DE2737563A1

DE2737563A1 - Schneideinsatz

Info

Publication number: DE2737563A1
Application number: DE19772737563
Authority: DE
Inventors: James S Bator
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1978-04-27
Also published as: US4056871A; DE2737563C2; CA1050742A; FR2368328A1; GB1555172A; FR2368328B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz aus Hartmetall mit wenigstens einer längs der Verschneidungslinie zwischen der Oberseite und einer Umfangswandung ausgebildeten Schneidkante, an die sich auf der Oberseite eine Fase anschließt, an welche sich nach unten/ innen eine Hohlkehle anschließt.

Schneideinsätze aus Hartmetall werden sehr vorteilhaft zur spanabhebenden Bearbeitung verwendet. Angesichts der Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten bei modernen, mit diesen Schneideinsätzen ausgerüsteten Drehmaschinen verlangt es die Sicherheit, Leistungsfähigkeit und die Oberflächengüte der Werkstücke, daß der fortlaufend mit eut-

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sprechend großer Geschwindigkeit von dem Werkstück "abfließende" Span zuverlässig in relativ kurze Späne zerbrochen wird, die ohne Schwierigkeit aufgefangen und von der Bearbeitungsstelle abgeführt werden können.

Zu diesem Zweck sind bereits vielfältige Spanbrecher bekannt. Oft wird ein separater Spanbrecher auf dem an sich ebenen Schneideinsatz aufgeklemmt, of ist jedoch als Spanbrecher eine Spanbrechernut in dem Schneideinsatz eingeformt - wie oben vorausgesetzt.

Bei der Bearbeitung wird das Metall des Werkstücks längs der Schneidkante abgeschert. Der nun über die Oberseite des Schneid einsatzes von der Schneidkante fortgleitende Span stößt nun auf den Spanbrecher, insbesondere auf die Spanbrechernut und erfährt hier einen Widerstand in seinem freie.i Fluß, wodurch der Span aus seiner Richtung abgelenkt bzw. abgebogen wird und dabei in die gewünschten Späne handlicher Größe zerbrochen wird.

Bei diesem Ablenken bzw. Abbiegen des abgescherten Metallstreifens wird zusätzliche Arbeit geleistet bzw. Energie verbraucht (Schnittgeschwindigkeit mal Spanbrechwiderstaud). Diese Spanbrecharbeit tritt zusätzlich zu der eigentlichen Schneidarbeit hinzu. Es ist eine entsprechend größere Antriebsleistung erforderlich und der Schneideinsatz muß entsprechend höhere Temperaturen aushalten.

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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei den bisherigen Maßnahmen zum Spanbrechen eine zu hohe Energie aufgewendet wird. Der zur Spanbrechung in den Weg des abgescherten Metallstreifens gestellte Widerstand war bisher zu groß. Abgesehen von dem entsprechend großen Energieverbrauch entsteht größere Hitze, was schließlich zu entsprechend schneller Abnutzung der Schneidkante führt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auszuschalten, also eine solche Konfiguration eines Schneideinsatzes zu finden, mit welcher der abgescherte Metallstreifen zuverlässig in gleichlange Späne zerbrochen wird, ohne daß dazu mehr Energie als erforderlich aufgewendet werden muß. Der Energieverbrauch sowie die Temperatur sollen minimiert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß sich an den unteren Rand der Hohlkehle eine nach unten/innen geneigte ebene Fläche mit einer Neigung von 5 bis 15 anschließt, an deren unteren Rand sich eine zu einer zentralen Fläche hin unter einem Winkel von 5 bis 30 ° (jeweils gegenüber der Ebene der Schneidkanten 26) ansteigende ebene Flanke anschließt. Weitere Merkmale sind in den Unterausprüchen angegeben. Vorzugsweise ist dabei der Keilwinkel jeweils kleiner als 90 °.

Es sei noch besonders erwähnt, daß sich der erfindungsgemäße

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Schneideinsatz relativ leicht herstellen läßt, da die Spanbrechernut im wesentlichen von den erwähnten beiden gegeneinander geneigten ebenen Flanken gebildet ist, die sich im wesentlichen eben bis zu den Verschneidungslinien bzw. Gehrungeu im Bereich der Ecken erstrecken, die abgerundet sein werde;;. Die in einer Ebene liegende, umlaufende Fase kann relativ leicht geschliffen werden, womit sich sehr präzise Schneidkanten ergeben.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch, in Seitenansicht, einen positiven Schneideinsatz an einem Halter, in Eingriffsstellung mit einem Werkstück.

Fig. 2 zeigt vergrößert, ausschnittsweise, einen vertikalen

Querschnitt durch den Bereich der Schneidkante und die daran anschließende Oberseite des Schneideinsatzes ! gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Schneideinsatz gemäß der Erfindung, etwa im Maßstab 1:1.

Fig. 4 zeigt ausschnittsweise, vergrößert, eine Draufsicht auf eine Ecke des Schneideinsatzes nach Fig. 3.

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Fig. 5 ist ein vertikaler Schnitt durch eine Ecke nach Linie V-V in Fig. 4.

Fig. G ist der Querschnitt nach Linie VI-VI in Fig. 4.

Fig. 7 zeigt einen quadratischen Schneideinsatz gemäß der Erfindung in Draufsicht, vergrößert bzw. in übergroßer Ausführung.

Fig. 8 und 9 zeigen in Querschnitten VIII-VIII bzw. IX-IX der Fig. 7 zwei Varianten der Ausführung nach Fig.

Fig. 1 zeigt einen positiven Halter 10, an dem mittels Klemmschraube 14 ein positiver Schneideinsatz 12 festgemacht und in Eingriffsstellung mit einem sich in Pfeilrichtung 18 drehenden Werkstück 16 gebracht ist. Eine Unterlegplatte 20 ist zwischeugefügt. Die Klemmmittel können beliebiger Art sein, sofern sie den freien Spanfluß nicht zu sehr beeinträchtigen.

Die Umfangsflächen 22 schließen mit der Oberseite des Schneideinsatzes einen spitzeii Winkel ein (Keilwinkel kleiner als 90 °). Es ist somit ein positiver Freiwinkel 28 sowie auch ein positiver Spanwinkel gegeben. Gemäß Figuren 1 und 2 ist der Schneideinsatz mit etwa 5 ° ansteigend angeordnet bzw. die Tasche des Halters 10 ist gegenüber der Horizontalen bzw. gegenüber der Längsrichtung des Halters um 10 ° nach vorne/obei ansteigend ausgebildet. An die Schneidkante 26 schließt sich

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eine Fase 24 an. An die Fase 24 schließt sich nach innen/unten eine relativ steile Kehle 30 an, an die sich eine nach unten geneigte, ebene Flanke 32 anschließt, an welche sich wiederum eine nach oben ansteigende Flanke 34 anschließt (über einen Ver bindungspunkt 36 im Schnitt gesehen). Über die Verbindung bzw. den Übergang oder die Kante 40 schließt sich nach innen zu eine zentrale Fläche 38 an. Der Einsatz gemäß Fig. 3 ist dreiseitig. An die drei Schneidkanten 26 schließt sich jeweils die Fase 24, an diese - über Kehle 30 - die nach innen geneigte Flanke 32 und an diese die nach oben/innen ansteigende Flanke 34 an. Die Schneidkanten 2b liegen in ein und derselben Ebene.

Wie besonders Fig. 4 zeigt, laufen die Schneidkanten 26 um die abgerundeten Ecken 44 um. Im Bereich der Ecken 44 ist die Fase verschmälert, während sie ansonsten parallel zu den Schneidkauten 26 verläuft.

Diese Verengung der Fase 24 ist auch in dem durch die Ecke gelegten Schnitt nach Fig. 5 zu sehen. Die Breite der Fase 24 ist etwa 0,13 mm bis 1,5 mm - abgesehen von der Verengung längs der Ecken. Der Radius der Hohlkehle 30 beträgt etwa 0,05 mm bis ca. 0,1 mm. Der Neigungswinkel der nach unten/innen geneigten Flanke 32 gegenüber der durch die Schneidkanten gegebenen Ebene beträgt etwa 5 bis 15 °. Der Anstiegswinkel der ansteigenden Flanke 34 beträgt 5 bis 30 °. Die zentrale Fläche 38 liegt parallel zu der durch die Schneidkanten 26

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gegebenen Ebene, wobei die zentrale Fläche 3ö in der gleiche.» Ebene wie die Schneidkante 26 liegen kann oder gegenenüber dieser einen Abstand, vorzugsweise bis zu ca. 0,25 mm haben kann.

Wie ein Vergleich der Figuren 5 und 6 zeigt, ist die Fase 24 im Bereich der Ecken schmaler als zwischen den Ecke»«, während umgekehrt die Nut bzw. die Flanken 32, 34 im Bereich der Ecken um eine größere Breite umlaufen, wobei sich ergibt, daß die Neigungen der Flanken über die Ecke gemessen (Fig. 5) flacher ist als im Querschnitt nach Fig. 6 gesehen. D. h., die Flanken sind auch um die Ecken umlaufend eben (abgesehen von einem eventuell abgerundeten Übergang in der Verschneidungslinie).

Bei dem quadratischen Schneideinsatz nach Fig. 7 bis 9 sind wiederum die Umfangsflachen mit Bezugszeicheu 22, die Schneidkanten mit 26, die Fase mit 24, die nach innen geneigte Flanke mit 32, die ansteigende Flanke mit 34 und die zentrale Fläche mit 38 bezeichnet, eine zentrale Bohrung ist mit 46 bezeichnet. Die Unterseite 48 ist eben und parallel zur zentralen Fläche 3«.

Die zentrale Fläche 3ö liegt bei der Ausführung nach Fig. 8 in einer Ebene mit den Schneidkanten 26. Mit Bezugszeichen 36 ist der Übergang zwischen den beiden Flanken bezeichnet. Im Querschnitt gemessen, beträgt die Länge der inneren Flanke bzw. der zur zentralen Fläche 38 ansteigenden Flanke 34 etwa 0,13

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bis 0,25 mm.

Bei der Ausführung nach Fig. 9 dagegen liegt die zentrale Fläche 38 in einer Ebene oberhalb der Schneidkante 26. Der Verbindungspunkt 36 zwischen den geneigten Flanken 32 und 34 liegt ca. 0,13 mm bis 0,5 mm unterhalb der zentralen Fläche 38. Die Schneidkanten 26 liegen im Normalfalle in einer Ebene mit der zentralen Fläche 38, sie können aber bis zu 0,25 mm unterhalb der zentralen Fläche 38 liegen (Fig. 9).

Der Keilwinkel ist wie erwähnt vorzugsweise kleiner als 90 , hierzu sind die Umfangsflächen 22 entsprechend geneigt bzw. der Schneideinsatz ist seiner Grundform nach in Form eines sehr flachen Pyramidenstumpfes ausgebildet, der im Extremfall zu einem Kegelstumpf wird.

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Claims

Patentansprüche

I.] Schneideinsatz aus Hartmetall mit wenigstens einer längs der Verschneidungslinie zwischen der Oberseite und einer Umfangswandung ausgebildeten Schneidkante, an die sich auf der Oberseite eine Fase anschließt, an welche sich nach unten/innen eine Hohlkehle anschließt, dadurch gekennzeichnet,

daß sich an den unteren Rand der Hohlkehle (30) eine nach unten/innen geneigte ebene Fläche (32) mit einer Neigung von 5 bis 15 ° anschließt, an deren unteren Rand sich eine zu einer zentralen Fläche (38) hin unter einem Winkel von 5 bis 30 ° (jeweils gegenüber der Ebene der Schneidkanten 26) ansteigende ebene Flanke (32) anschließt.

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2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswandung (22) mit der Ebene der Schneidkanten (26) einen Winkel kleiner als 90 ° einschließt, d. h. daß der Keilwinkel kleiner als 90 ° ist.
3. Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Fläche (38) parallel zu der Fläche der Schneid kanten (26) liegt.
4. Schneideinsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand zwischen der zentralen Fläche (38) und den Schneidkanten 0 bis 0,254 mm beträgt.
5. Schneideinsatz nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie bzw. Kehle (36) zwischen den Flanken (32, 34) etwa 0,127 mm bis 0, 508 mm unterhalb der Fläche (38) liegt.
6. Schneideinsatz nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Fase (24) etwa 0,127 mm bis etwa 1,524 beträgt.

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7. Schneideinsatz nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Radius der Hohlkehle (30) etwa 0,0504'mm bis etwa 0,104 mm beträgt.
8. Schneideinsatz nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schneidkanten (26) 0 bis ca. 0,254 mm unterhalb der zentralen Fläche (38) liegen.
9. Schneideinsatz nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schneideinsatz Wolframcarbid enthält.
10. Schneideinsatz nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekeunzeichnet,

daß sich die Fase (26) im Bereich der Ecken (44) verengt.

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