DE2443755A1 - CUTTING TOOL - Google Patents
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Description
Dr. Max Schneider Dr. Alfred Eitel ο1Ρι.ιη9. Ernst Czowalla BifrS. unitainiwfiiilt® Peter Matschkur oipi.-phys.Dr. Max Schneider Dr. Alfred Eitel ο 1Ρ ι.ι η9 . Ernst Czowalla BifrS. unitainiwfiiilt® Peter Matschkur oipi.-phys.
85 Nürnberg 6, den Königstraße 1 (Museumsbrucke) Fernsprech-Sammel-Nr. 20 393185 Nuremberg 6, Königstrasse 1 (Museumsbrucke) Telephone collective no. 20 3931
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-diess.Nr. 26 480/My-Rl (or Firma Hochmuth + Hollfelder, 85 Nürnberg, Breite Gasse 51-this.no. 26 480 / My-Rl (or Hochmuth + Hollfelder, 85 Nuremberg, Breite Gasse 51
"Schneidwerkzeug""Cutting tool"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug zur spanabhebenden Metallbearbeitung mit einem in eine Ausnehmung eines Werkzeugschaftes einsetzbaren, eine zentrische Bohrung zur Aufnahme eines Spannelementes aufweisenden, aus einem quaderförmigen Grundkörper mit rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Grundflächen hergestellten Schneidkörper mit parallelen Grundflächen und in die Seitenflächen unter Bildung von Schneidkanten eingearbeiteten Nuten.The invention relates to a cutting tool for cutting Metalworking with a central bore for receiving which can be inserted into a recess of a tool shank having a clamping element, made of a cuboid base body with rectangular, preferably square Base surfaces produced cutting bodies with parallel base surfaces and in the side surfaces with the formation of cutting edges incorporated grooves.
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Deutsche Bank A. G. Nürnberg Nr. 03/30 688, BLZ 76070012 - Hypobank Nürnberg Nr. 156/274500, BLZ 760 20214 Postscheck-Konto: Amt Nürnberg Nr. 383 05-855 - Drahtanschrift: NorispatentDeutsche Bank A. G. Nürnberg No. 03/30 688, BLZ 76070012 - Hypobank Nürnberg No. 156/274500, BLZ 760 20214 Postal check account: Nuremberg Office No. 383 05-855 - Wire address: Norispatent
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Die Erfindung geht davon aus, daß spanabhebende Werkzeuge bekannt sind, die aus einem Stütz- und Haltekörper bestehen, der am Support einer Werkzeugmaschine gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück justierbar gelagert ist und an dessen freiem Ende der eigentliche, eine oder mehrere Schneidkanten zum Abtragen von Spänen aufweisende Schneidkörper lösbar befestigt ist.Dessen Formgestaltung, insbesondere die der Schneidengeometrie, entspricht dem auszuführenden Arbeitsvorgang.The invention assumes that cutting tools are known are, which consist of a support and holding body, which is on the support of a machine tool opposite the to be machined Workpiece is adjustably mounted and at its free end the actual, one or more cutting edges for removal is detachably fastened by cutting bodies having chips. Its shape, in particular that of the cutting edge geometry, corresponds the operation to be performed.
Bei einer dieser bekannten Ausführungsformen von Schneidwerkzeugen hat der Schneidkörper die Form zweier mit ihren Deckflächen aneinandergesetzter Pyramidenstümpfe mit parallel zueinander angeordneten quadratischen Grundflächen, deren Außenkanten parallel laufen oder einen Winkel bis zu 10° miteinander bilden können, je nachdem, wie der betreffende Schneidstahl eingesetzt werden soll.In one of these known embodiments of cutting tools the cutting body has the shape of two truncated pyramids with their top surfaces attached to one another and parallel to one another arranged square bases, the outer edges of which run parallel or an angle of up to 10 ° with each other can form, depending on how the cutting steel in question is used shall be.
Den Schneidkörper derart auszubilden, daß die pyramidenstumpfförmigen Schneidkörperhälften in einem gewissen Winkel gegeneinandergedreht angeordnet sind, ist beispielsweise dann unumgänglich notwendig, wenn verhindert werden sollgr, daß die in Reservestellung befindliche Schneidkörpergrundfläche beim Drehen rechtwinkliger Absätze mit dem bearbeiteten Werkstück in Berührung kommt.To train the cutting body such that the truncated pyramidal Cutting body halves are arranged rotated with respect to one another at a certain angle, for example, is then inevitable necessary if you want to prevent the in The cutting body base surface in reserve position when turning right-angled shoulders with the machined workpiece comes into contact.
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Da aber andererseits die Größe des Verdrehungswinkels je nach der gewünschten Spanbildung unterschiedlich sein muß, erfordert der Einsatz dieser bekannten Schneidkörper einerseits die Vorratshaltung solcher Teile mit verschieden großem Verdrehungswinkel und außerdem entweder die Verwendung entsprechend unterschiedlich ausgebildeter Werkzeugschäfte im Hinblick auf die Anordnung der als Stützflächen dienenden Wände der Ausnehmung für den Schneidkörper, oder die Heranziehung zweier zusätzlicher, schwenkbar am Werkzeugschaft befestigter Stützkörper mit gewölbten Außenflächen. Außerdem ist seine Herstellung durch die Zahl und gegenseitige Ausrichtung zahlreicher Schliffe sehr umständlich. On the other hand, however, the size of the angle of rotation depends on the desired chip formation must be different, the use of these known cutting bodies on the one hand requires the storage such parts with different large angles of twist and also either the use correspondingly different trained tool shafts with regard to the arrangement of the walls of the recess that serve as support surfaces for the cutting body, or the use of two additional, pivotably attached to the tool shank support body with arched Exterior surfaces. In addition, its production is very cumbersome due to the number and mutual alignment of numerous cuts.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Schneidwerkzeuge zu verbessern und einen Schneidkörper derart auszubilden, daß er vier positive Schneiden aufweist, mit denen die Arbeitsgänge Drehen, Fräsen und Kopieren ohne Beschädigung der jeweils nicht benutzten Schneiden unter Verwendung desselben Schneidkörperhalters einwandfrei ausführbar sind und dessen Geometrie die einfache Herstellung eines rechten oder linken Schneidkörpers eit jeweils vier positiven Schneiden aus dem gleichen Rohteil erlaubt.The object of the invention is to improve the known cutting tools and to design a cutting body in such a way that it has four positive cutting edges, with which the operations of turning, milling and copying without damaging each unused cutting edges can be executed properly using the same cutting body holder and its geometry the simple production of a right or left cutting body with four positive cutting edges from the same Raw part allowed.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art die Grundkanten der Nuten aneinanderhängend in Richtung einer DiagonalenThis object is achieved according to the invention in that, in a cutting tool of the type mentioned at the outset, the base edges of the grooves contiguous in the direction of a diagonal
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der Seitenflächen eines dem quaderförmigen Grundkörper eingeschriebenen ähnlichen Quaders verlaufen, derart, daß die Grundflächen des Schneidkörpers rhombenförmig sind.of the side surfaces of one inscribed in the cuboid base body similar cuboid run in such a way that the base of the cutting body are diamond-shaped.
Ein derart ausgebildeter Schneidkörper kann bei allen vorkommenden Fräs- und Dreh-, insbesondere auch Kopierdreharbeiten mit Erfolg eingesetzt werden und er ist wirtschaftlich herstellbar, da es seine Formgebung erlaubt, aus dem gleichen Grundkörper je nach Bedarf rechte oder linke positive Schneidkörper zu fertigen, wobei man von einem Rohteil in Form einer planparallelen Platte mit quadratischer Grundfläche ausgeht. Nach dem Einarbeiten der Nuten erhält man einen Schneidkörper, dessen einander gegenüberliegende Grundflächen stets Rhombenform haben, womit sichergestellt ist, daß der Seitenstahl auch dann frei schneidet, wenn er zum Drehen rechtwinkliger Absätze Verwendung findet.Such a trained cutting body can occur in all Milling and turning, in particular also copy turning, can be used successfully and it can be produced economically, since its shape allows right or left positive cutting bodies to be made from the same base body as required manufacture, assuming a blank in the form of a plane-parallel plate with a square base. After working in of the grooves you get a cutting body, the opposing base surfaces of which are always diamond-shaped, This ensures that the side steel cuts freely even when it is used to turn right-angled shoulders finds.
Außerdem kann dieser erfindungsgemäße Schneidkörper mit hoher Genauigkeit am Umfang geschliffen und aus diesem Grunde auch für Fräsplatten verwendet werden.In addition, this cutting body according to the invention can be ground with high accuracy on the circumference and for this reason also can be used for milling inserts.
Dabei können die Nuten des Schneidkörpers einen dreieckförmigen Querschnitt besitzen oder im Querschnitt gewölbt sein.The grooves of the cutting body can have a triangular cross-section or can be curved in cross-section.
Gemäß der Erfindung bilden die unter einem Winkel von weniger als 90° aneinanderstoßenden Seitenkanten der rhombenförmigenAccording to the invention, the side edges of the rhombic shape abutting at an angle of less than 90 ° form
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Grundflächen des Schneidkörpers jeweils zwei diagonal gegenüberliegende, vorzugsweise mit einem Spitzenradius versehene Schneidspitzen, wobei erst mit der Anbringung der Spitzenradien an den Schneiden festgelegt wird, ob das mit Nuten versehene Rohteil als rechter oder linker Schneidkörper eingesetzt werden soll. Selbstverständlich brauchen die Nuten nicht unbedingt in einen quaderförmigen Grundkörper eingeschliffen werden, sondern können auch anderweitig eingebracht, insbesondere eingesintert sein.Base surfaces of the cutting body each have two diagonally opposite, cutting tips preferably provided with a tip radius, only with the attachment of the tip radii at the cutting edge it is determined whether the blank with grooves is used as a right or left cutting body target. Of course, the grooves do not necessarily have to be ground into a cuboid base body, but rather can also be introduced in some other way, in particular sintered in.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die unter Bildung einer Schneidkante aneinandergrenzenden Flächen vorzugsweise einen Winkel von 55° miteinander einschließen; ein solcher Schneidkörper ist besonders zum Kopierdrehen geeignet.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the surfaces adjoining one another to form a cutting edge preferably form an angle of 55 ° with one another lock in; Such a cutting body is particularly suitable for copy turning.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die als Spanflächen dienenden positiven Seitenflä:-.*chen mit Spanstufen ausgestattet, um ein Kurzbrechen der Späne zu erreichen.In a further embodiment of the invention, the positive side surfaces serving as rake faces are: -. * Surfaces with chip steps equipped to achieve a short breaking of the chips.
Um die schwingungsfreie, bruchsichere Lagerung des Schneidkörpers sicherzustellen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Schneidkörper eine zentrische, an beiden Grundflächen konisch angesenkte Bohrung zur Aufnahme eines der kraftschlüssigen Befestigung des Schneidkörpers im Werkzeugschaft dienenden Verspannelementes aufweist und daß der Schneid-In order to ensure the vibration-free, break-proof mounting of the cutting body, it is provided in a further development of the invention, that the cutting body has a central, conically countersunk hole on both base surfaces for receiving one of the has force-fit fastening of the cutting body in the tool shank serving bracing element and that the cutting
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körper derart in einer Ausnehmung eines Werkzeugschaftes befestigt ist, daß er sich mit Abschnitten seiner als Spanflächen dienenden Seitenflächen an et» entsprechenden hinterschnittenen Wänden dieser Ausnehmung gegen den Schnittdruck abstützt. Mit der angegebenen Anordnung des Schneidkörpers im Werk zeugschaft wird dieser sicher gehalten, wobei die Anlageflächen zwischen Schneidkörper und Werkzeugschaftausnehmung gleichzeitig die drei beim Drehvorgang auftretenden Schnittdruckkomponenten aufnehmen. Ferner ist gewährleistet, daß die jeweils nicht benutzten Schneidkanten gegen Beschädigung geschützt im Werkzeugschaft eingebettet sind.body so attached in a recess of a tool shank is that it is undercut with sections of its side faces serving as rake faces at et »corresponding Walls of this recess is supported against the cutting pressure. With the specified arrangement of the cutter in the tool shank this is held securely, with the contact surfaces between the cutting body and the tool shank recess at the same time Record three cutting pressure components occurring during the turning process. Furthermore, it is guaranteed that each is not used Cutting edges are embedded in the tool shank so that they are protected against damage.
Ein einwandfreies Arbeiten des Schneidwerkzeuges kann gemäß der Erfindung außerdem dadurch sichergestellt werden, daß gegebenenfalls der Schneidkörper derart im Werkzeugschaft befestigt ist, daß die jeweilige Schneidkante etwa parallel zur Auflagefläche des Werkzeugschaftes liegt.A trouble-free operation of the cutting tool of the invention can also be ensured that, if appropriate, the cutting body is so mounted in the tool shank, in that the respective cutting edge is approximately parallel to the bearing surface of the rkzeugschaftes W e.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann schließlich vorgesehen sein, daß die Schneidkante des Schneidwerkzeugs und die benachbarte Außenkante des Werkzeugschaftes vorzugsweise im Winkel von 6° geneigt zueinander angeordnet sind, so daß man mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug stets frei schneiden kann.In a further embodiment of the invention may be provided, finally, that the cutting edge of the S c hneidwerkzeugs and the adjacent outer edge of the tool shaft, preferably at an angle of 6 ° angle to one another are arranged so that one can cut free with the inventive tool always.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie an Hand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment as well as on the basis of the drawing. Show:
Fig. 1 die Draufsicht auf einen im Werkzeugschaft gehaltenen Schneidkörper in Richtung des oberen Pfeiles von Fig.1,1 shows the plan view of a cutting body held in the tool shank in the direction of the upper arrow in FIG.
Fig. 2 die Vorderansicht dieser Anordnung undFig. 2 shows the front view of this arrangement and
Fig. 3 deren Seitenansicht in Richtung des linken Pfeiles von Fig. 2 betrachtet,Fig. 3 is a side view viewed in the direction of the left arrow of Fig. 2,
Fig. 4 die Draufsicht auf einen Schneidkörper ohne Halterung, Fig. 5 die Vorderansicht der Anordnung nach Fig. 4,4 shows the top view of a cutting body without a holder, FIG. 5 shows the front view of the arrangement according to FIG. 4,
Fig. 6 die Seitenansicht in Richtung des linken Pfeiles von Fig.5 undFig. 6 shows the side view in the direction of the left arrow of Fig.5 and
Fig. 7 die Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispieles einer Verspannung des Schneidkörpers etwa nach Linie VII-VII in Fig. 2.7 shows the sectional illustration of an exemplary embodiment of a bracing of the cutting body roughly along a line VII-VII in Fig. 2.
Der durch entsprechendes Schleifen aus einem "beispielsweise durch Formsintern hergestellten Grundkörper gefertigte Schneidkörper 1 hat im wesentlichen die Form einer Platte mit rhombenförmigen, parallel zueinander angeordneten Grundflächen 2, 3· In die Seitenflächen 4 sind Nuten 5 derart eingeschliffen oder eingesintert und nachgeschliffen, daß die Grundkanten 6, 7The by appropriate grinding from a "for example The cutting body 1 produced by sintering the base body has essentially the shape of a plate with diamond-shaped, Base surfaces 2, 3 arranged parallel to one another. In the side surfaces 4, grooves 5 are ground in or sintered in and reground that the base edges 6, 7
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dieser Nuten 5 in Richtung einer der beiden Diagonalen 8, 9 verlaufen, welche die Eckpunkte 10, 11, 12, 13 der Seitenflächen 4 eines dem quaderförmigen Grundkörper eingeschriebenen ähnlichen Quaders verbinden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese die Nuten 5 bildenden Schliff-Flächen eben, so daß sie im Querschnitt dreieckig erscheinen. Die Schliff-Flächen können jedoch auch davon abweichend eine gekrümmte Form haben.these grooves 5 run in the direction of one of the two diagonals 8, 9, which the corner points 10, 11, 12, 13 of the side surfaces 4 connect a similar cuboid inscribed to the cuboid base body. In the illustrated embodiment, these are the grooves 5 forming polished surfaces so that they appear triangular in cross-section. The ground-joint surfaces can, however, also deviate from a curved one Have shape.
Durch das Einschleifen der Nuten 5 mit diagonalem Verlauf ist ein Schneidkörper 1 entstanden, dessen Grundflächen 2, 3 Rhombenform haben und um einen gewissen Winkel gegeneinander verdreht angeordnet sind. Die Schnittlinien zwischen den Grundflächen 2, 3 und den Schliff-Flächen der Nuten 5 bilden Schneidkanten 14, wobei die an der Schneidkante 14 aneinander grenzenden Flächen im Winkel von 55° zueinander geneigt sind. Die beim Schleifen entstandenen positiven Flächen bilden die Spanflächen 15 des Schneidkörpers 1, in die Spanstufen 16 eingeschliffen sind. An den Ecken des Schneidkörpers 1, wo die Seitenkanten seiner Grundflächen 2, 3 in einem Winkel von weniger als 90° zusammenstoßen, befinden sich die Schneidspitzen 17, von denen geweils zwei an einer Grundfläche diagonal einander gegenüberliegen. Die Schneidkanten 14 sind in an sich bekannter Weise mit einem Spitzenradius 18 versehen.By grinding in the grooves 5 with a diagonal course, a cutting body 1 has been created whose base surfaces 2, 3 Have diamond shape and are arranged rotated by a certain angle relative to each other. The lines of intersection between the base surfaces 2, 3 and the ground surfaces of the grooves 5 form cutting edges 14, the surfaces adjoining one another at the cutting edge 14 being inclined to one another at an angle of 55 °. The at Positive surfaces resulting from grinding form the rake faces 15 of the cutting body 1, ground into the chip steps 16 are. At the corners of the cutting body 1, where the side edges of its base surfaces 2, 3 at an angle of less than 90 ° collide, there are cutting tips 17, two of which are located diagonally opposite one another on a base. The cutting edges 14 are provided with a tip radius 18 in a manner known per se.
Der Schneidkörper 1 wird von einer zentrischen Bohrung 19The cutting body 1 is supported by a central bore 19
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durchsetzt, deren Austrittsstelle an den Grundflächen 2, 3 mit einer konischen Ansenkung ausgestattet ist. Im gebrauchsfertigen Zustand ist der Schneidkörper 1 des Schneidwerkzeuges im Werkzeugschaft 20 gehalten, und zwar mit Hilfe eines seine Bohrung 19 durchsetzenden Verspannelementes 21 in einer am freien Ende des Werkzeugschaftes 20 vorgesehenen Ausnehmung Dabei liegt der Schneidkörper 1 mit den Abschnitten 23 seiner als Spanflächen 15 dienenden Seitenflächen den Wänden dieser Ausnehmung 22 an, welche die beim Gebrauch des Schneidwerkzeuges auftretenden Kraftkomponenten aufnehmen. Nach dem festgespannten Ende des Werkzeugschaftes 20 zu erweitert sich die Ausnehmung 22, so daß der in Spannrichtung weisende Teil des Schneidkörpers 1 vom Bereich 24 der Ausnehmung 22 umgeben ist und darin frei liegt.interspersed, the exit point of which is equipped with a conical countersink on the base surfaces 2, 3. Im ready to use State, the cutting body 1 of the cutting tool is held in the tool shank 20, with the help of one of his Bore 19 penetrating bracing element 21 in a recess provided at the free end of the tool shank 20 The cutting body 1 lies with the sections 23 of its side surfaces serving as rake faces 15 on the walls of the latter Recess 22, which absorb the force components that occur when the cutting tool is used. After the clamped At the end of the tool shank 20, the recess 22 widens so that the part of the Cutting body 1 is surrounded by area 24 of recess 22 and is exposed therein.
Im gelöstem Zustand ist das Verspannelement 21 mit dem in der Bohrung 25 angeordneten Bolzen 26 entgegen der Spannrichtung 27 verschoben, so daß der Schneidkörper 1 über den Kopf 28 des Verspannelementes 21 gelegt werden kann. Mit dem Hineindrehen des Verppannelementes 21 wird der Bolzen 26 in Spannrichtung 27 bewegt, wodurch sich der Kopf 28 des Verspannelementes 21 an der Bohrung 19 anlegt und der Schneidkörper 1 eine Dreiflächenauflage in der Ausnehmung 22 des Werkzeugschaftes erhält, wobei die Unterlage 29 des Schneidkörpers 1 durch den Bund 30 des Verppannelementes 21 gehalten wird. Bei der bevorzugten Hochkant-Halterung des Schneidkörpers 1 seitlich amIn the released state, the bracing element 21 with the bolt 26 arranged in the bore 25 is opposite to the tensioning direction 27 moved so that the cutting body 1 can be placed over the head 28 of the bracing element 21. With turning in of the clamping element 21, the bolt 26 is moved in the clamping direction 27, whereby the head 28 of the clamping element is moved 21 rests on the bore 19 and the cutting body 1 has a three-surface support in the recess 22 of the tool shank is obtained, the base 29 of the cutting body 1 being held by the collar 30 of the Verppannelementes 21. With the preferred Edgewise holder of the cutting body 1 on the side
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lerkzeugschaft 20 ist die Unterlage 29 selbstverständlich entbehrlich. lerkzeugschaft 20, the pad 29 can of course be dispensed with.
Um die Verspannung des Schneidkörpers 1 zu lösen, wird der die Gewindebohrung 31 des Bolzens 26 durchsetzende Gewindebolzen 32 in entgegengesetzter Richtung gedreht, wobei der an einer Auflagefläche 33 des Langlochs 34 sich abstützende Sprengring 35 das Herausdrehen des Spannelementes 21 aus dem Bolzen 26 verhindert und diesen entgegen der Spannrichtung 27 treibt, was zwangsläufig zum Lösen des Schneidkörpers 1 führt.To solve the tension of the cutting body 1, the Threaded bolt 32 penetrating through the threaded hole 31 of the bolt 26 rotated in the opposite direction, the one at one The support surface 33 of the elongated hole 34 is supported by the snap ring 35 that the clamping element 21 is unscrewed from the bolt 26 prevents and drives it against the tensioning direction 27, which inevitably leads to the cutting body 1 loosening.
Wie Fig. 2 und 5 entnommen werden kann, ist der Schneidkörper 1 hochkant im Werkzeugschaft 20 befestigt, wobei die in Gebrauchsstellung befindliche Schneidkante 14 etwa parallel zur Auflagefläche 36 des Werkzeugschaftes 20 und im Winkel von 6° zu der ihr benachbarten Außenkante 37 des Werkzeugschaftes 20 verläuft.As can be seen from FIGS. 2 and 5, the cutting body 1 is fastened on edge in the tool shank 20, the cutting edge 14 in the position of use being approximately parallel to the support surface 36 of the tool shank 20 and extends at an angle of 6 ° to the outer edge 37 of the tool shank 20 adjacent to it.
Die Ausbildung des Schneidkörpers und seine Befestigung wurde anhand eines aus einer Platte mit quadratischer Grundfläche hergestellten Schneidkörpers beschrieben. Im Prinzip kann auch eine Platte mit ungleich langen Grundflächenkanten als Ausgangsrohteil Verwendung finden. In diesem Fall erhält man nach dem Einarbeiten der Nuten 5 einen Schneidkörper 1 mit unterschiedlich langen Seitenkanten der beiden Grundflächen 2, 3, die stets Rhombenform haben, womit ein Freischneiden des Werkzeuges sichergestellt ist.The formation of the cutting body and its attachment was based on a plate with a square base produced cutting body described. In principle, a plate with base edges of different lengths can also be used as the starting blank Find use. In this case, after the grooves 5 have been worked in, a cutting body 1 with different shapes is obtained long side edges of the two base surfaces 2, 3, which always have a diamond shape, thus cutting free the tool is ensured.
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