DE2400096A1

DE2400096A1 - Stosswerkzeug zum einschneiden von nuten, schlitzen oder dgl. in werkstuecke aus metall

Info

Publication number: DE2400096A1
Application number: DE19742400096
Authority: DE
Inventors: Ingolf Ramsli
Original assignee: Ardal og Sunndal Verk AS
Current assignee: Ardal og Sunndal Verk AS
Priority date: 1973-01-04
Filing date: 1974-01-03
Publication date: 1974-07-18
Also published as: IT1008100B; GB1414591A; NL7400040A; NO129329B

Description

Dipl.-ing. H. MITSCHERUCH D-8 MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANM Steinsdorfstraße 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER »W —«*

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS - '■ *nn,

. ' ■ 3. Januar 1974 PATENTANWÄLTE

G/Ne

A/S Ardal og Sunndal Verk 2400096 S/$rkedalsveien 6,
Oslo 3 / Norwegen

Patentanme1dung Stosswerkzeup; zum Einschneiden von Nuten, Schlitzen oder

dgl, in Werkstücke aus Metall

Die Erfindung "betrifft ein Stosswerkzeug zum Einschneiden ■ von Nuten, Schlitzen od. dgl. in Werkstücke aus Metall.

Bei der Anwendung solcher Stosswerkzeuge zum Einschneiden tiefer und/oder enger Nuten ergeben sich leicht Schwierigkeiten, weil die von dem Werkstück abgetrennten Metallspäne aus dem Einschnitt nur schwer herausgelangen. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Späne, wenn sie die Schneidkante verlassen, ebenso "breit sind wie der Einschnitt, so dass sich die Späne festsetzen und zusammenballen, wobei sie sich während der Relativbewegung zwischen dem Stosswerkzeug und dem Werkstück an die Seitenwandungen des Einschnittes anpressen und Reibungskräfte erzeugen, die das Stosswerkzeug zusätzlich zu den Schneidkräften beanspruchen. Diese Reibungskräfte und damit auch die Belastung bzw. Beanspruchung des Stosswerkzeuges wachsen mit zunehmender Tiefe der Nut oder des Schlitzes. Der so auf das Stosswerkzeug ausgeübte Reibungswiderstand und das entsprechende Biegemoment können dabei so gross werden, dass die Bruchfestigkeit erreicht wird und Brüohe eintreten. Bei Verwendung eines Stosswerkzeuges üblicher Art zum Herstellen enger und/oder tiefer Nuten, muss daher der Bearbeitungsvorgang.

4098 29/0318

öfter unterbrochen werden, um den Einschnitt von Spänen frei zu machen. Hierdurch wird, trotzdem die Bruchgefahr bestehen bleibt, die Arbeitsgeschwindigkeit erheblich beeinträchtigt.

Zur "Vermeidung dieser Nachteile ist bekannt, Stosswerkzeuge mit zwei oder mehr Teilschneidkanten zu versehen, die horizontal und/nder vertikal abgestuft sind und den Span der Breite nach in mehrere Spanstreifen aufteilen. Weiterhin ist durch die DT-PS 320 274 ein vertikal abgestuftes Stosswerkzeug bekannt, bei dem die untere Schneidfläche von der Schneidkante nach hinten divergiert, damit die Späne sich in verschiedenen Ebenen streifenweise kreuzen. Nach dieser Patentschrift ist Jedoch die Begrenzungsfläche zwischen der oberen und der untere^. Schneidfläche in Gestalt einer über die untere Schneidfläche ausladenden gekrümmten Fläche ausgebildet, wodurch eine Nut bzw. ein Kanal gebildet wird, in der sich die Späne von der unteren Schneidkante wegbewegen sollen. Diese Gestaltung der Begrenzungsfläche ist jedoch insofern ungünstig, als die Späne der unteren Schneidkante durch den Kanal hindurchgezwungen werden und am oberen Teil desselben derart anstossen, dass sie sich nicht frei zusammenrollen können. Die Späne sammeln sich ■ daher hinter der Schneidkante, so dass wiederum Werkzeugbrüche j herbeigeführt werden können. Diese ungünstige Wirkung steigert j sich mit zunehmender Breite des unteren Spanstreifens, weshalb das durch die DT-PS bekannte Stosswerkzeug mit einer unteren Schneidkante versehen wird, die erheblich schmaler ist als die obere "wirkliche" Schneidkante. Bei mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Stosswerkzeugen ist es jedoch im allgemeinen erwünscht, dass die Schneidkanten im wesentlichen die gleiche Breite haben, damit eine gleichmässige mechanische und !

thermische Beanspruchung erreicht wird. Dieser Vorteil kann bei dem durch die DT-PS bekannten Stosswerkzeug nicht erreicht werden, weil ein Stosswerkzeug dieser bekannten Art, das mit j abgestuften Teilschneidkanten gleicher Breite versehen ist, j unbrauchbar ist, wenn es eine kanalförraige Begrenzungsfläche ^! aufweist. j

i Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stosswerkzeug j

409829/0318

derart auszubilden, dass die vorgenannten Schwierigkeiten und Nachteile der bekannten Stosswerkzeuge vermieden sind.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäss der Erfindung darin, dass bei einem zum Einschneiden von Nuten, Schlitzen oder dgl. in Werkstücke aus Metall bestimmten Stosswerkzeug, das wenigstens zwei vertikal und horizontal abgestufte Teilschneidkanten aufweist, von deren geweiligen Schneidflächen die obere Schneidfläche von der Schneidkante aus nach hinten konvergiert und die untere Schneidkante von der Schneidkante aus nach hinten divergiert, die Begrenzungsfläche zwischen zwei aneinander angrenzenden vertikal abgestuften Schneidflachen in einer zu diesen im wesentlichen evertikalen Ebene verlauft, derart, dass die von jeder Teilschneidkante erzeugten Spanstreifen sich frei und ohne merklichen Widerstand an Teilen des Stosswerkzeuges oder der Nut von der betreffenden Teil-, schneidkante wegbewegen können.

Das Stosswerkzeug kann dabei drei vertikal und horizontal abgestufte Teilschneidkanten haben, von denen die mittlere Teilschneidkante über die beiden seitlichen Teilschneidk'anten hinaus vorsteht. Auch können die abgestuften TeiIschneidkanten unter sich gleichbreit sein.

Ein in dieser Weise gemäss der Erfindung ausgebildetes Stosswerkzeug ermöglicht die Durchführung aller zur Bildung von sehr engen und/oder tiefen Nuten, Schlitzen, Bohrungen oder sonstigen Ausnehmungen erforderlichen Schneidvorgänge, wie Abdrehen, Hobeln', Ausbohren, Fräsen oder dgl., ohne dass irgendwelche Schwierigkeiten durch Festsetzen der Späne auftreten und die Gefahr von Werkezeugbrüchen besteht. Die Arbeitsgänge können daher ohne Unterbrechungen zum Wegnehmen von Spänen durchgeführt werden, wodurch eine erhebliche Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit erreicht wird.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung^ wenn das Stosswerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken aus weichem Metall,

409829/0318

ORtQINAL

24ϋ0ϋ3θ

wie Aluminium oder Kupfer, angewendet wird, das sehr lange Späne ergibt. Der angegebene Fortschritt besteht jedoch auch bei der Bearbeitung von Werkstücken aus härterem Metall.

Nachstehend sind zwei Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele an Hand der Zeichnung beschrieben, In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Aus führ ungsform des Stosswerkzeuges mit zwei abgestuften T ei Ischneidkant en in schaubildlieher Ansicht,

Fig. 2 ebenfalls in schaubildlieher Ansicht das Stosswerkzeug nach Fig. 1 mit Spänen und ihrem Bewegungsweg,

Fig.3a und 3b das Stosswerkzeug nach Fig. 1 in Stirnansicht und Draufsicht, und

Fig.4a und 4b eine Ausführungsform des Stosswerkzeuges mit drei abgestuften Teilschneidkanten ebenfalls in Stirnansicht und Draufsicht.

Das in Fig. 1 gezeigte Stosswerkzeug weist einen Werkzeugkörper 1 mit einem an seinem Arbeitsende angeordneten Schneidkopf auf, der ähnlich wie bei bekannten Stosswerkzeugen mit dem Werkzeugkörper aus einem Stück bestehen kann (Schnellschnittstähle) oder als gesonderter Werkzeugkopf aus Hartmetall ausgebildet sein kann, der in einer Ausnehmung des Werkzeugkörpers z. B. durch Anlöten oder Einspannen befestigt ist.

G-emäss der Erfindung ist die Hauptschneide bzw. Schneidkante des Stosswerkzeuges vertikal und horizontal in zwei Teilschneid kanten 2 und 3 von vorzugsweise gleicher Breite mit den geweiligen Schneidflächen 2a und 3^a abgestuft. Die eine Teilschneidkante 2 ist dabei horizontal nach vorn abgestuft und steht gemäss Fig. Jb um ein Mass χ gegenüber der Teilschneidkante 3 vor. Die beiden entsprechenden Schneidflächen 2a und 3a sind durch eine gemeinsame im wesentlichen vertikale Begrenzungsfläche 5 getrennt, die sich vom inneren Ende der oberen Teilschneidkante 3 nach hinten erstreckt und zur Längsachse des Stosswerkzeuges derart schräg verläuft, dass von den

409829/0318

2400098

jeweiligen Schneidkanten aus die untere Schneidfläche 3^a nach
hinten divergiert, während die obere Schneidfläche 2a nach
hinten konvergiert. Im übrigen kann die geometrische Form des
Schneidkopfes z. B. bezüglich der Schneidwinkel, Freiwinkel
(ciaring angles) usw. den üblichen Normen für Werkzeuge dieser
Art entsprechen.

Wenn ein Stosswerkzeug der in Fig. i gezeigten Ausführungsform
zum Einschneiden einer radialen Nut in einem z. B. zylindrische^ Werkstück verwendet wird, so werden zwei voneinander getrennte | Spanstreifen gemäss Fig. 2 von dem nicht gezeigten Werkstück j abgelöst, nämlich der Spanstreifen A von der Teilschneidkante j 2 und der Spanstreifen B von der Teilschneidkante 3- Wie aus ^; Fig. 2 ersichtlich ist, schiebt sich dabei der Spanstreifen A
auf der oberen Schneidfläche 2a entlang und wird, sobald er
diese Schneidfläche an der im wesentlichen vertikalen Begrenzungsfläche 5 verlässt, über den Spanstreifen B geführt, der auf der unteren Schneidfläche 3^s1- entlang gleitet. Dort rollt sich j jeder Spanstreifen A und B zusammen und wird ohne wesentlichen ' Widerstand an den Seiten der in das Werkstück eingeschnittenen , Nut weiter- bzw. wegbewegt.

Im Vergleich zu einem Stosswerkzeug, das nur in vertikaler ; Richtung oder nur in der Längsrichtung abgestuft ist und ohne j einen unpraktisch grossen Stufenabstand keine wirksame Auftei-Iu ng der Späne in Spanstreifen herbeiführen kann:, ist die erwünschte Aufspaltung der Späne in Spanstreifen bei dem Stosswerkzeug nach der Erfindung auf die kombinierte Abstufung der
Schneidkante in vertikaler und horizontaler Richtung bzw.
in Längsrichtung des Stosswerkzeuges zurückzuführen. Dabei
sollen die Stufenabstände χ und y zwischen den Teilschneid-

kanten 2 sowohl in. horizontaler Richtung als auch in vertika- J ler Richtung grosser sein, als das für den Schneidvorgang an- j gewendete Vorschubmass, d. h. grosser sein als die Spandicke, ; damit eine wirksame Aufteilung der Späne in die Spanstreifen j

erreicht wird. Versuche haben gezeigt, dass die besten Ergebnisse erreicht werden, wenn die Stufenmasse χ und y jeweils
gleich dem fünffachen Vorschub sind. Jedoch können diese
Masse je nach der Art der Schneidvorgänge veränderlich sein

409829/0318'

und müssen auch nicht gleichgross sein. Der horizontale Winkel, mit dem die Begrenzungsfläche 5 zwischen der oberen und unteren Schneidfläche zur Längsach^se des Stosswerkzeuges schräg verläuft, ist nicht von wesentlicher Bedeutung, wenn nur die untere Schneidfläche 3^a von der Teilschneidkante 3 aus nach hinten divergiert. Die abgestuften Teilschneidkanten 2 und 3 müssen nicht parallel zueinander sein, ebensowenig wie die beiden Schneidflächen 2a und 3a parallel zueinander sein müssen. Wenn dies erwünscht ist, so kann jede Schneidfläche ihren eigenen Spanwinkel haben. Wesentlich ist, dass die Schneidfläche 2a mit der Schneidfläche 3a in genügend grossem Abstand hinter den Teilschnexdkanten zusammenläuft, um zu gewährleisten, dass sich der Spanstreifen A der Teilschneidkante 2 über den Spanstreifen B der Teilschneidkante 3 schiebt

Bei der Ausführungsform nach Hg. 4a und 4b ist die Hauptschneide bzw. die Schneidkante des Stosswerkzeuges in drei abgestufte Teilschneidkanten 2, 3 und 4 von unter sich etwa gleicher Breite unterteilt, wobei die jeweiligen Sehneidfl&- chen 2a_?3a und 4a in verschiedenen horizontalen Ebenen liegen. Die (von oben gesehen) mittlere Teilschneidkante 2 ist die } obere Schneidkante, während die beiden seitlichen Teilschneid-j kanten 4 und 3 jeweils um die Stufenhöhe y* bzw. yp ³¹⁸¹⁰I¹ unten j abgestuft sind. Von der Teilschneidkante 2 gemessen ist die ! Stsfenhöhe y. kleiner als die Stufenhöhe jn· Ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verlaufen die im wesentlichen vertikalen Begrenzungsflächen 5, 6 und 7 zwischen den aneinander angrenzenden Schneidflächen 2a und 3^aj 2a und 4a sowie 3a und 4a derart schräg zur Längsachse des Werkzeuges, dass die jeweils untere von zwei benachbarten Schneidflächen von den Schneidkanten aus nach hinten divergiert und die obere nach hinten konvergiert. Der von der mittleren und obersten Teilschneidkante 2 erzeugte Spanstreifen wird daher über den Spanstreifen geschoben, der von der Teil schneidkante 4 herrührt, und dieser Spanstreifen wird wiederum über den Spanstreifen geführt, der von der untersten Teilschneidkante 3 ausgeht. Auch in diesem Falle rollen sich die Planstreifen

409829/0318

ungehindert zusammen und werden ohne merklichen Widerstand an den Seiten der Nut wegbewegt. Wie bei der ersten Ausführungsform sollen die Stufenabstände bzw. -höhen zwischen den Teilschneidkanten in vertikaler Richtung und in horizontaler Richtung bzw. in Längsrichtung des Werkzeuges grosser sein, als der bei dem Schneidvorgang verwendete Vorschub. Vorzugsweise kann die Stufengrösse χ gleich dreimal, die Stufenhöhe jy. gleich sechsmal und die Stufenhöhe j^ gleich zehnmal so gross sein wie der Vorschub bzw. die Spandicke.

In der vorstehend beschriebenen Weise können auch Werkzeugköpfe für sich ausgebildet sein, die dann an Werkzeugkörpern der gewünschten Grosse, wie bereits erwähnt, durch Einspannmittel befestigt werden.

Patentansprüche

409829/0318

Claims

Patentansprüche

Stosswerkzeug zum Einschneiden von Nuten, Schlitzen oder dgl. in Werkstücke aus Metall, das wenigstens zwei vertikal und horizontal abgest-ufte Teilschneidkanten aufweist, von deren jeweiligen Schneidflächen die oh ere Schneidfläche von der Schneidkante aus nach hinten konvergiert und die untere Schneidkante von der Schneidkante aus nach hinten divergiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfläche (5i 6, 7) zwischen zwei aneinander angrenzenden vertikal abgestuften Schneidflächen (3^i 2a, 4a) in einer zu diesen im wesentlichen vertikalen Ebene verläuft, derart, dass die von jeder Teilschneidkante erzeugten Spanstreifen sich frei und ohne merklichen Widerstand an Teilen des Stosswerkzeuges oder der Nut von der betreffenden Teilschneidkante wegbewegen können.
2. Stosswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das es zwei vertikal und horizontal abgestufte Teilschneidkanten (2, 3) besitzt.
3· Stosswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es drei vertikal und horizontal abgestufte Teilschneidkanten (2, 3, 4) aufweist, von denen die mittlere Teilschneidkante (2) über die seitlichen Teilschneidkanten (3, 4) hinaus vorsteht.
4. Stosswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abgestuften Teilschneidkanten (2, 3» 4) unter sich im wesentlichen gleich breit sind.

Der Patentanwalt

409829/0318