DE3105377A1

DE3105377A1 - Cutting insert for cutting tools

Info

Publication number: DE3105377A1
Application number: DE19813105377
Authority: DE
Inventors: Karl Gustav Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Hertel jun.; Günther Hertel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-14
Filing date: 1981-02-14
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE3105377C2

Abstract

Depressions of kidney-like configuration and roughly semicircular in their outer contour are formed adjacent to one another or at only a slight distance from one another in the rake face of a cutting insert at least in one row (7) parallel to the cutting edge (6). <IMAGE>

Description

Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge Cutting insert for cutting tools

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher gekennzeichneten Art (DE-PS 23 09 443; DE-PS 23 57 180 und DE-OS 25 45 769).The invention relates to a cutting insert in the preamble of Claim 1 characterized in more detail (DE-PS 23 09 443; DE-PS 23 57 180 and DE-OS 25 45 769).

Bei der Optimierung der Spanbildungsleistung einer Schneidengeometrie ist es wesentlich, dem ablaufenden Span einen Widerstand entgegenzusetzen, welcher in möglichst jeder Ablaufrichtung wirksam ist. Diese Forderung ergibt sich aus dem Bestreben, mit einer Spanflächenform unter verschiedensten Voraussetzungen ein möglichst optimales Ergebnis bezüglich befriedigender Spanbildungsleistung zu erreichen. Diese verschiedensten Voraussetzungen sind: Unterschiedliche Werkstoffe, verschiedene Vorschübe, Schnittiefen, Einstellwinkel und unterschiedliche Kopierwege der Schneidecke.When optimizing the chip formation performance of a cutting edge geometry it is essential to offer a resistance to the running chip, which is effective in every direction as possible. This requirement arises from the Endeavor with a rake face shape under various conditions as possible to achieve optimal results in terms of satisfactory chip formation performance. These The most diverse requirements are: Different materials, different Feeds, depths of cut, setting angles and different copy paths of the cutting corner.

Der dem Span entgegenzusetzende Widerstand soll möglichst so gestaltet sein, daß eine übermäßige Erwärmung einer bestimmten Zone der Spanfläche vermieden wird, weil dadurch nachteilige Temperaturkontraste entstehen. Diese können negative Auswirkungen auf den Schneidstoff und damit auf die Standzeit des Schneideinsatzes mit sich bringen.The resistance to be set against the chip should be designed as possible be to avoid excessive heating of a certain zone of the rake face because this creates disadvantageous temperature contrasts. These can be negative Effects on the cutting material and thus on the service life of the cutting insert entail.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneideinsatz der eingangs genannten Art so auszubilden, daß den vorstehend erwähnten Erfordernissen in möglichst weitgehendem Maße entsprochen wird. Diese Aufgabe wiod durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäß vielfache Änderung des Höhenniveaus der Spanfläche auf engem Raum wird eine Abstützung des ablaufenden Spanes an vielen Einzelpunkten, also nicht auf einer Gesamtfläche, erreicht. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche Verformung des Werkstoffgefüges des Spanes etwa rechtwinklig zu dessen Ablaufrichtung. Durch den normalen Spanablauf wird das Werkstoffgitter bereits erheblich verzerrt. Diese Gitterdeformation kann durch eine Abstützung des Spanes lediglich an vielen Einzelpunkten gemäß der Erfindung noch erheblich gesteigert werden.The invention is based on the object of providing a cutting insert of the to train initially mentioned type so that the above-mentioned requirements is met to the greatest possible extent. This task wiod through the identifier of claim 1 solved. Due to the multiple changes in the height level according to the invention of the rake face in a narrow space becomes a support for the running chip on many Individual points, i.e. not on a total area, are achieved. This results in an additional deformation of the material structure of the chip approximately at right angles to its direction of flow. The material grid is already created by the normal chip flow significantly distorted. This lattice deformation can be caused by supporting the chip only increased considerably at many individual points according to the invention will.

Damit wird gleichzeitig die Spanbildungsleistung einer Schneidengeometrie verbessert.At the same time, the chip formation performance of a cutting edge geometry is thereby achieved improved.

Durch die erfindungsgemäß erreichte vielfache Änderung des Höhenniveaus an der Spanfläche wird gleichzeitig eine sehr gleichmäßige Wärmeeinleitung der Reibungsenergie in den Werkstoff des Schneideinsatzes erzielt.As a result of the multiple changes in the height level achieved according to the invention At the same time, there is a very uniform introduction of heat from the frictional energy on the rake face achieved in the material of the cutting insert.

Durch die Vermeidung überhöhter Temperaturkontraste wird auch die thermische Belastung des Schneid keils verringert, mit der Folge, daß die Werkzeugstandzeit verbessert wird.By avoiding excessive temperature contrasts, the thermal load on the cutting wedge is reduced, with the result that the tool life is improved.

Durch das Kennzeichen des Anspruches 2 ist es möglich, eine große Vielzahl von Vorsprüngen widerstandsfähiger Konfiguration auf der Spanfläche vorzusehen. Diese Lösung wird durch das Kennzeichen des Anspruches 3 noch verbessert. Die Vorsprünge erhalten dadurch eine pilzartige Umriß-Konfiguration, deren Pilzhaube dem ablaufenden Span entgegensteht. Diese Form bedingt eine hohe Verschleißfestigkeit der einzelnen Vorsprünge, die auch durch eine gute, gewissermaßen durch den Pilzstiel bedingte, der Spanablaufrichtung entgegenstehende Abstützung gefordert wird.Due to the characteristic of claim 2, it is possible to have a large Provide a variety of projections of resistant configuration on the rake face. This solution is further improved by the characterizing part of claim 3. The protrusions thereby obtain a mushroom-like outline configuration, the mushroom hood of which the expiring Opposing chip. This shape requires a high level of wear resistance on the part of the individual Projections, which are also due to a good, to a certain extent due to the mushroom stem, the chip flow direction opposite support is required.

Durch die Erfindung mit ihren sämtlichen in den Merkmalen der AnsprUchs 3 bis 6 niedergelegten Varianten gewinnt der Erfindungsgegenstand das in den Kennzeichenmerkmalen des Anspruches 7 niedergelegte Gesamtaussehen.Through the invention with all of its features in the claims 3 to 6 laid down variants, the subject of the invention wins that in the identification features of claim 7 laid down overall appearance.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung einer Schneidecke eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schneideinsatzes.The object of the invention is based on the figures, for example explained. 1 shows an enlarged illustration of a cutting corner of a according to the invention designed cutting insert.

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine modifizierte Ausführungsform des Schneideinsatzes gemäß Fig. 1.Fig. 2 is a plan view of a modified embodiment of the cutting insert according to FIG. 1.

Fig. 3-5 Seitenansichten von Schneidkanten- und Spanflächenformen entsprechend Pfeil III in Fig.Fig. 3-5 side views of cutting edge and rake face shapes according to arrow III in Fig.

2, Fig. 6 ein Spanbildungs-Vergleichsdiagramm Mit 1 ist die Schneidspitze eines Schneideinsatzes aus Hartmetall oder einem Hartstoff bezeichnet, wie dieser für Schneidwerkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung eingesetzt wird. Insbesondere handelt es sich dabei um einen umsetzbaren Kopier-Schneideinsatz, mit mehreren derartigen Schneidspitzen 1. Die Spanflächen 2 des Schneideinsatzes sind mit einer Mehrzahl von im Abstand 3 nebeneinanderliegenden, herausstehenden Vorsprüngen 4 bzw. eingeformten Vertiefungen 5 versehen. 2, FIG. 6 is a chip formation comparison diagram. Numeral 1 is the cutting tip a cutting insert made of hard metal or a hard material, like this one is used for cutting tools in machining. In particular it is a convertible copy cutting insert, with several such Cutting tips 1. The rake faces 2 of the cutting insert have a plurality from at a distance 3 adjacent, protruding projections 4 or molded Wells 5 provided.

Die Vorsprünge 4 bzw. Vertiefungen 5 sind in mehreren zur Schneidkante 6 parallelen Reihen 7 aneinanderliegend oder nur geringfügig voneinander beabstandet angeordnet. Die Vertiefungen 5 bilden in ihrer Umrißform etwa halbkreisförmige, insbesondere nierenartige Ausmuldungen 8. Die Ausmuldungen 8 zweier benachbarter Reihen 7 stehen zueinander auf Lücke. Dadurch gewinnen die zwischen den Ausmuldungen 8 zweier benachbarter Reihen 7 verbleibenden Vorsprünge 4 eine etwa pilzartige, mit dem Pilzkopf 9 dem ab]aufenden Span entgegengesetzte Umrißform. Die LUcke ist mit -lO bezeichnet.The projections 4 or depressions 5 are in several to the cutting edge 6 parallel rows 7 adjacent to one another or only slightly from each other spaced apart. The recesses 5 form approximately semicircular in outline, in particular kidney-like depressions 8. The depressions 8 of two adjacent ones Rows 7 have a gap between them. This means that those between the troughs win 8 of two adjacent rows 7 remaining projections 4 an approximately mushroom-like, with the mushroom head 9 of the downward chip opposite contour shape. The gap is denoted by -10.

Die Längsachsen 14 der derselben Ausmuldungsreihe 7 zugeordneten Ausmuldungen 8 nehmen eine Parallellage zur zugeordneten Schneidkante 6 ein. Die Längsachsen 14 derselben Ausmuldungsreihe 7 liegen dabei in einer Linie.The longitudinal axes 14 of the depressions assigned to the same depressions row 7 8 assume a parallel position to the assigned cutting edge 6. The longitudinal axes 14 of the same series of bulges 7 lie in one line.

Die Ausmuldungen 8 einer Reihe 7 tangieren mit ihren Halbkreisenden 11 die Ausmuldungen 8 der benachbarten Reihe 7. Dadurch ist ein besonderer Engstand der Vorsprünge 4 gewährleistet. Die Konvexseite 12 der Ausmuldungsumrisse ist der Schneidkante 6 zugewandt. Durch die Erfindung erhalten die ausgemuldeten Spanflächenbereiche eine fischschuppenartige oder raspelhiebartige Ausbildung.The troughs 8 of a row 7 are tangent with their semicircle ends 11 the troughs 8 of the adjacent row 7. This is a particular crowding the projections 4 guaranteed. The convex side 12 of the hollow outline is the Facing cutting edge 6. The hollowed rake face areas are obtained by the invention a fish scale-like or rasping-like training.

Die Erfindung ist von besonderem Vorteil bei spitzwinklig (Winkel 13) zur Freifläche 15 stehender Spanfläche 2.The invention is of particular advantage in the case of acute angles (angle 13) to the flank 15 standing rake face 2.

In Fig. 6 ist das Spanbildungsverhalten eines gemäß DE-PS 23 57 180 ausgebildeten Schneideinsatzes dem Spanbildungsverhalten eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schneideinsatzes gegenübergestellt. Dabei wurde derselbe Werkstoff, nämlich C 45 W 3 zerspant. Zur Herstellung des Spanbildungs-Diagramms wurde jeweils bei beiden Vergleichs-Schneideinsätzen von einer konstanten Schnittiege ausgegangen, die in Fig. 6 als Ordinate aufgetragen ist. Die Vergleichsversuche fanden bei konstanten Schnittiefen zwischen 0,5 mm und 10 mm statt, genauer gesagt bei Schnittiefen von 0,5; 1,0; 1,2; 2,0; 2,4; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 und 10 mm. Bei gleicher Schnittiefe wurde jeweils mit den Vergleichs-Schneideinsätzen beginnend mit sehr geringen Vorschüben festgestellt, ab welchem und bis zu welchem Vorschub eine Spanbrechung stattfindet. Die bei einer derartigen Vorschubsteigerung gemessenen Vorschübe beginnender und endender Spanbrechung sind beim erfindungsgemäß ausgebildeten Schneideinsatz für jede der vorgenannten Schnittiefen jeweils durch einen Kreis und die entsprechenden Vorschübe bei einem gemäß dem Stand der Technik von DE-PS 23 57 180 ausgebildeten Schneideinsatz jeweils durch ein Kreuz kenntlich gemacht. Die den Vorschub bei beginnender sowie die den Vorschub bei endender Spanbrechung kennzeichnenden Kreise bzw. Kreuze sind jeweils durch eine im wesentlichen vertikal verlaufende durchgezogene bzw. gestrichelte Kurve miteinander verbunden. Der zwischen den beiden Vertikalbereichen dieser Kurven liegende Vorschubbereich ist jeweils der Bereich der Spanbrechung.6 shows the chip formation behavior of a device according to DE-PS 23 57 180 trained cutting insert the chip formation behavior of an inventively designed Contrasted cutting insert. The same material was used, namely C 45 W 3 machined. To produce the chip formation diagram, both Comparative cutting inserts assumed a constant cut, which in 6 is plotted as the ordinate. The comparison tests took place at constant Depths of cut between 0.5 mm and 10 mm take place, more precisely with depths of cut of 0.5; 1.0; 1.2; 2.0; 2.4; 3; 4; 5; 6; 7; 8th; 9 and 10 mm. With the same depth of cut was started with the comparative cutting inserts with very low feed rates determines from which and up to which feed rate chip breaking takes place. The feeds beginning and measured with such an increase in feed ending chip breaking are in the inventive cutting insert for each of the aforementioned depths of cut through a circle and the corresponding Feeds in a trained according to the prior art of DE-PS 23 57 180 Cutting insert each marked with a cross. The feed at the beginning as well the circles or crosses characterizing the feed rate at the end of chip breaking in each case by a solid or dashed line running essentially vertically Curve connected to each other. The one between the two vertical areas of these curves The lying feed area is the area of the chip breaking.

Das Spanbildungs-Vergleicsdiagramm gemäß Fig. 6 zeigt, daß insbesondere in den normalen Schnittiefenbereichen zwischen 1,0 und 7,0 mm Schnittiefe beim Erfindungsgegenstand die Spanbrechung bereits bei wesentlich geringerem Vorschub einsetzt als beim Schneideinsatz nach dem Stand der Technik gemäß DE-PS 23 57 180.The chip formation comparison diagram of FIG. 6 shows that in particular in the normal cutting depth ranges between 1.0 and 7.0 mm for the subject of the invention chip breaking starts at a much lower feed rate than with the cutting insert according to the state of the art according to DE-PS 23 57 180.

Derjenige Bereich, innerhalb dessen bei den normalen Schnittiefen erfindungsgemäß ausgebildete Schneideinsätze bereits bei einem geringeren Vorschub zu einer Spanbrechung führen als nach dem Stand der Technik gemäß DE-PS 23 57 180 ausgebildete Schneideinsätze ist schraffiert in Fig. 6 dargestellt.The area within which at normal cutting depths cutting inserts designed according to the invention even at a lower feed rate lead to chip breaking than in the prior art according to DE-PS 23 57 180 formed cutting inserts is shown hatched in FIG.

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Claims

Requirements Cutting insert made of hard metal or hard materials for cutting tools for machining, especially convertible copy cutting insert with several cutting tips that can be brought into the cutting position by moving, the rake face or rake faces with a plurality of juxtaposed, protruding ones at a distance Protrusions or molded depressions is provided, characterized in that that in the particular at an acute angle (angle 13) to the flank face (15) standing rake face (2) adjacent to one another at least in one row (7) parallel to the cutting edge (6) or only slightly spaced from one another in their outline shape, approximately semicircular, in particular kidney-shaped troughs (8) are formed.

2. Cutting insert according to claim 1, characterized in that a A plurality of rows of troughs (7) running parallel to one another are provided, wherein the troughs (8) of adjacent rows (7) stand on gaps (10) with respect to one another.

3. Cutting insert according to claim 1 or 2, characterized in that that the longitudinal axes (14) of the depressions assigned to the same row of depressions (7) (8) assume a parallel position to the assigned cutting edge (6).

4. Cutting insert according to one or more of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axes (14) of the same row of troughs (7) lie in a line.

5. Cutting insert according to one or more of the preceding claims characterized in that the troughs (8) of a row (7) with the Semicircle ends (11) their outline shape the troughs (8) of the adjacent row (7) in about the Tangent the center of their semicircular outline.

6. Cutting insert according to one or more of the preceding claims, characterized in that the convex side (12) of the trough outlines of the cutting edge (6) facing.

7. Cutting insert according to one or more of the preceding claims, characterized by a fish scale-like or rasping-like formation of the Areas of the rake faces (2) provided with several rows of recesses (7).