DE2529526C3 - Schneideinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei dem aus der GB-PS 11 54 754 bekannt gewordenen Schneideinsatz dieser Art besteht der Übergang von der abfallenden Spanfläche zur Bodenfläche hin aus einer im wesentlichen senkrechten Schulter.

Der von dem Werkstück abgescherte Span trifft also auf eine ebene Spanfläche, gleitet über diese hinweg, und wird über die abfallende Flanke hinaus vorgeschoben, bis er sodann auf die abgesenkte Bodenfläche auftrifft — sofern die Spanfläche gegenüber der Bodenfläche geneigt ist, d. h. wenn es sich um einen Schneideinsatz mit positivem Spanwinkel handelt. Zwischen der Flanke und dem Auftreffpunkt auf der Bodenfläche ist der Span nicht unterstützt, sodaß der Span nur mangelhaft geführt ist. Das Auftreffen des Spans auf die Bodenfläche — und damit seine Ablenkung — erfolgen außerhalb der Zone des Schnittdruckes, nachdem der Span frei über die Flanke hinweggelaufen ist. Mit dem Auftreffen stellt sich dem Span ein Widerstand entgegen, dessen Überwindung eine entsprechende Reibungsarbeit kostet, die zusätzlich vom Antriebsmotor der Drehmaschine aufgebracht werden muß. Im Auftreffpunkt ist der Span ferner bereits etwas abgekühlt und seine Struktur hat sich bereits versprödet oder verfestigt, so daß nun auch eine höhere Formänderungsarbeit — und dementsprechend Reibungsarbeit aufgewendet werden müssen.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde; bei einem gattungsgemäßen, einfach geformten Schneideinsatz eine verbesserte und zuverlässige Spansteuerung bei verminderter Antriebsleistung zu erzielen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung dann, daß die Spanfläche stetig in die ebene Bodenfläche übergeht und daß der Übergang im Bereich des vom ablaufenden Span ausgeübten Schnittdrucks liegt

Anders als beim Stand der Technik wird die Spansteuerung nicht außerhalb, sondern innerhalb der Zone des Schnittdruckes bewirkt, also in einem Zuge mit der Spanbildung. Es tritt daher nachträglich kein zusätzlicher Widerstand auch nicht in Form einer Spanbrecherflanke od. dgl. in den Weg des Spanes; stattdessen kann der Span bei verringerter Antriebsleistung nun ungehindert abfließen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schaubildlich ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes;

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie IMI in Fig. 1 (ausschnittsweise);

Fig.3 ebenfalls im Querschnitt, ausschnittsweise, einen geringfügig abgewandelten Schneideinsatz;

Fig.4 ebenfalls im Querschnitt, ausschnittsweise, eine weitere Abwandlung;

Fi g. 5 einen rhombischen Schneideinsatz gemäß der Erfindung mit erhobenem zentralen Bereich;

F i g. 6 einen quadratischen Schneideinsatz gemäß der Erfindung, schaubildlich, mit vier den Ecken zugeordneten Einsenkungen;

F i g. 7 in Draufsicht, ausschnittsweise eine Draufsicht auf den Bereich einer Ecke eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes.

Der Schneideinsatz 10 gemäß F i g. 1 und 2 weist eine obere Deckiläche 12, im Abstand und parallel zu dieser eine untere Deckfläche 14 und zwischen beiden eine Umfangsfläche 16 auf. Die Umfangsfläche 16 steht rechtwinklig zu den Deckflächen 12 und Unterseite 14. Die Verschneidungsiinie zwischen Umfangsfläche 16 und Oberseite 12 bildet die Schneidkante 18. Die Schneidkanten erstrecken sich umlaufend um den ganzen Schneideinsatz.

Unmittelbar an die Schneidkante 18 anschließend erstreckt sich eine Fase 20 zum Zentrum hin, die der Verstärkung der Schneidkante bzw. Schneidkanten dient. Die Fase 20 kann ca. 0,125 mm bis ca. 0,75 mm breit sein. Die Fasen 20 liegen in ein und derselben Ebene 12, rechwinklig zu der Umfangsfläche 16. Die Fase 20 kann über ihre ganze Länge gleich breit sein, sie kann aber auch im Bereich der Ecken schmaler sein, wodurch die Wirkungsweise, insbesondere die Spansteuerung bei geringem Vorschub und geringer Schnittiefe, also bei relativ kleinen Spänen, verbessert werden.

An die Fase 20 schließt sich nach innen zu je eine nach unten abfallende Spanfläche 24 an. Die Spanl'läche 24 erstreckt sich also vom inneren Rand bzw. der innen Ii senden Kante 22 der Fase 20 schräg nach unten und geht vorzugsweise mit einer kleinen Auskehlung in eine Bodenfläche 28 über. Im Querschnitt gesehen ist die Spanfläche geradlinig. Die Bodenfläche 28 liegt parallel

unterhalb der durch die Fase 20 bestimmten Fläche 12 ui*1 erstreckt sich bis hinter den Bereich, in welchem der Span auf die Bodenfläche auftrifft und sich wieder von dieser abhebt Es ist also keine von der Bod;nfläche aufsteigende Spanbrecherflanke vorgesehen. Die Ausnehmung ist ziemlich flach, d. h. die Bodenfiäche 28 liegt etwa 0,025 mm bis ungefähr 0,25 mm unterhalb der durch die Schneidkanten 18 (bzw. die Fasen 20) bestimmten Fläche 12; die Ausnehmung ist also etwa ebenso tief — oder gar flacher, als die Fase breit ist. Besonders gute Ergebnisse bezüglich der Spansteuerung wurden bei einer Tiefe von ca. 0,125 mm erreicht. Die Spanfläche kann unterschiedliche Neigungswinkel gegenüber der durch die Fase 20 bestimmten Fläche 12 haben, im allgemeinen wird dieser Neigungswinkel zwischen etwa 13° und etwa 30° liegen. In F i g. 2 ist die Neigung etwa 25°, in Fig.3 dagegen etwa 15°, ansonsten entspricht F i g. 3 der F i g. 2. Zum Festspannen des Schneideinsatzes ist eine zentrale Ausnehmung 30 vorgesehen.

Gemäß Fig.4 endet die Bodenfläche 28 an einer ziemlich steil ansteigenden Ranke 32, wodurch rund um die Ausnehmung 30 herum ein Zentrumsbereich 34 gebildet wird, der in der Ebene 12 liegt. Diese ansteigende Flanke 32 dient jedoch nicht zur Spansteuerung, da sie sich in einem solchen Abstand von der Spanfläche 24 befindet, daß sie vom Span nicht getroffen wird. Die ansteigende Flanke 32 bestimmt vielmehr nur den erwähnten Zentrumsbereich 34 zum Zwecke des Spannens des Schneideinsatzes an einem Halter. Wenn der Schneideinsatz beidseitig Schneidkanten aufweist, so bildet der erhöhte Zentrumsbereich 34 jeweils eine genügende Auflagefläche, so daß die jeweils unten liegenden Schneidkanten nicht beschädigt werden. Beidseitige Schneideinsätze ohne einen solchen zentralen Bereich, also ohne diese Auflagefläche können aber auch auf eine entsprechende Unterlage aufgelegt werden.

Der Schneideinsatz nach F i g. 5 ist in Draufsicht rhombisch und weist um die abgerundeten Ecken umlaufende Schneidkanten 42 auf. An jede Schneidkante 42 schließt sich eine Fase 44 an, an die sich eine nach innen/unten abfallende Spanfläche 46, und an diese eine ebene Bodenfläche 48 anschließt, im Mittelbereich steigt die Bodenfläche 48 steil zu einem Zentmmsbereich 50 an, der sich diagonal über den Schneideinsatz erstreckt. Diese ansteigende Flanke dient aber wiederum nicht zur Führung des Spanes.

Der in Draufsicht quadratische Schneideinsatz nach F i g. 6 weist Schneidkanten 62 auf, die sich von den — abgerundeten — Ecken aus jeweils zur Mitte hin erstrecken. Den Schneidkanten 62 sind Fasen 64 zugeordnet, an die sich nach innen zu eine nach jnten abfallende Spanfläche 66 anschließt, wodurch jeweils eine tiefer gelegene horizontale Bodenfläche 68 gebildet ist. Auch gemäß Fig.6 ist ein erhöhter, zentraler Bereich 70 gebildet, und zwar wiederum jeweils durch einen Anstieg am innen liegenden Rand der horizontalen tiefer liegenden Flächen 68. Die ansteigenden Flanken dienen auch hier nicht zur Spankontrolle. Der erhöhte zentrale Bereich 70 ist in Y. rso/form geformt, in der Mitte ist die zentrische Ausnehmung. Jeweils einer Ecke ist eine Bodenfläche 68 zugeordnet, ähnlich wie auch in Fig. 5 jeder schneidenden Ecke eine Bodenfläche 48 zugeordnet ist.

Die Schneidkanten in F i g. 5 und 6 sind so lang, wie es für normale Schneidoperationen in Frage kommt; diese Ausführungen weichen daher nicht von dem generellen Gedanken ab, daß keine ansteigende Spanbrecherflanke vorgesehen sein solle.

Wie erwähnt, wird die Fase an den Ecken eines polygonalen Schneideinsatzes schmaler. Ferner ist es vorteilhaft, wenn auch die Spanfläche an Jen Ecken abgewandelt wird. Dies gilt besonders, wenn die Spanfläche geradlinig ist

Hierbei ist der Neigungswinkel im wesentlichen gleichbleibend über die Schneidkante, im Bereich der Ecke jedoch, wo sich die Fase verengt, wird der Neigungswinkel größer. Das Zusammenwirken der schmaleren Fase mit der steiler nach unten geneigten Spanfläche an den Ecken bringt es mit sich, daß mit dem gleichen Schneideinsatz auch Feinstbearbeitungen — Feinschlichten — ausgeführt werden können, während andererseits der Schneideinsatz auch für gröbere Arbeiten, also dickere Späne geeignet ist dank der geringeren Neigung der Flanke in den von den Ecken weiter abgelegenen Bereichen.

Eine solche Ausbüdung, wie vorstehend erläutert, zeigt Fig.? in Draufsicht ausschnittsweise. Der Schneideinsatz 150 hat Schneidkanten 154, 152, die durch einen abgerundeten Eckbereich 156 miteinander veibunden sind. Die Fase 158 erstreckt sich längs der Schneidkanten 152, 154 in gleichbleibender Breite. Im Bereich der abgerundeten Ecke jedoch wird die Fase schmaler. Der innere Rand der Fase 158 folgt im Bereich der Ecke einem Bogen 160 mit kleinerem Radius, dessen Mittelpunkt näher zum Bogenbereich 156 der Schneidkante gerückt ist. Vom inneren Rand bzw. der inneren Kante der Fase 158 fällt die nach unten geneigte Spanfläche 164 ab bis zur tiefer gelegenen Bodenfiäche 166 und schneidet diese längs gerader, zu den Schneidkanten 154, 152 parallelen Linien 168. Die Schnittlinien 168 nähern sich den Ecken und sind miteinander verbunden durch einen spitzen Teil 170, der mit einem noch kleineren Radius geschwungen ist von einem anderen Mittelpunkt als die Mittelpunkte, von denen die bogenförmigen Teile 156 und 160 geschwungen sind.

Die Flanke 164 hat also einen über ihre Länge (abgesehen von den Eckbereichen) gleichbleibenden Neigungswinkel von beispielsweise 15° bis 30°, in dem bogenförmigen Eckbereich steigt jedoch der Neigungswinkel an. Im durch die Ecken gehenden Schnitt nach Linie 162 mag der Neigungswinkel um etwa 10° größer sein als in einem Schnitt nach Linie 172 im geradlinigen Bereich.

Die Fase ist längs der geradlinigen Schneidkanten 152,154 etwa 0,25 mm breit, sie kann sich jedoch zu der Ecklinie 162 hin bis auf die Hälfte, also auf 0,125 mm vermindern. Natürlich sind hier andere Abmessungen möglich, wobei die Breitenabnahme zur Ecke ebenfalls etwa 50% betragen kann. Ein solcher polygonaler Schneideinsatz ist in gleicher Weise für Schlichtarbeiten wie für gröbere Schrupparbeiten geeignet, jeweils mit guter Spansteuerung.

Die gezeigten Schneideinsätze sind viereckig, natürlich können auf die gleiche Weise auch dreieckige, sechseckige, achteckige, allgemein vieleckige sowie schließlich auch runde Schneideinsätze gemäß der Erfindung ausgebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vieleckiger Schneideinsatz, insbesondere aus Hartmetall, für Werkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung, mit parallelen Deckflächen und zwischen diesen sich erstreckender Umfangsfläche, deren Schnittlinien mit einer der beiden Deckflächen als Schneidkanten ausgebildet sind, mit nach innen abfallender Spanfläche und einer daran anschließenden, zu den Deckflächen parallelen ebenen Bodenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanfläche (24, 46, 66) stetig in die ebene Bodenfläche (28, 48, 68) übergeht und daß der Übergang im Bereich des vom ablaufenden Span ausgeübten Schnittdrucks liegt.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der nach unten/innen abfallenden Spanfläche (24; 46; 66) und der durch die Schneidkanten bestimmten Ebene zwischen 13° und 30° beträgt.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Bodenfläche (28; 48; 68) von der durch die Schneidkanten bestimmten Ebene (12) 0,025 bis 0,25 mm beträgt.

4. Schneideinsatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schneidkante (18) und der Spanfläche (24) eine Fase (20) vorgesehen ist und daß die Fase (20) ca. 0,125 bis ca. 0,75 mm breit ist.

5. Schneideinsatz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase im Bereich der Ecken enger als längs der Seiten ist und daß die Spanfläche im Bereich der Ecken steiler nach unten abfällt als im Bereich der Seiten.

6. Schneideinsatz nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des vom Span berührten Bereichs der Bodenfläche (28; 48; 68) ein jeweils als Auflagefläche dienender Zenixumsbereich (34;50; 70) vorgesehen ist.