DE2406840A1 - Cutting tool with reduced vibration - hard outer cutting soft inner support section and transition section - Google Patents

Cutting tool with reduced vibration - hard outer cutting soft inner support section and transition section

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DE2406840A1
DE2406840A1 DE19742406840 DE2406840A DE2406840A1 DE 2406840 A1 DE2406840 A1 DE 2406840A1 DE 19742406840 DE19742406840 DE 19742406840 DE 2406840 A DE2406840 A DE 2406840A DE 2406840 A1 DE2406840 A1 DE 2406840A1
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Abstract

The composite cutting tool for machine tools has an outer cutting section of hard elastic material which acts on the workpiece and an inner support section of a softer, resilient material, with an intermediate transition section, of a medium hard material for mechanical damping. This transition material has a greater mechanical damping property than the inner support section, but a smaller mechanical damping property than the outer cutting section. The outer cutting section so covers the transition section that contact with the workpiece is prevented. Preferably the support section is of metal and the two other sections are of a metal-ceramics mixture.

Description

Schneidwerkzeug Vibrationen sind die schlimmsten Begrenzungsfaktoren der Werkzeugmaschinenproduktion. Durch das Schneiden werden Spannungen auf das Werkstück übertragen, durch die im Bereich des Schneidwerkzeugs elastische Energie im Werkstück gespeichert wird. Die elastische Energie wird auf nicht stetige Art freigegeben, wenn der Schnitt weiter in das Werkstück vordringt. Die gespeicherte elastische -Energie ist von der Scherfestigkeit des Werkstückmaterials abhängig. Die Größe und die Verteilung der elastischen Energie um das Schneidwerkzeug hängt von der Schneidgeschwindigkeit, der Tiefe des Schnitts und vom Ausmaß der Verfestigung einschließlich jeglicher zeitabhängiger Festigkeitseigenschaften des Werkstückmaterials ab. Schon die Verfestigung bewirkt Ungleichmäßigkeiten des mechanischen Verhaltens des Werkstückmaterials, was zu einer auf das Schneidwerkzeug einwirkenden periodischen Kraft führt. Cutting tool vibrations are the worst limiting factors machine tool production. Cutting creates tension on the workpiece transferred through the elastic energy in the workpiece in the area of the cutting tool is saved. The elastic energy is released in a discontinuous way, when the cut penetrates further into the workpiece. The saved elastic -Energy depends on the shear strength of the workpiece material. The size and the distribution of elastic energy around the cutting tool depends on the Cutting speed, the depth of the cut and the extent of solidification including any time-dependent strength properties of the workpiece material. Nice the solidification causes irregularities in the mechanical behavior of the workpiece material, what to one on that Periodic force acting on the cutting tool leads.

Das Preiwerden der gespeicherten Energie nach einem Schneidschritt und die diskontinuierlichen mechanischen Eigenschaften des Werkstückmaterials infolge der Ve-rfestigung oder von zeitabhängigen Festigkeitsphänomenen sind die eigentlichen Quellen von Vibrationen oder Erschütterungen. Das elastische Verhalten von Keramik bei hoher Belastung ermöglicht einem keramischen Schneidwerkzeug die wirksame Kopplung der Vibrationsquelle mit der Wechselwirkung der im Schneidwerkzeug gespeicherten elastischen Energie und den nicht stetigen Kräften im Werkstückmaterial, was zu unstabilen Erschütterungen führt.The price of the stored energy after a cutting step and the discontinuous mechanical properties of the workpiece material as a result solidification or time-dependent strength phenomena are the real ones Sources of vibration or shock. The elastic behavior of ceramics at high loads, a ceramic cutting tool enables effective coupling the vibration source with the interaction of the stored in the cutting tool elastic energy and the discontinuous forces in the workpiece material, leading to unstable vibrations.

Die Erschütterungen führen zur Überhitzung des Schneidwerkzeugs,zur schnellen Abnützung und/oder zu Brüchen.The vibrations lead to overheating of the cutting tool, to rapid wear and / or breakage.

Weiterhin wird die fertige Oberfläche des Werkstücks bei Auftreten von Erschütterungen beschädigt.Furthermore, the finished surface of the workpiece is created when it occurs damaged by shocks.

Das aufgetretene Problem ist also darin zu sehen, ein Schneidwerkzeug anzugeben, welches ausreichende Zähigkeit hat,um Erschütterungen dämpfen zu können, das jedoch eine harte Schneidkante aufweist, die, aufgrund ausreichender mechanischer Stützung, nicht bricht. Es sind metallverstärkte Schneidwerkzeuge mit einem Schneidteil aus Keramik oder einem Keramikmetall mit niedrigem Metall-zu-Keramikverhältnis bekannt geworden.So the problem that has arisen can be seen in a cutting tool indicate which has sufficient toughness to be able to dampen vibrations, which, however, has a hard cutting edge which, due to sufficient mechanical Support, not breaks. They are metal-reinforced cutting tools with a cutting part known from ceramic or a ceramic metal with a low metal-to-ceramic ratio become.

Die Schwierigkeiten derartiger Schneidwerkzeuge liegen jedoch darin, daß das weiche Metall keine ausreichend feste mechanische Verstärkung des Schneidteils bildet.However, the difficulties with such cutting tools are that the soft metal does not have a sufficiently strong mechanical reinforcement of the cutting part forms.

Dies ist unbefriedigend, da der Schneidteil bei fehlender ausreichender Stützung durch Zugbeanspruchung zerbrochen wird. Versuche mit weicheren Schneidkanten, die die Erschütterungen dämpfen sollten, blieben offensichtlich unbefriedigend, da sie zu schneller Werkzeugabnützung führten.This is unsatisfactory because the cutting part is missing more adequate Support is broken by tensile stress. Try with softer cutting edges, which should dampen the vibrations, remained obviously unsatisfactory, because they led to faster tool wear.

Demgegenüber hat die Erfindung die Aufgabe, ein Schneidwerkzeug anzugeben, das Erschütterungen durch zähe Dämpfung weitgehend verringert und eine ausreichende mechanische Verstärkung des harten Schneidkantenmaterials aufweist, um Beschädigungen aufgrund von Biegebeanspruchungen zu vermeiden.In contrast, the invention has the task of specifying a cutting tool, that largely reduces vibrations through tough damping and is sufficient mechanical reinforcement of the hard cutting edge material has to damage to avoid due to bending stresses.

Weiterhin soll ein Schneidwerkzeug angegeben werden, durch das Oberflächen mit einem gegenüber bisher möglichen Oberflächen verbesserten Aussehen ermöglicht werden.Furthermore, a cutting tool is to be specified by means of which surfaces with an improved appearance compared to previously possible surfaces will.

Die Erfindung löst diese Aufgabe auf die im Anspruch 1 angegebene Art, indem sie für die Schneidbehandlung ein hartes Schneidteil vorsieht, während der Rest des Schneidwerkzeugs einerseits beim Schneiden entstehende Vibrationen oder Ersohütterungen dämpft und andererseits eine ausreichende mechanische Stütze des Schneidteils bildet und hierdurch Beschädigungen aufgrund von Spannungen vermeidet. Dies wird durch eine Änderung in der Zusammensetzung zwischen der harten äußeren Schneidkante und dem weichen inneren Bereich ermöglicht, was einen plötzlichen Übergang in den mechanischen Eigenschaften an der Grenzfläche des harten äußeren Schneidteils vermeidet.Beim Vorsehen eines Übergangs von einer wie üblich aus Keramik oder einem Keramik-Metall-Material mit hohem Keramik- und niedrigem Metall-Anteil bestehenden äußeren Schneidkante über einen Bereich aus Keramik-Metall-Material mit zunehmendem Metall-zu-Keramik-Betrag auf einen Metallbereich ergibt sich ein ausreichend zähes Schneidwerkzeug, das Erschütterungen dämpfen kann. Ein abrupter Übergang der mechanischen Eigenschaften von Keramik hoher Härte auf diejenigen eines weichen Metallkerns führt zu großer Biege- bzw.The invention solves this problem in the manner specified in claim 1 Kind by providing a hard cutting part for cutting treatment while the rest of the cutting tool, on the one hand, vibrations occurring during cutting or shock absorption and, on the other hand, adequate mechanical support of the cutting part and thereby avoids damage due to tension. This is due to a change in the composition between the hard outer Cutting edge and the soft inner area allows what a sudden transition in the mechanical properties at the interface of the hard outer cutting part When providing a transition from a ceramic or a Ceramic-to-metal material with a high ceramic and low metal content outer cutting edge over an area of ceramic-metal material with increasing Metal-to-ceramic amount on a metal area results in a sufficient tough Cutting tool that can dampen vibrations. An abrupt transition from the mechanical Properties of ceramics of high hardness lead to those of a soft metal core excessive bending or

Zugbeanspruchung der Keramik und begrenzt die Bearbeitungsleistung des Schneidwerkzeugs. Der Keramik-Metall-Übergangsbereich stützt das Material der Schneidkante ausreichend ab und dient zugleich als Übergangsbereich der mechanischen Dämpfung (mechanical impedance) zwischen dem keramischen Schneidteil und dem Metallkern. Diese Gestaltung verringert weitgehendst entgegenwirkende Biege- bzw. Zugspannungen, die vom Werkstück auf das harte Schneidkantenmaterial einwirken.Tensile stress on the ceramic and limits the machining performance of the cutting tool. The ceramic-metal transition area supports the material of the Cutting edge sufficiently and at the same time serves as a transition area of the mechanical Damping (mechanical impedance) between the ceramic cutting part and the metal core. This design largely reduces counteracting bending and tensile stresses, which act from the workpiece on the hard cutting edge material.

Die Erfindung ermöglicht ein Schneidwerkzeug, das dem dynamischen Schneidbetrieb widersteht. Unter dynamischem Schneiden wird ein Schneidbetrieb verstanden, bei dem das Schneidwerkzeug einer intermittierenden Belastung ausgesetzt ist. Infolgedessen wirken auf das Schneidwerkzeug unstetige Kräfte ein. Z. B. wird das Schneidwerkzeug beim Fräsen, Bohren und bei unterbrochenem Schneidwechselbetrieb periodischen Belastungen ausgesetzt, wenn das Werkzeug am Werkstück angreift und wieder freikommt. Die plötzliche Beseitigung der Belastung des Schneidwerkzeugs entlastet das Schneidwerkzeug, das dann über seine Gleichgewichtslage hinausschwingt. Die hierbei auftretende Zugbeanspruchung führt durch Brüche zu Werkzeugfehlern. Die der Konstruktion des Schneidwerkzeugs gemäß der Erfindung eigene zähe Dämpfung verringert die Biegebelastung und verlängert die Lebensdauer des Schneidwerkzeugs. Vergleichstestdaten zeigten bei kontrollierten Begleitumständen, daß erfindungsgemäß konstruierte Schneidwerkzeuge dreimal länger hielten als die besten handelsüblich erhältlichen Schneidwerkzeuge, wie z.B. monolytische Titankarbid-Kons truktionen.The invention enables a cutting tool that the dynamic Resists cutting operation. Dynamic cutting is understood to mean a cutting operation, in which the cutting tool is subjected to an intermittent load. Consequently unsteady forces act on the cutting tool a. E.g. will the cutting tool during milling, drilling and with interrupted cutting change operation exposed to periodic loads when the tool engages the workpiece and is released again. The sudden elimination of the load on the cutting tool relieves the cutting tool, which then swings beyond its equilibrium position. The tensile stress that occurs here leads to tool defects due to breaks. The tough damping inherent in the construction of the cutting tool according to the invention reduces bending stress and extends the life of the cutting tool. Comparative test data showed under controlled circumstances that according to the invention Engineered cutting tools lasted three times longer than the best commercially available available cutting tools, such as monolithic titanium carbide constructions.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt: Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines herkömmlichen, für die Anwendung der Erfindung geeigneten Schneidwerkzeugs; Fig. 2 eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in Explosionsdarstellung; Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 aus Fig.2; Fig. 4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung; und Fig. 5 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rotations-Schneidwerkzeug.The invention is explained in more detail below with reference to drawings Fig. 1 is an isometric view of a conventional one for the use of the invention suitable cutting tool; Fig. 2 is an isometric View of an embodiment according to the invention in an exploded view; Fig. 3 a cross section along the line 3-3 of Figure 2; 4 is a graphical representation to explain the invention; and FIG. 5 shows a cross section through an inventive Rotary cutting tool.

Fig. 1 zeigt ein Schneidwerkzeug, das, Wie üblich, ein Schaftteil 1o mit einem hieran durch Hartlöten befestigten Werkzeughalteteil 12 aufweist. Am Werkzeugteil 12 ist in einer Ausnehmung ein Schneidstück 14 durch Hartlöten befestigt. Das Schneidstück 14 besteht wie üblich aus einem schwer schmelzbaren Material hoher Härte, wie z.B. Wolfram-Karbid oder itankarbid, oder wie üblich aus einer Keramikzusammensetzung. Derartige Keramikzusammensetzungen sind als Keramikmetallmischungen (Cermet) sehr hoher Härte bekannt, die aus Härtegründen ein niedriges Metall-zu-Keramikverhältnis haben. Der Werkzeughalteteil 12 und der Schaftteil 1o sind aus Metall hergestellt. Es ist ebenfalls bekannt, das Schneidstück 14 aus Keramik oder Cermet herzustellen und dann zum Ausgleich von Wärmebeanspruchungseigenschaften an ein Metall anzulöten. Das Metall wird dann seinerseits am Werkzeughalteteil 12 angelötet. Es ist weiterhin bekannt, das Schneidstück 14 mit einem dünnen Keramikfilm zu besprühen und so dessen Härte zu verbessern.Fig. 1 shows a cutting tool, which, as usual, a shaft part 1o has a tool holding part 12 fastened thereto by brazing. At the Tool part 12, a cutting piece 14 is fastened in a recess by brazing. As usual, the cutting piece 14 consists of a material that is difficult to melt Hardness, such as tungsten carbide or itane carbide, or, as usual, from a ceramic composition. Such ceramic compositions are very good as ceramic-metal mixtures (cermets) high hardness known, which for hardness reasons a low metal-to-ceramic ratio to have. The tool holding part 12 and the shaft part 1o are made of metal. It is also known to make the cutting piece 14 from ceramic or cermet and then solder to a metal to compensate for thermal stress properties. The metal is then in turn soldered to the tool holding part 12. It is still known to spray the cutting piece 14 with a thin ceramic film and so its To improve hardness.

Fig. 2 zeigt eine isometrische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, während Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 aus Fig.2 zeigt.Fig. 2 shows an isometric exploded view of an inventive Embodiment, while FIG. 3 is a cross-sectional view along the line 3-3 Fig.2 shows.

Das Schneidstück weist einen mit einer Schneidkante 18 versehenen Außenmantel 16 auf, der aus einem harten Schneidmaterial, wie z.B. einer Keramik oder Cermet hoher Härte hergestellt ist. Die Mitte des Schneidstücks ist ausgehöhle und nimmt ein weicheres und elastischeres Material, etwa ein Keramikmetall,auf, das die Werkzeugvibrationen und/oder Erschütterungen teilweise absorbiert, das aber dennoch fest genug ist, um als ausreichend fester Träger des Außenmantels 16 dienen zu können, der den Beanspruchungen des Außenmantels 16 beim Schneiden gewachsen ist. Die gekrümmte Rückwand des Schneidstücks ist offen und die Rückwand des Keramikmetalls (Cermet) ist, an die Krümmung der RücBJand des Schneidstücks angepasst, ebenfalls gekrümmt. In das Schneidstück eingesetzt, fluchten daher die Rückwände des Keramikmetalls und des Schneidstücks. Die obere Oberfläche und die beiden rechtwinkligen Seiten des Keramikmetalls sind mit entsprechenden Bereichen im Inneren des Schneidstücks hart verlötet. Die-gekrümmten Rückstände des Schneidstücks und des Keramikmetalls sind am Werkzeughalteteil 12 durch Hartlöten befestigt. Der Boden des Keramikmetalls und der das Keramikmetall umgebende Bereich der Wand des Schneidstücks sind am ebenen Teil des Werkzeughalteteils 12 durch Hartlöten befestigt.The cutting piece has one provided with a cutting edge 18 Outer jacket 16, which is made of a hard cutting material such as a ceramic or high hardness cermet is made. The center of the cutting piece is hollowed out and takes on a softer and more elastic material, such as a ceramic metal, that partially absorbs the tool vibrations and / or shocks, but that is nevertheless strong enough to serve as a sufficiently strong support for the outer jacket 16 to be able to cope with the stresses on the outer jacket 16 when cutting is. The curved back wall of the cutting piece is open and the back wall of the ceramic metal (Cermet) is to which Adjust the curvature of the back of the cutting piece, also curved. When inserted into the cutting piece, the rear walls are therefore aligned of the ceramic metal and the cutting piece. The top surface and the two right-angled ones Sides of the ceramic metal are with corresponding areas inside the cutting piece hard soldered. The curved debris of the cutting piece and the ceramic metal are attached to the tool holding part 12 by brazing. The bottom of the ceramic metal and the area of the wall of the cutting piece surrounding the ceramic metal are flat Part of the tool holding part 12 attached by brazing.

Das Mittelstück wird also in den Außenmantel hart eingelötet und das Verbundstück wird dann in den aus Metall hergestellten Werkzeughalteteil hart eingelötet.The middle piece is so hard soldered into the outer jacket and that The composite piece is then brazed into the tool holding part made of metal.

In einem Ausführungsbeispiel besteht das tatsächlich schneidende, äußere Material aus einem harten Cermet, das z.B. 8 Vol.-% Nickel-Molybdän und im übrigen aus Titankarbid besteht, während das Material in der Mitte aus einem weicheren Cermet, etwa Titankarbid mit 30 Vol.-% Metallbindemittel, wie z.B. Nickel-Molybdän, besteht. Das Ganze wird an dem aus Metall bestehenden, relativ weichen und damit zur gewünschten, zähen Dämpfung beitragenden Werkzeughalteteil 12 hart angelötet.In one embodiment, the actually cutting, outer material made of a hard cermet, e.g. 8% by volume nickel-molybdenum and im The rest is made of titanium carbide, while the material in the middle is made of a softer one Cermet, such as titanium carbide with 30% by volume of metal binder, such as nickel-molybdenum, consists. The whole thing is made of metal, relatively soft and thus The tool holding part 12, which contributes to the desired tough damping, is hard soldered.

In den Fig. 2 und 3 ist lediglich ein Übergang zwischen Keramik und Metall dargestellt; dies dient jedoch lediglich der Erläuterung und soll die Erfindung nicht einschränken. Falls erforderlich, können auch mehrere Übergan#gsabschnitte vorgesehen sein. Jeder Übergangsabschnitt besteht hierbei aus einem Keramikmetall mit einem gegenüber dem vorhergehenden, dem Außenmantel nächst gelegeneren Übergangsabschnitt höheren Metall zu-Keramikverhältnis. In Fig. 2 sind weiterhin einige Abmessungen der erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt.In Figs. 2 and 3 there is only a transition between ceramic and Metal shown; however, this is for illustrative purposes only and is intended to promote the invention do not restrict. If necessary, several transition sections can also be used be provided. Each transition section consists of a ceramic metal with a transition section closest to the preceding one, the outer jacket higher metal to ceramic ratio. In Fig. 2 there are still some Dimensions of the embodiment of the invention shown.

Während die soweit beschriebene Ausführungsform der Erfindung Übergänge in diskreten Abschnitten oder Schichten zeigt, die von einer harten, elastischen Schneidkante über ein weniger hartes, zäheres Material auf ein weiches zähes Material übergehen, sind bei Verwendung von Pulvermetallurgieverfahren auch allmähliche Übergänge möglich. Dies wird z.B. durch Verwendung einer Form ermöglicht, in die eine Schicht aus pulverisierter Keramik, hierzu benachbart eine Schicht aus pulverisiertem Cermet und hierzu wiederum benachbart eine Schicht aus pulverisiertem Metall eingebracht wird. Das Ganze wird gepresst und erhitzt, wobei Druck und 9emperatur,wie in der Pulvermetallurgie üblich, gewählt werden. Das fertiggestellte Schneidstück wird dann an den Werkzeughalteteil hart angelötet.While the embodiment of the invention described so far transitions in discrete sections or layers showing that of a hard, elastic Cutting edge over a less hard, tougher material on a soft, tough material transitions are also gradual transitions when using powder metallurgy processes possible. This is made possible, for example, by using a mold in which one layer made of powdered ceramic, adjacent to this a layer of powdered cermet and a layer of powdered metal is introduced adjacent to this will. The whole thing is pressed and heated, with pressure and temperature, as in the Powder metallurgy common to be selected. The finished cutting piece will then brazed to the tool holder part.

Es soll hervorgehoben werden, daß das Mittelstück 20 einen mechanischen Dämpfungsübergang darstellt. Die mechanische Dämpfung ist als Produkt der Materialdichte und der Schallgeschwindigkeit durch das Material definiert. Die Schallgeschwindigkeit ändert sich mit den Elastizitätsmoduli des Materials. Um einen plötzlichen Übergang der mechanischen Dämpfung an der Zwischenfläche zwischen dem Schneidmaterial und dem darunter liegenden Übergangsmaterial zu vermeiden, muß der Wert der mechanischen Dämpfung des Übergangsmaterials weit dichter am Wert der mechanischen Dämpfung des Schneidmaterials als am Wert der mechanischen Dämpfung des Werkzeughalteteils oder der Materialschicht liegen, an der das Übergangematerial befestigt ist. Bevorzugt wird z.B., daß sich die mechanische Dämpfung des Übergangsmaterials um weniger als 10 % gegenüber dem Wert der mechanischen Impedanz des Schneidmaterials im Bereich der Zwischenschicht zwischen dem Übergangsmaterial und dem Schneidmaterial ändern sollte.It should be emphasized that the center piece 20 is a mechanical Represents attenuation transition. Mechanical damping is the product of the material density and the speed of sound defined by the material. The speed of sound changes with the moduli of elasticity of the material. A sudden transition the mechanical damping at the interface between the cutting material and To avoid the underlying transition material, the value of the mechanical Damping of the transition material much closer to the value of the mechanical damping of the Cutting material than the value of the mechanical damping of the tool holding part or the layer of material to which the transition material is attached. Preferred For example, the mechanical damping of the transition material around less than 10% of the mechanical impedance value of the cutting material in the area of the intermediate layer between the transition material and the cutting material should change.

Die Kurve 22 der Fig. 4 zeigt einen glatten Übergang von einer Schneidkante aus 100 o/o Keramik über einen Keramikmetallbereich und dann einen Übergang in einen Metallbereich im Zentrum. Da jedoch ein kontinuierlicher Übergang von einem Material zum anderen schwierig herherzustellen ist und andererseits ausgezeichnete Ergebnisse erzielt wurden, werden Übergänge in diskreten Abschnitten, wie sie durch die Rechtecke 24,26 und 28 dargestellt sind, bevorzugt. Die Rechtecke 24,26 und 28 bezeichnen Übergänge von einem hohen Keramik- zu-Metallverhältnis über zwei schrittweise niedrigere Keramikzu-Metallverhältnisse' auf das Metall. Die benötigten Materialien sind im Handel erhältlich; sie müssen lediglich aufgeschnitten und geformt und dann aneinander hartgelötet werden. Im Verbund stück besteht das durch das Rechteck 24 dargestellte Schneidkantenmaterial aus 95 % Keramik und 5 % Metall. Der Übergangsbereich des Rechtecks 26 besteht aus 86 % Keramik und 14 % Metall.The curve 22 of FIG. 4 shows a smooth transition from a cutting edge 100 o / o ceramic over a ceramic metal area and then a transition into one Metal area in the center. However, there is a continuous transition from one material on the other hand it is difficult to manufacture and on the other hand excellent results Transitions are achieved in discrete sections, as indicated by the rectangles 24, 26 and 28 are shown, are preferred. The rectangles 24, 26 and 28 denote Transitions from one high ceramic to metal ratio to two gradually lower ones Ceramic to Metal Ratios' on the metal. The required materials are in the Commercially available; they just have to be cut open and shaped and then put together be brazed. In the composite piece is represented by the rectangle 24 Cutting edge material made of 95% ceramic and 5% metal. The transition area of the Rectangle 26 consists of 86% ceramic and 14% metal.

Diese Materialänderung ergibt eine Änderung der mechanischen Dämpfung von weniger als 10 % zwischen den beiden Materialien.This change in material results in a change in the mechanical damping less than 10% between the two materials.

Die Verwendung von Hartlötverfahren zur Befestigung der Abschnitte aneinander beeinflußt die gewünschten Eigenschaften des Schneidwerkzeugs nicht. Man erhält trotzdem ein Schneidwerkseug mit einer harten Schneidfläche, die ausreichend mechanisch gestützt wird-, wobei das Schneidwerkzeug ausreichend zäh ist, um Erschütterungseffekte ausgleichen zu können.The use of brazing techniques to secure the sections one another does not affect the desired properties of the cutting tool. You still get a Schneidwerkseug with a hard cutting surface that is sufficient is mechanically supported - the cutting tool is sufficiently tough to avoid vibration effects to be able to compensate.

Fig. 5 zeigt, wie die vorliegende Erfindung auf ein Schneidwerkzeug, wie z.B. einem Bohrer, angewendet werden kann. Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Schneidteil des gemäß der Erfindung hergestellten Bohrers, Ein äußerer Teil 30 des Bohrers ist aus hartem Schneidmaterial, wie z.B. Keramik, hergestellt.Fig. 5 shows how the present invention is applied to a cutting tool, such as a drill can be used. Fig. 5 is a cross section through the cutting part of the drill made according to the invention, an outer part 30 of the drill is made of a hard cutting material such as ceramic.

Ein innerer Teil 32 des Bohrers kann aus Metall hergestellt sein. Wenn der äußere Teil 3o aus Keramik und der innere Teil 32 aus Metall hergestellt ist, kann ein Teil 34 aus Keramikmetall (Cermet) hergestellt sein.An inner portion 32 of the drill can be made of metal. If the outer part 3o is made of ceramic and the inner part 32 is made of metal is, a member 34 may be made of ceramic metal (cermet).

Wenn der äußere Teil 30 aus einem harten Cermet hergestellt ist, könnte der innere Teil 32 aus einem Metall und der dazwischen liegende Teil 34 aus einem Cermet hergestellt sein, dessen Zusammensetzung mehr Metall enthält und der damit weicher ist als der äußere Teil 30.If the outer portion 30 is made from a hard cermet, could the inner part 32 made of a metal and the intermediate part 34 made of a Cermet be made, the composition of which contains more metal and the one with it is softer than the outer part 30.

Z.B. würde bei einem Schneidwerkzeug mit 12,5 mm Durchmesser derjenige des Zentralstücks 6,25mm betragen, das dem Zentralstück benachbarte Abstandsstück wäre in der Größenordnung von 1,59 mm und die äußere Schneidkante würde sich über den Rest der Bohrergröße erstrecken.For example, with a 12.5mm diameter cutting tool, this would be of the central piece be 6.25mm, the spacer adjacent to the central piece would be on the order of 1.59mm and the outer cutting edge would extend over extend the rest of the drill size.

Der Metallkern des Zentralstücks wäre mit dem Cermetzylinder und dieser seinerseits mit dem äußeren Cermetzylinder hart verlötet.The metal core of the center piece would be with the cermet cylinder and this one in turn, hard-soldered to the outer cermet cylinder.

Die obenstehend angeführten und gemäß der Erfindung verwendeten Keramik-, Cermet- und Metallmaterialien sind bekannt und handelsüblich.The above cited and used according to the invention ceramic, Cermet and metal materials are known and commercially available.

Aus der obenstehenden Beschreibung ist eine neuartige Konstruktion eines Schneidwerkzeugs zu entnehmen, die Probleme der Werkzeugerschütterungen mit ihren sowohl auf das Schneidwerkzeug als auch auf das Werkstück nachteiligen Folgen im wesentlichen vermeidet. Bei Anwendung dieser Erfindung können als Schneidflächen sehr harte Materialien selbst dann verwendet werden, wenn sie schlechte Zugfestigkeitseigenschaften haben. Hohe Härte ist jedoch für ein Schneidwerkzeug vorteilhaft, da sie die Abnützung vermindert.From the above description is a novel construction of a cutting tool, the problems of tool vibrations with their adverse consequences both on the cutting tool and on the workpiece essentially avoids. When using this invention, as cutting surfaces very hard materials are used even if they are bad Have tensile strength properties. However, high hardness is for a cutting tool advantageous as it reduces wear and tear.

- Patentansprüche:- Patent claims:

Claims (9)

Patentansprüche Werkzeugerschütterungen vermeidendes Schneidwerkzeug, gekennzeichnet durch einen auf das Werkstück einwirkenden, aus hartem, elastischem Material hergestellten äußeren Schneidbereich (16;30), durch einen inneren Tragbereich (12;32) aus einem verglichen mit dem Material des äußeren Schneidbereichs (16;dz) weichen, federnden Material und durch einen die Materialien des äußeren Schneidbereichs (16;30) und des inneren ragbereichs (12;32) verbindenden Übergangsbereich (20; zur mechanischen Dämpfung aus einem gegenüber dem äußeren Schneidbereich (16;30) weniger elastischen, weicheren, jedoch gegenüber dem inneren Tragbereich (12;32) härteren und elastischeren Material, das einen gegenüber dem mechanischen Dämpfungswert des inneren Tragbereichs (12;32) größeren und gegenüber dem mechanischen Dämpfungswert des inneren Tragbereichs (12;32) größeren und gegenüber dem mechanischen Dämpfungswert des äußeren Schneidbereichs (16;3o) kleineren, diesem im Wert jedoch näherliegenden mechanischen Dämpfungswert aufweist, wobei der äußere Schneidbereich (16;3o) den Übergangsbereich (2o;34) so überdeckt, daß eine Berührung mit dem Werkstück verhindert wird. Patent claims tool vibration avoiding cutting tool, characterized by a hard, elastic material acting on the workpiece Material produced outer cutting area (16; 30), by an inner support area (12; 32) made of a compared to the material of the outer cutting area (16; dz) soft, resilient material and through one the materials of the outer cutting area (16; 30) and the inner rag area (12; 32) connecting transition area (20; to mechanical damping from one compared to the outer cutting area (16; 30) less elastic, softer, but harder than the inner support area (12; 32) and more elastic material that has a higher mechanical damping value than the inner support area (12; 32) larger and compared to the mechanical damping value of the inner support area (12; 32) larger and compared to the mechanical damping value of the outer cutting area (16; 3o) is smaller, but closer to this in terms of value mechanical damping value, wherein the outer cutting area (16; 3o) the Transition area (2o; 34) covered in such a way that contact with the workpiece is prevented will. 2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des äußeren Schneidbereichs (16;30) ein höheres Keramik-zu-Metall-Verhältnis hat als das zum inneren Tragbereich (12;32) angrenzende Material und daß das Material des inneren Tragbereichs (12;32) ein Metall ist.2. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the Material of the outer cutting area (16; 30) has a higher ceramic-to-metal ratio has as the material adjoining the inner support area (12; 32) and that the material of the inner support region (12; 32) is a metal. 3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Schneidbereich (16;3o) aus einem Keramikmaterial, der innere Tragbereich aus einem Metallmaterial und der die beiden Bereiche verbindende Übergangsbereich (2o;34) aus wenigstens einem Keramikmetall (Cermet) besteht.3. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the outer cutting area (16; 3o) made of a ceramic material, the inner support area made of a metal material and the transition area connecting the two areas (2o; 34) consists of at least one ceramic metal (cermet). 4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß das Material des äußeren Schneidbereichs (16;30) mit dem zwischen ihm und dem Material des inneren Tragbereichs (12;32) angeordneten Material des Übergangsbereichs (20i34) hartverlötet ist und daß das Material des inneren Tragbereichs (12;32) mit dem zwischen ihm und dem Material des äußeren Schneidbereichs (16;3o) angeordneten Material des Übergangsbereichs (2o;34) hårtverlötet ist.4. Cutting tool according to claim 19, characterized in that the Material of the outer cutting portion (16; 30) with that between it and the material of the inner support area (12; 32) arranged material of the transition area (20i34) is brazed and that the material of the inner support area (12; 32) with the between him and the material of the outer cutting area (16; 3o) arranged material of the Transition area (2o; 34) is hard-soldered. 5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des äußeren Schneidbereichs (16j30) aus Keramik-Metall-Material mit einem gegenüber dem an das Material des inneren Tragbereichs (12;32) angrenzenden Material des Übergangsbereichs höheren Keramik-zu-Metall-Verhältnis besteht.5. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the Material of the outer cutting area (16j30) made of ceramic-metal material with a compared to the material adjoining the material of the inner support area (12; 32) the transition area has a higher ceramic-to-metal ratio. 6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Schneidbereich (16) eine Oberseite und eine Bodenseite aufweist, zwischen denen sich zwei im wesentlichen rechtwinklige Wände und eine zwischen den Enden der beiden im wesentlichen rechtwinkligen Wände verlaufende,gekrümmte Wand erstrecken, daß in der Bodenseite eine dreiseitige Öffnung vorgesehen ist, von der zwei Wände den beiden rechtwinkligen Wänden und eine dritte Wand der Oberseite benachbart sind, daß das an den inneren Tragbereich(12) und den äußeren Schneidbereich (16) angrenzende Material des Übergangsbereichs (20) die Öffnung ausfüllt und an seiner Oberseite mit der dritten Wand hartverlötet ist, an den zwei Wänden mit den beiden rechtwinkligen Wänden hartverlötet ist und eine mit der gekrümmten Wand des äußeren Schneidbereichs (16) abmessungsgleiche gekrümmte Wand aufweist, und daß die abmessungsgleichen Wände, der Rest der Bodenseite und die verbliebene freiliegende Seite des am inneren Tragbereich (12) und am äußeren Schneidbereich (16) anliegenden Übergangsbereichs (20) mit dem Material des inneren Tragbereichs (12) hartverlötet sind.6. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the outer cutting area (16) has a top and a bottom side, between which have two substantially rectangular walls and one between the ends the two substantially rectangular walls extending curved wall, that in the bottom side a three-sided opening is provided, of which two walls the two right-angled walls and a third wall on the top are adjacent, that the on the inner support area (12) and the outer cutting area (16) adjoining material of the transition region (20) fills the opening and adjoins it its upper side is brazed to the third wall, on the two walls to the brazed to the two right-angled walls and one to the curved wall of the outer cutting region (16) has curved wall of the same dimensions, and that the dimensionally identical walls, the remainder of the bottom side and the remaining exposed one Side of the bearing on the inner support area (12) and on the outer cutting area (16) Transition area (20) brazed to the material of the inner support area (12) are. 7. Schneidwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des äußeren Schneidbereichs ein Keramik-Metall-Material ist, daß das an das Material des inneren Tragbereichs (12) und des äußeren Schneidbereichs (16) angrenzende Material ein Keramik-Metall-Material mit einem gegenüber dem Material des äußeren Schneidbereichs (16) höheren Metall-zu-Keramik-Verhältnis ist und daß das Material des inneren Tragbereichs (12) ein Metall ist.7. Cutting tool according to claim 6, characterized in that the Material of the outer cutting area is a ceramic-metal material that the the material of the inner support area (12) and the outer cutting area (16) adjoining material a ceramic-metal material with an opposite to the material of the outer cutting portion (16) is higher metal-to-ceramic ratio and that the material of the inner support area (12) is a metal. 8. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der äußere Schneidbereich (30) die Form eines zu einer geschlossenen Spitze-sich verjüngenden Hohlzylinders aufweist, der innere Tragbereich (32) einen innerhalb des Hohlzylinders angeordneten Mittelkern bildet und das Material des Übergangsbereichs (34), vollständig geschlossen, den Hohlzylinder mit dem Mittelkern verbindet.8. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the outer cutting area (30) has the shape of a tapering to a closed point Has hollow cylinder, the inner support region (32) one within the hollow cylinder arranged central core and the material of the transition area (34), completely closed, connecting the hollow cylinder with the central core. 9. Schneidwerkzeug nach einem der vorherghenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der mechanische Dämpfungswert zwischen dem äußeren Schneidbereich (16; 30) und dem Übergangsbereich (20;34) um 10 % oder weniger unterscheidet. Leerseite9. Cutting tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the mechanical damping value is between the outer cutting area (16; 30) and the transition area (20; 34) by 10% or less differs. Blank page
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3347501A1 (en) * 1983-12-29 1985-09-05 Sita Bauelemente Gmbh, 2080 Pinneberg Hard metal insert body
CN109865852A (en) * 2019-03-14 2019-06-11 陈壮壮 A kind of carbide bit

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