DE3105377C2

DE3105377C2 -

Info

Publication number: DE3105377C2
Application number: DE19813105377
Authority: DE
Inventors: Guenther Hertel; Karl Gustav 8500 Nuernberg De Hertel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-14
Filing date: 1981-02-14
Publication date: 1987-12-23
Also published as: DE3105377A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneideinsatz der im Oberbe griff 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 upper part handle 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 Schnei dengeometrie ist es wesentlich, dem ablaufenden Span einen Widerstand entgegenzusetzen, welcher in möglichst jeder Ablaufrichtung wirksam ist. Diese Forderung ergibt sich aus dem Bestreben, mit derselben Spanflächenform unter verschiedensten Zerspanungsbedingungen möglichst eine optimale Spanbildung zu erreichen. Die Zerspanungs bedingungen sind im wesentlichen bestimmt durch unterschied liche Werkstoffe, verschiedene Vorschübe, Schnittiefen, Einstellwinkel und unterschiedliche Kopierwege der Schneid ecke. Der dem Span entgegenzusetzende Widerstand soll möglicht so gestaltet sein, daß eine übermäßige Erwärmung der Kontaktzone der Spanfläche vermieden wird. Gleichzeitig behält der Span das höhere Temperaturniveau und kann somit leichter verformt werden.When optimizing the chip formation performance of a cutting The geometry is essential to the chip that is running out to oppose resistance, which in possible every process direction is effective. This demand results from the endeavor with the same rake face shape under various cutting conditions if possible to achieve optimal chip formation. The machining conditions are essentially determined by differences materials, various feeds, depths of cut, Setting angle and different copy paths of the cutting corner. The resistance to the chip should be possibly be designed so that excessive heating the contact zone of the rake face is avoided. At the same time the chip retains the higher temperature level and can thus be deformed more easily.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneidein satz der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er über einen breiten Schnittiefen- und Vorschubbereich, insbesondere auch bei kleinen Vorschüben, ein günstiges Spanbildungsverhalten, möglichst eine kurze Spanbrechung bietet.The invention has for its object a cutting train the type mentioned in such a way that over a wide depth of cut and feed range, an economical one, especially with small feeds Chip formation behavior, preferably a short chip break offers.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäß vielfache Änderung des Höhenniveaus der Spanfläche auf engem Raum wird eine ungleichmäßige 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. Damit wird gleichzeitig die angestrebte Spanbildungsleistung der Schneidengeometrie verbessert. This task is marked by the Claim 1 solved. Due to the multiple according to the invention Changing the height level of the rake face in a confined space becomes an uneven support of the running Spanes on many individual points, so not on one Total area reached. This results in an additional one Deformation of the material structure of the chip roughly at right angles to its direction. Through the normal chip flow the material grid is already significantly distorted. This lattice deformation can be supported by the Spanes only at many individual points according to the invention be significantly increased. With that, at the same time the desired chip formation performance of the cutting edge geometry 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. Durch die Vermeidung überhöhter Temperaturkontraste wird auch die thermische Belastung des Schneidkeils verringert, mit der Folge, daß die Werkzeugstandzeit verbessert wird.Due to the multiple change achieved according to the invention of the height level on the rake face becomes simultaneous a very uniform heat transfer of the friction energy achieved in the material of the cutting insert. By avoiding excessive temperature contrasts too reduces the thermal load on the cutting wedge, with the consequence that the tool life improves becomes.

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 5 noch verbessert. Die Vorsprünge erhalten dadurch eine pilzartige Umriß-Kon figuration, deren Pilzhaube dem ablaufenden Span entgegen steht. Diese Form bedingt eine hohe Verschleißfestigkeit der einzelnen Vorsprünge, die auch durch eine gute, gewissermaßen durch den Pilzstiel bedingte, der Spanablauf richtung entgegenstehende Abstützung gefördert wird.The characterizing part of claim 2 makes it possible to a large variety of protrusions more resistant To provide configuration on the rake face. This solution is further improved by the characterizing part of claim 5. This gives the projections a mushroom-like outline con figuration, whose mushroom hood counteracts the running chip stands. This shape requires high wear resistance of the individual protrusions, which can also be the chip flow, as it were due to the mushroom stem direction opposite support is promoted.

Durch die Erfindung mit ihren sämtlichen in den Unteran sprüchen niedergelegten Varianten gewinnt der Erfindungs gegenstand das in den Kennzeichenmerkmalen des Anspruches 6 niedergelegte Gesamtaussehen. By the invention with all of them in the Unteran The invention is won by variants laid down subject matter in the characterizing features of claim 6 overall appearance laid down.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigtThe object of the invention is based on the figures for example explained. It shows

Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung einer Schneidecke eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidein satzes; Fig. 1 is an enlarged view of a cutting corner of a cutting insert designed according to the invention;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine modifizierte Ausfüh rungsform des Schneideinsatzes gemäß Fig. 1; Fig. 2 is a plan view of a modified embodiment of the cutting insert shown in FIG. 1;

Fig. 3-5 Seitenansichten von Schneidkanten- und Span flächenformen entsprechend Pfeil III in Fig. 2, Fig. 3-5 are side views of knife-edge and rake face shape according to the arrow III in Fig. 2,

Fig. 6 ein Spanbildungs-Vergleichsdiagramm. Fig. 6 shows a clamping educational comparison chart.

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 Schneid einsatzes sind mit einer Mehrzahl von im Abstand 3 nebenein anderliegenden, herausstehenden Vorsprüngen 4 bzw. einge formten Vertiefungen 5 und dementsprechend zwischen ihnen herausstehenden Vorsprüngen 4 versehen. Die Vor sprünge 4 bzw. Vertiefungen 5 sind in mehreren zur Schneid kante 6 parallelen Reihen 7 aneinanderlie gend oder nur geringfügig voneinander beabstandet ange ordnet. Die Vertiefungen 5 bilden in ihrer Umrißform etwa halbkreisförmige, insbesondere nierenartige Aus muldungen 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 pilzarti ge, mit dem Pilzkopf 9 dem ablaufenden Span entgegenge setzte Umrißform. Die Lücke ist mit 10 bezeichnet.With 1 the cutting tip of a cutting insert made of hard metal or a hard material is referred to as this is used for cutting tools for machining. In particular, this is an implementable copy cutting insert with a plurality of such cutting tips 1 . The rake faces 2 of the cutting insert are provided with a plurality of spaced apart 3 , protruding protrusions 4 or recesses 5 and accordingly protruding projections 4 between them. Before the jumps 4 or depressions 5 are arranged in several parallel to the cutting edge 6 parallel rows 7 abutting or only slightly spaced apart. The recesses 5 form in their outline shape approximately semicircular, in particular kidney-shaped troughs 8th The troughs 8 of two adjacent rows 7 are spaced from one another. As a result, the projections 4 remaining between the troughs 8 of two adjacent rows 7 gain an approximately pilzarti ge, with the mushroom head 9 the outgoing chip opposed set shape. The gap is designated 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 troughs 8 assigned to the same trough row 7 assume a parallel position to the assigned cutting edge 6 . The longitudinal axes 14 of the same row of depressions 7 lie in a 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 Vor sprünge 4 gewährleistet. Die Konvexseite 12 der Ausmul dungsumrisse ist der Schneidkante 6 zugewandt. Durch die Erfindung erhalten die ausgemuldeten Spanflächenbe reiche eine fischschuppenartige oder raspelhiebartige Ausbildung. The troughs 8 of a row 7 affect with their semicircular ends 11 the troughs 8 of the adjacent row 7 . This ensures a special constriction of the jumps 4 before. The convex side 12 of the Ausmul training outline faces the cutting edge 6 . Through the invention, the hollowed out Spanflächenbe get a fish scale-like or rasp-like training.

Die Erfindung ist von besonderem Vorteil bei spitzwink lig (Winkel 13) zur Freifläche 15 stehender Spanfläche 2.The invention is particularly advantageous in the case of an acute angle (angle 13 ) to the free surface 15 of the rake surface 2 .

In Fig. 6 ist das Spanbildungsverhalten eines gemäß DE-PS 23 57 180 ausgebildeten Schneideinsatzes dem Spanbildungsverhalten eines erfindungsgemäß ausgebilde ten 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 kon stanten Schnittiefe ausgegangen, die in Fig. 6 als Ordinate aufgetragen ist. Die Vergleichsversuche fan den 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 Vorschü ben festgestellt, ab welchem und bis zu welchem Vor schub eine Spanbrechung stattfindet. Die bei einer derartigen Vorschubsteigerung gemessenen Vorschübe be ginnender und endender Spanbrechung sind beim erfin dungsgemäß 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 ge macht. Die den Vorschub bei beginnender sowie die den Vorschub bei endender Spanbrechung kennzeichnenden Kreise bzw. Kreuze sind jeweils durch eine im wesentli chen vertikal verlaufende durchgezogene bzw. gestri chelte Kurve miteinander verbunden. Der zwischen den beiden Vertikalbereichen dieser Kurven liegende Vor schubbereich ist jeweils der Bereich der Spanbrechung.In Fig. 6, the chip formation behavior of a cutting insert designed according to DE-PS 23 57 180 is compared to the chip forming behavior of a cutting insert designed according to the invention. The same material, namely C 45 W 3, was machined. In order to produce the chip formation diagram, a constant depth of cut was assumed for both comparison cutting inserts, which is plotted in FIG. 6 as the ordinate. The comparison tests took place at constant depths of cut between 0.5 mm and 10 mm, more precisely at depths of cut of 0.5; 1.0; 1.2; 2.0; 2.4; 3; 4; 5; 6; 7; 8th; 9 and 10 mm. At the same depth of cut, it was determined with the comparison cutting inserts, starting with very low feed rates, from which and up to which feed rate chip breaking occurs. The feeds measured at such a feed increase be beginning and ending chip breakage in the cutting insert designed according to the invention for each of the aforementioned depths of cut each by a circle and the corresponding feeds in a cutting insert designed according to the prior art from DE-PS 23 57 180 each by a Cross marked. The circles or crosses that characterize the feed at the beginning and the feed at the end of the chip break are each connected to one another by an essentially vertical, continuous or dashed curve. The shear range between the two vertical areas of these curves is the area of chip breakage.

Das Spanbildungs-Vergleichsdiagramm gemäß Fig. 6 zeigt, daß insbesondere in den normalen Schnittiefenbe reichen zwische 1,0 und 7,0 mm Schnittiefe beim Erfin dungsgegenstand die Spanbrechung bereits bei wesent lich geringerem Vorschub einsetzt als beim Schneidein satz nach dem Stand der Technik gemäß DE-PS 23 57 180. Derjenige Bereich, innerhalb dessen bei den normalen Schnittiefen erfindungsgemäß ausgebildete Schneidein sätze 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 chip formation comparison diagram according to FIG. 6 shows that in particular in the normal section depths between 1.0 and 7.0 mm depth of cut in the subject matter of the invention, the chip breakage starts at a much lower feed rate than in the cutting insert according to the prior art according to DE -PS 23 57 180. The area within which cutting inserts designed according to the invention at the normal cutting depths lead to chip breakage even at a lower feed rate than cutting inserts designed according to the prior art according to DE-PS 23 57 180 is hatched in FIG. 6 .

Claims

Characterized 1. A cutting insert of cemented carbide or hard materials for cutting tools for cutting machining, in particular metabolizable copy cutting insert having a plurality of interengageable by reacting in the cutting position the cutting tips, the clamping surface or clamping surfaces juxtaposed projecting projections or molded Vertie is provided levies with a plurality of spaced, characterized that in the spaces between the protrusions or into the clamping surface (2) at least in the cutting edge (6) parallel row (7) adjacent to each other or only slightly spaced from each other in their approximate outline shape of semi-circular, in particular kidney-like design hollowing (8) are formed, the longitudinal axes ( 14 ) of the recesses ( 8 ) assigned to the same row of recesses ( 7 ) assume a parallel position to the associated cutting edge ( 6 ).

2. Cutting insert according to claim 1, characterized in that a plurality of mutually parallel Ausmuldungsreihen ( 7 ) is provided, the Ausmul openings ( 8 ) of adjacent rows ( 7 ) to each other on gap ( 10 ).

3. 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.

4. Cutting insert according to one or more of the preceding claims, characterized in that the troughs ( 8 ) of a row ( 7 ) with the semicircular ends ( 11 ) of their outline, the troughs ( 8 ) of the adjacent row ( 7 ) approximately in the middle of their Tangent semicircle outline.

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

6. Cutting insert according to one or more of the preceding claims, characterized by a fish scale-like or rasp-like design of the areas of the rake faces ( 2 ) provided with a plurality of rows of recesses ( 7 ).

7. Cutting insert according to one or more of the preceding claims, characterized by an acute-angled wedge angle ( 13 ).