Fig. 17: Ein walzenförmiges Schleifwerkzeug mit axial vorstehenden Schneidelementen und anschließenden konventionellen Schleifbelag, sowie einen Ausschnitt in vergrößerter Darstellung*

Fig. 18: Ein walzenförmiges Schleifwerkzeug entsprechend Fig. 17, bei dem jedoch die einzelnen Schneidelemente eine Vielzahl von Schneidkörpern mit Einzelschneiden tragen.

In der Fig. 1 ist ein einzelnes Schneidelement für ein Zerspanwerkzeug wiedergegeben, das aus einem Träger 2 und einer Diamantschicht 3 besteht. Der Träger 2 besteht aus einem Sinter-Hartmetall, auf das die Diamantschicht 3 synthetisch hergestellt durch eine

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bekannte Hochdruck-ZHochtemperatursynthese unter Anwendung eines Katalysators in einem Arbeitsgang zusammengepreßt ist. Die Diamantschicht 3 besteht aus mehr als 80 Volumenprozent an Diamant und einem Rest aus dem Katalysator. Die Stärke bzw· Höhe der beiden Ausschnitte 2 und 3 ist in dieser Figur wie auch in weiteren nachfolgend beschriebenen Figuren aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht maßstäblich wiedergegeben. Tatsächlich kann die Diamantschicht 3 höher und die Höhe des Trägers 2 geringer sein.

Die Oberseite der Diamantschicht 3, die senkrecht zu der Arbeitsebene " AE " und parallel zu der durch einen mit " SR " gekennzeichneten Pfeil der Schnittrichtung ausgerichtet ist, ist glatt·

Das Schneidelement gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem Vorbeschriebenen im wesentlichen dadurch, daß der Träger 2, der aus dem Körper CDHGMLKN gebildet wird, in Schnittrichtung hinter der Diamantschicht 3 steht, die ihrerseits senkrecht zu der Schnittrichtungs- und Arbeitsebene ausgerichtet ist. Hier ist die Lange der Diamantschicht in der Schnittrichtung nur gering· Diese Oberseite, die begrenzt wird durch die Ecken A, B, C, D bildet die sog. Freiflächenphase ^M f ". Der Träger 2 ist dahinter in Richtung auf den nicht wiedergegebenen Grundkörper des Werkzeuges nach hinten hin abgeschrägt, um eine Freifläche zu schaffen.

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Das Schneidelement gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von dem Vorbeschriebenen allein dadurch, daß die Diamantschicht 3 schräg zu der Schnittrichtung geneigt ist.

Ein Schneidelement entsprechend der Fig. 4 ist auf seiner Außenseite mit einer Vielzahl von Einzelschneiden 5 versehen, welche die Kanten von Schneidkörpern 6 bilden, die gleichmäßig verteilt auf der Oberseite der Diamantschicht 3 über diese hinausstehen, und zwar senkrecht zu der Schnittrichtung. Die einzelnen Schneidkörper haben eine Länge in der Schnittrichtung von beispielsweise 1 mm und eine Breite, d.h. senkrecht zur Schnittrichtung bezogen, die beispielsweise ein Mehrfaches der Länge in Schnittrichtung betragen kann. Ihre Höhe ist tatsächlich größer im Verhältnis zu der Höhe des Grundkörpers 7 der Diamantschicht 3, die angegeben ist durch das Maß A-D, als es in der Zeichnung dargestellt ist. Ein derartiges Schneidelement gemäß Fig. 4 läßt sich herstellen nach an sich bekannten Verfahren, wobei jedoch ein Druckstempel Anwendung zu finden hat, der die Ausbildung der einzelnen Schneidkörper 6 mit ihren Einzelschneiden 5 in einem Arbeitsgang zusammen mit der Herstellung des Grundkörpers 7 und der gesamten Diamantschicht 3 zuläßt.

In der Fig. 5 ist im Teilausschnitt der Grundkörper 8 einer Säge wiedergegeben, die an ihren einzelnen Zähnen jeweils ein Schneidelement 1 trägt, das seinerseits wiederum aus einem Träger 2 und einer Diamantschicht 3 besteht. Jedes einzelne Schneidelement 1 dieses Werkzeuges ist ähnlich den im Zusammenhang mit in Fig. 2 bzw» 3 beschriebenen Schneidelementen gestaltet, da auch hier die Diamantschicht 3 vor dem Träger liegt und beispielsweise gering-

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fügig schräg geneigt ausgebildet ist, wobei auch der Träger 2 auf seher Oberseite abgeschrägt ist zur Ausbildung der Freifläche "F".

Die Fig. 6 zeigt ebenfalls ein Trennwerkzeug mit einem Grundkörper 8. Im Gegensatz zu der vorher beschriebenen Ausführung tragen hier jedoch die einzelnen Schneidelemente 1 jeweils eine Vielzahl von Einzelschneiden 5, die Bestandteile von Schneidkörpern 6 sind. Jedes Schneidelement 1 besteht dafür aus einem plättchen förmigen Grundkörper 7 aus Diamantmaterial, der als homogene Bestandteile die einzelnen Schneidkörper 6 trägt. Diese sind geometrisch gleichmäßig in Längs- und Querreihen verteilt angeordnet. Zwischen ihnen befinden sich Zwischenräume, die geeignet sind für die Abführung von Spänen. In der Wirkung kann die Vorderseite jedes Schneidkörpers 6 als Spanfläche angesehen werden» während die Außenseite die Freiflächenfase "f" bildet.

Die Figuren 7 und 8 lassen eine geeignete geometrische Verteilung einer Vielzahl von Schneidelementen in Längsreihen Rl und Querreihen Rq auf dem Grundkörper eines Werkzeuges erkennen wie auch ehe geeignete Verteilung der Vielzahl von Schneidkörpern eines einzelnen Schnexdelementes auf demselben. Diese geeignete Verteilung ergibt sich rechnerisch aus einer Betrachtung von 4 im Verband miteinanderliegenden Schneidelementen, bzw. Schneidkörpern, wie sie durch den Rahmen ABCD umfaßt sind. Werden die Querreihen Rq gemäß der Fig. 7 senkre-cht zur Schnittrichtung SR ausgerichtet, so ergeben sich als geeignete geometrische Verhältnisse die Lösungen, die im Rahmen stehend dort wiedergegeben sind und wie sie in der Beschreibungseinleitung erläutert sind. Gleiches gilt für eine Anordnung der

Querreihen Rq schräg verlaufend zu der Schnittrichtung SR gemäß _{Figi 8>} 409813/0501

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Die Fig. 9 zeigt als Werkzeug "eine Topfschleifscheibe, die an ihrem Außenumfang eine zylinderförmige Hauptschneidflache "Hs" und bodenseitig eiie ringförmige Nebenschneidf lache "Ns" besitzt. Bei einem derartigen Werkzeug ist es von Vorteil, wenn die Hauptschneidfläche mit den vorbeschriebenen Schneidelementen versehen wird und die Nebenschneidflache mit einem Schleifbelag herkömmlicher Beschaffenheit. Etwas Derartiges ergibt sich aus den weiteren Beispielen. So zeigt die Fig. Io wiederum eine Topfschleifscheibe mit einem Grundkörper 8. Gleichmäßig über den Umfang der Hauptschneidfläche verteilt sind mehrere Schneidelemente 1, und zwar in 3 Reihen stehend, angeordnet. Diese Schneidelemente 1 bestehen wiederum jeweils aus einem Träger 2, der in der Schnittrichtung hinter einer Diamantschicht 3 liegt, wobei die einzelnen Diamantschichten mit ihrer Vorderseite etwa radial zu der Drehachse des Werkzeuges ausgerichtet sind und mit ihrer Einzelschneidkante 5 senkrecht zu der Schnittrichtung stehen. Diese Schneidelemente 1 stehen also radial über dem Grundkörper 8 des Werkzeuges hinaus vor. Das gilt auch für die Topfschleifscheibe gemäß Fig. Dort ist allerdings insoweit ein Unterschied gegeben, als- einerseits die einzelnen Schneidelemente 1 unmittelbar aneinander liegen. Hinzu kommt, daß diese einzelnen Schneidelemente 1 eine Vielzahl von Einzelschneiden 5 als Kanten von einer Vielzahl von Schneidkörpern 6 tragen. Die Schneidkörper 6 sind wiederum in Längs- und Querreihen ausgerichtet und etwa quaderförmig ausgebildet. Auch hier ist im übrigen die Nebenschneidfläche "Ns" mit einem konventionellen Schleifbelag versehen.

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Das rollenförmige Diamantabrichtwerkzeug gemäß Fig. 12 ist auf seiner Umfangsfläche vollständig mit dicht aneinander liegenden Schneidelementen 1 versehen, die ihrerseits mit einer Vielzahl von Einzelschneiden 5 versehen sind. Die Einzelschneiden 5 bilden hier die Kanten von pyramidenförmigen Schneidkörpern 6, die geometrisch gleichmäßig in Längs- und Querreihen über die Umfangsfläche des Werkzeuges verteilt sind. Die einzelnen Schneidkörper 6 bzw. pyramidenförmigen Ansätze bilden einen homogenen Bestandteil mit dem Grundkörper 7 aus Diamantmaterial, der auch hier von einem Träger 2 aus Sinter-Hartmetall mit dem Grundkörper 8 des Werkzeuges verbunden ist, beispielsweise durch ein Kleben oder Auflöten des Trägers 2 auf den Grundkörper 8.

Die Fig. 13 zeigt im Teilausschnitt eine Umfangsschleifscheibe, bei welcher die einzelnen Schneidelemente 1 gitterförmig in Längsund Querreihen angeordnet sind. Diese Schneidelemente 1 tragen auch hier Schneidkörper 6, die radial über die Oberseite des Grundkörpers 7 der Schneidelemente 1 hinausstehen und ebenfalls jeweils auf ein Schneidelement bezogen dort gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Das gilt auch für die Umfangsschleifscheibe,deren Ausschnitt in Fig. 14 dargestellt ist. Dort ist allerdings insoweit ein Unterschied gegeben, als über den Umfang der HauptschneidfBche des Grundkörpers 8 der Umfangsschleifscheibe mehrere Schneidelemente 1 in Reihen angeordnet sind. Diese Schneidelemente bestehen wiederum jeweils aus einem Träger 2, der in der Schnittrichtung hinter einer Diamantschicht 3 liegt. Diese weist wiederum eine Schneidkante 5

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Akte: 5594/72 - 17 -

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Die Figuren 15 und 16 zeigen jeweils Hohlbohrer mit einem Grundkörper 8, der um die Drehachse 11 rotiert. Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen stehen deshalb bei dieser Art von Werkzeugen die einzelnen Schneidelanente nicht radial, sondern axial über den Gruridkörper des Werkzeuges hinaus. Bei dem Bohrer nach Fig. 15 handelt es sich dabei um Schneidelemente 1, die jeweils eine Diamantschicht 3 mit nur einer Einzelschneide 5 tragen, während die Schneidelemente 1 des Werkzeuges gemäß Fig. 16 Diamantschichten 3 mit einer Vielzahl von axial vorstehenden Schneidkörpern 6 bzw. Einzelschneiden 5, die wiederum gleichmäßig über die Stirnfläche verteilt angeordnet sind, tragen.

Fig. 17 stellt ein walzenförmiges Schleifwerkzeug dar, dessen Schneidelemente 1 an der Stirnseite des Grundkörpers 8 axial vorstehend angeordnet sind. Jedes dieser Schneidelemente besteht aus einem Träger 2 und Diamantschicht 3, die eine Schneidkante 5 aufweist. Außerdem hat dieses Schleifwerkzeug eine konventionelle Schleifmittelschicht Io, die als Nebenschneidflache Ns ausgebildet ist.

Das gilt auch für das in Fig. 18 dargestellte Schleifwerkzeug. Dort ist allerdings insoweit ein Unterschied gegeben, als die einzelnen Schneidelemente 1 eine Vielzahl von Einzelschneiden 5 als Kanten von einer Vielzahl von Schneidkörpern 6 tragen. Die Schneidkörper sind wiederum in Längs- und Querreihen ausgerichtet. Auch hier ist im übrigen die Nebenschneidfläche Ns mit einem konventionellen Schleifbelag Io versehen.

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- Ansprüche -

Claims

Patentansprüche

1·) Mehrschneidiges rotierendes oder hin- und hergehendes Zerspanwerkzeug wie Schleif- und Trennwerkzeug mit einein Grundkörper, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von geometrisch bestimmten Schnexdelementen (I), die aus eineru kristallinen Diamantmaterial ( 3 ) und/oder kubisch kristallinen Bornitridmaterial ( 3 ) mit einer Konzentration von mindestens 80 Volumenprozent sowie aus einem Träger ( 2 ) bestehen, in regelmäßiger Verteilung radial oder axial über den Grundkörper ( 8 ) des Werkzeuges hinaus vorstehend angeordnet sindo

2· Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schneidelement ( 1 ) eine glatte Oberfläche in Schnittrichtung ( SR ) aufweist·

3. Werkzeug nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente ( 1 ) mit einer Vielzahl von geometrisch gleichmäßig verteilten Schneidkörpern ( 6 ) versehen sind·

4. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schneidkanten ( 5 ) der Schneidelemente ( 1 ) und ihrer Schneidkörper (6 ) quer zu

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der Schnittrichtung größer ist als die Länge der Schneidkanten in der Schnittrichtung.

5. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschneiden (5) Kanten von gleichförmigen Schneidkörpern (6) sind, die über einem plättchenförmigen Grundkörper (7) des SChnexdelementes vorstehen, wobei die Schneidkörper (6) und der Grundkörper (7) des Schneidelementes (1) aus einer homogenen Diamant- bzw. Bornitridmasse bestehen.

6. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) der Diamantschicht (3) bezogen auf die Schnittrichtung des Werkzeuges hinter der Diamantschicht (3) liegt.

7. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) der Diamantschicht (3) bezogen auf die Schnittrichtung- des Werkzeuges senkrecht zu dieser unterhalb der Diamantschicht (3) liegt.

8. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) eine abgeschrägte Außenseite (F) aufweist.

9. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Vorderseite der Diamantschicht (3) zu der Schnittrichtung geneigt ausgerichtet ist.

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Ιο. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schnittrichtung aufeinander folgenden Schneidkanten (5) der Schneidelemente (1) abwechselnd nach verschiedenen Richtungen ausgerichtet sind.

11. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (1) auf der Hauptschneidfläche (Hs) des Werkzeuges angeordnet sind und mindestens eine Nebenschneidflache (Ns) mit einem an sich bekannten Schleifbelag versehen ist.

12. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (1) gitterartig in Längs- und Querreihen auf einer Hauptschneidfläche (Hs) des Werkzeuges angeordnet sind. ,

13. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querreihen der Schneidelemente

(1) senkrecht zu der Schnittrichtung verlaufen und einen Ab-

^LHS

stand haben von: A„ = und die Längsreihen einen Abstand

q m °

haben von: Α_χ =

IH. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper (6) der Schneidelemente (1) in ihrer Anordnung der Querreihen senkrecht zur Schnittrichtung verlaufen und einen Abstand haben, der einer

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der Formeln nach Anspruch 13 entsprechenden Formeln genügt.

15. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querreihen der Sehneidelemente (1) schräg zu der Schnittrichtung verlaufen und einen Abstand

haben von: A = und die Längsreihen einen Abstand

^B«c- -"" ^sn · sin^v- S_T. . ^ haben von: Α_χ = äs

¹I k - 1

16. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper (6) der Schneidelemente (1) in ihrer Anordnung der Querreihen schräg zur Schnittrichtung verlaufen und einen Abstand haben, der einer der Formeln nach Anspruch 15 entsprechenden Formeln genügt.

17. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschneiden (5) der Schneidelemente (2) Kanten von quaderförmig©«^Schneidkörpern (6) sind.

18. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschneiden (5) der Schneidelemente (1) Kanten von pyramidenförmigen Schneidkörpern (6) sind.

19. Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschneiden (5) der Schneidelemente (1) Kanten von abgestumpften kegelförmigen Schneidkörpern (6) sind. 4098 13/050 1

20, Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschneiden ( 5 ) der Schneidelemente ( 1 ) Kanten von zylinderförmigen Schneidkörpern ( 6 ) sind·

2lo Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Einzelschneiden ( 5 ) versehenen Schneidelemente ( 1 ) mit ihren Grundkörpern ( 7 ) unmittelbar aneinander liegen·

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